DER AUSGANGSSTOFF

Der Ausgangsstoff für ein Sinterteil ist grundsätzlich Metallpulver. Durch die chemische Zusammensetzung des Pulvers werden dem Ausgangsstoff bestimmte Eigenschaften verliehen.
Das Metallpulver kann aus reinem Metall (Eisen, Kupfer) bestehen oder ein Legierungspulver (Bronze, Messing, Stahl usw.) sein. Durch die unterschiedlichen Strukturen des Metallpulvers (schwammförmig, unregelmäßig, kugelförmig, laminar) erhält das Werkstück unterschiedliche Eigenschaften.

MISCHEN

Vermischt wird das Ausgangspulver je nach chemischer Zusammensetzung des Werkstoffs mit verschiedenen Legierungselementen (z.B. Graphit, Nickel, Kupfer), mit einem organischen Festschmierstoff (zum Kompaktieren) sowie gelegentlich mit speziellen Zusatzstoffen. Das Ergebnis ist eine Pulvermischung mit homogener Verteilung der Zusatzstoffe. Die chemische Zusammensetzung des Werkstoffs wird durch ein streng geregeltes Dosier- und Kontrollverfahren gewährleistet und ist von grundlegender Bedeutung, um die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften des Werkstoffs zu erzielen.

DAS WERKZEUG

Die Pulvermischung wird in einem Werkzeug kompaktiert, dessen Innenformdas Negativ des fertigen Werkstücks aufweist. Das Werkzeug ist ein Element höchster Präzision und von außerordentlicher Beständigkeit. Das Werkzeug wird im Inneren der Presse montiert nach den Grundsätzen der SMED-Methode instandgehalten.

KOMPAKTIEREN

Die Pulvermischung gelangt durch Schwerkraft in das Werkzeug und wird je nach erwünschter Dichte des fertigen Werkstücks mit einachsigem Druck von 200 bis 1500 MPa kompaktiert. Der anschließend aus dem Werkzeug ausgestoßene Pressling – als „Rohling“ bezeichnet – kann sich bereits aufgrund einer gewissen mechanischen Festigkeit manipulieren lassen.
Das Kompaktierverfahren wird durch die statistische Prozesslenkung (SPC) der verschiedenen Bauteileigenschaften des Werkstücks kontrolliert.

SINTERN

Das Sintern ist ein Wärmezyklus, bei dem das kompaktierte Werkstück für einen bestimmten Zeitraum auf eine Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Grundmetalls erhitzt wird. Durch die hohe Temperatur wird die Verbindung zwischen den Pulverteilchen gestärkt, während sich die Legierungselemente durch die Festkörper-Diffusionstechnik verteilen.
Das Sinterverfahren erfolgt in Durchlauföfen bei kontrollierter Geschwindigkeit und in einer Atmosphäre mit kontrollierter chemischer Zusammensetzung. Die üblichen Betriebstemperaturen betragen je nach Werkstoff und der zu erzielenden Eigenschaften zwischen 750 und 1300 ºC.

Das Ergebnis dieser grundlegenden Fertigungsverfahren ist ein Werkstück aus Metall mit einer bestimmten Mikroporosität, hoher Maßgenauigkeit und ausreichend funktionell, wenn die erzielten Bauteileigenschaften mit den Spezifikationen des Werkstücks übereinstimmen.