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Sinterprozess

Wie funktioniert der Sinterprozess?

Hier erfahren Sie alles über den Sinterprozess – ein pulvermetallurgisches Verfahren, das in mehreren Schritten abläuft. Die Sinterfertigung ist ein pulvermetallurgisches Formgebungsverfahren, das in mehreren Arbeitsgängen abläuft. In der Arbeitsfolge legt jeder Verfahrensschritt bestimmte Werkstoffeigenschaften fest und ist vom Ergebnis des vorausgegangenen abhängig.

  • Keine zusätzliche Bearbeitung
    Die Bauteile erreichen bereits nach dem Sintern die gewünschte Form und Massgenauigkeit.
  • Hohe Genauigkeit bei grossen Stückzahlen
    Ideal für Serienproduktionen mit konstant hoher Qualität.
  • Gewichtseinsparung von 10 - 15 % gegenüber Vollmaterial
    Durch die spezifische Materialstruktur wird Gewicht reduziert.
  • Ausnützung der Porosität für die Selbstschmierung
    Struktur ermöglicht eine effektive Selbstschmierung der Bauteile.
  • Grosse Auswahl an Werkstoffen
    Materialkombinationen für unterschiedliche Anforderungen.
  • Keine Bearbeitungsabfälle
    Ressourcenschonende Produktion ohne Materialverlust.

 

1. Schritt - Mischen

Das Mischen der Metallpulver 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 - Pulverpressen

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 gegeneinander laufende Bewegung der vertikalen Pressstempel (Ober- und Unterstempel) verdichtet. Anschliessend wird das gepresste Teil aus der Kavität herausgestossen 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 - Sintern

Während des anschliessenden Sinterns unterhalb des Schmelzpunktes der Legierungselemente 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 - Kalibrieren und Prägen

Beim Kalibrieren und Prägen wird sowohl die Massgenauigkeit als auch die Dichte erhöht und die Oberflächenrauhigkeit 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.

 

5. Schritt - Schmierstofftränkung

Nach dem Kalibrieren werden die Lager unter Vakuum mit Schmierstoff getränkt. Je nach Anwendung, Belastung, Temperaturen oder Drehzahlen werden die entsprechenden Schmiermittel gewählt.