Was ist ein Sinterkörper?
Ein Sinterkörper ist ein Gegenstand, der dicht wird, wenn pulverförmige Metalle gehärtet und dann bei einer Temperatur unterhalb ihres Schmelzpunktes atomar miteinander verbunden werden.
In der Anfangsphase des Sinterkörpers bilden die Pulverteilchen einen zusammenhängenden Hals. Durch die Diffusion von Ionen, Atomen und Molekülen an der Oberfläche des Halses vergrößert sich dieser und verringert die Oberfläche des Sinterkörpers. Der Durchmesser des Halses beträgt dann etwa 30 % des Partikeldurchmessers.
Die Poren im Inneren des Sinterkörpers nehmen eine röhrenförmige Form an und verbinden sich miteinander. Die Poren in diesem Zustand werden als offene Poren bezeichnet. Schließlich übersteigt die relative Dichte 95 % und die Poren sind im Sinterkörper verteilt, was zu einem Zustand mit geschlossenen Poren führt.
Anwendungen von Sinterkörpern
Sinterkörper werden für die Umformung von Werkstoffen verwendet, die nicht durch plastische Verformung, wie z. B. Walzen und Schmieden, verarbeitet werden können. Sie werden z. B. in der Pulvermetallurgie und bei der Herstellung von Keramik verwendet. Im Vergleich zum Gießen, bei dem die Defekte von den Bedingungen der Formen und des heißen Wassers abhängen, bietet das Sintern eine größere Formfreiheit und wird daher für Teile mit komplexen Formen verwendet, wie z. B. Teile von Automotoren, Antriebsstränge, kleine Zahnräder und Lager.
Das Sintern kann bei fast allen Metallen angewendet werden, die sich zu Pulver verarbeiten lassen. Gesintert werden daher auch Teile aus Wolfram und Molybdän, die einen hohen Schmelzpunkt haben, sowie aus Titan, das bei hohen Temperaturen zur Reaktion mit anderen Elementen neigt.
Weitere Informationen über Sinterkörper
Merkmale von Sinterkörpern
Die wichtigsten Sinterverfahren sind das Atmosphärendrucksintern und das Drucksintern, aber die Erforschung und Entwicklung des elektromagnetischen feldunterstützten Sinterns als neues Verfahren hat Fortschritte gemacht und einige praktische Anwendungen haben begonnen.
1. Atmosphärisches Drucksintern
Atmosphärendrucksintern ist ein Sinterverfahren, bei dem die Atmosphäre unter Atmosphärendruck steht. Es lässt sich unterteilen in das Flüssigphasensintern, bei dem durch Zusatzstoffe bei hohen Temperaturen eine flüssige Phase erzeugt wird und eine Verdichtung stattfindet, und das Festphasensintern, bei dem ein Stoffaustausch zwischen festen Phasen ohne Erzeugung einer flüssigen Phase stattfindet und eine Verdichtung erfolgt.
2. Drucksintern
ist eine Methode der Verdichtung durch Anwendung von äußerem Druck und umfasst das Heißpresssintern und das heißisostatische Sintern. Beim Heißpresssintern wird ein einachsiger Druck auf das Pulver ausgeübt, während beim heißisostatischen Sintern das Pulver in Glas oder Metall eingekapselt und zur Verfestigung mit Gas beaufschlagt wird.
3. Elektromagnetische Feldunterstützung beim Sintern
Es gibt das gepulste energetische Drucksintern, das Mikrowellen-/Millimeterwellensintern und das elektromagnetisch unterstützte Sintern. Das gepulste Drucksintern ist ein Sinterverfahren, bei dem ein Impulsstrom von mehreren Tausend A durch eine leitfähige Form geleitet wird, während gleichzeitig Druck ausgeübt wird, was das Sintern von Materialien mit hohem Schmelzpunkt ermöglicht, die mit dem Heißpressverfahren nicht verarbeitet werden können. Das Mikrowellen- und Millimeterwellensintern ist ein Verfahren zum Sintern durch Selbsterhitzung aus dem Inneren des Derivats, das einen hohen thermischen Wirkungsgrad hat und eine Wärmebehandlung in kurzer Zeit ermöglicht. Durch die Erhöhung der Umgebungstemperatur bei gleichzeitiger direkter Energiezufuhr zum Pulverpressling kann die Sinterung bei niedrigeren Temperaturen als beim Atmosphärendrucksintern erfolgen.