Zu den alternativen Press- und Sintertechniken für intermetallische Verbindungen aus Metall, Keramik und Refraktärmetallen gehören das drucklose Sintern, das heißisostatische Presssintern, das Heißpresssintern, das Gasdrucksintern und verschiedene Spezialverfahren. Jedes Verfahren bietet einzigartige Vorteile und wird auf der Grundlage von Materialeigenschaften, gewünschten Ergebnissen und spezifischen Anwendungen ausgewählt.
Druckloses Sintern Beim drucklosen Sintern wird ohne Druck gesintert, wodurch Schwankungen in der Dichte des Endprodukts vermieden werden können. Diese Technik eignet sich für keramische Pulverpresslinge, die durch Verfahren wie kaltes isostatisches Pressen, Spritzguss oder Schlickerguss hergestellt werden. Zu den Heiztechniken für das drucklose Sintern gehören die konstante Aufheizrate (CRH), das ratengesteuerte Sintern (RCS) und das zweistufige Sintern (TSS), die sich jeweils unterschiedlich auf das keramische Mikrogefüge und die Korngröße auswirken.
Konventionelles Sintern ist das einfachste Verfahren, bei dem der vorbereitete Pulverpressling ohne äußeren Druck auf die richtige Temperatur erhitzt wird. Diese Technik erfordert eine kontrollierte Atmosphäre für Sicherheit und optimale Ergebnisse und kann in Kasten- oder Rohröfen durchgeführt werden.
Hochtemperatursintern ähnelt dem herkömmlichen Sintern, wird aber bei höheren Temperaturen durchgeführt. Dieses Verfahren reduziert die Oberflächenoxidation, verbessert die Metall-Metall-Verbindung, verbessert die mechanischen Eigenschaften, reduziert die Porosität und stärkt das Metall. Allerdings neigen die bei hohen Temperaturen gesinterten Teile dazu, stärker als erwartet zu schrumpfen.
Heißisostatisches Presssintern (HIP),HeißpresssinternundGasdrucksintern sind Formen des Drucksinterns, bei denen während des Sinterprozesses Druck ausgeübt wird, wodurch die Verdichtung und die mechanischen Eigenschaften der Materialien verbessert werden. Beim HIP-Verfahren werden hohe Temperaturen und isostatischer Druck eingesetzt, um eine gleichmäßige Verdichtung zu erreichen, während beim Heißpressen uniaxialer Druck angewandt wird und beim Gasdrucksintern Gasdruck verwendet wird, um die Verdampfung flüchtiger Bestandteile zu verhindern.
Spezialisierte Sinterverfahren umfassenMikrowellen-Sinternbei dem Mikrowellenenergie zum Erhitzen und Sintern des Materials verwendet wird, unddruckunterstütztes Sinternbei dem Druck und Wärme kombiniert werden, um die Verdichtung zu verbessern.Selektives Laser-Sintern (SLS) undElektronenstrahlsintern (EBS) sind additive Fertigungstechniken, bei denen Energiestrahlen eingesetzt werden, um pulverförmige Materialien Schicht für Schicht zu sintern und so komplexe dreidimensionale Objekte zu schaffen.
Spark Plasma Sintering (SPS) nutzt Druck und ein elektrisches Feld, um die Dichte von keramischen und metallischen Pulverpresslingen zu erhöhen, was niedrigere Sintertemperaturen und kürzere Verarbeitungszeiten ermöglicht. Trotz seines 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.
Elektro-Sinter-Schmieden 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.
Jedes dieser Verfahren ist auf die spezifischen Materialeigenschaften und Anwendungen zugeschnitten und bietet verschiedene Vorteile in Bezug auf Verdichtung, mechanische Eigenschaften und Verarbeitungszeiten.
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