DE102012015127A1

DE102012015127A1 - Sinterunterlage

Info

Publication number: DE102012015127A1
Application number: DE201210015127
Authority: DE
Inventors: Roland Scholl; Tim Slawik
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2032-07-28
Also published as: DE102012015127B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sinterunterlage, die beim Sintern zwischen einem zu sinternden grünfesten Formkörper und einem Grundkörper angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Sinterunterlage ist beim Sintern zwischen einem zu sinternden grünfesten Formkörper und einem Grundkörper angeordnet. Sie ist als grünfeste mehrschichtige Folie oder mit einer auf einem metallischen oder keramischen Träger angeordneten grünfesten Folie_ ausgebildet. Außerdem ist eine zwischen dem grünfesten Formkörper (V) angeordnete Trennschicht (IV), die aus einem Werkstoff besteht, der nicht mit dem Werkstoff des grünfesten Formkörpers (V) chemisch und/oder metallurgisch reagiert und während des Sinterns keine stoffschlüssige Verbindung mit dem grünfesten Formkörper (V) eingeht. Die unterhalb der Trennschicht (IV) angeordnete Folienschicht (III) ist mit dem gleichen pulverförmigen Werkstoffgebildet, aus dem der Formkörper hergestellt ist. Es besteht auch die Möglichkeit die Folienschicht (III) aus keramischen oder metallischen pulverförmigem Werkstoff herzustellen oder einen pulverförmigen Werkstoff einzusetzen, der eine chemische Verbindung enthält oder daraus gebildet ist, die während des Sinterns ihr Volumen reduziert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sinterunterlage, die beim Sintern zwischen einem zu sinternden grünfesten Formkörper und einem Grundkörper angeordnet ist.
Bei der Herstellung von metallischen oder keramischen Formkörpern durch einen Sinterprozess wird der jeweilige keramische oder metallische Werkstoff in Pulverform eingesetzt und dabei zuerst ein grünfester Formkörper mit dem zu sinternden Werkstoff erstellt. Aus technischen Gründen kommt es beim Sintern zu einer nicht zu vermeidenden linearen Schwindung, bei der die Abmessungen in den 3 Raumrichtungen sich zwischen 5% und 50% reduzieren.
Besonders hohe Schwindungen treten dabei auf, wenn ein pulverförmiger Ausgangswerkstoff mit kleiner mittlerer Partikelgröße eingesetzt wird, wenn bei der Formgebung des grünfesten Formkörpers eine relativ geringe „Gründichte” dieses Formkörpers erreicht worden ist, wenn im grünfesten Formkörper ein prozessbedingt hoher Anteil an zusätzlichen Stoffen enthalten sind (z. B. bei mittels Foliengießen oder Schlickerguss hergestellten grünfesten Formkörpern) oder auch wenn Platzhalter, die später entfernt werden können, im grünfesten Formkörper enthalten sind oder die die eigentliche Struktur des fertig gesinterten Formkörpers bildenden Pulvers als solche eine geringe Werkstoffdichte aufweisen.
Normalerweise erfolgt die Schwindung an Formkörpern während des Sinterns isotrop, was bei einem thermischen Verdichtungsprozess (freies Sintern) zu einer Verschiebung von Partikeln in Bezug zum Massenschwerpunkt des Formkörpers führt. Dementsprechend legen weiter vom Massenschwerpunkt entfernt angeordnete Partikel einen weiteren Weg während des Schwindungsprozesses zurück, als näher zum Massenschwerpunkt angeordnete Partikel. Diese Bewegungen werden durch die Gravitationskraft beeinflusst und sie führen zu einer Wechselwirkung durch Reibkräfte zwischen der auf einem Grundkörper, als herkömmliche Sinterunterlage und der Fläche des Formkörpers, die auf dem Grundkörper aufliegt. In Abhängigkeit des DurchmesserHöhen-Verhältnisses (DHV-Verhältnis) des jeweiligen Formkörpers und der Gravitationskraft (Gewichtskraft des grünfesten Formkörpers) treten Wechselwirkungen mit dem Grundkörper auf, die zu einer unerwünschten inhomogenen Schwindung in z-Achsrichtung im Vergleich zur Ebene (x- und y-Richtung) führen. Dadurch können auch Risse oder eine Zerstörung des Formkörpers auftreten. Verformungen des Formkörpers treten aber immer auf.
