Sinterformteile - Walther Flender
Sinterformteile - Walther Flender
Sinterformteile - Walther Flender
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Bewegen Sie was!<br />
<strong>Sinterformteile</strong>
ML Sinter Solutions Seite 02<br />
ML Sinter Solutions<br />
Vorsprung duch Sintertechnik
ML Sinter Solutions Seite 03<br />
Formen Sie Ihre Ideen!<br />
ML Sinter Solutions setzt sie perfekt für Sie um. Dabei steckt unsere<br />
wahre Größe im Kleinen. Denn wir liefern höchste Qualität, Langlebigkeit<br />
und Präzision in den Details: den hochwertigen Komponenten für<br />
Maschinenbau und Industrie.<br />
ML Sinter Solution ist der Spezialist<br />
für <strong>Sinterformteile</strong> nach Kundenspezifikation.<br />
Unser Erfolgsrezept klingt<br />
einfach, basiert jedoch auf mehr als<br />
zwei Jahrzehnten Erfahrung. Unser<br />
Produktbereich wurde konstant<br />
weiterentwickelt und verfügt mittlerweile<br />
über einen umfangreichen<br />
Formenpark von mehreren 100<br />
Formen. Wichtiger Vorteil der Zusammenarbeit<br />
mit ML Sinter Solutions:<br />
Wir sind in der Lage, sehr flexibel auf<br />
Ihre speziellen Wünsche zu reagieren.<br />
Hinzu kommt ein umfangreicher<br />
Vor-Ort-Beratungsservice für die<br />
Konstruktions- und Designphase,<br />
der auch eine 3-D-CAD-gestützte<br />
Konstruktionshilfe umfasst.<br />
Dabei ist es für unsere Kunden immer<br />
möglich, auch kleinere Mengen<br />
abzunehmen. Zudem sorgt unser<br />
Anspruch an Präzision dafür, dass<br />
Sie hochwertige Komponenten ohne<br />
Nacharbeit einbauen können. Oft<br />
sind es eben die kleinen Teile, die<br />
für das Ganze den Unterschied ausmachen.<br />
Nutzen auch Sie Ihren Vorsprung im<br />
Markt durch Sintertechnik!
ML Sinter Solutions Seite 04<br />
Unsere Größe liegt im Kleinen!
ML Sinter Solutions Seite 05
ML Sinter Solutions Seite 06<br />
Einleitung<br />
Neben den klassischen Produktionsverfahren mit CNC-gesteuerten Werkzeugmaschinen bzw. verketteten<br />
Fertigungsinseln gewinnt besonders unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten die Pulvermetallurgie und hier<br />
die Sintertechnik zunehmend an Bedeutung. Die Sinterfertigung ist ein pulvermetallurgisches Formgebungsverfahren,<br />
das in mehreren Arbeitsgängen abläuft. In der Arbeitsfolge legt jeder Verfahrensschritt bestimmte<br />
Werkstoffeigenschaften fest.
