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                                           Phasen

 

 

 

 

VERDICHTUNG

 

 

PRINZIPIEN UND VORRICHTUNGEN

Der Verdichtungsvorgang erfolgt in drei Phasen:

 

1. Phase: Füllung

Der aus einer Metallpulvermischung, Zusätzen und Schmiermitteln bestehende Rohstoff wird über eine Schwerkraftbeschickungsvorrichtung dem Matrizenvorrichtungshohlraum, der von der Matrize, dem Dorn und dem Stempel gebildet wird, zugeführt. Die Pulvermischung besitzt eine Scheindichte in einer Größenordnung, die 2,3 mal niedriger ist als die Enddichte des zu verdichtenden Teiles.

2. Phase: Pressen

Das in der Vorrichtung enthaltene Pulvervolumen wird durch relative axiale Verschiebung des Stempels verdichtet. Die Dichteerhöhung des verdichteten Werkstoffes mit wachsendem Axialdruck entspricht der sogenannten Verdichtbarkeitskurve (Abb.1). Um die Zuverlässigkeit der Vorrichtung über einen langen Zeitraum zu gewähren, beträgt der zulässige Betriebsdruck zwischen 500 und 700 MPa, jeweils in Abhängigkeit der Robustheit der Konstruktion.

 

Dank der Technologie des Warmpressens kann im Pressling eine Dichteerhöhung von 0,1 / 0,2 g/cm3 im Vergleich zur Dichte, die bei gleichem Druck beim Kaltpressen erreicht wird, erzielt werden.

3. Phase: Freilegen

Der Pressling wird durch relative Bewegungen der Stempel zueinander sowie zwischen Matrize und Kern herausgezogen, wobei aufgrund der elastischen Restausdehnung der Einheit Teil-Vorrichtung hohe Reibbeanspruchungen zwischen dem verpressten Teil und den Vorrichtungsseitenwänden überwunden werden müssen. Eine Einrichtung, die normalerweise an die Beschickungsanlage angekoppelt ist, sorgt für das Aufspannen des Teiles nach dessen Freilegung von der Matrize und führt es weiter, um sodann mit der nächsten Füllphase zu beginnen.

 

 

SINTERN

 

Während der Sinterung werden die Presslinge bei kontrollierter Temperatur und Atmosphäre auf einen thermischen Zyklus beansprucht. Im Verlauf dieses Prozesses verschweißen die Pulvergranulate aufgrund atomarer Diffusion zwischen den Metallteilchen, wodurch die Basis der mechanischen und physischen Eigenschaften der gesinterten Teile erlangt wird.

 

 

SINTERUNGSPROZESS

Der Sinterunsprozess besteht aus drei verschiedenen Phasen:

 

1. Aufwärmen

In dieser ersten Phase werden die Teile bis auf eine bestimmte Temperatur erwärmt, um das Schmiermittel, das für den Verdichtungsprozess erforderlich war, zu entfernen und eine gleichmäßige Temperatur im ganzen Teil zu erreichen.

 

2. Sintern

Das Sintern wird in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt, mit einem Temperaturzyklus, dessen Maximum (die sogenannte Sinterungstemperatur) unterhalb des Schmelzpunktes des Werkstoffes liegt und normalerweise 1120ºC beträgt.

Für einige spezielle Werkstoffe und für außergewöhnliche Anwendungsfälle kann auch mit höheren Temperaturen gesintert werden.

Indem die Sinteratmosphäre an den Werkstoff angepasst wird, kann in einer ersten Phase die Zunderschicht, welche die Metallteilchen möglicherweise bedeckt, reduziert werden. Dadurch wird der Werkstoff vorbereitet, damit bei Erreichen der Sinterungstemperatur die Schweißverbindungen geformt werden können.

 

3. Abkühlen

In Abhämgigkeit vom Typ des Ofens und dem zu sinternden Material existieren zwei Möglickeiten:

Standard: Dies ist eine langsame Abkühlung, mit dem Ziel, dass die Verzunderung der Teile vermieden wird wenn diese den Ofen verlassen und mit der Atmosphäre der Umgebung in Kontakt treten.

Schnelle Abkühlung: Einige Öfen besitzen eine Schnellabkühlungsvorrichtung mittles Konvektion. Durch eine solche Abkühlung und bei Verwendung der geeigneten Werkstoffe entstehen bainitische oder martensitische Strukturen. Ziel ist es, hohe mechanische und physische Eigenschaften ohne weitere Wärmebehandlungen zu erreichen.