Bei nicht rotationssymmetrischen Konturen von Formkörpern kann die entsprechende Querschnittsfläche in einen entsprechenden Durchmesser umgerechnet werden und beispielsweise zur Höhe ggf. zur mittleren Höhe des Formkörpers ins Verhältnis gesetzt werden, wenn die Höhe des Formkörpers über seine Auflagefläche variiert.
Bisher wurden verschiedene Wege beschritten, um diesem Problem entgegen zu wirken.
So werden Sinterunterlagen/Grundkörper eingesetzt, deren Oberfläche so bearbeitet ist, dass sie eine geringe Rauhtiefe aufweisen und dadurch ein gutes Gleitverhalten des Formkörpers während des Sinterns auf der Oberfläche des Grundkörpers erreicht werden kann. Solche Grundkörper müssen aber aufwendig gefertigt werden und sie können aber auch nur eine begrenzte Anzahl an Sinterprozessen unterzogen werden, bei denen ihre guten Gleiteigenschaften genutzt werden können.
Es werden bisher auch reibungsmindernde pulverförmige Stoffe zwischen dem Grundkörper und dem Formkörper eingesetzt. Diese haben den Nachteil, dass die Partikel insbesondere in Vakuumanlagen oder Reinstgasöfen in denen die Sinterung durchgeführt wird, Dichtflächen, Ventile und Pumpen beschädigen, so dass der Betrieb der Sinteranlagen beeinträchtigt wird, was beispielsweise zu erhöhten Leckraten oder häufigen Reparaturen führen kann.
Der Einsatz solcher reibungsmindernder Partikel ist auch dadurch nachteilig, dass die Partikel an den Positionen an denen der zu sinternde Formkörper auf Partikeln aufliegt, Verformungen am Formkörper hervorrufen, die die Oberflächengüte des gesinterten Formkörpers beeinträchtigen und die Reibwirkung in diesem Bereich erhöhen.
Es ist auch bekannt, Grundkörper in dem gleichen Werkstoffzustand (gleiche Werkstoffdichte, ggf. gleiche Herstellung und damit gleicher Schwindungsverlauf), wie dem Werkstoff des zu sinternden Formkörpers, für einen Grundkörper, der als alleinige Sinterunterlage dient, einzusetzen. Dies erhöht aber die Kosten, da der eingesetzte Werkstoff entsprechend kostenintensiv ist und diese Grundkörper später recycelt werden müssen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die in Folge der beim Sintern auftretenden Verformungen und die Schwindung von Formkörpern zumindest weitestgehend kompensieren zu können und eine maßhaltigere Fertigung von gesinterten Formkörpern mit geringem Aufwand und geringen Kosten erreichen zu können.
Erfindungsgemäße wird diese Aufgabe mit einer Sinterunterlage, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
Die erfindungsgemäße Sinterunterlage ist beim Sintern zwischen einem zu sinternden grünfesten Formkörper und einem Grundkörper angeordnet. Sie ist als grünfeste mehrschichtige Folie ausgebildet.
Alternativ kann es sich auch um eine grünfeste Folie handeln, die auf einem metallischen oder keramischen Träger angeordnet ist. Eine solche Sinterunterlage bietet sich besonders an, wenn der zu sinterende grünfeste Formkörper eine dünne Folie ist, die sich durch eine Differenz der Schwindung zwischen Sinterunterlage und Formkörper auf jeden Fall verformen würde und keine ebene planare Fläche bilden würde. Die auf dem metallischen oder keramischen Träger angeordnete grünfeste Folie kann die Funktion einer Trennschicht erfüllen, auf die nachfolgend noch erklärend eingegangen werden soll. Dies bedingt, dass die Trennschicht eine geringere Schwindung zeigt, als der zu sinternde grünfeste Formkörper in Form einer dünnen Folie.
Dabei ist eine zwischen dem grünfesten Formkörper angeordnete Trennschicht vorhanden, die aus einem Werkstoff besteht, der nicht mit dem Werkstoff des grünfesten Formkörpers chemisch und/oder metallurgisch reagiert und während des Sinterns keine stoffschlüssige Verbindung mit dem grünfesten Formkörper eingeht.