ML Sinter Solutions Seite 07<br />
Das Presswerkzeug<br />
Das Presswerkzeug besteht im einfachsten Fall aus einer Matritze,<br />
einem Ober- und einem Unterstempel. Für die Formgebung<br />
von Bohrungen werden Dorne, für abgestufte Teile unterteilte<br />
Stempel eingesetzt.<br />
Die Konstruktion des Werkzeugs<br />
und seine Beschaffenheit<br />
ist entscheidend für die<br />
Qualität und die Präzision<br />
des Sinterformteils. Ebenso<br />
wird auch die Lebensdauer<br />
des Werkzeugs von seiner<br />
Genauigkeit, seiner Oberflächengüte<br />
und natürlich<br />
dem Material bedingt. Im<br />
Zusammenspiel modernster<br />
Pressen mit qualitativ hochwertigen<br />
Werkzeugen<br />
werden heute immer mehr<br />
geometrische Möglichkeiten<br />
der Formgebung erreicht.<br />
ML Sinter Solutions verfügt<br />
mittlerweile über einen umfangreichen<br />
Formenpark von<br />
mehreren 100 Formen.<br />
Oberstempel<br />
Pressling<br />
Matritze<br />
Unterstempel<br />
beweglich<br />
Unterstempel<br />
fest<br />
Dorn<br />
Füllen der Form<br />
Der Oberstempel<br />
fährt zu;<br />
die Verdichtung<br />
beginnt<br />
Weiteres<br />
Verdichten<br />
Ende der<br />
Verdichtung<br />
Oberstempel<br />
öffnet;<br />
Matritze fährt<br />
nach unten um<br />
den Pressling<br />
auszustoßen
ML Sinter Solutions Seite 08<br />
1. Schritt: Die Pulvervorbereitung<br />
Für Sinterstahl ist Eisenpulver in elementarer Form der Basisrohstoff. Dem<br />
reinen Eisenpulver werden für bestimmte Eigenschaften verschiedene Metallpulver<br />
über spezielle Legierungsmischtechniken beigemengt. Eine möglichst<br />
homogene Pulvermischung ist wichtig für gleichmäßige Querschnittseigenschaften<br />
innerhalb des Formteils. Kupfer steigert die Festigkeit und Streckgrenze,<br />
vermindert aber die Bruchdehnung. Nickel verbessert ebenfalls die<br />
Festigkeit und erleichtert die Schweißbarkeit. Cu-Ni-Verbindungen begrenzen<br />
die Volumen- und Maßveränderungen während des Sinterprozesses.<br />
Kohlenstoff (Graphit) in geringer Dosis erhöht die Festigkeit und Härte und<br />
verbessert die nachfolgende Wärmebehandlung. Phosphor begünstigt die<br />
Festigkeit und Dehnung, führt aber zu höherer Sinterschwindung. Gleitmittel<br />
werden beigegeben, um die Pressbarkeit der Pulvermischung zu möglichst<br />
hoher Dichte zu erleichtern.<br />
2. Schritt: Das Pressen<br />
Zum Pressen wird das Pulver durch Volumendosierung dem Füllraum<br />
des Werkzeuges zugeführt. Beim Pressen komprimiert das Pulver von<br />
der Fülldichte auf die Pressdichte und erreicht eine Volumenverminderung<br />
um den Faktor 2 bis 2,5.<br />
Der Pressdruck des Stempels bestimmt den Grad der Verdichtung und<br />
liegt im Mittel bei 60 KN/cm 2 für eine Werkstoffdichte von ca. 7,2 g/cm 3 .<br />
Aus der Größe der Pressfläche und dem Pressdruck lässt sich die Presskraft<br />
bzw. die Pressengröße bestimmen oder auch die bei gegebener<br />
Pressengröße herstellbare Pressfläche. Durch den Pressvorgang werden<br />
die Pulverteilchen nur durch Verklammerung und Kaltschweissung<br />
zusammengehalten. Der so entstandene Pressling ist noch nicht belastbar,<br />
sehr bruchempfindlich und wird als Grünling bezeichnet.<br />
3. Schritt: Das Sintern<br />
Die Pressteile (Grünlinge) werden in Durchlauföfen mit abgestuften<br />
Temperaturbereichen (Anwärmen, Sintern, Abkühlen) wärmebehandelt.<br />
Der Sintervorgang erfolgt in der Regel unter reduzierender Atmosphäre in<br />
einem Wärmebereich, der bei ca. 80 % der Schmelztemperatur des Basismaterials<br />
liegt und dauert 60 Minuten. Während der Sinterung entstehen durch<br />
Diffusion an den Berührungsstellen der Pulverkörner neue Kristallite, die für<br />
den Zusammenhalt der an sich heterogenen Pulvermischung verantwortlich<br />
sind. Der Sinterprozess wird durch eine Abkühlphase von ca. 90 Minuten<br />
abgeschlossen. Das beigegebene Gleitmittel dampft in der Anwärmphase<br />
aus und beeinträchtigt die Werkstoffeigenschaften nicht.
