DE102020109047A1 - Sintercarbidpulver für additive fertigung - Google Patents

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Zhuqing Wang
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Abstract

Sintercarbidpulverzusammensetzungen werden zur Verwendung bei der Herstellung verschiedener Artikel durch eine oder mehrere additive Fertigungstechniken bereitgestellt. Bei einem Aspekt umfasst eine Pulverzusammensetzung gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die Pulverzusammensetzung eine scheinbare Dichte von 3,5 g/cm3 bis 8 g/cm3 aufweist;

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Sintercarbidpulver und insbesondere Sintercarbidpulver zur Verwendung mit einer oder mehreren additiven Fertigungstechniken.
  • HINTERGRUND
  • Additive Fertigung (AM) umfasst im Allgemeinen Prozesse, bei denen digitale dreidimensionale (3D) Konstruktionsdaten verwendet werden, um einen Artikel oder eine Komponente durch Materialabscheidung und -verarbeitung in Schichten herzustellen. Es wurden verschiedene Techniken entwickelt, die unter den Begriff der additiven Fertigung fallen. Eine additive Fertigung bietet eine effiziente und kostengünstige Alternative zu herkömmlichen auf Formgebungsverfahren basierenden Verfahren zur Fertigung von Artikeln. Mit additiver Fertigung kann der erhebliche Zeit- und Kostenaufwand für den Formen- und/oder Matrizenbau und für andere Werkzeuge vermieden werden. Additive Fertigungstechniken sorgen darüber hinaus für einen effizienten Materialeinsatz, indem sie Recycling im Prozess ermöglichen und keinen Einsatz von Formschmiermitteln und Kühlmitteln erfordern. Die additive Fertigung ermöglicht vor allem erhebliche Freiheiten bei der Artikelgestaltung. Artikel mit hochkomplexen Formen können ohne nennenswerte Kosten hergestellt werden, wodurch die Entwicklung und Auswertung einer Reihe von Artikelentwürfen vor der endgültigen Entwurfsauswahl ermöglicht wird.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Sintercarbidpulverzusammensetzungen werden zur Verwendung bei der Herstellung verschiedener Artikel durch eine oder mehrere additive Fertigungstechniken bereitgestellt. Bei einem Aspekt umfasst eine Pulverzusammensetzung gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die Pulverzusammensetzung eine scheinbare Dichte von 3,5 g/cm3 bis 8 g/cm3 aufweist;
  • Bei einem weiteren Aspekt umfasst eine Pulverzusammensetzung für additive Fertigungstechniken gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 5 Vol.-% aufweisen.
  • Bei einem weiteren Aspekt werden rohe Artikel mit vorteilhaften mechanischen Eigenschaften und/oder Festigkeitseigenschaften hierin beschrieben. Ein roher Artikel umfasst bei einigen Ausführungsformen Partikel einer Pulverzusammensetzung, die durch eine bei einer additiven Fertigungstechnik angewandte Bindephase miteinander verbunden sind, wobei der rohe Artikel eine mittlere Biegebruchfestigkeit von mindestens 2 MPa aufweist und die Pulverzusammensetzung gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung umfasst, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die Pulverzusammensetzung eine scheinbare Dichte von 3,5 g/cm3 bis 8 g/cm3 in Abwesenheit der Bindephase aufweist.
  • Bei einem weiteren Aspekt umfasst ein roher Partikel Partikel einer Pulverzusammensetzung, die durch eine bei einer additiven Fertigungstechnik angewandte Bindephase miteinander verbunden sind, wobei der rohe Artikel eine mittlere Biegebruchfestigkeit von mindestens 2 MPa aufweist und die Pulverzusammensetzung gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung umfasst, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 5 Vol.-% aufweisen.
  • Bei weiteren Aspekten werden Verfahren zum Bilden gesinterter Artikel hierin beschrieben. Bei einigen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Bilden eines gesinterten Artikels das Bereitstellen einer Pulverzusammensetzung, die gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung umfasst, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die Pulverzusammensetzung eine scheinbare Dichte von 3,5 g/cm3 bis 8 g/cm3 aufweist, und das Bilden der Pulverzusammensetzung in einen rohen Artikel durch eine oder mehrere additive Fertigungstechniken. Der rohe Artikel wird dann gesintert, um den gesinterten Artikel bereitzustellen.
