Das Pressen und Sintern, auch Press-Sintern genannt, ist ein herkömmliches pulvermetallurgisches Verfahren zur Herstellung von dichten keramischen Gegenständen mit den gewünschten Merkmalen und Materialeigenschaften.
Bei diesem Verfahren werden elementare oder legierte Pulver mit Schmiermitteln oder Zusatzstoffen gemischt, um eine homogene Mischung zu erhalten.
Diese Zusatzstoffe können die Bearbeitbarkeit, die Verschleißfestigkeit oder die Schmierfähigkeit des Endprodukts verbessern.
7 Schlüsselpunkte zum Verständnis des Prozesses
1. Zwei Hauptmethoden der Sinterung
Es gibt zwei Hauptmethoden des Sinterns: druckloses Sintern und Drucksintern.
Beim drucklosen Sintern wird das verdichtete Pulver ohne äußeren Druck bis unter seinen Schmelzpunkt erhitzt.
Beim Drucksintern werden mechanische Energie und Wärmeenergie zur Verdichtung der Produkte eingesetzt.
2. Arten des Drucksinterns
Die drei Hauptarten des Drucksinterns sind das heißisostatische Presssintern, das Heißpresssintern und das Gasdrucksintern.
3. Heißpresssintern
Das Heißpresssintern ist ein Verfahren, das sowohl Wärmeenergie als auch mechanische Energie zur Verdichtung der Produkte nutzt.
Je nach angewandtem Druck kann die Sintertemperatur niedriger sein als beim normalen Drucksintern.
Durch die zusätzliche Energie wird der Verdichtungsprozess beschleunigt, so dass in kürzerer Zeit und bei niedrigerer Temperatur vollständig dichte und feinkörnige Produkte hergestellt werden können.
Das Vakuum-Heißpresssintern kann den Prozess weiter verbessern, indem es die Sintertemperatur senkt und das Gas in den Mikroporen wirksam entfernt, wodurch der Verdichtungsprozess gefördert wird.
4. Stadien des Sinterprozesses
Während des Sinterprozesses durchläuft der Pulverpressling zwei Phasen.
In der ersten Stufe wird das verdichtete Pulver in ein schwaches und schlecht integriertes Übermaßteil mit der gewünschten Form umgewandelt.
In der zweiten Stufe wird das Bauteil gebrannt, um das Bindemittel auszutreiben und die verbleibenden Partikel miteinander zu verschmelzen, so dass ein vollfestes Teil entsteht.
5. Bedeutung des Sinterns in der Pulvermetallurgie
Beim Sintern in der Pulvermetallurgie wird ein verdichtetes Pulver erhitzt, um die Partikel zu verschmelzen, so dass ein härteres und festeres Teil entsteht.
Der Verdichtungsprozess allein reicht nicht aus, um ein fertiges Bauteil zu erhalten, daher ist das Sintern erforderlich.
Dies ist der letzte wichtige Schritt zur Herstellung eines zuverlässigen Pulvermetallteils.
6. Temperatur und Veränderungen während des Sinterns
Das Sintern erfolgt durch Erhitzen des verdichteten Pulvers bis unter seinen Schmelzpunkt.
Bei hohen Temperaturen erfahren die keramischen Pulver verschiedene Veränderungen, wie z. B. Kornwachstum und Umlagerung der Teilchen, wodurch die Poren zwischen den Pulverteilchen verschwinden.
Dies führt zu einem dichten keramischen Gegenstand mit verbesserten mechanischen und Hochtemperatureigenschaften sowie erhöhter elektrischer Leitfähigkeit, Transluzenz oder Wärmeleitfähigkeit.
7. Zusammenfassung des Pressens und Sinterns
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Pressen und Sintern ein pulvermetallurgisches Verfahren ist, bei dem Pulver mit Zusatzstoffen gemischt wird, um eine homogene Mischung zu erhalten.
Das verdichtete Pulver wird dann gesintert und in einen dichten keramischen Gegenstand mit den gewünschten Merkmalen und Materialeigenschaften verwandelt.
Durch das Sintern werden die Poren zwischen den Pulverteilchen beseitigt, so dass das Endprodukt fester und zuverlässiger ist.
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