Das Aufbringen von Molybdändisulfid (MoS2) ist unerlässlich, um die intensive Reibung zu mindern, die durch die hohe spezifische Oberfläche feinkörniger Pulver verursacht wird. Ohne diese Schmierung führt der erhebliche Widerstand zwischen dem Pulver und den Formenwänden während der Ausstoßphase zu zerstörenden Scherbrüchen und Delamination. MoS2 reduziert drastisch den Reibungskoeffizienten und stellt sicher, dass der fragile "Grünkörper" (das gepresste Pulver) intakt und ohne Defekte entfernt werden kann.
Die hohe Oberfläche feiner Pulver erzeugt übermäßige Wandreibung, die den Pressvorgang stört. MoS2 dient als kritische Barriere, die Ausstoßkräfte reduziert, strukturelles Versagen verhindert und eine gleichmäßige Kraftübertragung gewährleistet.
Die Herausforderung feinkörniger Pulver
Hohe spezifische Oberfläche
Feinkörnige Aluminiummatrix-Verbundpulver besitzen eine hohe spezifische Oberfläche. Das bedeutet, dass im Vergleich zu gröberen Pulvern eine deutlich größere Gesamtoberfläche mit den Formenwänden in Kontakt kommt.
Steigende Wandreibung
Diese erhöhte Kontaktfläche erzeugt während des Presszyklus eine erhebliche Reibung. Wenn der Stempel das Pulver komprimiert, widersteht das Material dem Gleiten gegen die Stahlwerkzeugwände, wodurch ein "Haftgleit"-Effekt entsteht, der eine reibungslose Bewegung behindert.
Die Ausstoßgefahr
Der kritischste Moment tritt während des Ausstoßens (Entformen) auf. Wenn die Reibung hoch bleibt, erzeugt die zum Herausschieben des Kompaktats aus der Matrize erforderliche Kraft eine übermäßige Scherspannung, die dazu führt, dass das Teil bricht, an den Kanten ausfranst oder delaminiert (in Schichten zerfällt).
Wie MoS2 das Problem löst
Reduzierung des Reibungskoeffizienten
MoS2 wirkt als Festschmierstoff und bildet einen dünnen, rutschigen Film zwischen dem Metallpulver und der Formenwand. Dies reduziert den Reibungskoeffizienten erheblich und verwandelt eine Interaktion mit hohem Widerstand in eine reibungslose Gleitbewegung.
Verbesserung der Kraftübertragung
Durch die Reduzierung der seitlichen Reibung an den Wänden ermöglicht MoS2, dass die Verdichtungskraft gleichmäßiger durch das Pulverbett übertragen wird. Dies minimiert Dichtegradienten und stellt sicher, dass das Teil in der Mitte und an den Rändern gleichmäßig dicht ist.
Verlängerung der Werkzeuglebensdauer
Über den Schutz des Teils hinaus schafft die Schmierschicht einen Puffer für die Präzisionswerkzeuge. Dies reduziert den Verschleiß der Stahlwände über wiederholte Zyklen und verlängert die Lebensdauer teurer Formen erheblich.
Die Risiken unzureichender Schmierung
Strukturelle Integrität vs. Reibung
Es ist ein häufiger Fehler anzunehmen, dass eine Erhöhung des Verdichtungsdrucks die Reibung überwinden kann. In Wirklichkeit verschlimmert höherer Druck ohne ausreichende Schmierung oft die Zugspannungen während des Ausstoßens und garantiert Kantenabplatzungen oder ein vollständiges Versagen des Teils.
Die Anfälligkeit des "Grünkörpers"
Das gepresste Teil (Grünkörper) ist vor dem Sintern mechanisch schwach. Es beruht ausschließlich auf der mechanischen Verzahnung der Partikel. Wenn die Ausstoßkraft – angetrieben durch ungebremste Reibung – die schwachen inneren Bindungen des Pulvers überschreitet, zerfällt das Teil unabhängig von der verwendeten Presskraft.
Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen
Um die Qualität Ihrer Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffe zu maximieren, wenden Sie MoS2 entsprechend Ihren spezifischen Verarbeitungsanforderungen an:
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Fehlervermeidung liegt: Tragen Sie MoS2 auf, um die Ausstoßkraft zu reduzieren und so Scherbrüche und Delaminationen in fragilen Grünkörpern direkt zu verhindern.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Teilgleichmäßigkeit liegt: Verwenden Sie das Schmiermittel, um die seitliche Reibung zu minimieren, damit sich der Druck gleichmäßig verteilt und Dichtegradienten im Kompaktat reduziert werden.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Langlebigkeit der Ausrüstung liegt: Sorgen Sie für eine gleichmäßige Schmierung, um die Kanten von Präzisionsformen vor Abrieb zu schützen und die Lebensdauer Ihrer Werkzeuge zu verlängern.
Eine ordnungsgemäße Schmierung ist nicht nur ein Verarbeitungshilfsmittel, sondern die grundlegende Voraussetzung für das erfolgreiche Pressen von Pulvern mit hoher Oberfläche.
Zusammenfassungstabelle:
| Faktor | Auswirkung auf feinkörnige Pulver | Rolle des MoS2-Schmiermittels |
|---|---|---|
| Oberfläche | Hohe spezifische Oberfläche erhöht die Kontaktreibung. | Bildet einen dünnen, rutschigen Film zur Reduzierung des Reibungskoeffizienten. |
| Ausstoßphase | Hohe Scherspannung verursacht Delamination und Risse. | Reduziert die Ausstoßkraft und ermöglicht ein reibungsloses Entformen. |
| Kraftverteilung | Wandreibung führt zu Dichtegradienten. | Verbessert die gleichmäßige Kraftübertragung durch das Kompaktat. |
| Werkzeugverschleiß | Übermäßiger Abrieb verkürzt die Lebensdauer der Form. | Wirkt als schützender Puffer zur Verlängerung der Lebensdauer der Form. |
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Referenzen
- Marco Speth. Consolidation behaviour of particle reinforced aluminium-matrix powders with up to 50 vol.% SiCp. DOI: 10.21741/9781644902479-182
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von Kintek Press Wissensdatenbank .
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