Anwendungen von Legierungspulver auf Eisenbasis

Pulver aus Eisenlegierungen sind pulvermetallurgische Werkstoffe, die in erster Linie aus Eisen mit Zusatz von Legierungselementen wie Nickel, Molybdän, Kupfer und Kobalt bestehen. Sie weisen im Vergleich zu reinen Eisenpulvern überlegene Eigenschaften auf und werden häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt, die hohe Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Magnetismus usw. erfordern.

Überblick über eisenbasiertes Legierungspulver

Eisenlegierungspulver ist ein vielseitiges Material mit Eigenschaften, die je nach Zusammensetzung und Herstellungsverfahren maßgeschneidert sind. Zu den wichtigsten Merkmalen von Eisenlegierungspulver gehören:

  • Hohe Festigkeit und Härte
  • Gute Duktilität und Zähigkeit
  • Abnutzungs- und Abriebfestigkeit
  • Magnetische Eigenschaften
  • Kontrollierte thermische Ausdehnung
  • Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation und Korrosion
  • Kosteneffizienz

Mit den richtigen Legierungselementen können Eisenpulver an die Anforderungen verschiedener Endanwendungen in der Automobilindustrie, in Filtersystemen, Magneten, Schneidwerkzeugen, Kugellagern und vielen anderen Branchen angepasst werden.

Arten von Legierungspulver auf Eisenbasis

Es gibt mehrere Legierungselemente, die mit Eisenpulver verwendet werden, um Pulver mit spezifischen Eigenschaften herzustellen, die für verschiedene Anwendungen erforderlich sind.

Zu den gängigen Legierungspulvern gehören:

LegierungspulverLegierungselementeWichtige Eigenschaften
Eisen-NickelNickel (bis zu 50%)Hohe Permeabilität, niedrige Koerzitivfeldstärke - Einsatz in magnetischen Anwendungen
Eisen-KupferKupfer (bis zu 10%)Hohe Festigkeit, thermische und elektrische Leitfähigkeit
Eisen-MolybdänMolybdän (bis zu 8%)Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit
Eisen-PhosphorPhosphor (bis zu 1%)Gute Bearbeitbarkeit, selbstschmierende Eigenschaften
Eisen-SiliziumSilizium (bis zu 6%)Hohe Härte und Verschleißfestigkeit
Rostfreier StahlChrom, NickelKorrosions- und Oxidationsbeständigkeit

Merkmale von Legierungspulvern auf Eisenbasis

Eisenlegierungspulver umfassen ein breites Spektrum an Pulvergrößen, Formen, Dichten und Mikrostrukturen. Zu den wichtigsten Merkmalen gehören:

  • Partikelgröße - Von 10 Mikron bis 200 Mikron je nach Anwendung
  • Morphologie - Unregelmäßige, kugelförmige, ringförmige und schwammartige Formen erhältlich
  • Scheinbare Dichte - 2 g/cc bis 4 g/cc typisch
  • Fließfähigkeit - Auswirkungen Press- und Verdichtungsverhalten
  • Komprimierbarkeit - Bestimmt die endgültige Bauteildichte
  • Pressbarkeit - Beeinflusst die Formbarkeit zu komplexen Formen

Die richtige Auswahl der Pulvereigenschaften gewährleistet ein optimales Verarbeitungsverhalten bei Formgebungsvorgängen wie Pressen und Sintern.

Anwendungen von Legierungspulver auf Eisenbasis

Dank ihrer Vielseitigkeit werden Pulver aus Eisenlegierungen in den folgenden Industriezweigen in großen Mengen verbraucht:

Automobilindustrie

  • Motorenteile wie Nockenwellen, Zahnräder
  • Fahrwerks- und Antriebsstrangkomponenten
  • Bremsbeläge, Bremsscheiben
  • Ölfilter

Industriell

  • Schneidwerkzeuge, Bohrer
  • Lager, Buchsen
  • Bearbeitung von Teilen
  • Verschleißplatten, Führungen

Elektronik

  • Ferrit-Magnetkerne
  • Induktivitätskerne
  • Elektromagnetische Abschirmung

Konsumgüter

  • Magnete, Motoren
  • Schlösser, Schlüssel, Griffe
  • Teile für Haushaltsgeräte
  • Dekorative Hardware

Ganz gleich, ob Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Magnetismus, Bearbeitbarkeit oder Schmierfähigkeit gefragt sind, es gibt ein Eisenlegierungspulver, das auf die jeweiligen Anforderungen zugeschnitten ist.

