Infiltrationspulvermetallurgie (IPs) sind typischerweise Materialien auf Kupferbasis, die mit anderen Metallen gemischt oder legiert werden. Ganze Bauteile können problemlos beschichtet, geschweißt oder unterschweißt werden und lassen sich besser bearbeiten. Zunächst zeige ich Ihnen, dass der Pulvermetallurgieprozess aus einer Reihe grafisch dargestellter Schritte besteht:

1. Mischen von Pulver und Zusatzstoffen,
2. Formgebung und Sintern
3. Nachbearbeitung

Dieser Prozess ist in der folgenden Abbildung deutlich dargestellt. 

Überblick über die mikroporöse Infiltrationstechnologie

Das Grundprinzip der Infiltrationspulvermetallurgie und der mikroporösen Infiltrationstechnologie besteht darin, die Poreneigenschaften von pulvermetallurgischen Produkten zu nutzen, um Schmierstoffe oder andere Zusatzstoffe zu speichern und dadurch die Materialleistung zu optimieren. Bei einigen Anwendungen können Poren jedoch die Tragfähigkeit des Bauteils verringern, sodass es die Anforderungen des Maschinenbaus nicht erfüllt. Um dieses Problem zu lösen, entwickelten Ingenieure ein Verfahren, bei dem mithilfe der Infiltrationstechnologie für niedrigschmelzende Legierungen die Poren aufgefüllt werden, wodurch die Produktdichte und -leistung verbessert werden.

Prinzip der Infiltration mit niedrigschmelzenden Legierungen

Der Schlüssel zur Infiltrationspulvermetallurgie liegt in der Auswahl niedrigschmelzender Legierungen:

• Wärmebehandlung: Das Metallpulver behält seine gesinterte Form und Struktur bei, während niedrigschmelzende Legierungen nach dem Erhitzen schmelzen und fließen.
• Infiltration durch Kapillarwirkung: Das geschmolzene Metall füllt die Poren des Metallpulvers durch Kapillarwirkung und erhöht dadurch die Produktdichte erheblich.
• Steuerung von Temperatur und Zeit: Der gesamte Prozess erfordert eine strenge Kontrolle der Heiztemperatur, der Zeit für das Verflüssigen des Metalls und der Haltezeit, um den Erfolg des Infiltrationsprozesses sicherzustellen.

Auswahl der Infiltrationslegierung

Bei der Infiltration eisenbasierter Legierungen wird Kupfer häufig als niedrigschmelzende Infiltrationslegierung verwendet:

• Wirkung der Kupferinfiltration:
  • Erhöhung der Härte und Dichte eisenbasierter Sinterteile;
  • Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit;
  • Verbesserung der Schweißeigenschaften.

Die Ergebnisse zeigten, dass die infiltrierten eisenbasierten Bauteile aufgrund der Verdichtung braun wurden und sich ihre mechanischen und chemischen Eigenschaften deutlich verbesserten.

Neben Kupfer können auch keramische Suspensionen oder andere Spezialmaterialien verwendet werden, um die poröse Metallmatrix zu modifizieren und unterschiedliche Anforderungen an Anwendungen der Infiltrationspulvermetallurgie zu erfüllen.

Die wichtigsten Vorteile der Infiltrationstechnologie

Der Prozess der Infiltrationspulvermetallurgie ist ein effizientes Verfahren zur sekundären Leistungssteigerung, das die Gesamtleistung pulvermetallurgischer Produkte erheblich verbessern kann, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die folgenden Aspekte:

• Erhöhung von Dichte und Härte: Das Auffüllen des Porensystems macht die Materialstruktur dichter – ein wesentlicher Vorteil der Infiltrationspulvermetallurgie.
• Verbesserte Korrosionsbeständigkeit: Bei der Infiltration verwendete niedrigschmelzende Metalle können das Eindringen korrosiver Medien wirksam verhindern.
• Verbesserte Bearbeitbarkeit: Materialien mit abgedichteten Poren lassen sich leichter bearbeiten und formen, wodurch die Zerspanung und Umformung zuverlässiger werden.
• Erweiterter Anwendungsbereich: Die Infiltrationspulvermetallurgie ermöglicht den Einsatz ursprünglich poröser Metallwerkstoffe in anspruchsvolleren mechanischen oder chemischen Umgebungen.

Merkmale

Pulver:
Typischerweise > 93 % Kupferanteil
Partikelgröße - 100 Mesh (<150 µm)
Typische Schüttdichte 3,0 g/cm³
Vorgeschmiertes, pressfertiges Pulver mit ausgezeichneter Grünfestigkeit
Auf verschiedene Güten abgestimmt, um hohe Effizienz, geringe Anhaftung und Rückstände sowie minimalen Erosionsverschleiß zu gewährleisten

Paste:
PM-Briketts benötigen keine Werkzeuge,
kein Pressen und keine Handhabung empfindlicher PM-Briketts,
einfache Automatisierung,
reduzierte Staubentwicklung,
präzise Gewichtskontrolle,
verbesserte Kontrolle der Bauteildichte

Zusammenfassung der mikroporösen Infiltrationstechnologie

Die Entwicklung der Infiltrationspulvermetallurgie eröffnet umfassendere Möglichkeiten für Anwendungen von Metallpulvern. Durch die Auswahl geeigneter infiltrierbarer Materialien und die präzise Kontrolle der Prozessparameter überwindet diese Technologie die negativen Auswirkungen von Poren auf die Materialeigenschaften und verbessert deutlich die Produktqualität, Dichte, Härte, Korrosionsbeständigkeit und Lebensdauer.

Bei XY-Global sind wir auf präzise Strukturbauteile spezialisiert und nutzen fortschrittliche Verfahren der Infiltrationspulvermetallurgie, um leistungsstarke und zuverlässige Komponenten zu liefern. Unsere Erfahrung ermöglicht es uns, maßgeschneiderte Lösungen für verschiedene Branchen zu entwickeln und unseren Kunden dabei zu helfen, effizientere und langlebigere Produktionsergebnisse zu erzielen.