ML Sinter Solutions Seite 09<br />
4. Schritt: Nachbehandlungen<br />
Kalibrieren<br />
Das gesinterte Teil wird in einem<br />
dem Presswerkzeug ähnlichen<br />
Kalibrierwerkzeug mit Drücken von<br />
60 bis 80 KN/cm 2 nachverdichtet.<br />
Dabei werden die mechanischen<br />
Eigenschaften durch die Kaltverfestigung<br />
verbessert und auch die<br />
Maßgenauigkeit und Oberflächengüte<br />
erheblich gesteigert. Vor<br />
allem die weicheren Werkstoffe der<br />
Sint-C-Klasse lassen sich durch das<br />
Kalibrieren in ihren Eigenschaften<br />
noch einmal deutlich verbessern.<br />
Härten<br />
Falls die werkstoffeigene Sinterhärte und eine Steigerung durch Dampfbehandlung (siehe Oberflächenbehandlung)<br />
nicht ausreichend sind, können kohlenstoffhaltige Sinterstähle nach verschiedenen Verfahren gehärtet<br />
werden. Eine gute Härtbarkeit ergibt sich bei geringer Porosität und einer möglichst gleichmäßigen Dichteverteilung<br />
im Bereich von Querschnittsveränderungen. Konstante Härtetiefen bei Oberflächenhärtung erfordern eine<br />
Mindestdichte von 7 g/cm 3 , um das Eindringen der Aufkohlmittel bei geringerer Porosität in tiefere Bereiche zu<br />
verhindern. Wegen der Gefahr des Härteverzuges bei maßgenauen Teilen ist ein verzugsarmes Nitrieren oder<br />
Karbonitrieren bei chromhaltigem Material zu empfehlen. Hierbei bilden sich sehr verschleissfeste Randschichten.<br />
Oberflächenbehandlung<br />
Die Sinterteile haben auf Grund der Porosität eine große<br />
Reaktionsoberfläche, so dass gasförmige oder flüssige<br />
Medien leicht nach innen dringen können. Dies ist ein<br />
Vorteil bei Behandlung mit korrosionshemmenden<br />
Medien, z. B. bei der Wasserdampfbehandlung in einer<br />
mit 500 °C überhitzten Wasserdampfatmosphäre, durch<br />
die Eisenoxid in der Randschicht gebildet wird. Damit<br />
wird ein fast vollständiger Porenverschluss und zusätzlich<br />
eine höhere Verschleißfestigkeit erreicht. Ein gewünschter<br />
Korrosionsschutz lässt sich durch Tränken der Sinterteile<br />
in Korrosionsschutzöl erzielen. Eine bessere Langzeitwirkung<br />
und günstigere Gleiteigenschaften erzielt ein<br />
nachfolgendes Phosphatieren. Metallische Überzüge<br />
wie das galvanische Verzinken und Vernickeln haben<br />
bessere Schutzwirkungen, beeinträchtigen aber durch<br />
ihre Schichtdicke >15 µm die Maßgenauigkeit.
ML Sinter Solutions Seite 10<br />
Wirtschaftlichkeit<br />
Schon bei Stückzahlen von einigen Tausend steht<br />
– abhängig von der Komplexität des Bauteiles – ein<br />
wirtschaftliches Produktionsverfahren zur Verfügung,<br />
bei dem abfallfrei produziert und der Rohstoff<br />
restlos ausgenutzt wird. Dank der sehr guten<br />
Formgebungsmöglichkeit in der Pulvermetallurgie<br />
haben gesinterte Serienteile meist einen bedeutend<br />
niedrigeren Herstellungspreis (als vergleichsweise<br />
mechanisch gefertigte Bauteile). Bedingt durch die<br />
hohe Maßgenauigkeit nach dem Sintern ist das Bauteil<br />