Legierungspulver auf Eisenbasis

Wie Teile aus Eisenlegierungspulver hergestellt werden

Teile aus Eisenlegierungen in Pulverform werden nach dem konventionellen Verfahren der Pulvermetallurgie hergestellt:

1. Verdichtung: Formpressen des Pulvers in einem Formhohlraum unter einem Druck von 5-20 Tonnen/Quadratzoll. Der "grüne" Pressling hält nun die Form.

2. Sintern: Erhitzen des Presslings bis knapp unter den Schmelzpunkt (1100-1300 Grad Celsius), um die Partikel metallurgisch zu verbinden. Dadurch wird die endgültige Festigkeit erreicht.

Optionale Schritte wie Kalibrierung, Prägung, Bearbeitung, Oberflächenbehandlung usw. können die Eigenschaften des fertigen Bauteils weiter verbessern.

Die Flexibilität der Pulvermetallurgie ermöglicht die Massenproduktion komplexer Teilegeometrien mit engen Maßtoleranzen. Außerdem ist es ein materialsparenderes Verfahren als die spanende Bearbeitung.

Spezifikationen und Designstandards

Teile aus Eisenlegierungspulver werden gemäß den folgenden Richtlinien und Normen entworfen:

Dichte

  • Grüne Dichte: 6,0-7,2 g/cc
  • Gesinterte Dichte: 6,8-7,3 g/cc

Toleranzen bei den Abmessungen

  • Gemäß ISO 2768 für pulvermetallurgische Teile
  • +- 0,5% ist erreichbar

Mechanische Eigenschaften

  • Zugfestigkeit: bis zu 1000 MPa
  • Härte: bis zu 60 HRC
  • Schlagfestigkeit: bis zu 15 kJ/m2

Magnetische Eigenschaften (für magnetische Legierungen)

  • Sättigungsinduktion: Bis zu 2,4 Tesla
  • Koerzitivfeldstärke: 2-10 Oersted
  • Durchlässigkeit: Bis zu 600 u

Design- und Leistungsstandards

  • ISO 4902:2000 für PM-Strukturteile
  • ASTM-Normen für Chemie, Mikrostruktur, Dichte
  • Anwendungsspezifische Normen

Durch die Wahl der richtigen Pulverzusammensetzung und Prozessparameter kann das legierte Pulverteil auf die Konstruktionsspezifikationen zugeschnitten werden.

Legierungspulver Hersteller und Lieferanten

Zu den weltweit führenden Anbietern von Pulver aus Eisenlegierungen gehören:

UnternehmenWichtige ProdukteProduktionskapazität
Höganäs ABEisen, Edelstahl, weichmagnetische LegierungenÜber 500.000 Tonnen
GKN Sinter MetalsVorlegierte, diffusionsgebundene Legierungen40.000 Tonnen
AMESNiedrig legiertes und rostfreies Stahlpulver35.000 Tonnen
JFE Steel Corp.Eisen-Kupfer-, Eisen-Nickel-Legierungen20.000 Tonnen
Rio Tinto Metall-PulverNickeleisen, Eisenpulver75.000 Tonnen

Vorläufige Preisgestaltung

LegierungspulverPreisspanne
Eisen-Nickel$5-10 pro kg
Eisen-Kupfer$15-25 pro kg
Rostfreier Stahl$12-18 pro kg
Niedrig legierter Stahl$5-15 pro kg

Die Preise hängen vom Auftragsvolumen, den Pulvereigenschaften und den schwankenden Grundmetallpreisen ab. Holen Sie sich die neuesten Preisangebote der in die engere Wahl gezogenen Lieferanten.

