Sinteren

Sinteren is een proces uit de poedermetallurgie waarbij poedervormige materialen, meestal metalen of keramische materialen, worden samengebracht tot een vast lichaam door verhitting tot temperaturen onder het smeltpunt. Diffusie van atomen langs contactoppervlakken leidt tot nekvorming en densificatie, waardoor de porositeit afneemt en de sterkte en hardheid toenemen.

Het sinteren begint met het vormen van een compacte vorm uit poeder, vaak met bindmiddelen, die vervolgens wordt verhit in een omgeving met vacuüm, inert gas of een reducerend gas. Conventioneel sinteren gebeurt bij temperaturen ver onder het smeltpunt; in vloeistoffase-sintering kan een deel van het materiaal lokaal smelten om densificatie te versnellen. Soms wordt druk toegepast tijdens het sinteren, zoals bij hot pressing of hot isostatic pressing (HIP).

Materialen die worden gesinterd, zijn onder meer metalen poeders (ijzer en staal, koper, titanium en nikkelhoudende legeringen) en keramische poeders (aluminiumoxide, siliciumcarbide, zirconia) of combinaties daarvan. Sinteren is essentieel voor near-net-shape onderdelen en wordt ook toegepast in metalen injectiemolding (MIM) en keramische matrixcomposites.

Eigenschappen en voordelen: door densificatie krijgen sinterproducten een hogere dichtheid en betere mechanische sterkte en slijtvastheid dan de oorspronkelijke poederresten. De porositeit kan variëren en beïnvloedt eigenschappen zoals lekkage, warmtegeleiding en mechanische prestaties. Voordelen zijn lagere energie- en materiaalverliezen bij complexe vormen en minder verspilling; nadelen zijn gevoeligheid voor oxidatie tijdens verwerking, moeilijk te controleren microstructuur en beperkingen in dimensionele tolerances.

Zie ook: poedermetallurgie, binder jetting, sintering in additieve productie.