Welche Legierungstechniken gibt es? Beschreibe sie
Mischlegiertes Pulver
Lose zusammengemischt
aus mindestens 2 Metallkomponenten
Anlegiertes Pulver (diffusionslegierte Pulver)
Hohe Mischungsgüte
wird geglüht -> durch Heterodiffusionsprozesse Bildung einer dünnen Diffusionsschicht
Fertiglegiertes Pulver (vorlegiert)
Pulver aus verdüsten Schmelzen, die bereits homogen vorliegen
Jedes Teilchen hat die Legierungszusammensetzung des fertigen Sinterwerkstoffes
-> höchste Prozesskräfte zur Verdichtung notwendig durch die kugelige Form
Wie verändert sich Zugfestigkeit und Bruchdehnung in Abhängigkeit von Dichte und Nickelgehalt?
Eisen-Nickel-Sinterlegierungen:
1) ohne Nickel
2) mit 2,5 Masse-% Nickel
3) mit 5 Masse-% Nickel
-> Zugfestigkeit erhöht sich mit steigender Sinterdichte und steigenden Nickelanteil
-> Bruchdehnung erhöht sich mit steigender Sinterdichte und sinkenden Nickelanteil
Welche Axialpressverfahren gibt es?
Einseitiges Pressen
Zweiseitiges Pressen
Schwebende Matrize
Abziehverfahren
Wie sind
Einseitges Pressen
beim Axialpressverfahren aufgebaut?
ungleichmäßige Dichteverteilung
nur für flache Teile
überwiegend homogene Verdichtung
Teile bis ca. 80mm Höhe
fast homogene Verdichtung
fester Unterstempel, bewegliche Matrize und Oberstempel
fester Unterstempel, bewegliche (gezogene) Matrize
homogene Verdichtung
am häufigsten eingesetztes Verfahren
Definiere “Sintern”
Prozess, durch den ein Haufwerk von Teilchen (gepresst oder lediglich in einem Behälter eingeschlossen) unter Einfluss erhöhter Temperatur zu einem zusammenhängenden Körper verbindet, ohne dass dabei alle Komponenten aufschmelzen
Wie lautet das Grundprinzip des Sinterns
Annäherung der Mittelpunkte der Teilchen durch Diffusionsprozesse -> Dichte steigt -> Porenstruktur ändert sich -> Körper verkleinert sich durch Schwindung. Endstadium ist erreicht, wenn nur noch geschlossene Poren vorliegen
Inwiefern beeinflussen flüssige Phasenanteile das Sintern?
Flüssige Phasenanteile haben eine sinterbeschleunigende und porenfüllende Wirkung, jedoch auch mehr Sinterschwindung. Entsteht durch Schmelzen einer Komponente.
-> Legierung ohne flüssige Phase: Langsame Homogenisierung, niedrige Temperatur, lange Sinterzeit
-> Flüssigphasensintern: Schnelle Homogenisierung, hohe Temperatur, kurze Sinterzeit
Wie können Sinterteilchen nachbehandelt werden?
Kalibrieren
-> Verbesserung der Maßgenauigkeit
-> Festigkeitssteigerung
Tränken
-> Schmiermittel
-> Rostschutzmittel
Was ist Sinterschmieden?
Welche Eigenschaften haben die hergestellten Teile?
Sinterschmieden vereint die Vorteile der Pulvermetallurgie mit den guten mechanischen Eigenschaften geschmiedeter Bauteile.
Eigenschaften: keine Anisotropie, gratloses Schmieden, genaue Kontrolle der Werkstückmasse
Beispiel: Pleuel, Zahnräder
Wie läuft das “Pulverspritzgießen” ab?
Gemisch aus feinem Metallpulver und Bindemittel (Thermoplast, ca. 30-Vol-%) wird mit einer Spritzgießeinheit in eine Form gepresst -> Binder muss nach der Formgebung ausgetrieben werden. Hohe Bindeanteile verbessern Spritzbarkeit, aber aufwendigere Entbindung. Produktiv und präzise.
Beispiele: Umlenkgetriebe für elektrische Zahnbürsten, Sicherheitsschlösser
Welche Werkstoffe werden für das Pulverspritzgießen verwendet?
Eisen, Stähle: endformnahe Formgebung (Zahnräder, Funktionsteile)
Aluminium- und Titanlegierungen: Umformbarkeit (geringe Dichte und hohe Festigkeit)
Hartmetalle (Verbundwerkstoffe aus metallischen Hartstoffen und Bindemitteln wie Karbiden oder Nitriden): Schneidmetalle und hochbelastbare Umformwerkzeuge
Was sind Gestaltungsrichtlinien für das Pulverspritzgießen?
Durch den Pressvorgang eingeschränkt:
Verhältnis Höhe/Durchmesser kleiner als 2,5 ( < 2,5) -> Schlankheitsgrad
Vermeidung scharfer Kanten und spitzer Winkel
Hinterschneidungen nicht möglich
Möglichst wenige verschiedene Durchmesser und Längen
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