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Einfluss des Materialflusses auf die Verdichtung beim Sinterschmieden

Laufzeit:2 Jahre
Förderung:DFG
Kontakt:massivumformungifum.uni-hannover.de

Motivation:

Das häufigste Verfahren zur Formgebung metallischer Pulver ist das Matrizenpressen. Nach dem Pressen und dem anschließenden Sintern verbleibt eine Restporosität im Gefüge, die sich nachteilig auf die mechanischen Eigenschaften des Bauteils auswirkt (Abbildung 1). Um die Porosität weiter zu verringern, werden endkonturnah gepresste Funktionsbauteile teilweise warm nachgeschmiedet. Dabei wird das Bauteil verdichtet, wobei ein minimaler Werkstofffluss und eine Verfestigung des Pulverwerkstoffs erzeugt wird. Innerhalb dieses Forschungsprojektes wird untersucht inwieweit der Werkstofffluss beim Sinterschmieden Einfluss auf den Verdichtungsprozess besitzt und sich damit auf die resultierenden Bauteileigenschaften auswirkt.

Zielsetzung:

Das Ziel des Forschungsprojektes besteht in der Steigerung der Werkstoffdichte beim Sinterschmieden durch gezielte Erzeugung eines hohen Materialflusses im Bauteil. Dies kann durch eine erhöhte Formänderung während des Schmiedens erreicht werden. Dadurch wird das Eindringen des Werkstoffs in die Porenräume verstärkt, welches zum Schließen der Poren führt. Innerhalb der Untersuchung werden zunächst zylindrische Halbzeuge mit unterschiedlichen Pressdrücken (400 bis 700 MPa) gepresst und gesintert. Anschließend werden diese Halbzeuge sowohl ohne als auch mit ausgeprägtem Materialfluss umgeformt. Als Modellverfahren werden für das Umformen mit ausgeprägtem Materialfluss die Prozesse Stauchen, Vollvorwärts- und Napf-Rückwärts-Fließpressen gewählt (Abbildung 2). Für das Umformen ohne Materialfluss wird das Kalibrieren im warmen Zustand verwendet, wobei die Halbzeuge ausschließlich verdichtet bzw. in der Höhe komprimiert werden.

 Abbildung 1:     Sinterschmiedeverfahren im Vergleich (links) und Einfluss der relativen Dichte auf die resultierenden Materialeigenschaften bei einem Stahlpulver (rechts)

 

Abbildung 2:  Unterschiedliche Sinterschmiedeprozesse 

Übersicht