meist ohne Nacharbeit einbaufertig, so dass keine<br />
mechanische Endbearbeitung von z.B. Bohrung oder<br />
Verzahnung nötig ist. Bevorzugte Einsatzfelder sind<br />
daher für die Sintertechnik Bauteile mit Innen- oder<br />
Außenverzahnung bzw. komplexen Geometrien.<br />
Gerade hier kann durch Wegfall mehrerer mechanischer<br />
Bearbeitungsoptionen eine Kostenersparnis<br />
bis zu 50 % erreicht werden. Als Beispiel ist im nebenstehenden<br />
Diagramm eine Gegenüberstellung von<br />
mechanisch gefertigten Zahnrädern bzw. gesinterten<br />
Zahnrädern aufgeführt.<br />
relative Fertigungskosten<br />
spanende Bearbeitung<br />
Sinterfertigung<br />
Zahnräder in Sintertechnik<br />
Die zwei verschiedenen Zahnräder werden innerhalb eines Motorantriebes in<br />
Verbindung mit einem Stufenschalter in Regeltransformatoren eingesetzt.<br />
Auf Grund der Bauteilgeometrie und der hohen Anforderungen an die Formtoleranzen<br />
entschied man sich bei der Herstellung der Zahnräder gegen eine<br />
anschließende Härtung, da diese die Parallelität zu stark beeinflusst hätte.<br />
Stattdessen wurde der Sinterstahl D 39 verwendet, welcher sich besonders für<br />
höher beanspruchte Übertragungselemente eignet. Um den Korrosionsschutz<br />
der Zahnräder zu erhöhen, werden die Teile verzinkt und blau chromatiert.<br />
Raststücke für LKW Spiegel<br />
Die Raststücke zum Einsatz in LKW-Spiegelsystemen werden im Außenanbau<br />
verwendet und sind damit einem Temperaturbereich von – 40°C bis +80°C<br />
sowie u.a. Feuchtigkeit ausgesetzt. Der Einbau der Raststücke erfolgt in<br />
verschiedenen Spiegelsystemen. Die äußere Form ist bei jedem Stück<br />
identisch, allerdings unterscheidet sich die Rastgeometrie in ihrem Nutwinkel.<br />
Im Presswerkzeug wurde diese Problemstellung durch einen variierenden<br />
Oberstempel gelöst. Durch die Herstellung der Serienteile mit Sintertechnik<br />
erhalten die Raststücke die nötige Härte und zusammen mit dem Rostschutztränken<br />
eine hohe Lebensdauer.
ML Sinter Solutions Seite 12<br />
Sinterwerkstoff<br />
Die Werkstoffe für <strong>Sinterformteile</strong> sind in ihren Eigenschaften<br />
und Bezeichnungen in Werkstoff-Leistungsblättern nach DIN<br />
30910 genormt.<br />
Die Sinterwerkstoffe sind in verschiedene Klassen eingeteilt,<br />
die durch Buchstaben gekennzeichnet sind; das Kriterium für<br />
die Klassifizierung ist hierbei die Porosität, ausgedrückt durch<br />
das Verhältnis von Material- zu Gesamtvolumen des Sinterteiles.<br />
Jede Werkstoffklasse eignet sich auf Grund seiner Eigenschaften<br />
ganz besonders für bestimmte Einsatzbereiche.<br />
Werkstoffklasse<br />
Porosität<br />
ΔVx100 / V(%)<br />
Anwendungen<br />
Sint-AF >27 Filter<br />
Sint-A 25 + 2,5 Gleitlager<br />
Sint-B 20 + 2,5 Gleitlager und Formteile<br />
mit Gleiteigenschaften<br />
Sint-C<br />
Sint-D<br />
15 + 2,5<br />
10 + 2,5<br />
Gleitlager und Formteile<br />
Formteile<br />
Porosität von Sinterwerkstoffen und Anwendungsbeispiele<br />
