168 Prakt. Met. Sonderband 50 (2016)
Bild 8 c zeigt das Phänomen der Koaleszenz, welche neben der Ostwald-Reifung vornehmlich für
das starke Wachstum der WC-Phase verantwortlich ist. WC-Partikel wachsen an Kontaktstellen
zusammen und verbinden sich zu sehr großen Einzelpartikeln.
Bild 8 d zeigt Bereiche der aufgebauten Proben mit einer Art Gussstruktur. Eine EDX-Analyse der
hellen Bereiche zeigt hier hohe Wolframgehalte sowie Co. Die runden schwarzen Bereiche zeigen
reinen Kohlenstoff. In den in Bild 8 d dargestellten Bereichen ist die Temperatur während des
Bauprozesses so hoch, dass WC vollständig in Lösung geht bzw. zersetzt wird. Die Schmelze aus W,
Co und C in Form von Graphit erstarrt durch die rasche Abkühlung dann metastabil in der
dargestellten Form.
In Bild 8 e und fsind zwei unterschiedliche Ausbildungsformen der n-Phase dargestellt. Bild 8 e zeigt
die auch bei sintertechnisch hergestellten Hartmetallen auftretende körnige Form der n-Phase. In Bild
8 f ist eine eutektische Ausbildung der n-Phase dargestellt. Es handelt sich um eine eutektische
Struktur aus n + Binderphase (B) [4].
4 Zusammenfassung
Zusammenfassend lassen sich zwei
Haupteinflussfaktoren auf die Gefügeausbildung
ausmachen. Da die Verdichtung bei der additiven
Fertigung von Hartmetallen ohne äußere Kraft
erfolgt, führen die Porosität und die inhomogene
Binderverteilung der Ausgangspulver zu einer VOI
geringen Schiittdichte der Pulverschicht. Ergebnis
ist eine geringe Bauteildichte. Um dennoch eine a J
ausreichende Verdichtung zu erzielen, muss der
Energieeintrag erhöht werden was wiederum zu den
beschriebenen Gasporen, einer vermehrten
Auflösung von WC und einer Entkohlung der
Flüssigphase und somit zur Ausbildung von n-
Phase führt. Mit einer thermischen Nachbehandlung
wm unter Gasdruck (Nachverdichten) kann nur ein Teil
) = "st der Porositit verdichtet werden (Bild 9), die
Bild 9: Nachverdichtetes additiv gefertigtes Hartmetall, unregelmäßig geformten Poren bilden im
Ausbildung der n-Phase im nachverdichteten Zustand Bauprozess ein offenes Porennetzwerk und können
nicht weiter verdichtet werden. Die im Bauzustand vorhandene n-Phase kann ebenfalls nicht
umgewandelt werden, dies spricht für eine permanente Entkohlung der Flüssigphase während des
Bauprozesses (Bild 9, Ausschnittsvergrößerung) und somit für eine nicht optimale inerte Atmosphäre
im Bauraum.
Um dichte Hartmetallkörper mit fehlerfreien Gefüge additiv zu fertigen, muss also einerseits die
Qualität der Ausgangspulver und andererseits die Messung und Regelung der Temperatur während
des Bauprozesses sowie die Qualität der Bauraumatmosphäre in zukünftigen Forschungsvorhaben
weiterentwickelt werden.
[1] Bondar, A. et al.: Carbon-Cobalt-Tungsten, Ref. Met. Sys., Springer, 2010, 249-289
[2] Kolaska, H.: Pulvermetallurgie der Hartmetalle, Fachverband Pulvermetallurgie, 1992, 6/4-6/9
[3] Baum, A.: Untersuchung prozessbedingter Strukturabweichung laserauftragsgeschweifter
Hartmetalle vom regulären Gefüge der Sinterhartmetalle, TUDpress Verl., 2014
[4] Glaser, T.: Untersuchung zum Lasersintern von Wolframkarbid-Kobalt, Apprimus-Verl.; 2010
