Pulvermetallurgie

Pulvermetallurgie ist ein Fertigungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Metallpulvern. Die Kernschritte sind Pulverherstellung, Verarbeitung und Verpressen zu grünen Körpern, gefolgt vom Sintern. In vielen Fällen kommen zusätzlich Wärmebehandlung, HIP (Hot Isostatic Pressing) oder Infiltration zum Einsatz. Der Ansatz ermöglicht Near-Net-Shape-Teile, geringen Materialverlust und eine gezielte Steuerung von Porosität und Mikrostruktur.

Pulver werden durch Gas- oder Wasseratomisation, mechanische Zerkleinerung oder chemische Abscheidung gewonnen. Eigenschaften wie Partikelgröße, Form, Verteilung und Reinheit beeinflussen Dichte und Festigkeit des Endprodukts. Legierte Pulver ermöglichen spezifische Mikrostrukturen und Triboeigenschaften.

Beim Verpressen werden Pulverpartikel durch Druck verdichtet, oft uniaxial oder kalt isostatisch (CIP) zu grünen Formkörpern. Der Verdichtungsgrad bestimmt Dichte und Porosität; Vorbehandlungen wie Trocknung oder Granulierung können nötig sein, um Homogenität zu erreichen.

Sintern erfolgt bei Temperaturen unter dem Schmelzpunkt. Diffusionsprozesse erhöhen Dichte und Festigkeit, Poren bleiben kontrolliert. Das Sintern erfolgt in Schutzgas, Vakuum oder Reaktionsatmosphäre. Weiterführende Schritte wie HIP, Wärmebehandlung oder Oberflächenveredelung können folgen.

Gängige Werkstoffe sind Eisen- und Edelstahlpulver, Aluminium-, Kupfer- und Titanlegierungen sowie Hartstoffe wie Wolframkarbid. Pulvermetallurgie ermöglicht komplexe Geometrien, Filter, Lager, Zahnräder und Bauteile mit kontrollierter Porosität. Zu den Vorteilen gehören Near-Net-Shape, geringer Materialverlust und gute tribologische Eigenschaften; Einschränkungen betreffen hohe Kosten, Porositätssteuerung und Oberflächenfinish.