{"id":1644,"date":"2019-05-22T02:47:38","date_gmt":"2019-05-22T02:47:38","guid":{"rendered":"http:\/\/www.meetyoucarbide.com\/single-post-the-principle-of-powder-sintering-in-metallurgy\/"},"modified":"2020-05-04T13:12:06","modified_gmt":"2020-05-04T13:12:06","slug":"the-principle-of-powder-sintering-in-metallurgy","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/the-principle-of-powder-sintering-in-metallurgy\/","title":{"rendered":"Das Prinzip des Pulversinterns in der Metallurgie"},"content":{"rendered":"
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Das sogenannte Pulvermetallurgieverfahren besteht darin, aus dem Rohmaterial der herzustellenden Legierung ein Pulver herzustellen und dann die Pulver in einer geeigneten Menge zu mischen und unter Druck zu setzen und zu einer bestimmten Form zu verfestigen. Diese Pulverst\u00fccke werden in eine reduzierende Atmosph\u00e4re (zum Beispiel Wasserstoff) gebracht, erhitzt und gesintert, um eine Legierung zu bilden. Dies ist eine metallurgische Methode, die sich v\u00f6llig von der vorherigen Gie\u00dfmethode unterscheidet.<\/div>\n
Das hier erw\u00e4hnte Sintern kann einfach als F\u00f6rderung der Agglomeration von Metallkristallk\u00f6rnern durch Einwirkung von Druckbeaufschlagung und Erw\u00e4rmung definiert werden. Wir \u00fcben mit der Legierungszusammensetzung einen gewissen Druck auf das Pulver aus, um es zu verdichten. Bei hohen Temperaturen haften die eng miteinander verbundenen Pulver aneinander und f\u00fcllen die Hohlr\u00e4ume allm\u00e4hlich, um eine Legierung mit hoher Dichte zu bilden. Die Erw\u00e4rmungstemperatur zu diesem Zeitpunkt ist die Schmelztemperatur der niedrigschmelzenden Komponente in der Legierungskomponente. Somit wird der Legierungsblock bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der gesamten Pulverkomponente gesintert. Dieses Verfahren \u00e4hnelt dem Verfahren zum Kombinieren der beiden Verfahren des Schmelzens und Gie\u00dfens, und seine Eigenschaften liegen nahe an denen von Gusslegierungen. Aus metallographischer Sicht sollte es sich jedoch um einen Zweig von Legierungsgussteilen handeln.<\/div>\n
Hartmetall wird nach dieser pulvermetallurgischen Methode hergestellt. Im Allgemeinen werden Pulver wie Wolfram, Kohlenstoff, Kobalt, Titan und Cer zum Chargenmischen verwendet und dann gepresst und gesintert, um eine Legierung zu bilden. Daher wird das Produkt dieses metallurgischen Verfahrens auch als gesintertes Hartmetall oder Hartmetalllegierung bezeichnet. In den letzten Jahren haben sich pulvermetallurgische Methoden sehr schnell entwickelt. Hartmetalle, \u00f6lhaltige Legierungen, elektrische Kontakte, metallgebundene Diamantscheiben und spezielle dekorative Metallprodukte werden nach dieser pulvermetallurgischen Methode hergestellt.<\/div>\n
Beispielsweise wird das gepresste Halbzeug mit einer L\u00e4nge von 30 mm jetzt auf 1000 bis 1400 \u00b0 C erhitzt. Die Volumen\u00e4nderung des gepressten Produkts bei etwa 30 \u00b0 C f\u00fcr etwa 5 Minuten ist in Abbildung 2-2 dargestellt. Die Schrumpfung beginnt im Allgemeinen bei 1150 \u00b0 C. Im Fall von 6% Co verl\u00e4uft die Schrumpfung sehr regelm\u00e4\u00dfig und endet bei ungef\u00e4hr 1320 \u00b0 C. Im Fall von 10% Co bei 1180-1200 \u00b0 C wird die Kontraktion vor\u00fcbergehend unterbrochen. Wenn die Temperatur weiter ansteigt, geht die Schrumpfung schnell voran, und wenn die Temperatur 1300 \u00b0 C erreicht, neigt sie dazu, sich auszugleichen.<\/div>\n

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Da sich danach die Anzahl der Kontaktpunkte der Partikel und die Kontaktfl\u00e4che merklich erh\u00f6ht, ist jedes der Partikel in einem Zustand, in dem leicht \u00fcbersch\u00fcssige Energie (freie Energie) freigesetzt wird, die von sich selbst gehalten wird. Ab etwa 200 \u00b0 C beginnt Kobalt zu diffundieren, und an diesem Punkt beginnt die erste Stufe des Sinterns. Wenn die Temperatur wieder ansteigt, wird \u03b2-Co bei etwa 490 \u00b0 C in \u03b3-Co umgewandelt. Bei 600 \u00b0 C beginnt Kohlenstoff in das Kobalt zu diffundieren und wird zu einer Massenl\u00f6sung. Je feiner die Wolframcarbidpartikel oder je besser das kobaltbeschichtete Wolframcarbid ist, desto schneller tritt dieses Diffusionsph\u00e4nomen auf. Diese Diffusion hat den gleichen Effekt wie das Aus\u00fcben eines starken Druckdrucks auf den Pressk\u00f6rper. W\u00e4hrend des Temperaturanstiegs wird jedoch bei dieser Temperatur fast keine fl\u00fcssige Phase beobachtet.<\/div>\n