Die unterhalb der Trennschicht angeordnete Folienschicht ist mit dem gleichen pulverförmigen Werkstoff gebildet, aus dem der Formkörper hergestellt ist.
Sie kann auch aus einem anderen keramischen oder metallischen pulverförmigen Werkstoff oder einem pulverförmigen Werkstoff gebildet sein, der eine chemische Verbindung enthält oder daraus gebildet ist, die während des Sinterns ihr Volumen reduziert.
Hilfreich kann es auch sein, Pulverwerkstoffe mit abweichender Zusammensetzung einzusetzen, um zum Beispiel eine stärkere Kompensation der Behinderung der Schwindung zu erreichen. Man kann eine solche Folie auch als mitsinternde Sinterunterlage bezeichnen.
Die mehrschichtige Folie kann wegen ihrer geringen Dicke (10 bis ca. 1000 μm) kostengünstig mit wenig Werkstoffverbrauch hergestellt werden und nach jeder Sinterung recycelt werden.
Vorteilhaft ist die Folie mit mehr als zwei einzelnen übereinander angeordneten Schichten unterschiedlicher Funktionalität ausgebildet. So kann die Folie mit einer reibungsmindernden Schicht, einer Sperrschicht, einer Anpassungsschicht und/oder einer Trennschicht gebildet sein. Diese unterschiedlichen Schichten können in unterschiedlicher Kombination an einer erfindungsgemäßen Sinterunterlage vorhanden und angeordnet sein.
Günstig ist jedoch ein Schichtaufbau, bei dem ausgehend von der Seite der Folie, die dem Grundkörper zugewandt ist, zuerst eine reibungsmindernde Schicht, dann die Sperrschicht, angrenzend daran die Anpassungsschicht und in Richtung Formkörper weisend danach die Trennschicht anzuordnen.
Eine reibungsmindernde Schicht kann mit einem Festschmierstoff oder pulverförmigem Zirkonoxid oder Aluminiumoxid gebildet sein. Die hierfür eingesetzten Werkstoffe sollten nicht chemisch mit dem Werkstoff des Grundkörpers reagieren. Bei einem auf die Masse bezogenen DHV-Verhältnis > 50 des jeweiligen Formkörpers sollte die reibungsmindernde Schicht mit pulverförmigem Zirkonoxid oder Aluminiumoxid mit einer mittleren Partikelgröße d₅₀ im Bereich 0,2 μm–5 μm gebildet sein. Als Festschmierstoff kann beispielsweise Graphit, Bornitrid oder Molybdändisulfid eingesetzt werden.
Eine Zwischenschicht, die bevorzugt auf der dem Grundkörper abgewandten Oberfläche der reibungsmindernden Schicht angeordnet ist, kann als keramische Sperrschicht aus einem Werkstoff bestehen, der chemisch nicht mit dem Werkstoff des Formkörpers und/oder der Anpassungsschicht reagiert. Solche thermodynamisch stabilen Werkstoffe sind beispielsweise Y₂O₃, Al₂O₃ und MgO. Der hierfür eingesetzte Werkstoff sollte auch keine neuen Phasen bilden oder zu einer Phasenumwandlung führen. Die Zwischenschicht kann eine Schichtdicke im Bereich 1 μm–50 μm aufweisen, was auch auf eine reibungsmindernde Schicht zutrifft.
Eine Anpassungsschicht kann mit dem gleichen pulverförmigen Werkstoff, aus dem der zu sinternde Formkörper besteht, gebildet sein. Dies trifft auch auf die Partikelgröße des eingesetzten Pulvers zu.
Eine Trennschicht soll aus einem Werkstoff bestehen, der nicht mit dem Werkstoff des Formkörpers chemisch und/oder metallurgisch reagiert. Sie kann also im Kontakt mit dem zu sinternden Werkstoff thermodynamisch stabil sein. Sie soll während des Sinterns keine stoffschlüssige Verbindung mit dem grünfesten Körper eingehen.
Im Falle von zu sinternden Metallen und Legierungen kommen keramische Pulver (Y₂O₃, Al₂O₃, MgO u. ä. ) in Betracht. Da das Sintern von keramischen Materialien in der Regel bei sehr hohen Temperaturen erfolgen muss, kommen sowohl „refraktäre” Metallpullver (Mo, Wo, Ta, Cr, Nb, ...) als auch keramische Pulver in Frage deren thermodynamische „Kontakt-Stabilität” nachgewiesen ist.