Technologische Eigenschaften<br />
der lieferbaren Sinterwerkstoffe<br />
Werkstoff<br />
Bezeichnung<br />
(ähnlich<br />
DIN 30910-4)<br />
Dichte<br />
Härte<br />
Streckgrenze<br />
Zugfestigkeit<br />
Dauerwechselfestigkeit<br />
σ D<br />
Bruchdehnung<br />
E-Modul<br />
ρ HB R m R p0,1 A E x 10³<br />
(g/cm³) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (%) (N/mm²)<br />
ungefährer Vergleichswerkstoff<br />
bezüglich R p0,2<br />
Sintereisen Sint - C 00 6,4 - 6,8 > 35 120 60 55 3 100 G-AlSi 12<br />
Sint - C 01 6,4 - 6,8 > 70 240 170 70 2 100 St 33; GG 25<br />
Sint - C 10 6,4 - 6,8 > 40 200 140 80 2 100 -<br />
Sint - C 11 6,4 - 6,8 > 80 390 290 90 1 100 St 37-2k<br />
Sint - C 21 6,4 - 6,8 > 105 470 360 - < 1 100 9SMnPb28 K<br />
Sinterstahl<br />
Sint - C 30 6,4 - 6,8 > 55 360 290 90 2 100 St 37-2k; GGG 50; St 60-2<br />
Sint - C 31 6,4 - 6,8 > 50 320 220 - 1 100 -<br />
Sint - C 32 6,4 - 6,8 > 55 400 370 - < 1 100 -<br />
Sint - C 35 6,4 - 6,8 > 70 290 180 80 9 100 St 37; GTS 25; GG 30<br />
Sint - C 36 6,4 - 6,8 > 80 330 270 80 4 100 St 50-2<br />
Sint - C 39 6,4 - 6,8 > 90 480 350 105 1 100 9S20<br />
Sint - C 40 6,4 - 6,8 > 95 330 250 - 1 100 X5 CrNi 18 10; AISI 316<br />
Rostfreier<br />
Sint - C 42 6,4 - 6,8 > 140 420 330 - 1 100 AISI 430<br />
Sinterstahl<br />
Sint - C 43 6,4 - 6,8 > 165 510 370 - 1 100 AISI 410<br />
Sinterbronze Sint - C 50 7,2 - 7,7 > 35 150 90 - 4 50 CuZn33Pb<br />
Sintereisen Sint - D 00 6,8 - 7,2 > 45 170 80 70 8 130 -<br />
Sint - D 01 6,8 - 7,2 > 90 300 200 95 2 130 St 37-2<br />
Sint - D 10 6,8 - 7,2 > 50 250 180 100 3 130 St 37-2<br />
Sint - D 11 6,8 - 7,2 > 95 460 370 105 2 130 Ck35; 9SMnPb28K; 9S20K<br />
Sint - D 30 6,8 - 7,2 > 60 460 330 130 2 130 -<br />
Sinterstahl Sint - D 31 6,8 - 7,2 > 60 380 260 - 2 130 -<br />
Sint - D 32 6,8 - 7,2 > 60 520 480 - 1 130 -<br />
Sint - D 35 6,8 - 7,2 > 80 310 210 100 10 130 Ck 22; St 52-3<br />
Sint - D 36 6,8 - 7,2 > 90 350 300 105 5 130 St 37-3; C 22<br />
Sint - D 39 6,8 - 7,2 > 120 560 380 130 2 130 9SMnPb28K; Ck35; C 45<br />
Rostfreier<br />
Sinterstahl<br />
Sint - D 40 6,8 - 7,2 > 125 400 320 - 2 130 AISI 316<br />
Sinterbronze Sint - D 50 7,7 - 8,1 > 45 220 120 - 6 70 CuSn12
ML Sinter Solutions Seite 13<br />
Mechanische<br />
Eigenschaften von<br />
Sinterstahl<br />
Die Werkstoffeigenschaften sind abhängig von den verschiedenen<br />
Legierungen und in besonderer Weise von der Porosität<br />
bzw. Dichte des gesinterten Materials.<br />
Diagramm: Mechanische Eigenschaften von Sinterstahl in<br />
Abhängigkeit von der Dichte und Porosität<br />
Werkstoff-<br />
klasse und<br />
Kennziffer<br />
Chemische Zusammensetzung der Sinterwerkstoffe<br />
C Cu Ni Mo P Fe andere<br />
(%) (%) (%) (%) (%) (%) (%)<br />
Eigenschaften / Anwendungen<br />
C 00 < 0,3 < 1 - Rest < 2<br />
C 01 0,3 - 0,9 < 1 - - - Rest < 2<br />
C 10 < 0,3 1 - 5 Rest < 2<br />
gute Gebrauchseigenschaften<br />
C 11 0,4 - 1,5 1 - 5 - - - Rest < 2<br />
und geeignet für Nachbehandlungen,<br />
