Die Matrizenwand-Schmiertechnologie wird empfohlen, da sie den Reibungswiderstand und die Auswerfkräfte erheblich minimiert, ohne die Materialzusammensetzung der Pulvermischung zu beeinträchtigen. Durch das Aufbringen von Schmierflüssigkeit direkt auf die Wände des Formhohlraums anstatt auf die Mischung mit dem Pulver verhindert diese Methode die Bildung innerer Hohlräume und Verunreinigungen, die typischerweise durch die Zersetzung des Schmiermittels während des Sinterprozesses entstehen.
Die Standard-Pulvermetallurgie opfert oft die Materialdichte, um den Pressvorgang zu erleichtern. Die Matrizenwand-Schmierung löst diesen Konflikt, indem sie die Werkzeugschnittstelle anstatt des Rohmaterials behandelt, was hohe Reinheit und überlegene mechanische Leistung gewährleistet.
Maximierung der Materialintegrität
Beseitigung interner Verunreinigungen
Bei herkömmlichen Verfahren werden Schmiermittel dem Pulver beigemischt, um das Pressen zu erleichtern. Diese Zusatzstoffe müssen jedoch während der Sinterphase verbrennen.
Dieser Zersetzungsprozess hinterlässt oft Verunreinigungen oder erzeugt Hohlräume innerhalb der Materialstruktur. Durch die Entfernung des Schmiermittels aus der Mischung stellt die Matrizenwand-Technologie sicher, dass das Endteil eine höhere Reinheit und strukturelle Dichte behält.
Verbesserung der mechanischen Leistung
Da die Pulvermischung frei von nichtmetallischen Zusatzstoffen ist, können die Metallpartikel während des Sinterprozesses effektiver binden.
Dies führt zu einer besseren mechanischen Leistung des Endprodukts im Vergleich zu Teilen, die mit gemischten Schmiermitteln gepresst wurden. Das Fehlen von Zersetzungsprodukten bedeutet, dass das Material näher an seinem theoretischen Maximalpotenzial liegt.
Optimierung des Pressvorgangs
Reduzierung des Reibungswiderstands
Die Reibung zwischen dem Pulver und der Matrizenwand ist eine wesentliche Gegenkraft während der Verdichtung.
Das Aufbringen einer Schmierflüssigkeit auf den Formhohlraum reduziert diesen Widerstand erheblich. Diese Reduzierung ermöglicht eine effizientere Übertragung des Pressdrucks durch die Pulversäule.
Senkung der Auswerfkräfte
Hohe Reibung erfordert eine hohe Kraft, um den "grünen" (ungesinterten) Pressling aus der Matrize auszuwerfen, was das Teil oder das Werkzeug beschädigen kann.
Die Matrizenwand-Schmierung senkt die erforderliche Auswerfkraft. Dies schützt die Integrität des grünen Presslings und kann potenziell die Lebensdauer des Werkzeugs verlängern.
Bewältigung von Dichteproblemen
Bekämpfung von Dichtegradienten
Reibungsverluste an den Matrizenwänden verursachen typischerweise eine ungleichmäßige Dichteverteilung im verdichteten Teil.
Während mechanische Lösungen wie schwimmende Matrizen helfen, diese Verluste auszugleichen, indem sie eine relative Verschiebung zwischen Stempeln und dem Matrizenzylinder ermöglichen, ist die Reduzierung der Reibung an der Quelle entscheidend.
Verbesserung der Gleichmäßigkeit
Hohe Reibung erzeugt Dichtegradienten, die zu Verformungen während des Sinterprozesses führen können.
Durch die effektive Schmierung der Wandfläche wird die Dichte im gesamten Teil gleichmäßiger. Diese Stabilität reduziert das Risiko von Verzug oder Verzerrung beim Erhitzen des Teils.
Verständnis der Kompromisse
Die Tücke gemischter Schmiermittel
Der Hauptkompromiss in der Pulvermetallurgie lag historisch zwischen Verarbeitbarkeit und Dichte.
Das Hinzufügen von Schmiermittel zur Mischung erleichtert das Pressen, verringert jedoch die erreichbare Dichte, da das Schmiermittel Platz einnimmt. Wenn dieses Schmiermittel verbrennt, hinterlässt es leeren Raum (Hohlräume).
Die Matrizenwand-Schmierung umgeht diesen Kompromiss vollständig. Sie bietet die notwendige Gleitfähigkeit für das Werkzeug, ohne dem Material seine Dichte zu entziehen oder Defekte zu erzeugen.
Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen
Wenn Sie Ihren Pulvermetallurgieprozess optimieren möchten, berücksichtigen Sie Ihre spezifischen Qualitätsziele.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf hoher Reinheit liegt: Wählen Sie die Matrizenwand-Schmierung, um Verunreinigungen und Rückstände im Zusammenhang mit der internen Schmiermittelzersetzung zu vermeiden.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf struktureller Integrität liegt: Verwenden Sie diese Methode, um Mikrohohlräume zu beseitigen und eine höhere Enddichte zu erzielen.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Maßkontrolle liegt: Implementieren Sie diese Technologie, um Dichtegradienten zu reduzieren, die zu Sinterverformungen führen.
Durch die Isolierung des Schmiermittels auf der Werkzeugoberfläche sichern Sie die Effizienz des Prozesses, ohne die Qualität des Produkts zu beeinträchtigen.
Zusammenfassungstabelle:
| Merkmal | Internes gemischtes Schmiermittel | Matrizenwand-Schmierung |
|---|---|---|
| Materialreinheit | Gering (Rückstände vom Abbrand) | Hoch (keine Zusatzstoffe im Pulver) |
| Strukturelle Dichte | Reduziert durch Schmiermittelvolumen | Maximiert (keine inneren Hohlräume) |
| Reibungskontrolle | Intern und extern | Fokussiert auf die Werkzeugschnittstelle |
| Auswerfkraft | Standard | Deutlich geringer |
| Teilequalität | Risiko von Verzug/Verformung | Hohe Gleichmäßigkeit und Stabilität |
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Referenzen
- Milad Hojati, Herbert Danninger. Impact Fracture Behaviour of Powder Metallurgy Steels Sintered at Different Temperatures. DOI: 10.1007/s00501-024-01428-w
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von Kintek Press Wissensdatenbank .
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