Was ist Pulvermetallurgie? - Definition und Prozess

Was ist Pulvermetallurgie?

Pulvermetallurgie ist ein Begriff, der eine Vielzahl von Möglichkeiten umfasst, wie Materialien oder Komponenten aus Metallpulvern hergestellt werden. Dieses Verfahren kann die Notwendigkeit der Verwendung von Metallentfernungsverfahren vermeiden oder stark reduzieren, wodurch Ausbeuteverluste bei der Herstellung drastisch reduziert werden und häufig zu niedrigeren Kosten führen.

Die Pulvermetallurgie ist ein Umformverfahren, bei dem verdichtete Metallpulver bis knapp unter ihren Schmelzpunkt erhitzt werden. Obwohl das Verfahren seit mehr als 100 Jahren existiert, wurde es im letzten Vierteljahrhundert weithin als überlegene Methode zur Herstellung hochwertiger Teile für eine Vielzahl wichtiger Anwendungen anerkannt.

Dieser Erfolg ist unter anderem auf die Vorteile zurückzuführen, die das Verfahren gegenüber anderen Umformtechnologien wie Schmieden und Metallguss bietet, Vorteile beim Materialeinsatz, der Komplexität der Form und der Kontrolle der Form in der Nähe des Netzwerks Form. Diese wiederum tragen zur Nachhaltigkeit bei und machen die Pulvermetallurgie zu einer anerkannt grünen Technologie.

Pulvermetallurgischer Prozess

Diese Produktionstechnologien umfassen im Allgemeinen alle oder die meisten der folgenden Prozessschritte:

• Herstellung von Metallpulver
• Mischen und Mischen
• Verdichtung und Formgebung des Pulvers
• Sintern des Presslings zur Verbesserung der Integrität und Festigkeit

Manchmal wird dieser Prozess mit einigen sekundären Arbeitsgängen wie Kalibrieren, Prägen, Infiltrieren, Heißschmieden usw. durchgeführt.

1. Pulverherstellung

Nahezu alle Eisenpulver zur Herstellung von PM-Bauteilen werden entweder im Eisenschwammverfahren oder durch Wasserverdüsung hergestellt. Nichteisenmetallpulver, die für andere PM-Anwendungen verwendet werden, können durch eine Reihe von Verfahren hergestellt werden.

2. Mischen von Pulvern

Dies kann häufig die Einarbeitung von Legierungszusätzen in Form eines elementaren Pulvers oder die Einarbeitung eines Pressschmiermittels umfassen.

3. Formen des gemischten Pulvers zu einem Pressling

Der vorherrschende Konsolidierungsprozess umfasst das Einpressen eines starren Werkzeugsatzes, der eine Matrize, Stempel und möglicherweise Dorne oder Kernstäbe umfasst. Es gibt jedoch mehrere andere Konsolidierungsprozesse, die in Nischenanwendungen verwendet werden.

4. Sintern des Presslings zur Verbesserung der Integrität und Festigkeit

Bei diesem Prozessschritt wird das Material, meist unter Schutzatmosphäre, auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Hauptbestandteils erhitzt.

In manchen Fällen kann ein Nebenbestandteil bei Sintertemperatur eine flüssige Phase bilden; solche Fälle werden als Flüssigphasensintern bezeichnet. Die beim Festphasen- und Flüssigphasensintern beteiligten Mechanismen werden in einem späteren Abschnitt kurz diskutiert.

5. Sekundäre Operationen

Die Anwendung von Veredelungsprozessen auf das Sinterteil. In der Pulvermetallurgie werden solche Prozesse oft als „Nebenoperationen“ bezeichnet.

Vorteile des Pulvermetallurgieverfahrens

• Minimiert die Bearbeitung durch die Herstellung von Teilen mit oder nahezu Endabmessungen
• Minimiert Ausschussverluste, indem normalerweise mehr als 97 % des Rohmaterials im fertigen Teil verwendet werden
• Erlaubt eine Vielzahl von Legierungssystemen
• Erzeugt eine gute Oberflächenqualität
• Bietet Materialien, die wärmebehandelt werden können, um die Festigkeit oder Verschleißfestigkeit zu erhöhen
• Bietet kontrollierte Porosität für Selbstschmierung oder Filtration
• Erleichtert die Erstellung komplexer oder einzigartiger Formen, die mit anderen Metallbearbeitungsverfahren unpraktisch oder unmöglich wären
• Eignet sich für die Produktion von Bauteilen mit mittleren bis hohen Stückzahlen
• Bietet langfristige Leistungszuverlässigkeit in kritischen Anwendungen

Häufig gestellte Fragen.