C 21 0,4 - 1,5 5 - 10 - - - Rest < 2<br />
einschließlich Kalibrieren zur<br />
C 30 < 0,3 1 - 5 1 - 5 < 0,6 - Rest < 2<br />
Optimierung der mechanischen<br />
C 31 < 0,3 < 3,0 < 5,0 0,6 - 2 - Rest < 2<br />
Eigenschaften für spezielle<br />
C 32 0,3 - 0,9 < 3,0 < 5,0 0,6 - 2 - Rest < 2<br />
Anforderungen<br />
C 35 < 0,3 < 1 - - 0,3 - 0,6 Rest < 2<br />
C 36 < 0,3 1 - 5 - - 0,3 - 0,6 Rest < 2<br />
C 39 0,3 - 0,6 1 - 3 1 - 5 < 0,6 - Rest < 2<br />
C 40 < 0,08 - 10 - 14 2 - 4 Cr: 16 - 19 Rest < 2 säurebeständig<br />
C 42 < 0,08 - - - Cr: 16 - 19 Rest < 2 säurebeständig<br />
C 43 < 0,3 - - - Cr: 11 - 13 Rest < 2 korrosionsbeständig<br />
C 50 - Rest - - Sn: 9 - 11 Rest < 2<br />
auf Kupferbasis, gute Gleiteigenschaften,<br />
korrosionsbeständig<br />
D 00 < 0,3 < 1 - - Rest < 2<br />
D 01 0,3 - 0,9 < 1 - - - Rest < 2<br />
D 10 < 0,3 1 - 5 - - Rest < 2<br />
D 11 0,4 - 1,5 1 - 5 - - - Rest < 2<br />
D 30 < 0,3 1 - 5 1 - 5 < 0,6 - Rest < 2<br />
D 31 < 0,3 < 3,0 < 5,0 0,6 - 2 - Rest < 2<br />
D 32 0,3 - 0,9 < 3,0 < 5,0 0,6 - 2 - Rest < 2<br />
D 35 < 0,3 < 1 - - 0,3 - 0,6 Rest < 2<br />
D 36 < 0,3 1 - 5 - - 0,3 - 0,6 Rest < 2<br />
D 39 0,3 - 0,9 1 - 3 1 - 5 < 0,6 - Rest < 2<br />
geeignet für höher beanspruchte<br />
Übertragungselemente<br />
wie z. B. Hebel, Exzenter, Nocken<br />
mit Profilbohrungen, etc.<br />
D 40 < 0,08 - 10 - 14 2 - 4 Cr: 16 - 19 Rest < 2 säurebeständig<br />
D 50 - Rest - - Sn: 9 - 11 Rest < 2<br />
auf Kupferbasis, gute Gleiteigenschaften,<br />
korrosionsbeständig
ML Sinter Solutions Seite 14<br />
Gestaltung von <strong>Sinterformteile</strong>n<br />
Bestimmte technische Anforderungen an Sinterteile können<br />
auf unterschiedliche Weise erfüllt werden. Beispielsweise wird<br />
eine hohe Genauigkeit der Teile durch eine einfachere Geometrie,<br />
eine schwindungsarme Legierung, einen Kalibriervorgang<br />
oder auch durch eine spanende Nachbearbeitung erreicht. Für<br />
die Entscheidung, welche mögliche Variante gewählt wird, sind<br />
in der Regel die resultierenden Kosten ausschlaggebend. Das<br />
Bild unten zeigt schematisch die wichtigsten Einflussgrößen<br />
auf den Stückpreis. Bestimmte Legierungszusätze wie Chrom,<br />
Molybdän oder Nickel, die das Werkstoffverhalten beeinflussen<br />
sollen, erhöhen die Material- und Herstellkosten (höherer<br />
Mischaufwand) (1). Je höher die gefertigte Stückzahl ist, umso<br />
geringer ist der resultierende Stückpreis wegen der Abnahme<br />
des Fixkostenanteils (2).<br />
Die Geometrieverhältnisse eines Sinterteiles beeinflussen ganz<br />
entscheidend die Werkzeugkosten sowie die Gebrauchs- und<br />
Werkstoffeigenschaften. Jede Profilierung bedeutet einen<br />
komplizierteren Werkzeugaufbau und damit einen erhöhten<br />
Werkzeugverschleiß. Hinterschneidungen in Pressrichtung<br />
(Gewinde, negative Schrägen, Querbohrungen etc.) sind presstechnisch<br />
nicht möglich; diese können nur durch spanende<br />
Bearbeitung hergestellt werden (3).<br />
Grundtoleranzen von IT 8 bis IT 9 quer zur Pressrichtung und IT<br />
