Pulvermetallurgie
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Die Pulvermetallurgie bezeichnet einen Zweig der Metallurgie, der sich mit der Werkstoffherstellung aus dem pulverförmigen Zustand beschäftigt. Die Fertigungsverfahren der Pulvermetallurgie sind gekennzeichnet durch die mechanische Verdichtung von Metallpulvern in Formwerkzeugen und anschließendes Sintern bei hohen Temperaturen zu Fertigteilen.
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[Bearbeiten] Geschichte
Die Geschichte der Pulvermetallurgie und des Sinterns von Metallen und Keramiken sind eng miteinander verbunden. Als Sintern bezeichnet man die Wärmebehandlung, wodurch Metall- oder Keramikteile aus Pulver hergestellt werden. Es ist bewiesen, dass bereits vor 1200 v.Ch. Gegenstände mit dieser Methode erzeugt wurden. Damals wurde das Pulver durch Reduktionsverfahren aus Schwammeisen händisch bzw. mechanisch gewonnen und anschließend gesintert oder geschmolzen.
[Bearbeiten] Herstellung
Die Fertigung pulvermetallurgischer Produkte umfasst im wesentlichen drei Teilbereiche.
[Bearbeiten] Metallpulver
Es werden Metallpulver reiner Metalle oder auch von Legierungen in Korngrößen unter 0,6 mm gebraucht. Die Art der Herstellung der Pulver hat starken Einfluss auf die Eigenschaften der Pulver, deshalb haben sich sehr viele verschiedene Verfahren entwickelt. Verwendet werden mechanische Verfahren, Reduktionsverfahren, elektrolytische Verfahren, das Karbonylverfahren, Schleuderverfahren, Verdüsungs- und andere Verfahren.
[Bearbeiten] Formgebung
Die Verdichtung des Pulvers zu Grünlingen erfolgt in Presswerkzeugen unter hohem Druck (zwischen 1 und 10 t je Quadratzentimeter). Weitere Verfahren sind Verdichten durch Vibration, das Schlickergießverfahren, Schüttverfahren und Verfahren mit Zusatz von Bindemitteln.
[Bearbeiten] Sintern
Bei der Wärmebehandlung, dem sogenannten Sintern werden die Pulverteilchen an ihren Berührungsflächen durch Diffusion der Metallatome in eine feste Verbindung gebracht. Die Sintertemperatur liegt bei einphasigen Pulvern zwischen 65 % und 80 % der Solidustemperatur. Bei mehrphasigen Pulvern wird dagegen allgemein in der Nähe oder oberhalb der Solidustemperatur der am niedrigst schmelzenden Phase gesintert. Die Zwischenräume offenporiger Werkstücke können nach dem Sintern auch durch Tauchen in einer Metallschmelze ausgefüllt werden.
Alle Sintermetalle sind in porös, wobei Dichtigkeiten bis 99 % erreichbar sind. Eine vollständige Verdichtung erfolgt in einigen Fällen durch Warmwalzen. Nach einer Kalibrierung weißen die Werkstück hohe Maßgenauigkeit und Oberflächengüte auf.
[Bearbeiten] Werkstücke
Die Verfahren werden für die Formteile- Hartmetallherstellung und das Pulverspritzgießen eingesetzt. Die Pulvermetallurgie kommt wegen der teuren Preßwerkzeuge nur bei großen Serien und nur bei kleinen, leichten Teilen zur Anwendung. Anwendungsgebiet ist zum Großteil die Automobilindustrie; typische Produkte sind z.B. (ölgetränkte) Lagerschalen und Lager, Motoren- und Getriebeformteile, Filter, Siebe und Dauermagnete.