 

 

SINTERÖFEN

In AMES verfügen wir über zwei verschiedene Ofentypen: Förderbandöfen und Hubbalkenöfen.
Unsere Öfen sind mit einem TPC-System zur Kontrolle der Temperatur, Atmosphäre und Sinterzeit ausgestattet und arbeiten mit den modernsten verfügbaren Technologien.

 

 

 

ZUSÄTZLICHE BEARBEITUNGEN UND BEHANDLUNGEN

 

KALIBRIEREN

-         Erhöht die Dichte
    Erhöht die Präzision
    Verbessert die Rauhigkeit

 

Es wird Kaltverformung beim Werkstoff verursacht, die zu einer erhöhten Oberflächenhärte führt. Bei einer Verdichtung größer als 10% ist ein erneutes Sintern nötig.

 

Folgende Werte können erreicht werden:

    Dichte 7,2 – 7,4 g/cm3
    Präzision IT-6 / IT-8
    Rauhigkeit 0,8 - 2,4 µm Ra

 

ZUSAMMENBAU

- 

    Erlaubt den Einbau weiterer Werkstoffe
    Es sind Formen herstellbar, welche durch Pressen alleine nicht realisierbar sind.

 

Im Allgemeinen sind beim Sintern alle konventionellen Zusammenbauverfahren anwendbar, obwohl dafür eine tiefe Kenntnis der eigentümlichen Merkmale des Sinterns, wie seine Porosität, Gefüge und Zusammensetzung, erforderlich ist, um diese Bearbeitungs- bzw. Behandlungsvorgänge erfolgreich durchzuführen.

 

Anwendbare Verfahren:
    Schweißen
    Sinter-brazing (Hartlöten)
    Sinter-bonding (Schweißen)
    Klebstoffverbindungen
    Zusammenpressen
    Nieten
    Überspritzung mit Aluminium
    Überspritzung mit Kunststoff

 

ZERSPANUNG

-  

    Erhöht die Genauigkeit
    Es sind Formen herstellbar, die durch Pressen alleine nicht realisierbar sind.

Mit dem gesinterten Werkstoff werden die gleichen Genauigkeiten erzielt wie mit einem Massivwerkstoff, es müssen jedoch die Schnittbedingungen angepasst werden.

 

Durchführbare Zerspanungsvorgänge:
    Drehen
    Fräsen
    Bohren
    Gewindeschneiden
    Schleifen
    Läppen

 

 

IMPRÄGNIERUNG

-  

    Es wird Selbstschmierung erreicht.
    Es wird eine Dichtheit erreicht.

Die Ölimprägnierung füllt bis zu 90% des Volumens der vernetzten Porosität des Teiles aus.
Mit Kunststoff kann eine Dichtheit von bis zu 25 bar (T<150ºC) und mit Kupfer von bis zu 300 bar (T<1000ºC) erreicht werden.
Die Imprägnierung mit Kunststoff bzw. Kupfer (Infiltrierung) ist vor dem Auftragen der galvanischen Überzüge erforderlich.

Anwendbare Verfahren:
    Imprägnierung mit Ölen und anderen Schmierstoffen
    Imprägnierung mit Kunstharzen
    Imprägnierung mit Kupfer

 

 

WÄRMEBEHANDLUNGEN

-  

Verbessern die mechanischen Werkstoffeigenschaften

Aufgrund der Porosität erfolgt beim gesinterten Werkstoff die Diffusion des Kohlenstoffes und Stickstoffes mit höherer Geschwindigkeit als bei Massivwerkstoffen.

Anwendbare Behandlungen:
    Zementieren
    Karbonitrieren
    Nitrokarbonitrieren
    Nitrieren
    Induktionshärten
    Dampfbehandlung
    Glühen
    Alterung

 

 

OBERFLÄCHENBEHANDLUNGEN

-  

Verbessern die Korrosionsbeständigkeit
Verbessern den Reibungsbeiwert
Entfernen Grate und reinigen das Teil

Entgrat- und Reinigungsverfahren:
    Trowalisieren
    Stahlstrahlen
    Bürsten
    Sandstrahlen
    Elektrolytisches Entgraten
    Ultraschall-Reinigung

Beschichtungen und Überzüge:
    Verzinken
    Verkupfern
    Verchromen
    Vernickeln
    Chemisches Vernickeln
    Phosphatieren
    Dacromet®
    Deltatone®
    Epoxidüberzug
    PTFE
    MoS2

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