In der N\u00e4he dieser Temperatur ist die Biegefestigkeit jedoch signifikant erh\u00f6ht. \u00dcblicherweise wird eine H\u00e4rtelegierung aus 6%-Kobalt bei einer Temperatur von etwa 1400 \u00b0 C gesintert. Bei dieser Temperatur l\u00f6st sich WC allm\u00e4hlich in der fl\u00fcssigen Phase auf, und besonders feines WC l\u00f6st sich schnell auf, und das gro\u00dfe WC hat aufgrund der Sch\u00e4rfe eine gro\u00dfe Oberfl\u00e4chenenergie Eckabschnitt. Es ist rund, nachdem es aufgel\u00f6st wurde. Infolgedessen wird der Fl\u00fcssigphasenanteil immer gr\u00f6\u00dfer, und wenn die Reaktion in die Richtung fortschreitet, in der die freie Energie abnimmt, schrumpft die Legierung und die Poren nehmen allm\u00e4hlich ab. Andererseits tritt in dem Abschnitt, in dem die Wolframcarbidteilchen miteinander in Kontakt stehen, das Ph\u00e4nomen der Volumendiffusion, insbesondere der Oberfl\u00e4chendiffusion, weiterhin auf. Es besteht auch die M\u00f6glichkeit, dass sich Carbidpartikel miteinander verbinden. Ferner kann WC auch lokal aus der fl\u00fcssigen Phase an einem Abschnitt ausfallen, an dem das Wolframcarbid miteinander in Kontakt steht. Infolgedessen haben verschiedene Gr\u00fcnde das Wachstum von Wolframcarbidk\u00f6rnern ausgel\u00f6st, was zu einer dichten Ausrichtung f\u00fchrte. Die Temperatur wird jedoch weiter erh\u00f6ht, und wenn sie 1600\u00baC \u00fcberschreitet, wird Gas innerhalb des Produkts erzeugt, was eine Ausdehnung der Kristallanordnung verursacht. Es wird gesagt, dass das Gas durch die Anwesenheit von Verunreinigungen wie SiO 2 erzeugt wird. Wenn im Gegensatz dazu die Temperatur gesenkt wird, werden die in der fl\u00fcssigen Phase gel\u00f6sten WC-Partikel auf den WC-Partikeln mit geringer Oberfl\u00e4chenenergie ausgef\u00e4llt. Selbst nachdem die fl\u00fcssige Phase in einem festen Zustand verschwunden ist, scheidet sich das Wolframcarbid weiter ab, bis nur noch 1% \u00fcbrig bleibt.<\/div>\n

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W\u00e4hrend des Sinterprozesses bewegt sich das in Form einer Schmelze im Kobalt vorhandene Wolframcarbid eine kleine Strecke und wird an das ungel\u00f6ste Wolframcarbid gebunden, so dass keine ungleichm\u00e4\u00dfige Struktur wie eine Gusslegierung entsteht. Der Stahl, der eine gro\u00dfe Menge Perlit enth\u00e4lt, wird durch Ausf\u00e4llung der Kohlenstoffschmelze des Alpha-Eisens gealtert und geh\u00e4rtet. Im Gegensatz dazu wirken die WC-Partikel w\u00e4hrend des Sinterprozesses als wirksame Keimbildung, so dass kein Alterungsh\u00e4rtungsph\u00e4nomen auftritt, so dass die Struktur gleichm\u00e4\u00dfig und sehr stabil ist, nicht w\u00e4rmebehandlungsempfindlich ist und sich die H\u00e4rte selbst bei relativ hohen Werten nicht \u00e4ndert Temperaturen. Abbildung 2-3 zeigt die Hochtemperaturh\u00e4rte von Werkzeugstahl, Schnellarbeitsstahl, Gusslegierung, Stellitlegierung (Co-Cr-W) und WC + Co-Hartmetall.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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The so-called powder metallurgy method is to make a powder of the raw material of the alloy to be produced, and then mix the powders in an appropriate amount and pressurize and solidify into a certain shape. These powder pieces will be placed in a reducing atmosphere (for example, hydrogen), heated and sintered to form…<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-1644","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1644","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1644"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1644\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1644"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1644"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1644"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}