11 bis IT 12 in Pressrichtung sind ohne Nacharbeit herstellbar.<br />
Durch einen Kalibriervorgang (separates Werkzeug) sind Toleranzen<br />
von IT 7 erreichbar (4). Sinterteile mit einer erhöhten<br />
Dichte weisen Vorteile bezüglich ihrer Gebrauchseigenschaften<br />
auf (siehe Diagramm Seite 13). Eine hohe Dichte erfordert<br />
gesteigerte Pressdrücke und robustere Werkzeugauslegung.<br />
Daher sollte die Dichteforderung im Einzelfall sorgfältig abgewogen<br />
werden (5). Erfordert die Genauigkeit oder Ausführung<br />
der Sinterteile eine spanende Bearbeitung, führt dies nicht<br />
zuletzt wegen des hohen Handlingaufwandes zu einer erheblichen<br />
Stückpreissteigerung (6).<br />
Einflussgrößen auf den Stückpreis
ML Sinter Solutions Seite 15<br />
Gestaltungshinweise<br />
Ungünstig Günstig Bemerkungen<br />
< 1,5<br />
> 1,5<br />
Weder der Durchmesser von Bohrungen noch der Abstand zu<br />
einer Werkstückkante sollte kleiner 1,5 mm sein.<br />
< Ø2<br />
> Ø2<br />
< 2 > 2<br />
d<br />
d<br />
Wenn der Oberstempel öffnet, gibt es kein Kräftegleichgewicht<br />
mehr in dem Pressling: die elastische Verformung des Unterstempels<br />
und die inneren Kräfte in dem Pressling versuchen<br />
das Teil zu verbiegen. Ein entsprechendes Wandstärkenverhältnis<br />
ist zu empfehlen.<br />
s<br />
s<br />
s / d < 0,1<br />
s / d > 0,1<br />
Tangentiale Übergänge erfordern scharfe bzw. spitze Werkzeugkanten<br />
und sind deshalb zu vermeiden.<br />
Enge Aussparungen sollten vermieden werden, da hierfür ein<br />
Werkzeug mit geschwächten Sektionen nötig wäre.
ML Sinter Solutions Seite 16<br />
Gestaltungshinweise<br />
Ungünstig Günstig Bemerkungen<br />
Lange und dünne Stege verhindern eine gute Befüllung des<br />
Werkzeuges mit dem Metallpulver; zudem sind die Stempel<br />
zerbrechlich.<br />
R = 0,2<br />
Gerundete Ecken und Kanten begünstigen den Pulverfluss und<br />
erhöhen die Standzeit der Werkzeuge.<br />
R = 0,2<br />
Dünne Wandstärken < 2 mm sollten vermieden werden; sie<br />
behindern den Pulverfluss und schwächen die Stempel.<br />
< 2 > 2<br />
Bei vollständig konischen Werkstücken würde der Oberstempel<br />
während des Pressvorgangs in der Matrize verklemmen.<br />
Ein zylindrischer Ansatz verhindert dies.<br />
> 0,5
ML Sinter Solutions Seite 17<br />
Ungünstig Günstig Bemerkungen<br />
H<br />
A<br />
B<br />
a<br />
b<br />
Die Tiefe von Nuten, die durch den Oberstempel geformt<br />
werden, darf nicht zu groß sein. Die Verdichtung des Pulvers<br />
unterhalb der Nuten wäre im Verhältnis zu dem gesamten<br />
Werkstück zu hoch.<br />
Für Form A: a < 0,2 x H<br />
Für Form B: b < 0,3 x H<br />
d<br />
> 5˚<br />
Die mit „d“ bemaßten Zonen werden durch den Oberstempel<br />
geformt. Während des Zurückziehens des Oberstempels<br />
bewirkt die Reibung zwischen diesem und der Außenwand des<br />
Werkstücks eine Zerstörung (Aufrauhung) der Oberfläche. Eine<br />
Ausformschräge verhindert dies.<br />