Die Anpassungsschicht sollte eine Schichtdicke im Bereich 10 μm–1000 μm und die Trennschicht eine Schichtdicke im Bereich 1 μm–50 μm aufweisen. Es wird deutlich, dass eine Anpassungsschicht in der Regel eine größere Schichtdicke aufweisen sollte, als andere bei der erfindungsgemäßen Sinterunterlage eingesetzten Schichten.
Die Schichtdicke der Anpassungsschicht kann unter Berücksichtigung des auf die Masse bezogenen DHV-Verhältnisses des jeweiligen Formkörpers so gewählt werden, dass die Schwindung der Anpassungsschicht und des Formkörpers im gesamten Temperaturbereich der Sinterung gleich oder die Schwindung der Anpassungsschicht in diesem Temperaturbereich größer, als die des Formkörpers ist. Dies hat zur Folge, dass bei jeder Temperatur eine gleiche oder größere Schwindung in der Anpassungsschicht vorliegt und etwaige Verformungen bevorzugt in der Anpassungsschicht, und nicht am Fuß des zu sinternden Formkörpers stattfinden.
Die Werkstoffe der einzelnen Schichten, mit denen eine Folie als Mehrschichtaufbau gebildet sein kann, können neben den genannten Werkstoffen noch weitere Hilfsstoffe und hier insbesondere geeignete Plastifizierungsmittel oder Bindemittel enthalten, um eine ausreichende Grünflexibilität und -festigkeit der erfindungsgemäßen Sinterunterlage erreichen zu können. Hierfür können beispielsweise Glycerin, Phthalate, Glycole, ... als Plastifizierungsmittel und Polyvinylalkohole, -chloride, (Poly-)Acrylate, Cellulosederivate, etc. als Bindemittel in den einzelnen Schichten zusätzlich enthalten sein.
Mit der Erfindung können während der Sinterung von Formkörpern mechanische Spannungen zwischen der Auflagefläche eines zu sinternden Formkörpers und einem Grundkörper, auf dem der Formkörper während des Sinterprozesses abgestellt ist, vermieden bzw. minimiert werden. Der Grundkörper kann unter Einsatz einer vor jedem neuen Sinterprozess ausgetauschten erfindungsgemäßen Sinterunterlage nahezu beliebig oft eingesetzt werden.
Während der Sinterung kommt es zu reduzierten Verformungen, es können kleinere Maßtoleranzen bei den herzustellenden Formkörpern eingehalten werden. Dies trifft auch dann zu, wenn für die Verdichtung hohe lineare Schwindungen erforderlich sind.
Eine Besonderheit kann, wie in 2 gezeigt, dann eintreten, wenn die Dicke der Anpassungsschicht im Bezug auf das zu sinternde Bauteil zu groß gewählt wurde. In diesem Falle (MSU-1) kann die Wirkung von Schwerkraft und Reibung „überkompensiert” sein, was eine stärkere Schwindung der Auflage („Fuß”) gegenüber dem darüber liegenden Bereich („Kopf”) und damit unerwünscht hohe Toleranzen zur Folge hat. Um eine optimale Wirkung der MSU zu erreichen, ist eine geeignete Dicke der Anpassungsschicht (III) durch Variation der eingesetzten MSU zu ermitteln.
Verwendet man eine Anpassungsschicht (III), die den Bedingungen MSU-2 entspricht, wird die behindernde Reibung gemindert und es wird gleichzeitig eine stärkere Verformung des „Fußes” gegenüber dem „Kopf” ausgeschlossen. Dies ist dann von besonderem Interesse, wenn großflächige Formkörper mit geringer Höhe zu sintern sind. Stärkere Schwindungen der MSU gegenüber einem flachen, großflächigen Formkörper würden zum Beispiel zu einem Aufwölben des Formkörpers führen können.
Mit der Erfindung können über eine gezielte Werkstoffauswahl für die einzelnen Schichten, deren Schichtenfolge die Bedingungen hinsichtlich der gewünschten Reibungsverminderung in Folge Schwindung beim Sintern, einer aktiven Schwindungsunterstützung und der Wechselwirkung des Formkörpers mit der Sinterunterlage verbessert werden.
Die Herstellung erfindungsgemäßer Sinterunterlagen kann vorzugsweise mit papiertechnologischen Streichverfahren, Roll Coating, Foliengießen kostengünstig erfolgen. Der Feststoffanteil in den jeweiligen Schichten lässt sich einfach und genau einstellen, was auch auf die Schichtdicken zutrifft.
