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dihw MAGAZIN 2/2021

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Werkzeuge Bild 2

Werkzeuge Bild 2 Partikelgrößenverteilung der untersuchten Pulver. Pulveranalyse Es zeigt sich, dass die spratzigen vorlegierten Pulver mit über 50 % Anteil eine kleinere Partikelgröße als 25 µm aufweisen (Bild 2). Die Partikelgrößen haben bis 36 µm Maschenweite einen kumulativen Anteil von 90 %. Das sphärische vorlegierte Pulver liegt in dem angegebenen Bereich von 10 – 40 µm mit dem Hauptanteil von 41 % bei der Partikelgröße 25 µm. Die Partikel der vorgemischten Pulver liegen in einem höheren Größenbereich von 36 – 56 µm. Die Bindungszusammensetzung 80/20 weist dabei mit 50 % ei- nen höheren Anteil von 56 µm oder größeren Partikeln auf als die 90/10-Zusammensetzung mit 26 %. Es zeigt sich somit, dass insbesondere zwischen den vorlegierten und den vorgemischten Pulvern ein großer Unterschied in den Partikelgrößen besteht. Die vorgemischten Pulver werden nicht aus der Schmelze verdüst, sondern ergeben sich aus dem Mischen der einzelnen Legierungselemente Kupfer und Zinn. Die beim Verdüsen aus der Schmelze entstehenden Partikel sind somit kleiner als im Ausgangszustand. Der Unterschied in der Partikelform resultiert aus der Verwendung unterschiedlicher Verdüsungsarten. Bei der Wasserverdüsung entstehen die hier untersuchten spratzigen und bei der Gasverdüsung die sphärischen Partikelformen. Es wird somit deutlich, dass die Partikelgrößenverteilung und die Partikelform von kommerziell erhältlichen Pulvern stark variiert. Dies macht eine Untersuchung des Einflusses der unterschiedlichen Pulverarten auf Kenngrößen wie Härte, Bruchspannung und Homogenität der gesinterten Schleifbeläge notwendig. Das sphärische Pulver weist trotz des höheren Anteils größerer Partikel eine höhere Schüttdichte als die sprat- Bild 3 Schüttdichte der untersuchten Pulver. 30 dihw 13 · 2 2021

Werkzeuge Bild 4 Härte und kritische Bruchspannung der untersuchten vorlegierten Pulver. zigen Pulver auf (Bild 3, rechts). Der Einfluss der Partikelform und der damit verbundenen glatteren Partikeloberfläche ist in diesem Fall somit höher als der Einfluss der Partikelgröße. Bei gleicher Partikelform wirkt sich die höhere Partikelgröße hingegen deutlich auf die Schüttdichte aus. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich deutlich weniger Partikel in den Partikelzwischenräumen positionieren können und somit eine deutlich geringere Packungs- sowie Schüttdichte bei den vorgemischten Pulvern resultiert. Die Schüttdichte liegt dadurch bis zu dreimal niedriger als bei den vorlegierten Pulvern. Dieses antiproportionale Verhalten zwischen Partikelgröße und Schüttdichte bei gleicher Partikelform lässt sich gut durch die Gegenüberstellung der mittleren Partikelgröße und der Schüttdichte darstellen (Bild 3). Sinterergebnisse Im Anschluss an die Untersuchung der Ausgangspulver wurden Belagsprobekörper gesintert und deren kritische Bruchspannung ermittelt. An zusätzlichen Probenkörpern ohne Diamantkörnern wurde zudem die Vickers-Härte ermittelt. In Bild 4 sind die Ergebnisse für die vorlegierten Pulver dargestellt. Erwartungsgemäß zeigt hier die Bindungszusammensetzung 90/10 bedingt durch die Bildung der α-Phase mit hohem Cu-Anteil die geringste Härte, die aufgrund der kubisch dicht gepackten Kristallstruktur eine hohe Duktilität aufweist [17, 21] . Die Bild 5 Härte und kritische Bruchspannung der untersuchten vorgemischten Pulver. dihw 13 · 2 2021 31

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