Einfluss von Schwindungsdifferenz, Spritzgussparametern und Sinterbedingungen auf die Eigenschaften von Werkstoffverbunden beim Zwei-Komponenten-Metallpulverspritzguss

Der Zwei-Komponenten-Metallpulverspritzguss (2K-MIM) ist eine Fertigungstechnologie, die die Vorteile der pulvermetallurgischen Fertigung mit der Zwei-Komponenten-Kunststoffspritzguss-Technologie verbindet. Sie ermöglicht die Herstellung von Mehrkomponentenbauteilen aus mehreren Metallen mit maßgeschneiderten Eigenschaften und kann so neue Gestaltungsmöglichkeiten für technische Bauteile liefern. Zwei Pulvermaterialien lassen sich jedoch nur dann im 2K-MIM-Prozess verarbeiten, wenn während der gemeinsamen Co-Sinterung eine stoffliche Verbindung an der Grenzfläche gebildet wird und nur geringe Schwindungsunterschiede auftreten. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, welche Maßnahmen zur Verfügung stehen, um das Schwindungsverhalten zweier Pulvermaterialien aufeinander abzustimmen sowie die während der gemeinsamen Co-Sinterung erzeugte Materialverbindung zu unterstützen. Die entwickelten Methoden wurden anhand einer Stahl/Stahl- und einer Titan/Stahl-Verbindung untersucht. Der Einfluss von Art und Höhe der Schwindungsdifferenz, den verwendeten Spritzgussparametern und den Sinterbedingungen auf die Eigenschaften der resultierenden Materialverbunde wurde ermittelt. Das ursprünglich abweichende Schwindungsverhalten konnte durch Variation der Partikelgröße und des Pulverfüllgrads angepasst werden. Dadurch war es möglich, für beide Materialpaarungen verarbeitungsfähige Feedstocks zu definieren, mit denen stoffschlüssige und fehlerfreie Materialverbunde erzielt werden konnten.