Press- und Sintertechniken sind für die Umwandlung von Metall-, Keramik- und intermetallischen Refraktärmetallverbindungen in brauchbare Produkte unerlässlich.
Zu diesen Verfahren gehören das drucklose Sintern, das heißisostatische Presssintern, das Heißpresssintern, das Gasdrucksintern und verschiedene Spezialverfahren.
Jedes Verfahren bietet einzigartige Vorteile und wird auf der Grundlage der Materialeigenschaften, des gewünschten Ergebnisses und der spezifischen Anwendungen ausgewählt.
Was sind die alternativen Press- und Sintertechniken? (Die 10 wichtigsten Methoden werden erklärt)
1. Druckloses Sintern
Beim drucklosen Sintern wird das Material ohne Druck gesintert.
Dadurch werden Schwankungen in der Dichte des Endprodukts vermieden.
Es eignet sich für keramische Pulverpresslinge, die durch Verfahren wie isostatisches Kaltpressen, Spritzgießen oder Schlickergießen hergestellt werden.
Zu den Heiztechniken für das drucklose Sintern gehören die konstante Aufheizrate (CRH), das ratengesteuerte Sintern (RCS) und das zweistufige Sintern (TSS).
Jedes Verfahren wirkt sich unterschiedlich auf das keramische Gefüge und die Korngröße aus.
2. Konventionelle Sinterung
Das konventionelle Sintern ist das einfachste Verfahren.
Dabei wird der vorbereitete Pulverpressling ohne äußeren Druck auf die richtige Temperatur erhitzt.
Diese Technik erfordert eine kontrollierte Atmosphäre für Sicherheit und optimale Ergebnisse.
Es kann mit Kasten- oder Rohröfen durchgeführt werden.
3. Hochtemperatursintern
Das Hochtemperatursintern ähnelt dem herkömmlichen Sintern, wird aber bei höheren Temperaturen durchgeführt.
Dieses Verfahren reduziert die Oberflächenoxidation und verbessert die Metall-Metall-Bindung.
Es verbessert die mechanischen Eigenschaften, verringert die Porosität und stärkt das Metall.
Allerdings neigen die bei hohen Temperaturen gesinterten Teile dazu, stärker zu schrumpfen als erwartet.
4. Heißisostatisches Presssintern (HIP)
Heißisostatisches Presssintern (HIP) ist eine Form des Drucksinterns.
Es nutzt hohe Temperaturen und isostatischen Druck, um eine gleichmäßige Verdichtung zu erreichen.
Dadurch werden die Verdichtung und die mechanischen Eigenschaften der Materialien verbessert.
5. Heißpresssintern
Beim Heißpresssintern wird während des Sintervorgangs ebenfalls Druck angewendet.
Es nutzt einachsigen Druck zur Verbesserung der Verdichtung und der mechanischen Eigenschaften.
6. Gasdruck-Sintern
Beim Gasdrucksintern wird Gasdruck verwendet, um die Verdampfung flüchtiger Bestandteile zu verhindern.
Mit dieser Methode wird die Integrität des Materials während des Sinterns wirksam aufrechterhalten.
7. Spezialisierte Sinterverfahren
Zu den spezialisierten Sinterverfahren gehört das Mikrowellensintern, bei dem Mikrowellenenergie zum Erhitzen und Sintern des Materials verwendet wird.
Beim druckunterstützten Sintern werden Druck und Wärme kombiniert, um die Verdichtung zu verbessern.
Selektives Lasersintern (SLS) und Elektronenstrahlsintern (EBS) sind additive Fertigungsverfahren, bei denen Energiestrahlen eingesetzt werden, um pulverförmige Materialien Schicht für Schicht zu sintern und so komplexe dreidimensionale Objekte zu erzeugen.
8. Funkenplasmasintern (SPS)
Beim Spark-Plasma-Sintern (SPS) werden Druck und ein elektrisches Feld eingesetzt, um die Dichte von keramischen und metallischen Pulverpresslingen zu erhöhen.
Es ermöglicht niedrigere Sintertemperaturen und kürzere Verarbeitungszeiten.
Trotz des Namens ist kein Plasma beteiligt, was zu alternativen Bezeichnungen wie Field Assisted Sintering Technique (FAST), Electric Field Assisted Sintering (EFAS) und Direct Current Sintering (DCS) führt.
9. Elektro-Sinter-Schmieden
Electro Sinter Forging ist eine stromunterstützte Sintertechnik, die zur Herstellung von Diamant-Metallmatrix-Verbundwerkstoffen eingesetzt wird.
Dieses vom Kondensatorentladungssintern abgeleitete Verfahren zeichnet sich durch eine niedrige Sinterzeit aus und wird für den Einsatz bei verschiedenen Metallen untersucht.
10. Vorteile der einzelnen Verfahren
Jedes dieser Verfahren ist auf bestimmte Materialeigenschaften und Anwendungen zugeschnitten.
Sie bieten verschiedene Vorteile in Bezug auf Verdichtung, mechanische Eigenschaften und Verarbeitungszeiten.
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