Wie man einen Lieferanten für Legierungspulver auswählt

Die Wahl des richtigen Lieferanten für Legierungspulver ist entscheidend für die Qualität und Leistung der Teile. Nachstehend finden Sie die wichtigsten Auswahlkriterien:

  • Pulverbereich: Bietet eine breite Palette von Legierungssorten und Pulvergrößen/-formen
  • Qualitätsstandards: Pulverherstellung gemäß ISO 9001, ISO 14001
  • Technisches Fachwissen: Beratung bei der Pulverauswahl und technische Unterstützung bei Versuchen
  • Anpassungen: Individuelle Anpassung der Pulverzusammensetzung und -eigenschaften
  • F&E-Kapazitäten: Investiert in die Entwicklung neuer Pulversorten und -zusammensetzungen
  • Produktionsanlagen: Moderne Pulverherstellungstechnologien und Metallanalyseverfahren
  • Lieferung: Rechtzeitige Lieferung von Pulvern in der gewünschten Verpackung und Menge
  • Preisgestaltung: Wettbewerbsfähigkeit der Kosten, Mindestbestellmengen und Zahlungsbedingungen
  • Unterstützung nach dem Verkauf: Unterstützung bei der Fehlersuche in Prozessen und Anwendungen

Auswahl von Lieferanten, die die oben genannten Voraussetzungen erfüllen. Führen Sie Probebestellungen durch, bevor Sie große Mengen bestellen.

Legierungspulver auf Eisenbasis

Vor- und Nachteile von Pulverteilen aus Eisenlegierungen

Vorteile

  • Große Auswahl an Legierungen für maßgeschneiderte Eigenschaften
  • Höhere Festigkeit im Vergleich zu Eisen und Stahl
  • Komplexe Geometrien können in Serie produziert werden
  • Gleichbleibende Qualität und Maßhaltigkeit
  • Geringer Bearbeitungsaufwand und Materialabfall
  • Kostengünstig im Vergleich zu geschmiedeten Gegenstücken
  • Vereinfachter Herstellungsprozess

Beschränkungen

  • Begrenzte Größe, typischerweise unter 2 kg
  • Geringere Duktilität als Knetlegierungen
  • Kann Nachsinterung erfordern
  • Die Oberflächengüte ist schlechter als bei bearbeiteten Teilen
  • Porosität kann bei einigen Sorten ein Problem sein
  • Weniger wärmeleitend als Stahl
  • Erfordert spezielle pulvermetallurgische Ausrüstung

Bei den meisten Anwendungen der Eisenlegierungspulvermetallurgie überwiegen im Allgemeinen die Vorteile gegenüber den Nachteilen. Kontinuierliche Fortschritte bei Legierungen und Verfahren verbessern die Möglichkeiten weiter.

Installation, Betrieb und Wartung

Um eine optimale Leistung zu erzielen, müssen Teile aus Eisenlegierungspulver richtig gehandhabt, installiert und gewartet werden:

  • Behandeln Sie die fertigen Teile vorsichtig, um Schäden zu vermeiden.
  • Reinigen Sie die Teile vor dem Einbau von Öl, Schmutz oder vorübergehenden Beschichtungen.
  • Sicherstellen, dass Gegenstücke und Gehäusebereiche sauber und frei von Graten sind
  • Schmieren Sie bei Bedarf, insbesondere während der Einlaufphase
  • Ziehen Sie alle Montagebolzen und Schrauben mit dem angegebenen Drehmoment an.
  • Betrieb innerhalb des empfohlenen Temperaturbereichs der Legierungssorte
  • Verhinderung von übermäßigen Stößen, die Risse oder Brüche verursachen können
  • Geeignete korrosionshemmende Beschichtungen bei Betrieb in feuchten Umgebungen verwenden
  • Prüfen Sie die Teile regelmäßig auf Verschleiß, Risse oder Schäden und ersetzen Sie sie bei Bedarf.
  • Schmieren Sie bewegliche Teile in angemessenen Zeitabständen nach

Die Einhaltung der Anweisungen des Herstellers gewährleistet eine zuverlässige und gleichbleibende Leistung über die gesamte Lebensdauer.

