Automobil- und Luftfahrtindustrie

Betrachtung und Messung von Sinterteilen mit einem Digitalmikroskop

Zur Herstellung von Sinterteilen werden metallische oder keramische Pulver in Metallformen gepresst. Diese Formteile werden dann bei Temperaturen unterhalb ihres Schmelzpunktes gebrannt und gehärtet. Die Vorteile des Sinterns liegen darin, dass nur eine geringe Energiemenge bei minimalen Materialverlusten benötigt wird und kein Aufwand für die sekundäre Verarbeitung erforderlich ist, da die Metalle nicht geschmolzen werden müssen. Dieser Abschnitt gibt einen Überblick über das Sintern und stellt Beispiele für die Betrachtung und Messung von Sinterteilen mit einem Digitalmikroskop vor.

Vor- und Nachteile des Sinterns
Prinzip des Sinterns
Ablauf des Sinterns
Beispiele für die Betrachtung und Messung von Sinterteilen mit einem Digitalmikroskop

Vor- und Nachteile des Sinterns

Sintern eignet sich zur Herstellung verschiedenster Teile, da die Materialien nicht geschmolzen werden müssen.

Vorteile des Sinterns

Fast jedes Material kann verwendet werden, solange es sich pulverisieren lässt.
Eine sekundäre Verarbeitung ist in vielen Fällen nicht erforderlich.
Die Materialverluste sind gering.
Komplexe Formen können geformt werden.
Die Materialien können beliebig gemischt werden.
Sinterteile sind porös und daher leicht.
Selbst Materialien mit hohem Schmelzpunkt können verarbeitet werden.

Nachteile des Sinterns

Es werden Pulver verarbeitet, was die Materialkosten erhöht.
Teile schrumpfen, wenn sie gesintert werden.
Die mechanischen Eigenschaften, wie z. B. die Festigkeit, sind schlechter als die, die durch Gießen oder Pressen hergestellt werden.

Prinzip des Sinterns

Feste Pulveroberflächen sind instabil, weil die Atome, Moleküle und Ionen nicht miteinander verbunden sind. Wenn feste Pulver erhitzt werden, bilden sich Verbindungen, so genannte Hälse. Wenn sich Atome, Moleküle und Ionen von der Oberfläche der Pulverpartikel zu den Hälsen bewegen (diffundieren), werden die Hälse größer und die Oberfläche nimmt ab. Während die Hälse in den Anfangs-, Zwischen- und Endstadien weiter wachsen, nimmt die Dichte zu und der Sintervorgang ist abgeschlossen.

Ablauf des Sinterns

Mischungsverhältnisse der Materialien in Pulverform bestimmen und mischen, bis eine gleichmäßige Mischung entsteht.
Pulvermischung in eine Metallform geben und in einer Presse formen.
Formteil mehrere Stunden lang in einem Sinterofen erhitzen.
Die Materialpulver schmelzen nicht, da das Formteil bei einer Temperatur unterhalb ihres Schmelzpunktes ausgehärtet wird. Materialpulver werden bei längerer Erhitzung fest miteinander verbunden und das Sinterteil entsteht.

Die Sinteröfen sind mit Gasen gefüllt, um zu verhindern, dass das gesinterte Teil oxidiert.
Die gesinterten Teile können geschliffen oder poliert werden, um die Genauigkeit zu erhöhen, oder wärmebehandelt werden, um die Härte zu erhöhen.

Beispiele für die Betrachtung und Messung von Sinterteilen mit einem Digitalmikroskop

Im Folgenden werden die neuesten Beispiele für die Betrachtung und Messung von Sinterteilen mithilfe eines Digitalmikroskops der Modellreihe VHX von KEYENCE vorgestellt.