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Fertigungslehre - Erzeugung von Sinterpulver

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Fertigungslehre

Erzeugung von Sinterpulver

Wie wir bereits wissen, besteht das SinterPulver aus metallischen Bestandteilen und Zusätzen. Die Zusammensetzung variiert, je nach dem welche Eigenschaften das spätere Sinterteil besitzen soll. Hat man erfolgreich die Zusammensetzung des Pulvers definiert, so werden die einzelnen Bestandteile in eine industrielle Mischmaschine gefüllt und so lange gemischt, bis ein homogenes Pulver vorliegt.

Bis dahin muss mit einem der nachfolgend genannten Verfahren das Pulver entweder mechanisch oder physikalisch-chemisch hergestellt werden.

Mechanische Verfahren

Mahlverfahren

Bei diesem Verfahren werden Späne oder Drähte in einem Mahlwerk zu einem Pulver zerrieben. Die Form der Partikel des gewonnenen Pulvers wird dabei als flittrig bezeichnet.

Verdüsungsverfahren

Verdüsungsverfahren haben eine besondere Bedeutung bei der Herstellung von Sinterpulvern. Mit ihnen werden bis zu 40 % des weltweiten Bedarfs an Metallpulvern gedeckt.

Kleine Stücke einer Metallschmelze, versetzt mit Luft, Wasserdampf oder Wasser, werden über eine Venturidüse (ein glattwandiges Rohrstück mit einer Verengung des Querschnitts, siehe Abbildung) mit hohem Druck auf eine Prallplatte befördert und dabei zerstäubt.

Der Vorteil dieses Verfahrens besteht in der Steuerbarkeit von Form, Größe und Größenverteilung der Teilchen. In den meisten Fällen nutzt man dieses Verfahren zur Herstellung von Eisen-und Bronzepulver bis hin zu Pulvern für Schnellstähle und Superlegierungen. Die Form der Partikel des gewonnenen Pulvers wird als spratzig bezeichnet.

In der nächsten Abbildung siehst du das Prinzip des Verdüsungsverfahrens.

Schema Verdüsungsverfahren
Schema Verdüsungsverfahren

Physikalisch-chemische Verfahren

Reduktionsverfahren

Mit dem Reduktionsverfahren lassen sich Eisenpulver herstellen, die über direkte Reduktion aus Walzzunder (Oxidschicht, die beim Erhitzen und Walzen vom Stahl abplatzt) oder reinem Eisenerz gewonnen werden. Ein besonderes Verfahren unter den Reduktionsverfahren ist das Höganäs-Direktreduktionsverfahren. Hier wird hochreines Erz durch Einwirkung von Kohlenstoff in Eisenschwamm überführt und dabei reduziert. Das gewonnene Pulver weist eine schwammige Struktur auf.

Elektrolytisches Verfahren

Mit diesem Verfahren wird hauptsächlich Kupferpulver hergestellt. Hierbei wird Kupferblechschrott in einem Elektrolyt (meistens eine Kupfer-Sulfat-Lösung) zu einem Pulver umgewandelt. Bei der Elektrolyse sammelt sich Kupfer unter der Einwirkung des elektrischen Stroms an einer Anode, die aus Anodenkupfer besteht. Dabei stellt man die Stromdichte so ein, dass das Kupfer direkt als Pulver vorliegt. Danach wird das Pulver dem Elektrolyt entnommen, gewaschen, getrocknet und anschließend geglüht. Die Form der Partikel des gewonnenen Pulvers bezeichnet man als dendritisch (strauchartig).

Merke

Hier klicken zum AusklappenFrüher wurde dieses Verfahren auch zur Herstellung von Eisenpulver verwendet, jedoch haben industrielle und wirtschaftliche Entwicklungen dazu geführt, dass das Verfahren in diesem Bereich aufgegeben wurde.