Typischer Weise erfordern papiertechnologische Verarbeitungsverfahren (z. B. Streichen) eine Trägerfolie (z. B. organisch, anorganisch, die nicht in 1 dargestellt ist) zum Auftragen der Schichten. Im Falle von organischen oder anorganischen Trägerfolien können diese vor der Einsatz entfernt werden, oder an der MSU belassen werden, um erst während des Sinterns durch Zersetzung oder Verbrennen beseitigt zu werden. Dies ist aber nur dann möglich, wenn die MSU oder der Formkörper (V) (1) nicht durch die Reaktionsprodukte beeinträchtigt wird.
Eine erfindungsgemäße Sinterunterlage weist eine Eigenmasse auf, die sehr viel kleiner als die Eigenmasse eines auf ihr zu sinternden Formkörpers sein kann. Sie liegt dabei im Bereich 1/100 bis 1/1000 der Formkörpermasse.
Die Sperrschicht, die Anpassungsschicht und die Trennschicht können getrennt voneinander sein, wobei zumindest die Anpassungsschicht in Abhängigkeit von der Geometrie des zu sinternden Formkörpers in der Schichtdicke variabel ausgebildet sein kann.
Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
Dabei zeigen:
1 in schematischer Form den Aufbau eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Sinterunterlage und
2 ein Diagramm der Schwindung über der Temperatur eines Formkörpers und der bei der Sinterung eingesetzten Sinterunterlage.
In der 1 ist ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Sinterunterlage gezeigt.
Dabei ist eine aus vier Schichten gebildete Folie gezeigt, auf der ein Formkörper V bei der Sinterung aufgesetzt worden ist.
Die Folie besteht bei diesem Beispiel aus vier Schichten, nämlich der reibungsmindernden Schicht I, der Sperrschicht II, der Anpassungsschicht III und der Trennschicht IV. Sie ist auf dem Grundkörper 0 aufgelegt. Der Grundkörper kann aus einem ausreichend temperaturfesten ansonsten beliebigen Werkstoff bestehen.
Nachfolgend sollen die Parameter der einzelnen Schichten für eine Sinterunterlage, mit der ein Formkörper V aus einer Chromlegierung gesintert werden soll, genannt werden:
Das nachfolgende Ausführungsbeispiel beschreibt die Wirkung mit schwindender Sinterunterlagen (MSU) für eine hoch chromhaltige Eisenlegierung.
Beispiel 1: Kompensation der Verformung an der Auflagefläche (Fuß) für eine Eisen-Chrom-Legierung
Herstellung der MSU
Die mitschwindende Sinterunterlage (MSU) ist in Anlehnung an 1 nur drei lagig aufgebaut. Die Sperrschicht (II) und die Trennschicht (IV) bestehen jeweils aus einer 10 μm dicken yttrium-teilstabilisierten ZrO₂-Schicht. Bei der optimalen Sintertemperatur für den Formkörper (V) treten keine Kontaktbildungen zwischen dem Formkörper (V) und der Trennschicht (IV) sowie der Sinterunterlage und der Sperrschicht (II) auf. Die Anpassungsschicht III besteht aus dem gleichen Fe22Cr-Legierungspulver, wie der Formkörper V. Aufgrund einer niedrigeren Packungsdichte der Anpassungschicht im Vergleich zum gepressten Formkörper V ist die Schwindung, wie in 2 (MSU-1) beschrieben, größer als die Schwindung des Formkörpers V.
Herstellung der mitschwindenden Unterlage:
Hergestellt wird die mehrlagige mitschwindende Sinterunterlage durch ein Rakelverfahren. Hierfür werden Gießschlicker mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung hergestellt. In einem ersten Schritt wird die Sperrschicht (II) auf eine PE-Trägerfolie gerakelt. Nach deren Trocknung wird als zweite Lage, die Anpassungsschicht (III) auf die erste aufgetragen, bevor der Auftrag der Trennschicht (IV) auf die Anpassungsschicht (III) erfolgt. Anschließend wir die MSU von der PE-Trägerfolie gelöst. Für die Sinterung der Formkörper werden Ringe mit einem Außendurchmesser von 54 mm und einem Innendurchmesser von 38 mm ausgestanzt.
In der beschriebenen Weise werden 2 MSU's mit unterschiedlicher Dicke der Anpassungsschicht erzeugt:

