Sintern ist eine Technologie zur Bearbeitung von Teilen, bei der Metallpulver gehärtet und bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts des Metalls gebacken wird, um „Formteile“ herzustellen. Dieses Verfahren wird Pulvermetallurgie genannt. Die gehärteten und geformten Teile werden als „gesinterte Metallteile“ oder „Sinterprodukte“ bezeichnet.
Wie läuft der Sinterprozess also ab?
Der Herstellungsprozess von Sinterprodukten läuft wie folgt ab:
1. Rohstoffe:
Zu den wichtigsten Rohstoffen für Sinterprodukte gehören Eisen, Kupfer, Aluminium, Titan, Nickel, Wolfram und Aluminiumoxid. Die meisten Rohstoffe können verwendet werden, sofern sie als Pulver vorliegen.
2. Mischen:
Durch die Zugabe von Nickel und Aluminiumoxid zu Eisen können Formteile mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden. Diese Metallpulver werden in einem Mischer gründlich vermengt.
3. Formpressen:
Das Metallpulver wird in die Form gefüllt und formgepresst. Es wird mit hohem Druck in vertikaler Richtung verdichtet, um Dichte und Festigkeit zu erhöhen. Das Formpressen durch Sintern wird häufig für komplexe Formen verwendet, ist jedoch durch die Struktur der Form begrenzt.
4. Sintern:
Die gepressten Teile befinden sich in einem „zerbrechlichen“ Zustand. Wie Kekse lassen sie sich leicht mit den Händen zerbrechen. Durch Erhitzen erhalten die Sinterprodukte ihre hohen mechanischen Eigenschaften. Sintern bedeutet „Backen und Verbinden“ und erfolgt in einem Sinterofen bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Metalls (800 bis 1300 °C). Der Sinterofen wird mit Schutzgas gefüllt, um eine Oxidation des Formteils zu verhindern. Die Pulverpartikel im gesinterten Formteil werden durch Schmelzen und Verbinden fester und bilden ein gesintertes Metallteil.
5. Maßhaltigkeit:
Die Maßgenauigkeit des Sinterprodukts wird verbessert, indem das gesinterte Metallteil in der Form erneut unter Druck gesintert wird.
6. Nachbearbeitung:
Um die Genauigkeit und Festigkeit weiter zu verbessern, werden bei Bedarf Bearbeitungen und Wärmebehandlungen durchgeführt. Da Sinterteile außerdem mithilfe hochpräziser Formen hergestellt werden, ist ihre Maßgenauigkeit hoch und die Metallteile müssen nach dem Formen nur geringfügig bearbeitet werden. Da durch Sintern hochpräzise Teile in großen Stückzahlen hergestellt werden können, wird das Verfahren zur Fertigung verschiedener mechanischer Komponenten wie Lager und Zahnräder, einschließlich Fahrzeugteilen, eingesetzt.
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Praktische Anwendung des Mischens in der Pulvermetallurgie
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