Was versteht man unter Pulvermetallurgie?

Pulvermetallurgie ist ein Metallumformungsprozess, bei dem verdichtetes Metallpulver bis knapp unter seinen Schmelzpunkt erhitzt wird.

Was ist das Prinzip der Pulvermetallurgie?

Die Pulvermetallurgie ist ein hoch entwickeltes Verfahren zur Herstellung zuverlässiger netzförmiger Komponenten durch Mischen von elementaren oder vorlegierten Pulvern, Verdichten dieser Mischung in der Form und Sintern oder Erhitzen des gepressten Teils in einer kontrollierten Ofenatmosphäre, um die Partikel zu verbinden.

Wo wird Pulvermetallurgie eingesetzt?

Lager und verschiedene Getriebeteile sind Beispiele für pulvermetallurgische Anwendungen in Heimwerker-Elektrowerkzeugen und „weißer Ware“ im Haushalt. Metall-Graphit-Kohlebürsten werden auch in großem Umfang in Elektromotoren und Generatoren für Haushaltsgeräte, Automobile und Elektrowerkzeuge verwendet.

Was sind die Vorteile der Pulvermetallurgie?

Vorteile des Pulvermetallurgieverfahrens

• Minimiert die Bearbeitung, indem Teile mit oder nahe den Endabmessungen hergestellt werden.
• Minimiert Ausschussverluste, indem normalerweise mehr als 97 % des Ausgangsrohstoffs im fertigen Teil verwendet werden.
• Erlaubt eine Vielzahl von Legierungssystemen.
• Erzeugt eine gute Oberflächengüte.

Welche Pulver werden in der Pulvermetallurgie verwendet?

Metallpulver, die üblicherweise bei der Herstellung von Produkten verwendet werden:

• Aluminiumpulver.
• Wismutpulver.
• Cadmiumoxidpulver.
• Körniges Kupfer.
• Eisenpulver.
• Manganpulver.
• Nickelpulver.
• Rotes und schwarzes Kupferoxid.

Was ist Pulvermetallurgie in der Keramik?

Die grundlegende Pulvermetallurgie (PM)-Technik zur Herstellung von Keramik- und Metallteilen umfasst vier Schritte:Herstellen von Pulvern aus Metallen oder Keramiken, Mischen oder Mischen, Pressen oder Verfestigen und Sintern oder Brennen. Ein mechanisches Verfahren zur Herstellung von Pulvern aus keramischen Materialien ist das Mahlen, wodurch die Pulvergröße verfeinert wird.

Was ist der grundlegende Zweck des Pulverpressens?

Pulverpressen ist das Verdichten von Pulvern in eine geometrische Form. Das Pressen wird üblicherweise bei Raumtemperatur durchgeführt. Dadurch entsteht ein festes Teil, das Grünling genannt wird. Die Festigkeit dieses gepressten, ungesinterten Teils (Grünfestigkeit) ist abhängig von der Verträglichkeit, zur Erhöhung der Verträglichkeit können Bindemittel verwendet werden.

Wie wird Metallpulver hergestellt?

Das Metallerz wird zerkleinert und dann mit einem anderen Material, normalerweise Kohlenstoff, vermischt. Sobald die Mischung fertig ist, wird sie durch einen Ofen geleitet, um eine Reaktion auszulösen, die den Sauerstoff- und Kohlenstoffgehalt im Pulver senkt. Es erfordert Erz von relativ hoher Reinheit, um ein wünschenswertes Endprodukt zu erhalten.

Wie stark ist Metallpulver?

Pulvergeschmiedete Stähle können hohe Festigkeiten (UTS bis ca. 950 N/mm² wie geschmiedet und 2050 N/mm² wärmebehandelt; Streckgrenze bis ca. 650 N/mm² wie geschmiedet und 1760 N/mm² wärmebehandelt) mit höheren Werten liefern Grad an Duktilität (5-18 % Dehnung).

