Was ist Pulvermetallurgie?

Was ist Pulvermetallurgie?
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22.05.2012 | Der Begriff "Pulvermetallurgie" umfasst die Erzeugung metallischer (Feinst-) Pulver sowie die mechanische Verdichtung dieser Pulver in Formwerkzeugen mit anschliessender Sinterung bei hohen Temperaturen zu Fertigteilen.

Beim konventionellen Sinterverfahren werden aus den verschiedenen Pulvern, z.B. Kupfer, Zinn, Eisen, Wolfram, Wolframcarbid oder Mischungen aus Legierungen verschiedenster Zusammensetzung (z.B. Chrom-/Nickel-), Formteile über einen vertikal Pressvorgang mit anschliessender Sinterung unter Schutzgas oder im Vakuum gefertigt. Dabei kann heute ein bestimmter Porositätsgrad der Teile bis zu theoretisch dichten Körpern erreicht werden.

Vorteile der PM-Verfahren

Der Vorteil pulvermetallurgisch erzeugter Teile gegenüber z.B. gegossenen oder geschmiedeten Produkten liegt vor allem darin, dass die PM-Teile in vielen Fällen ohne eine mechanische Nachbearbeitung in hohen Stückzahlen auch bei komplexer Geometrie hergestellt werden können.

Durch die Einsparung verschiedener kostenintensiver Fertigungsschritte führt die PM-Technik zu Teilen mit engen Masstoleranzen und im Vergleich zu anderen Herstellungsarten zu einer erheblich kostengünstigeren Fertigung. Kosteneinsparungen gegenüber der spanenden Fertigung von bis zu 70% sind keine Seltenheit.

PM: Pulvermetallurgie

Sintern

Die Sinterfertigung ist ein pulvermetallurgisches Formgebungsverfahren, das in mehreren Arbeitsgängen abläuft. In der Arbeitsfolge legt jeder Verfahrensschritt bestimmte Werkstoffeigenschaften fest und ist vom Ergebnis des vorausgegangenen abhängig.
  • Keine zusätzliche Bearbeitung
  • Hohe Genauigkeit bei grossen Stückzahlen
  • Gewichtseinsparung von 10 - 15 % gegenüber Vollmaterial
  • Ausnützung der Porosität für die Selbstschmierung
  • Grosse Auswahl an Werkstoffen
  • Keine Bearbeitungsabfälle 


1. Schritt - Mischen

Das Mischen der Metallpulver zusammen mit weiteren Legierungselementen sorgt für eine gleichmässige Verteilung der einzelnen Stoffe. So können die gewünschten Werkstoffeigenschaften "eingestellt" und Reibungskräfte beim Pressen verringert werden. Dabei steht dem Pulvermetallurgen im Vergleich zu anderen Formgebungsverfahren eine Vielzahl von Legierungskombinationen zur Verfügung.
 

2. Schritt - Pulverpressen

Das Pulverpressen bietet eine grosse Freiheit der Formgebung in radialer Richtung. Das gemischte Metallpulver wird dabei mit Hilfe eines Füllschuhs in die (kalte) Kavität eines Presswerkzeugs eingefüllt. Beim anschliessenden Pressvorgang wird das Pulver innerhalb der Kavität durch die gegeneinanderlaufende Bewegung der vertikalen Pressstempel (Ober- und Unterstempel) verdichtet. Anschliessend wird das gepresste Teil aus der Kavität herausgestossen und neues Pulver eingefüllt.

Das so gepresste Teil hat bereits die annähernd endgültige Form ("near net shape"), jedoch noch nicht die erforderliche Festigkeit. Es wird als "Grünteil oder Grünling" bezeichnet. Wird das Grünteil durch "Warmpressen" erzeugt, so ist sogar vor dem Sintern eine mechanische Bearbeitung des Grünteils möglich. Beim Pressvorgang entstehen fast keine Abfälle, da genau so viel Pulver verwendet wird, wie zur Formgebung des Bauteils benötigt wird. Dies spart Kosten im Vergleich zu anderen Formgebungsverfahren.
 

3. Schritt - Sintern

Während des anschliessenden Sinterns unterhalb des Schmelzpunktes der Legierungselemente schmilzt das Grünteil nicht, sondern es werden die Pulverpartikel durch Diffusion verbunden und die mechanischen Eigenschaften des Bauteils entscheidend beeinflusst. Im direkten Anschluss an das Sintern kann auch eine Härtung "aus der Sinterhitze" heraus erfolgen.
 

4. Schritt - Kalibrieren und Prägen

Kalibrieren und Prägen wird sowohl die Massgenauigkeit als auch die Dichte erhöht und die Oberflächenrauhigkeit des Sinterteils verbessert. Auch eine anschliessende Wärmebehandlung zur Steigerung der Härte ist möglich. Aufwändige Nachbearbeitung, die bei anderen Formgebungsverfahren häufig notwendig wird, entfällt in der Pulvermetallurgie weitestgehend.
 

5. Schritt - Schmierstofftränkung

Nach dem Kalibrieren werden die Lager unter Vakuum mit Schmierstoff getränkt. Je nach Anwendung, Belastung, Temperaturen oder Drehzahlen werden die entsprechenden Schmiermittel gewählt.

 
Informationen:
GGT Gleit-Technik AG
Postfach 164
Meierskappelstrasse 3
CH-6403 Küssnacht am Rigi

info@gleitlager.ch
www.gleitlager.ch

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