MSU Sperrschicht Anpassunsschicht Trennschicht

MSU-150: MSU-500: II = 10 μm, II = 10 μm, III = 150 μm III = 500 μm IV = 10 μm IV = 10 μm
Herstellung von Formkörpern durch Pressen:
Ein pressfertiges Granulat, wird in einem Presswerkzeug bei einem Druck von 500 MPa zu Ringen mit folgenden Abmessungen: ø_außen = 52 mm, ø_innen = 40 mm, I = 13,1 mm verpresst. Dabei wird eine relative Dichte von 63% TD erreicht.
Sintern der Ringe:
Die Sinterung der Ringe erfolgt bei 1350°C für 2 h unter Wasserstoffatmosphäre. Dabei werden drei Gruppen von Proben gesintert, von denen Gruppe 1 keine MSU verwendet; bei Gruppe 2 und 3 beträgt die Dicke der Anpassungsschicht 150 μm bzw. 500 μm.

Gruppe 1: 5 Stück gepresste Ringe werden ohne Verwendung von MSU konzentrisch auf eine dicht gesinterte runde Al₂O₃-Platte aufgelegt.
Gruppe 2: 5 Stück MSU-150-Ringe werden konzentrisch auf eine dicht gesinterte runde Al₂O₃-Platte aufgelegt, auf die dann rotationssymmetrisch 5 gepresste Ringe gelegt werden.
Gruppe 3: 5 Stück MSU-500-Ringe werden konzentrisch auf eine dicht gesinterte runde Al₂O₃-Platte aufgelegt, auf die dann rotationssymmetrisch 5 gepresste Ringe gelegt werden.

Die Al₂O₃-Platte ist rund ausgewählt, da es sich bei dem Sinterofen um eine Anlage mit rotationssymmetrischer Anordnung der Heizung handelt.
In Tabellen 2 bis 4 ist die Wirkung von mitsinternden Unterlagen demonstriert. Bei Verwendung glatter Al₂O₃-Unterlagen ohne MSU tritt eine Erhöhung des Fußdurchmessers um „ca. +0,5 mm” gegenüber dem oberen Ende des Ringes auf, wobei der mittlere Durchmesser 42 mm beträgt. MSU-150 führt bereits zu einer Einschnürung des Fußdurchmessers um „ca. –0,17 mm” gegenüber dem Durchmesser am oberen Ende des Ringes. Die Verwendung von MSU-500 bewirkt eine Einschnürung von „ca. –0,45 mm”.

