Werkzeuge Bild 6
Werkzeuge Bild 6 Schliffbilder. hohe Duktilität führt dazu, dass die kritische Bruchspannung bei den Probekörpern mit reiner Bindung bei der 90/10-Zusammensetzung nicht messbar ist. Bei der Zugabe von 25 V% Diamantkörnern ist der strukturelle Zusammenhalt der Probe hingegen so weit geschwächt, dass diese bis zum Bruch belastet werden können. Bei gleicher Bindungszusammensetzung 80/20 erreicht das spratzige Pulver im Gegensatz zum sphärischen Pulver trotz der geringeren Schüttdichte sowohl eine höhere Härte als auch eine höhere kritische Bruchspannung. Die bei den spratzigen Pulvern auftretende Verhakung der einzelnen Partikel führt somit neben der bekannten höheren Grünfestigkeit auch zu einem stärkeren strukturellen Zusammenhalt des Sinterteils. Die Härte der aus den vorgemischten Pulvern gesinterten Probekörper zeigen für die Zusammensetzung 80/20 ähnliche Werte und für die 90/10 leicht höhere Werte im Vergleich zu den vorlegierten Pulvern. Die Streuung der Härtewerte, dargestellt durch die Standardabweichung, ist jedoch deutlich höher (Bild 5, links). Die Erklärung für diesen Sachverhalt lässt sich in den Schliffbildern, die von den Proben ohne Diamantkorn angefertigt wurden, erkennen (Bild 6). Die Proben mit der Zusammensetzung 80/20 aus dem vorlegierten Zustand weisen insgesamt eine homogenere Verteilung der gebildeten α- und δ-Phasen auf, während sich bei der Verwendung der vorgemischten Pulver Agglomerate der duktilen α-Phase und der spröderen δ-Phase bilden. Daraus resultieren bei der Messung der Vickershärte größere Unterschiede in den einzelnen Messungen und folglich auch in der dargestellten Standardabweichung. Bei den Probekörpern der Zusammensetzung 90/10 fällt hingegen auf, dass die Verwendung von vorgemischten Pulvern zu einer Bildung von δ-Phasen führt. Dies ist auf lokal unterschiedliche Massenzusammensetzungen des Kupfer- Zinn-Gemisches zurückzuführen, da hier keine homogene Verteilung der Elemente über die gesamte Mischung gewährleistet werden kann. Bei den vorlegierten Pulvern findet die Verteilung der Einzelelemente bereits bei der Pulveraufbereitung in der Schmelze statt, wodurch sich auch in der Sinterprobe ein homogeneres Gefüge ausbildet. Diese Unterschiede zwischen Ihre Newsletter-Anmeldung unter: www.harnisch.com Digital as usual. Der Newsletter des Dr. Harnisch Verlags Immer wissen, was es Neues gibt? Ergänzend zu unseren Print-Magazinen halten wir Sie mit unserem Newsletter auf dem Laufenden, völlig kostenlos. Erhalten Sie aktuelle Informationen und exklusive Inhalte aus verschiedenen Branchen. Die Anmeldung zum Newsletter unter: www.harnisch.com
Werkzeuge vorlegierten und vorgemischten Pulvern spiegeln sich auch in der kritischen Bruchspannung wider. Die Versprödung durch die Bildung von δ-Phasen führt bei der 90/10-Zusammensetzung zu einer Verringerung der kritischen Bruchspannung beim vorgemischten Pulver. Auch bei der 80/20-Spezifikation ist eine Reduzierung der kritischen Bruchspannung gegeben, da die gebildeten Agglomerate der δ-Phase zu einer Schwächung des strukturellen Zusammenhalts führen und somit zu einem früheren Versagen während der Belastung bei der Ermittlung der Bruchkraft. Zusammenfassung und Ausblick Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass sich spratzige vorlegierte Pulver hinsichtlich des sich ausbildenden strukturellen Zusammenhalts am besten für den uniaxialen Drucksinterprozess eignen. Nachteilig ist hierbei die geringere Schüttdichte im Vergleich zu sphärischen Pulvern, die bei der Auslegung der Sinterform und dem Einformprozess berücksichtigt werden muss. Vorgemischte Pulver sind zwar energetisch aufwandsärmer in der Pulveraufbereitung, da sie nicht in die Schmelze überführt werden müssen, erreichen beim Sintern mit den üblichen Sinterzeiten jedoch nicht denselben Homogenisierungsgrad wie vorlegierte Pulver. Zur vollständigen Bewertung der verwendeten Pulver werden zukünftig Einsatzversuche durchgeführt, um die gewonnen Erkenntnisse mit dem Einsatzverhalten korrelieren zu können. Hierbei ist insbesondere die Verwendung von Pulvern mit noch kleineren Partikelgrößen von besonderem Interesse, da diese die vielversprechendsten Ergebnisse bezüglich der erreichten Bruchspannung in den hier durchgeführten Untersuchungen lieferten. Weitere Infos: www.ifw.uni-hannover.de Bildnachweis: Verfasser Literaturnachweis: [1] Bergmann, W.: Werkstofftechnik Anwendung: Werkstoffherstellung, Werkstoffverarbeitung, Werkstoffanwendung, 4. aktualisierte Auflage, München, Hanser, 2009 [2] Capus, J. M.: Metal Powders, 4. 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