Die Bedeutung der Förderung der Technologie des Pulverschmiedens

Am Ende des letzten Jahrhunderts wurde im Ausland erfolgreich ein neues Verfahren zur plastischen Metallumformung entwickelt: das Pulverschmieden. Damit wurden geschmiedete Planetenräder für Automobildifferenziale und Pleuelrohlinge hergestellt und die erste Pulverschmiede-Produktionslinie aufgebaut. Es handelt sich um ein wettbewerbsfähiges spanloses Metallverarbeitungsverfahren, das durch die organische Kombination der traditionellen Pulvermetallurgie mit dem Präzisionsschmieden entwickelt wurde. Metallpulver dient als Rohstoff, wird in einer Schutzatmosphäre vorgeformt und gepresst, als Schmiederohling erhitzt und gesintert und anschließend in einem einzigen Arbeitsgang in einer Presse geschmiedet. So entsteht ein präzises Gesenkschmiedeteil ohne Grat mit derselben Dichte und komplexen Form wie beim herkömmlichen Gesenkschmieden.

Das Pulverschmieden ist ein Verfahren, das Pulvermetallurgie und Präzisionsgesenkschmieden miteinander verbindet, um die Vorteile beider Verfahren voll auszuschöpfen. Es ermöglicht die kostengünstige und hocheffiziente Serienproduktion hochwertiger, hochpräziser Strukturteile mit komplexen Formen. Das Pulverschmiedeverfahren ist in nahezu allen Industrieländern weithin anerkannt

Es bietet nicht nur die guten Formgebungseigenschaften der Pulvermetallurgie, sondern nutzt auch die Schmiedeumformung, um das Gefüge und die Eigenschaften metallischer Werkstoffe zu verändern, und hat neue Durchbrüche in der pulvermetallurgischen Produktion und der Schmiedetechnik erzielt. Es handelt sich um ein interdisziplinäres Fachgebiet, das sich besonders für die Serienproduktion hochfester Strukturteile mit komplexen Formen eignet. Daher besitzt es in verschiedenen Industriebereichen eine große Bedeutung.

Pulverschmiedeprozess

Beim allgemeinen Pulverschmiedeprozess wird ein Pulver mit einer geeigneten Zusammensetzung und Mischung auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung gewöhnlicher Sinterteile geformt und zu einem Vorformling mit niedriger Dichte verarbeitet, der nach dem Sintern als Schmiederohling für das Warmschmieden dient. Enthält der Vorformling ein Schmiermittel, muss vor dem Sintern ein Entbinderungsprozess durchgeführt werden. Wird das Werkstück nach dem Sintern abgekühlt, muss es vor dem Schmieden erneut erwärmt werden. Vor der Wärmebehandlung nach dem Schmieden ist in der Regel eine gewisse spanende Bearbeitung erforderlich. Während des gesamten Prozesses erfolgt die Erwärmung - mit Ausnahme des kurzzeitigen Schmiedens - in einer vor Oxidation schützenden Atmosphäre.

Beim allgemeinen Pulverschmiedeprozess wird ein Pulver mit einer geeigneten Zusammensetzung und Mischung auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung gewöhnlicher Sinterteile geformt und zu einem Vorformling mit niedriger Dichte verarbeitet, der nach dem Sintern als Schmiederohling für das Warmschmieden dient. Enthält der Vorformling ein Schmiermittel, muss vor dem Sintern ein Entbinderungsprozess durchgeführt werden. Wird das Werkstück nach dem Sintern abgekühlt, muss es vor dem Schmieden erneut erwärmt werden. Vor der Wärmebehandlung nach dem Schmieden ist in der Regel eine gewisse spanende Bearbeitung erforderlich. Während des gesamten Prozesses erfolgt die Erwärmung - mit Ausnahme des kurzzeitigen Schmiedens - in einer vor Oxidation schützenden Atmosphäre.

Im Vergleich zum Gesenkschmieden bietet das Pulverschmieden folgende Vorteile:

01 Hohe Materialausnutzung von über 90 %. Beim Gesenkschmieden beträgt die Materialausnutzung nur etwa 50 %.

02 Hohe mechanische Eigenschaften. Das Material ist homogen und nicht anisotrop und weist eine hohe Festigkeit, Plastizität und Schlagzähigkeit auf.

03 Die Schmiedeteile weisen eine hohe Maßgenauigkeit und glatte Oberflächen auf; der spanende Bearbeitungsaufwand kann stark reduziert oder vollständig vermieden werden.

04 Hohe Produktivität. Die Leistung kann 500 bis 1000 Stück pro Stunde erreichen.

05 Niedriger Schmiededruck. Beim Schmieden eines Rohlings für beispielsweise ein Planetenrad eines 130er-Automobildifferenzials ist ein Druck von 2500 bis 3000 kn erforderlich, während beim Pulverschmieden lediglich 800 kn benötigt werden.

06 Es können Werkstoffe mit geringer Thermoplastizität verarbeitet werden. Beispielsweise lassen sich schwer umformbare Hochtemperaturgusslegierungen durch Pulverschmieden zu Teilen mit komplexen Formen verarbeiten.

Das Pulverschmiedeverfahren hat sich sehr schnell weiterentwickelt, und ständig entstehen neue Verfahrensmethoden, wie etwa Freiformschmieden, Granulatschmieden, Sprühschmieden, schmiedefreies Pulvermantelschmieden, isothermes Pulverschmieden und superplastisches Pulvergesenkschmieden. Darüber hinaus gibt es weitere pulverbasierte Formgebungsverfahren: heißisostatisches Pressen von Pulvern, Heißextrusion von Pulvern, Pendelwalzen von Pulvern, Drücken von Pulvern, kontinuierliche Extrusion von Pulvern, Walzen von Pulvern, Pulverspritzgießen, Explosivumformen von Pulvern und weitere.