Metallpulverspritzguss ist ein Produktionsverfahren, welches sich in

Titel: Industrielle Herstellung von Aluminium‐Pulverspritzguss‐Präzisionsteilen Verfasserin: Julijana Kuzmanović Prüfer: Herbert Danninger Walter Friesenbichler Metallpulverspritzguss ist ein Produktionsverfahren, welches sich in den letzten Jahrzehnten bei der Herstellung von Bauteilen komplexer Geometrien in hohen Stückzahlen etabliert hat. Dabei wird ein Gemisch aus Metallpulver und einem organischen Binder, der Feedstock, durch Spritzguss geformt, anschließend aus diesem „Grünling“ der Binder entfernt und der poröse Pulverkörper („Bräunling“) gesintert. Diese net‐shape‐Formgebungsmethode eignet sich besonders zur Herstellung von Bauteilen mit komplizierter Geometrie aus Hochleistungswerkstoffen, da diese gießtechnisch oder auf dem konventionellen pulvermetallurgischen Wege (Press‐ und Sinterroute) nicht bzw. nur mit Hilfe von Nachbearbeitungsschritten möglich ist. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Pulverspritzgusstechnologie für Aluminiumbasis‐Legierungen zu adaptieren und zu zeigen, dass dieses Verfahren auch für Aluminium großtechnisch anwendbar ist. Dabei wurden die einzelnen Verfahrensschritte optimiert und die auftretenden Problembereiche untersucht. Zur Entwicklung des spritzgussfähigen Feedstocks wurden einerseits ein einfaches Al‐3wt%Mg‐
Legierungssystem gewählt und andererseits eine Mischung aus einem aushärtbaren, kupferhaltigen vorlegierten Aluminiumpulver mit einer Al‐Mg‐master alloy eingesetzt, wobei als Bindersystem in beiden Fällen Catamold® (Polyoxymethylen‐Basis) diente. Der Entbinderungsschritt war zweistufig; in der ersten Stufe wurde die Hauptbinderkomponente (POM) mittels katalytischer Entbinderung entfernt. In der zweiten Stufe wurde der Restbinder unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre oxidativ ausgebrannt. Der Sinterschritt geschah im Falle beider Legierungen unter Stickstoffatmosphäre, welche, zusätzlich zum Legierungsbestandteil Magnesium, für die Sinteraktivierung essenziell ist. Die Reaktionen des sinternden Körpers mit der Umgebung wurden untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Aluminium‐MIM ein kompliziertes, jedoch praktisch realisierbares Verfahren zur Produktion von komplexen net‐shape‐Bauteilen ist. Entscheidend ist die Kontrolle der Gehalte der interstitiellen Elemente O, C und N, was durch geeignete Wahl der Entbinder‐ und Sinterparameter, vor allem auch der jeweiligen Atmosphären, erreicht werden kann.

Download Report