Was ist Pulvermetallurgie?
Pulvermetallurgie ist ein Begriff, der eine breite Palette von Möglichkeiten abdeckt, wie Materialien oder Komponenten aus Metallpulvern hergestellt werden. Dieser Prozess kann die Notwendigkeit, Metallentfernungsprozesse zu verwenden, vermeiden oder stark reduzieren, wodurch Ertragsverluste in der Herstellung drastisch reduziert werden und häufig zu niedrigeren Kosten führen.
Die Pulvermetallurgie ist ein Umformprozess, bei dem verdichtete Metallpulver bis knapp unter ihren Schmelzpunkt erhitzt werden. Obwohl es das Verfahren seit mehr als 100 Jahren gibt, wurde es im letzten Vierteljahrhundert weithin als überlegene Methode zur Herstellung hochwertiger Teile für eine Vielzahl wichtiger Anwendungen anerkannt.
Dieser Erfolg ist unter anderem auf die Vorteile zurückzuführen, die das Verfahren gegenüber anderen Umformtechnologien wie Schmieden und Metallguss bietet, Vorteile im Materialeinsatz, die Komplexität der Form und die Kontrolle der Form in der Nähe der Netzwerkform. Diese wiederum tragen zur Nachhaltigkeit bei und machen die Pulvermetallurgie zu einer anerkannten grünen Technologie.
Pulvermetallurgieprozess
Diese Produktionstechnologien umfassen im Allgemeinen alle oder die meisten der folgenden Prozessschritte:
- Herstellung von Metallpulver
- Mischen und Mischen
- Verdichten und Formen des Pulvers
- Sintern des Presslings zur Verbesserung der Integrität und Festigkeit
Manchmal wird dieser Prozess mit einigen sekundären Operationen wie Dimensionierung, Prägen, Infiltration, Warmschmieden usw. durchgeführt.
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Pulverherstellung
Nahezu alle Eisenpulver zur Herstellung von PM-Bauteilen werden entweder im Eisenschwamm-Verfahren oder durch Wasserzerstäubung hergestellt. Nichteisenmetallpulver, die für andere PM-Anwendungen verwendet werden, können durch eine Reihe von Prozessen hergestellt werden.
Mischen von Pulvern
Dies kann häufig die Einarbeitung von Legierungsadditiven in Form eines elementaren Pulvers oder die Einarbeitung eines Pressenschmiermittels umfassen.
Formen des gemischten Pulvers zu einem kompakten
Der dominierende Konsolidierungsprozess beinhaltet das Einpressen eines starren Werkzeugsatzes, der eine Matrize, Stempel und möglicherweise Dorne oder Kernstäbe enthält. Es gibt jedoch mehrere andere Konsolidierungsprozesse, die in Nischenanwendungen verwendet werden.
Sintern des Presslings zur Verbesserung der Integrität und Festigkeit
Dieser Prozessschritt beinhaltet das Erhitzen des Materials, normalerweise in einer Schutzatmosphäre, auf eine Temperatur, die unter dem Schmelzpunkt des Hauptbestandteils liegt.
In einigen Fällen kann ein Nebenbestandteil bei Sintertemperatur eine flüssige Phase bilden; solche Fälle werden als Flüssigphasensintern bezeichnet. Die Mechanismen der Festphasen- und Flüssigphasensinterung werden in einem späteren Abschnitt kurz erläutert.
Sekundäroperationen
Die Anwendung von Veredelungsprozessen auf das Sinterteil. In der Pulvermetallurgie werden solche Prozesse oft als „sekundäre Operationen“ bezeichnet.
Vorteile des Pulvermetallurgieprozesses
- Minimiert die Bearbeitung durch Herstellung von Teilen mit oder nahe den Endabmessungen
- Minimiert Ausschussverluste, indem typischerweise mehr als 97% des Rohmaterials im fertigen Teil verwendet werden
- Ermöglicht eine Vielzahl von Legierungssystemen
- Erzeugt eine gute Oberflächenqualität
- Bietet Materialien, die wärmebehandelt werden können, um die festigkeit oder tragen widerstand
- Bietet gesteuert porosität für selbst-schmierung oder filtration
- Erleichtert die schaffung von komplexen oder einzigartige formen, die würde unpraktisch oder unmöglich mit anderen metallbearbeitung prozesse
- Ist geeignet für die produktion von medium zu hohe volumen komponenten
- Bietet langfristige leistung zuverlässigkeit in kritischen anwendungen