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Werkstofftechnik 2 - Herstellung von Formteilen

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Werkstofftechnik 2

Herstellung von Formteilen

Inhaltsverzeichnis

Die Formgebung eine metallischen Pulver schließt sich meistens direkt an die Pulverherstellung an. Aber auch schon zum Ende der Pulverherstellung wird Einfluss auf die Formgebung genommen. So wird die Pressbarkeit beeinflusst in dem man dem Pulver Gleitmittel zumischt, damit die Reibung zwischen Pulverteilchen und Formwand reduziert wird. 
Ist die Pulverherstellung abgeschlossen, folgt die Formgebung.

Merke

Da in vielen Betrieben das Pulver extern bezogen wird, beginnt die Pulvermetallurgie für diese mit der Formgebung. 

Je nach Anforderung an das Werkstück, wird das Pulver unterschiedlich modelliert. Möchte man ein Werkstück mit hoher Porosität erzeugen, so erfolgt die Formung drucklos. Dafür wird das Pulver in eine Sinterform geschüttet und ohne Verdichtung gesintert. Dieser Fall stellt jedoch eine Ausnahme dar. Bei beinahe jeder Formgebung von metallischen Pulver sind hohe Pressdrücke beteiligt. Aber auch hier lässt sich differenzieren zwischen einachsiger und mehrachsiger Pressung, sowie zwischen kalter und warmer Pressung. Am Ende erhält man einen Pulverpressling, welcher in Analogie zur Herstellung von Keramischen Bauteilen, auch oft als Grünling bezeichnet wird. Dieser Grünling ist aufgrund punktueller Verschweißungen formstabil, jedoch nicht druckstabil.

Weitere Verfahren zur Formgebung:

  • Strangpressen,
  • Schmieden,
  • Walzen.
Pulverpressen (einseitig)
Pulverpressen (einseitig)

Problembereich Druck

Das Problem beim Pressen ist, dass dieser Vorgang nicht willkürlich intensiviert werden kann. Überschreitet man einen bestimmten Druck, so führt dies zu unerwünschter erhöhter Pulververfestigung und Pulverreibung. Zudem steigt die Gefahr eines Werkzeugverschleißes. Die größte Gefahr ist jedoch, dass sich offene Poren mit stark komprimierten Gas verschließen und dann nach einer Entlastung expandieren uns somit einer höheren Verdichtung entgegenwirken. Ansätze, die diese Problem mit Pressen im Vakuum zu lösen versuchen, werden aufgrund der zu hohen Durchführungkosten nur seltenst verfolgt.

Dichteerhöhung
Dichteerhöhung

Beim einachsigen Pressen auftretende Problem lassen sich durch isostatisches Pressen weitestgehende reduzieren. Dazu füllt man das Pulver in eine Elastomerform und evakuiert anschließend [Siehe Skizze].

Isostatisches Pulverpressen
Isostatisches Pulverpressen

Anschließend erfolgt das eigentliche Pressen, indem der Pressdruck in nächsten Pressbehälter mit flüssiger Emulsion hydraulisch und mehrseitig aufgebracht wird. Dadurch verläuft der Pressvorgang gleichmäßiger und höhere Pressdichten können erzielt werden. Zudem kann auf Gleitmittel weitestgehend verzichtet werden.

Wichtig

Andere Ausprägungen, wie das Drucksintern, kombinieren den Pressvorgang mit dem Sintervorgang zu einem Verfahrensschritt mit jedoch nur mittelmäßigen Ergebnissen.