Durch Variation der Dicke der Anpassungsschicht stellt man die minimal zulässige Verformung am Fuß der Sinterproben ein. In dem gewählten Beispiel sollte eine Schichtdicke von ca. 100 μm noch engere Toleranzen liefern, als die Verwendung einer MSU-150. Tabelle 1: Zusammensetzung der durch Rakelverfahren verarbeiteten Schlicken (Angaben in g)

Tabelle 2: Veränderung des Durchmessers (oben – unten) ohne Verwendung einer MSU

Probe	Δ⁽¹⁾ (d1u – d1o) [mm]	Δ⁽²⁾ (d2u – d2o) [mm]	Beschreibung der Probenauflage (ohne MSU)
G1-1	0,410	0,410	Gruppe 1: Ringe direkt auf Al₂O₃-Unterlage
G1-1	0,620	0,570	Gruppe 1: Ringe direkt auf Al₂O₃-Unterlage
G1-1	0,620	0,450	Gruppe 1: Ringe direkt auf Al₂O₃-Unterlage
G1-1	0,460	0,470	Gruppe 1: Ringe direkt auf Al₂O₃-Unterlage
G1-1	0,440	0,470	Gruppe 1: Ringe direkt auf Al₂O₃-Unterlage
	0,510	0,474	Mittelwert der Durchmesser-Differenz (unten-oben), Jeweils 0°⁽¹⁾ und 90°⁽²⁾ versetzt gemessen.
	0,100	0,060	Standardabweichung der Durchmesser-Diferenzen

Tabelle 3: Veränderung des Durchmessers (oben – unten) bei Verwendung einer MSU-150

Probe	Δ⁽¹⁾ (d1u – d1o) [mm]	Δ⁽²⁾ (d2u – d2o) [mm]	Beschreibung der Probenauflage (mit MSU)
G2-1	–0,15	–0,09	Gruppe 2: Ringe auf MSU-150
G2-2	–0,20	–0,16	Gruppe 2: Ringe auf MSU-150
G2-3	–0,17	–0,17	Gruppe 2: Ringe auf MSU-150
G2-4	–0,14	–0,2	Gruppe 2: Ringe auf MSU-150
G2-5	–0,19	–0,17	Gruppe 2: Ringe auf MSU-150
	0,17	–0,16	Mittelwert der Durchmesser-Differenz (unten-oben), jeweils 0°⁽¹⁾ und 90°⁽ ² ⁾ versetzt gemessen.
	0,03	0,04	Standardabweichung der Durchmesser-Diferenzen

Tabelle 4: Veränderung des Durchmessers (oben – unten) bei Verwendung einer MSU-500

Probe	Δ⁽¹⁾ (d1u – d1o) [mm]	Δ⁽²⁾ (d2u – ld2o) [mm]	Beschreibung der Probenauflage (mit MSU)
G3-1	–0,35	–0,48	Gruppe 3: Ring auf MSU-500
G3-2	–0,44	–0,43	Gruppe 3: Ring auf MSU-500
G3-3	–0,45	–0,37	Gruppe 3: Ring auf MSU-500
G3-4	–0,36	–0,48	Gruppe 3: Ring auf MSU-500
G3-5	–0,73	–0,51	Gruppe 3: Ring auf MSU 500
	–0,47	–0,45	Mittelwert der Durchmesser-Differenz (unten-oben), jeweils 0°⁽¹⁾ und 90°⁽ ² ⁾ versetzt gemessen.
	0,15	0,06	Standardabweichung der Durchmesser-Diferenzen