Wie unterscheidet sich die Pulvermetallurgie vom Gießen?

Bei der Pulvermetallurgie liegen alle Metalle in Pulverform vor. Beim Gießen wird das Metall über seinen Schmelzpunkt erhitzt und in eine Form gegossen und abkühlen gelassen. Das Teil wird dann für ein genaues Teil bearbeitet.

Ist Pulvermetallurgie eine additive Fertigung?

Pulvermetallurgie/Additive Fertigung Elementaranalyse von Metallpulvern und Metallteilen, die durch AM hergestellt werden. Ein fester Bestandteil der industriellen Produktentwicklung ist die Herstellung von Prototypen und Erstmustern, egal ob es sich bei dem Produkt um eine einfache Schraube oder das komplexe Bauteil eines Flugzeugs handelt.

Was ist der Nachteil der Pulvermetallurgie*?

Hohe Werkzeug- und Ausrüstungskosten. Dies ist insbesondere bei kleinen Produktionsmengen eine Einschränkung. Große oder komplex geformte Teile sind durch das PM-Verfahren schwierig herzustellen. Teile haben eine geringere Duktilität und Festigkeit als die durch Schmieden hergestellten.

Was sind die Nachteile der Pulvermetallurgie?

Grenzen der Pulvermetallurgie:

• Werkzeugkosten sind im Allgemeinen und können nur in der Massenproduktion gerechtfertigt sein.
• Rohmaterialkosten sind sehr hoch.
• Die mechanischen Eigenschaften der Teile sind im Vergleich zu gegossenen oder bearbeiteten Teilen von geringer Qualität.
• In einigen Fällen kann die Dichte verschiedener Teile des Endprodukts aufgrund ungleichmäßiger Kompression sehr hoch sein.

Was ist Pulverklassierung in der Pulvermetallurgie?

Zu den weichmagnetischen Pulvermetallurgiesorten gehören reines Eisen, Silizium-Eisen, Kobalt-Eisen und die in jüngerer Zeit entwickelten weichmagnetischen Verbundwerkstoffe, die auf einem einfachen Eisenpulver mit einem geeigneten Bindemittel-/Isolatorzusatz basieren, um die Eisenpulverpartikel nach dem Aushärten zu trennen Behandlung.

Warum wird gesintert?

Warum wird gesintert und warum ist es wichtig? Sintern wird durchgeführt, um einem Material Festigkeit und Integrität zu verleihen sowie die Porosität zu verringern und die elektrische Leitfähigkeit, Lichtdurchlässigkeit und Wärmeleitfähigkeit zu verbessern.

Was sind die vier Hauptschritte in der Pulvermetallurgie?

Der erste Schritt im gesamten Prozess der Pulvermetallurgie (PM) ist die Herstellung von Metallpulvern. Es gibt vier Hauptprozesse, die bei der Pulverherstellung verwendet werden:Festkörperreduktion, Zerstäubung, Elektrolyse und chemische.

Was ist Grünling in der Pulvermetallurgie?

Die Pulvermetallurgie (PM) befasst sich mit Produkten und Prozessen, die Rohstoffe in Form von Pulvern verwenden, die mit geeigneten Formen in die erforderliche Form und Größe gepresst werden. Diese kompaktierten Pulver werden „Green Compacts“ genannt.

Kann man Metallpulver schweißen?

Widerstandsbuckelschweißen. Buckelschweißen wird aufgrund der durch den Prozess erzeugten begrenzten Verformung häufig zum Schweißen von Pulvermetallteilen verwendet. Es kann sowohl Pulvermetallteile mit hohem Kohlenstoffgehalt als auch einsatzgehärtete Teile schweißen.

Wie nennt man Metallpulver?

Zu den Metallen, die in Pulverform gefunden werden können, gehören Aluminiumpulver, Nickelpulver, Eisenpulver und viele mehr.

Was sind die Merkmale der Pulvermetallurgie?

Eine grundlegende Eigenschaft der Pulvermetallurgie ist die Fähigkeit, Materialien in Pulverform zu kombinieren, die ansonsten nicht mischbar sind. Dieser einzigartige Vorteil ermöglicht die Herstellung von Reibungsmaterialien, in denen Kupfer und andere Metallpulver mit Festschmierstoffen, Oxiden und anderen Verbindungen kombiniert werden.