Prakt. Met. Sonderband 41 (2009) 331
en war, NE Sintern von Stahlpulvern mittels Stromunterstützung
einsam mit der
ım Graglach
P. Schiitte', J. Garcia!?, W. Theisen’
"Lehrstuhl Werkstofftechnik, Ruhr-Universität Bochum, D- 44780 Bochum
*Helmholz-Zentrum fiir Materialien und Energie GmbH, D- 14109 Berlin
nservatorat Graz, 1 Kurzfassung
Mit dem stromunterstützten Kurzzeitsinterverfahren Spark-Plasma Consolidation (SPC) ist es mög-
lich Metallpulver, mit einem aus einer Kondensatorentladung stammenden Stromimpuls (-300 kA)
bei gleichzeitig aufgebrachtem mechanischem Druck, innerhalb von Millisekunden vollständig zu
verdichten. Aufgrund der kurzen Prozesszeit des Verfahrens treten nur geringe mikroskopische Ge-
fügeveränderungen auf. Aus diesem Grund ist das SPC- Verfahren besonders gut geeignet artfrem-
sche Untersu- de und zu Diffusion neigende Werkstoffe miteinander zu verdichten oder diese in eine Matrix ein-
7-1999 . In: zubetten. In dieser Arbeit wird das SPC- Verfahren vorgestellt. Weiterhin wird auf die Verdich-
iermark. AGST tungsmechanismen und die resultierenden Gefüge eingegangen.
au im 18. Jahr-
lang der Eisen-
‚orrespondenten
[erzogthum Stey- 2 Einleitung
r der vornehms-
rwegen, Eng- Das Prinzip des Sinterns mittels Stromunterstiitzung wurde bereits im Jahr 1976 in England von
burg, 1777. Clyens, Al-Hassani und Johnson entwickelt [1]. Aufgrund der technischen Ausführung der damali-
\achens®. gen Sintermaschinen und der geringen Stromdichte, konnten nur pordse Proben gesintert werden
[2]. Spitere Veroffentlichungen berichten tiber die Consolidation von Metallpulver mittels Strom-
such der Techno- unterstiitztem Kurzzeitsintern zu hoch dichten Proben. Beschrieben wird die Verdichtung von Alu-
01]. Prechtl. 5 minium [3], WC-Co [4], AISI M2 Schnellarbeitstahl [5], sowie Titan, Zinn und Zink [6]. Erste Un-
a a tersuchungen hinsichtlich der prozessbedingten Verdichtungsmechanismen sind in [7, 8] genannt.
1dorf 1925 Obwohl das stromunterstiitzte Kurzzeitsinterverfahren auch in anderen Arbeiten Gegenstand des
© oh 4 Interesses war, liegt kein vollständiges Prozessverständnis vor. Speziell die Verdichtung und Her-
0 uhrung des stellung verschleiB3bestdndiger Eisenbasiswerkstoffe mittels SPC wurde bislang noch nicht betrach-
tet.
Eisen in der
national, 3"
rlag Stahleisen 3 Werkstoffe
Deutscher Ver- Der Fokus dieser Arbeit ist auf die Verdichtung von gasverdüsten Stahlpulvern gerichtet, wobei
hauptsächlich der Kaltarbeitstahl 1.2380 verwendet wird. Dieser Stahl findet in zahlreichen ver-
Srundstoffindust- schleißbeständigen Werkzeugwerkstoffen Anwendung und wird üblicherweise mittels Heiß- Isosta-
tischem- Pressen (HIP) verdichtet [9]. Im wärmebehandelten Zustand besteht das Gefüge aus feinen
Ploßofenbetriebes Karbiden, die in eine martensitische Matrix eingebettet sind. Dieses Pulver bietet den Vorteil, dass
ark“ Stvria. Graz die Umwandlungsgefüge Austenit und Martensit interpretierbar sind und auf diese Weise Rück-
schlüsse auf die Bedingungen während des Sinterns zulassen. Aus diesem Grund wurden für die