Claims

Sinterunterlage, die beim Sintern zwischen einem zu sinternden grünfesten Formkörper und einem Grundkörper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterunterlage als grünfeste mehrschichtige Folie oder mit einer auf einem metallischen oder keramischen Träger angeordneten grünfesten Folie ausgebildet ist und dabei eine zwischen dem grünfesten Formkörper (V) angeordnete Trennschicht (IV) aus einem Werkstoff besteht, der nicht mit dem Werkstoff des grünfesten Formkörpers (V) chemisch und/oder metallurgisch reagiert und während des Sinterns keine stoffschlüssige Verbindung mit dem grünfesten Formkörper (V) eingeht; wobei die unterhalb der Trennschicht (IV) angeordnete Folienschicht (III) mit dem gleichen pulverförmigen Werkstoffgebildet ist, aus dem der Formkörper hergestellt ist, oder die Folienschicht (III) aus keramischen oder metallischen pulverförmigem Werkstoff gebildet ist oder einem pulverförmigen Werkstoffgebildet ist, der eine chemische Verbindung enthält oder daraus gebildet ist, die während des Sinterns ihr Volumen reduziert.
Sinterunterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterunterlage aus mehr als zwei übereinander ausgebildeten Schichten (I, II, III, IV) unterschiedlicher Funktionalität gebildet ist.
Sinterunterlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterunterlage mit einer reibungsmindernden Schicht (I), einer Sperrschicht (II), einer Anpassungsschicht (III) und/oder einer Trennschicht (IV) gebildet ist.
Sinterunterlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (II) zwischen der die Anpassungsschicht (III) bildenden Folienschicht und einer reibungsmindernden Schicht (I), die auf der Oberfläche eines Grundkörpers (O) angeordnet oder ausgebildet ist, angeordnet ist.
Sinterunterlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Verbindung ein Metalloxid ist.
Sinterunterlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine reibungsmindernde Schicht (I) mit einem Festschmierstoff oder pulverförmigem Zirkonoxid oder Aluminiumoxid gebildet ist, der/das bevorzugt nicht chemisch mit dem Werkstoff des Grundkörpers (0) reagiert.
Sinterunterlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem auf die Masse bezogenen DHV-Verhältnis > 50 die reibungsmindernde Schicht (I) mit pulverförmigem Zirkonoxid oder Aluminiumoxid mit einer mittleren Partikelgröße d₅₀ im Bereich 0,2 μm–5 μm gebildet ist.
Sinterunterlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenschicht (II), die bevorzugt auf der dem Grundkörper (O) abgewandten Oberfläche der reibungsmindernden Schicht (I) angeordnet ist, als keramische Sperrschicht aus einem Werkstoff besteht, der chemisch nicht mit dem Werkstoff des Formkörpers (V) und/oder der Anpassungsschicht (III) reagiert.
Sinterunterlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reibungsmindernde Schicht (I) eine Schichtdicke im Bereich 5 μm–50 μm, die Sperrschicht (II) eine Schichtdicke im Bereich 5 μm–50 μm, die Anpassungsschicht (III) eine Schichtdicke im Bereich 50 μm–1000 μm und die Trennschicht (IV) eine Schichtdicke im Bereich 5 μm–50 μm aufweisen.
Sinterunterlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Anpassungsschicht (III) unter Berücksichtigung des auf die Masse bezogenen DHV-Verhältnisses des jeweiligen Formkörpers (V) gewählt ist, so dass die Schwindung der Anpassungsschicht (III) und des Formkörpers (V) im gesamten während der Sinterung auftretenden Temperaturbereich gleich oder die Schwindung der Anpassungsschicht (III) in diesem Temperaturbereich größer als die des Formkörpers (V) ist.
Sinterunterlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reibungsminderende Schicht (I) mit einem Festschmierstoff gebildet ist, der ausgewählt ist aus Graphit, Bornitrid, und Molybdändisulfid.
Sinterunterlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (I), die Anpassungsschicht (III) und die Trennschicht (IV) getrennt voneinander sind, wobei zumindest die Anpassungsschicht (III) in Abhängigkeit von der Geometrie des zu sinternden Formkörpers (V) in der Schichtdicke variabel ausgebildet ist.
Sinterunterlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf einem metallischen oder keramischen Träger angeordnete grünfeste Folie eine Trennschicht (IV) bildet.