Wie Sie ein Eisenlegierungspulver für Ihre Anwendung auswählen

Die Wahl des optimalen Eisenlegierungspulvers hängt von Ihrer Produktionsmethode und den Anforderungen der Endanwendung ab:

1. Erforderliche Eigenschaften bestimmen

Berücksichtigen Sie die Festigkeit, die Verschleißfestigkeit, die magnetischen, thermischen, elektrischen und sonstigen Anforderungen. Damit ist die Grundlage geschaffen.

2. Auswahlliste der in Frage kommenden Legierungen

Erstellen Sie auf der Grundlage der erforderlichen Materialeigenschaften eine Liste der in Frage kommenden Eisenlegierungen.

3. Bewertung der Machbarkeit der Produktionsmethode

Beurteilen Sie, ob Ihr Verfahren (Pressen, Sintern usw.) für die in die engere Wahl gezogenen Legierungen geeignet ist.

4. Kosten vergleichen

Bestimmen Sie, welche Legierung die angestrebten Eigenschaften zu den niedrigsten Pulverkosten liefert.

5. Bestätigung der Eignung für die Endanwendung

Validierung, dass die endgültig gewählte Legierung die Anforderungen an Leistung, Lebensdauer und Zuverlässigkeit erfüllt.

6. Durchführung von Prototyping und Tests

Stellen Sie aus der ausgewählten Legierung Prototypen her und testen Sie diese, um die Eigenschaften zu bestätigen.

Die Wahl eines anwendungsspezifischen Legierungspulvers vermeidet eine Über- oder Unterentwicklung und führt zu kostenoptimierten Teilen. Lassen Sie sich von Pulverexperten beraten.

Pulverteile aus Eisenlegierungen - Die Zukunft

Die Pulvermetallurgie für Eisenlegierungen hat aufgrund der steigenden Nachfrage in Verbindung mit Fortschritten bei der Pulverherstellung, der Ausrüstung und den Verfahrenstechniken ein erhebliches Wachstum erfahren.

Zu den laufenden Entwicklungen gehören:

  • Neue vorlegierte und diffusionsgebundene Pulver mit verbesserten Eigenschaften
  • Einsatz von Zerstäubungsmethoden für feinere Pulver
  • Innovation im Bereich Pulverpressen und Werkzeugbau
  • Schnellere Sinteröfen und -techniken
  • Nachsinterung für höhere Präzision und Oberflächengüte
  • Software für Simulation und Modellierung
  • Anpassung der Legierungen an die Kundenbedürfnisse

Diese Verbesserungen werden die Anwendungsmöglichkeiten von Pulvern aus Eisenlegierungen in der Automobil-, Industrie-, Konsumgüter- und Spezialitätenindustrie erweitern.

Legierungspulver auf Eisenbasis

FAQ

F: Was sind die Hauptvorteile von Eisenlegierungspulvern gegenüber Eisenpulvern?

A: Eisenlegierungspulver weisen aufgrund ihrer Legierungselemente eine höhere Festigkeit, Verschleißfestigkeit, magnetische Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und andere verbesserte Eigenschaften auf. Dies ermöglicht maßgeschneiderte Werkstoffe für die jeweilige Anwendung.

F: Welchen Einfluss hat die Pulvergröße auf das fertige Teil?

A: Feinere Pulver unter 30 Mikron füllen den Formhohlraum beim Pressen dichter aus. Dies führt zu einer höheren Dichte des Endprodukts und zu besseren mechanischen Eigenschaften. Zu feine Pulver haben jedoch eine geringere Kompressibilität.

F: Wie kann man die Festigkeit von PM-Teilen aus Eisenlegierungen verbessern?

A: Verwendung von feineren Pulvern, optimierte Press- und Sinterparameter. Sekundäre Verfahren wie Schlichten und Prägen erhöhen die Dichte und Festigkeit der Teile weiter. Wählen Sie außerdem Legierungen mit höherer Härtbarkeit.

F: Was ist der Vorteil von vorlegierten Pulvern?

A: Vorlegierte Pulver haben eine gleichmäßige Verteilung der Legierungselemente, was zu gleichmäßigen Eigenschaften im gesamten Teil führt, im Gegensatz zu gemischten elementaren Pulvern.

