Konventionelles Sintern

Der konventionelle Sinterprozess umfasst vier Schritte:

1. Schritt: Das Mischen der Eisenpulver 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: 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 axialen Pressstempel (Ober- und Unterstempel) verdichtet. Anschließend wird das gepresste Teil aus der Kavität herausgenommen 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: Während des anschließenden Sinterns unterhalb des Schmelzpunktes der Legierungselemente (im Temperaturbereich zwischen 1100°C und 1300°C) 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: Durch Kalibrieren und Prägen wird sowohl die Maßgenauigkeit als auch die Dichte erhöht und die Oberflächenrauigkeit 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.