Das Auftragen eines gesättigten Schmiermittels auf die Formenoberflächen ist eine entscheidende Schutzmaßnahme. Es bildet einen kontinuierlichen dünnen Film, der als physische Barriere zwischen dem Aluminiummetallpulver und den Stahlwänden der Form dient. Diese Barriere reduziert die Reibung während der Hochdruckpressphase drastisch und verhindert, dass sich das Aluminium an der Matrize festsetzt, wodurch sichergestellt wird, dass das Teil nach dem Auswerfen intakt bleibt.
Die Kernbotschaft Die Wandgleitschmierung dient nicht nur der reibungslosen Bewegung, sondern ist eine strukturelle Notwendigkeit für die Aluminiumpulvermetallurgie. Durch die Verhinderung von Metall-auf-Metall-Anhaftung wird die Oberflächenintegrität des empfindlichen „grünen“ Kompakts erhalten und die Lebensdauer teurer Werkzeuge erheblich verlängert.
Die Mechanik des Formenschutzes
Reduzierung des Reibungswiderstands
Beim Pressen von Pulver ist Reibung der Feind der Dichte. Wenn der Stempel das Pulver komprimiert, widersteht die Reibung an den Formwänden der Abwärtskraft.
Das Auftragen eines gesättigten Schmiermittels reduziert diese Seitenwandreibung erheblich. Dies ermöglicht eine effektivere Übertragung des Pressdrucks durch die Pulversäule. Das Ergebnis ist eine gleichmäßigere Dichte im gesamten Teil, wodurch Weichstellen oder strukturelle Schwächen vermieden werden.
Verhinderung von Anhaftung (Fressen)
Aluminiumpulver ist von Natur aus duktil und kann unter hohem Druck „klebrig“ sein. Ohne eine Barriere neigt das Pulver dazu, sich mit den Stahlwänden der Form kalt zu verschweißen oder daran anzuhaften.
Der gesättigte Schmierstofffilm isoliert das Pulver vom Stahl. Dies eliminiert das Risiko, dass das Aluminium an der Form kleben bleibt, ein Defekt, der die Oberflächengüte des Teils ruiniert und Maschinenausfallzeiten zur Reinigung des Werkzeugs erfordert.
Sicherstellung der Integrität während des Entformens
Der gefährlichste Moment für ein gepresstes Teil (den „grünen Kompakt“) ist das Auswerfen. Wenn hohe Reibung oder Anhaftung besteht, kann die zum Herausschieben des Teils erforderliche Kraft es zerreißen.
Die Schmierung minimiert diesen Entformungswiderstand. Indem das Teil leicht aus dem Hohlraum gleiten kann, wird die Bildung von laminierten Rissen oder Oberflächenschichten verhindert, die auftreten können, wenn die äußere Haut des Teils gegen die Formwand schleift.
Auswirkungen auf die Fertigungseffizienz
Verlängerung der Werkzeuglebensdauer
Formwerkzeuge sind in der Fertigung ein Verbrauchsgegenstand. Direkter Kontakt mit abrasiven Metallpulvern beschleunigt Verschleiß und Abnutzung.
Durch die Aufrechterhaltung eines konstanten Schmierstofffilms schützt der Prozess die oberen und unteren Stempel sowie den Matrizenhohlraum vor direkter Abrieb. Dies verlängert die Gesamtlebensdauer der Form erheblich und reduziert die Werkzeugkosten im Laufe der Zeit.
Wichtige Unterscheidungen und Kompromisse
Wandgleitschmierung vs. interne Schmierung
Es ist wichtig, zwischen der Schmierung der Formwände und dem Mischen von Schmiermittel in das Pulver zu unterscheiden.
Intern gemischtes Schmiermittel (zwischen den Partikeln) unterstützt die Umlagerung, verbrennt aber während des Sinterns, um kontrollierte Poren zu erzeugen. Wenn man sich jedoch nur auf internes Schmiermittel verlässt, kann dies zu höheren Ausstoßkräften führen. Die Wandgleitschmierung zielt speziell darauf ab, die Schnittstelle zwischen Werkzeug und Teil zu schützen, anstatt die interne Struktur des Materials zu modifizieren.
Verwaltung der Schmiermittelsättigung
Obwohl die Schmierung unerlässlich ist, muss die Anwendung kontrolliert erfolgen. Das Ziel ist ein „dünner Film“.
Wenn das Schmiermittel zu stark aufgetragen wird, kann es Volumen in der Form einnehmen, das vom Pulver gefüllt werden sollte, was möglicherweise die endgültigen Abmessungen verfälscht. Umgekehrt führt eine unzureichende Sättigung zu sofortigem Anhaften und möglichem Festfressen der Form.
Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen
Berücksichtigen Sie bei der Optimierung Ihres Aluminiumpulverpressprozesses, wo Ihr Schmiermittel aufgetragen wird, um spezifische Ergebnisse zu erzielen:
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Oberflächengüte und -integrität liegt: Priorisieren Sie die Schmierung der Formwände, um Anhaften und Rissbildung während des Auswerfens zu verhindern.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Werkzeuglebensdauer liegt: Stellen Sie sicher, dass der Schmierstofffilm gesättigt und kontinuierlich ist, um abrasiven Metall-auf-Metall-Kontakt zu vermeiden.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf kontrollierter Porosität liegt: Konzentrieren Sie sich auf die Anpassung des Verhältnisses von internen Schmiermitteln, die mit dem Pulver gemischt werden, anstatt die Wandgleitschmierung zu ändern.
Die Beherrschung der Anwendung von gesättigten Schmiermitteln gewährleistet einen wiederholbaren Prozess, bei dem qualitativ hochwertige Teile produziert werden, ohne die Lebensdauer Ihrer Ausrüstung zu beeinträchtigen.
Zusammenfassungstabelle:
| Nutzen | Mechanismus | Auswirkungen auf die Produktion |
|---|---|---|
| Reibungsreduzierung | Bildet eine physische Barriere zwischen Pulver und Stahl | Gewährleistet gleichmäßige Teil-Dichte und effektive Druckübertragung |
| Verhinderung von Anhaftung | Verhindert Kaltverschweißung/Fressen von Aluminium an der Matrize | Erhält überlegene Oberflächengüte und eliminiert Maschinenausfallzeiten |
| Reibungsloses Auswerfen | Minimiert den Widerstand während des Entformens | Schützt empfindliche „grüne“ Kompakte vor laminierten Rissen und Reißen |
| Werkzeuglebensdauer | Eliminiert direkten Metall-auf-Metall-Abrieb | Verlängert die Lebensdauer teurer Formwerkzeuge erheblich |
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Referenzen
- Muhammad Irfan Ab Kadir, Abd Khalil Abd Rahim. The Effect of Microstructures and Hardness Characteristics of Recycling Aluminium Chip AA6061/Al Powder On Various Sintering Temperatures. DOI: 10.30880/ijie.2018.10.03.009
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von Kintek Press Wissensdatenbank .
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