F: Wie kann das Risiko bei der Einführung neuer Eisenlegierungen minimiert werden?

A: Arbeiten Sie in der Phase der Materialauswahl und der Prototyping-Versuche eng mit Ihrem Pulverlieferanten zusammen. Befolgen Sie die empfohlenen Press- und Sinterrichtlinien. Bestätigen Sie alle Eigenschaften durch Tests.

F: Was ist die Ursache für Dimensionswachstum in gesinterten Teilen aus Eisenlegierungen?

A: Zu hohe Temperaturen oder lange Sinterzeiten können zu Kornwachstum und damit zum Aufquellen führen. Verwenden Sie die empfohlenen thermischen Zyklen und halten Sie die Sinterzeiten minimal.

F: Wie lässt sich die Oberflächengüte von gepressten und gesinterten Teilen verbessern?

A: Sekundäre Operationen wie Prägen, Nachpressen oder Bearbeitung führen zu glatteren Oberflächen. Komplexe Pulverformen erhöhen auch die Dichte an der Oberfläche.

F: Was sind häufige Fehler in PM-Teilen aus Eisenlegierungen?

A: Mangelnde Dichte, Porosität, Risse, Untermaß, Verformung, Neigung und andere Defekte können aufgrund von fehlerhaftem Pulver, Verdichtungsproblemen oder schlechter Sinterpraxis auftreten.

F: Was ist der Vorteil von Eisen-Kupfer- gegenüber Eisen-Nickel-Legierungen?

A: Eisen-Kupfer ergibt eine höhere Festigkeit, während Eisen-Nickel bessere magnetische Eigenschaften bietet. Wählen Sie je nachdem, ob mechanische Festigkeit oder Magnetismus erforderlich ist.

F: Welche Legierung eignet sich für Kfz-Getriebezahnräder?

A: Eisen-Kupfer-Legierungen mit bis zu 4% Kupfer sind ideal für Getriebeanwendungen, die ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit, Ermüdungslebensdauer und Verschleißfestigkeit erfordern.

mehr über 3D-Druckverfahren erfahren

Diesen Beitrag teilen:

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert

Inhaltsübersicht

Am beliebtesten

Kontakt aufnehmen

Nehmen Sie Kontakt mit uns auf

Auf Taste

Verwandte Beiträge

TA15 Titanlegierungspulver

TA15 Titanlegierungspulver

Im Bereich der fortschrittlichen Werkstoffe stehen Titanlegierungen aufgrund ihrer außergewöhnlichen Kombination aus Festigkeit, Gewichtslosigkeit und Widerstandsfähigkeit an erster Stelle. Aber innerhalb dieses metallischen Königreichs sticht TA15 Titanlegierungspulver hervor

Mehr lesen "
Ti-6Al-4V-Pulver

Ti-6Al-4V-Pulver

Stellen Sie sich ein Material vor, das unglaublich stark und dennoch erstaunlich leicht ist und Korrosion wie ein erfahrener Krieger abwehrt. Das ist die Magie von Ti-6Al-4V-Pulver, das die Welt der fortschrittlichen Fertigung grundlegend verändert.

Mehr lesen "
Reines Aluminiumpulver

Reines Aluminiumpulver

Stellen Sie sich ein Metall vor, das so leicht ist, dass es schwebt, und doch stark genug, um ein wichtiger Bestandteil von Raketen und Sprengstoffen zu sein. Das ist die faszinierende Welt von reinem Aluminiumpulver, einem vielseitigen Material

Mehr lesen "
AlSi7Mg-Pulver

AlSi7Mg-Pulver

Stellen Sie sich vor, Sie bauen komplexe, hochfeste Bauteile mit unglaublichen Details und halten dabei das Gewicht so gering wie möglich. Das ist die Magie von AlSi7Mg-Pulver, einem revolutionären Material, das die Welt der additiven Fertigung

Mehr lesen "
small_c_popup.png

Plaudern wir ein wenig

Nehmen Sie Kontakt mit uns auf