Bei Zahnrädern mit einem Modul m < 0,5 können sich die Pulverkörner<br />
in der Verzahnung verklemmen und verhindern eine<br />
vollständige Befüllung.<br />
m < 0,5 m > 0,5<br />
Um eine möglichst gleichmäßige Verdichtung über die Länge<br />
des Presslings zu erreichen, sollte das Verhältnis s/H > 1:4 sein.<br />
H<br />
s
ML Sinter Solutions Seite 18<br />
Gestaltungshinweise<br />
Ungünstig Günstig Bemerkungen<br />
d<br />
Bei langen Körpern soll das Verhältnis H/d nicht größer als 4<br />
sein, da die Dichte durch Reibvorgänge mit der Entfernung zum<br />
Pressstempel abnimmt.<br />
H<br />
Vorgaben für die Ausführung von Fasen bei <strong>Sinterformteile</strong>n<br />
Für runde Kanten und steile Winkel wären dünne und scharfkantige Werkzeuge notwendig. Diese Werkzeugkanten würden sich<br />
beim Pressen gegen die Matrize verbiegen und verklemmen bzw. extrem verschleißen. Eine kleine, flache Fläche an den Kanten<br />
erhöht die Standzeiten.<br />
A max B max (mm) C max (mm) D max (mm) E max (mm)<br />
45˚ 0,3 0,15 0,1 0,3<br />
45˚ 0,5 0,25 0,2 0,5<br />
60˚ 0,6 0,5 0,2 1,0
Maschinenlager GmbH, ML Sinter Solutions,<br />
Schwarzer Weg 100–107, 40593 Düsseldorf, Fax 0211 – 70 07 – 303<br />
Checkliste Technische Anforderungen <strong>Sinterformteile</strong><br />
01. Interessent Firma Kundennummer<br />
oder bereits Kunde<br />
02. Gegenstand Zeichnungs-Nr. Anfrage-Nr. Anfragedatum<br />
03. Einsatzfall mit Einbauskizze: Branche:<br />
Beschreibung des Einsatzfalles:<br />
04. Vorhandene Ausführung nein ja, nach Zeichnungs-Nr.<br />
Zielpreis: EUR / Stück Bedarf: Stück/Jahr über ca. Jahre<br />
05. Werkstoff zu ersetzen durch Sinter-Werkstoff durch ML festzulegen<br />
06. Belastungen durch:<br />
Größe der auftretenden Kräfte :<br />
07. Besondere Einsatzbedingungen / Sicherheitsrelevanz:<br />
chemische Einflüsse durch<br />
Temperaturen<br />
Feuchtigkeit<br />
08. Wärmebehandlung nach DIN 30912 T3<br />
Einsatzhärten (Dichte mind. 7g / cm 3 ) ---------> Härtetiefe:<br />
Nitrieren (Härte max. 600 – 700 HV 0,1) ---------> Härtetiefe:<br />
Dampfbehandlung<br />
Sonstige:<br />
09. Oberflächenbehandlung nach DIN 30912 T4<br />
Rostschutztränken<br />
Verzinken<br />
Sonstige<br />
Phosphatieren<br />
Vernickeln<br />
10. Konstruktive Änderungen möglich? ja nein<br />
11. Nachträgliche mechanische Bearbeitung? ja nein<br />
12. Nachträgliche Verbindung durch Schweißen Löten Kleben<br />
Pressen Nieten Schrauben<br />
13. Prüfverfahren: Erstmusterbericht Serienteile nach Prüfplan-Nr.<br />
Besondere Prüfverfahren (z.B. nach VDA, etc.)<br />
14. Terminwunsch: Erstmuster Serie<br />
Lieferquoten (Losgrößen):<br />
Stück/Quartal/Jahr (nicht < 5000 Stück)<br />
15. Datum Checkliste ausgefüllt von (Name) Unterschrift Telefon-Nr. für Rückfragen
Maschinenlager GmbH<br />
ML Sinter Solutions<br />
Schwarzer Weg 100 –107<br />
40593 Düsseldorf<br />
Tel. 0211 – 70 07 – 03<br />
Fax 0211 – 70 07 – 303<br />
info@sinter-solutions.de<br />
www.sinter-solutions.de<br />
FOT 606