Was ist Pulvermetallurgie?

Pulvermetallurgie ist ein Prozess, bei dem Pulver in einen festen Gegenstand umgewandelt wird. Normalerweise ist das Pulver eine Art Metall, wie Eisen, und der herzustellende Gegenstand wird normalerweise mit einer Matrize oder einem Guss geformt. Um Metallgegenstände durch Pulvermetallurgie zu formen und herzustellen, sind extrem hohe Drücke und hohe Temperaturen erforderlich. Sintern, Erhitzen und Metallspritzgießen werden in der Pulvermetallurgie häufig eingesetzt.

Der erste Schritt in der Pulvermetallurgie ist die Umwandlung des Rohmaterials in eine Pulverform. Zerkleinern, Mahlen und chemische Reaktionen sind übliche Methoden zur Herstellung von Pulver. Die Zerstäubung ist eine Technik, bei der das Material zu einer geschmolzenen Flüssigkeit geschmolzen und mit hoher Geschwindigkeit durch eine kleine Düse oder ein Rohr gedrückt wird. Dies bewirkt, dass sich die Flüssigkeit beim Austritt aus der Röhre in einzelne Tröpfchen trennt. Die Tröpfchen werden gesammelt und aushärten gelassen, was zu feinen korngroßen Teilchen führt.

Sobald das Pulver hergestellt ist, wird es in einer Düse mit hohem Druck verdichtet. Normalerweise wird das Pulver in die Düse gegossen und eine Pressplatte wird abgesenkt, um sie zu komprimieren. Das resultierende Objekt wird aus dem Würfel ausgeworfen. Typischerweise liegt der Druck im Bereich von 80 bis 1.000 psi.

Ein anderes Verfahren zum Komprimieren des Pulvers wird als isostatisches Pulverkompaktieren bezeichnet. Diese Technik verwendet eine flexible Form, die sich in einer Druckform befindet. Das Pulver wird in die flexible Form gegeben, während eine Maschine der Druckform unter Druck stehende Flüssigkeit oder Gas zuführt. Der Druck reicht von 15.000 psi bis 40.000 psi. Bei dieser Methode werden keine Schmiermittel benötigt, wenn das Pulver verdichtet wird, bei der Standard-Gesenkverdichtung jedoch. Anschließend wird das Objekt durch Sintern verfestigt.

Sintern ist ein Erhitzungsprozess, der einzelne Metallpulverpartikel miteinander verbindet. Sie findet üblicherweise in einem Sinterofen statt, in dem die Temperatur knapp unter dem Schmelzpunkt des Metalls eingestellt wird. Dieses Verfahren wird üblicherweise bei der Herstellung von Keramik verwendet. Das Verfahren wurde 1906 von AG Bloxam patentiert, aber es gibt Hinweise darauf, dass das Verschmelzen von Metallpulvern zu festen Gegenständen bereits in der Antike seinen Ursprung hat.

Einige Methoden kombinieren die Pulververdichtung und den Sinterprozess, wie das isostatische Heißpressen. Das Verfahren beinhaltet typischerweise die Verwendung von unter Druck stehendem Argongas und Temperaturen zwischen 900 ° F (480 ° C) und 2250 ° F (1230 ° C). Das Pulver wird gleichzeitig verdichtet und gesintert, was Zeit und Material spart. Dieses Verfahren erzeugt auch dünnere Wände und größere Teile im Vergleich zu Standardpulverkompressionsverfahren.

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