  • Bei anderen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines gesinterten Artikels das Bereitstellen einer Pulverzusammensetzung, die gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung umfasst, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 5 Vol.-% aufweisen, und das Bilden der Pulverzusammensetzung in einen rohen Artikel durch eine oder mehrere additive Fertigungstechniken. Der rohe Artikel wird dann gesintert, um den gesinterten Artikel bereitzustellen. Für die Bildung von rohen Artikeln eingesetzte additive Fertigungstechniken können bei einigen Ausführungsformen Bindemittelstrahlen umfassen.
  • Diese und weitere Ausführungsformen werden in der folgenden detaillierten Beschreibung weitergehend beschrieben.
  • Figurenliste
    • Die 1 bis 4 sind Querschnittsrasterelektronenmikroskopie- (REM) -Bilder von gesinterten Sintercarbidpartikeln aus bimodalen Pulverzusammensetzungen gemäß einigen Ausführungsformen.
    • Die 5 bis 8 sind optische Querschnittsbilder von gesinterten Artikeln, die gemäß einigen Ausführungsformen mit hierin beschriebenen bimodalen Pulverzusammensetzungen hergestellt sind.
    • Die 9 und 10 sind optische Querschnittsbilder von mit vergleichbaren Pulverzusammensetzungen hergestellten gesinterten Artikeln.
    • 11 stellt eine Biegebruchfestigkeit (TRS) entlang den X/Y-Richtungen und der Z-Richtung für rohe Stäbe bereit, die gemäß einigen Ausführungsformen mit hierin beschriebenen bimodalen Pulverzusammensetzungen gedruckt sind.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Hierin beschriebene Ausführungsformen können unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und die Beispiele und deren vorhergehenden und folgenden Beschreibungen leichter verstanden werden. Hierin beschriebene Elemente, Vorrichtungen und Verfahren sind jedoch nicht auf die in der detaillierten Beschreibung und in den Beispielen dargestellten spezifischen Ausführungsformen beschränkt. Es sollte erkannt werden, dass diese Ausführungsformen lediglich die Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Zahlreiche Modifikationen und Anpassungen sind für einen Fachmann ohne Weiteres ersichtlich, ohne vom Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen.
  • Pulverzusammensetzungen
  • Bei einem Aspekt werden Pulverzusammensetzungen für die Artikelfertigung mittels verschiedener additiver Fertigungstechniken bereitgestellt. Bei einigen Ausführungsformen umfasst eine Pulverzusammensetzung gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die Pulverzusammensetzung eine scheinbare Dichte von 3,5 g/cm3 bis 8 g/cm3 aufweist; Bei einigen Ausführungsformen weist die Pulverzusammensetzung eine scheinbare Dichte von 4 g/cm3 bis 7 g/cm3 oder von 5 g/cm3 bis 6 g/cm3 auf. Wie dem Fachmann bekannt, ist die scheinbare Dichte die Masse eines Einheitsvolumens von Pulver oder Partikeln im losen Zustand, das gewöhnlich in g/cm3 ausgedrückt wird.
  • Bei einem weiteren Aspekt umfasst eine Pulverzusammensetzung für additive Fertigungstechniken gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 5 Vol.-% aufweisen.
  • Unter Bezugnahme auf spezifische Komponenten umfassen hierin beschriebene Pulverzusammensetzungen gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung. Die bimodale Verteilung umfasst einen ersten Modus, der eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweist, und einen zweiten Modus, der einen D50 von kleiner als 10 µm aufweist. Bei einigen Ausführungsformen weist der zweite Modus einen D50 im Bereich von 3 µm bis 9 µm auf. Gesinterte Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus können in der Pulverzusammensetzung in jeglichen gewünschten Anteilen vorhanden sein. Bei einigen Ausführungsformen sind beispielsweise gesinterte Sintercarbidpartikel des ersten Modus in der Pulverzusammensetzung in einem Betrag von 60 Gewichtsprozent bis 80 Gewichtsprozent vorhanden und gesinterte Sintercarbidpartikel des zweiten Modus in der Pulverzusammensetzung in einem Betrag von 20 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent vorhanden. Ein Verhältnis der D50-Größe des ersten Modus zu der D50-Größe des zweiten Modus kann des Weiteren generell einen Wert von 4 bis 10 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen weist das Verhältnis einen Wert von 6 bis 10 oder 7 bis 10 auf.
  • Gesinterte Sintercarbidpartikel der Pulverzusammensetzung umfassen jeweils individuelle Metallcarbidkörnungen, die gesintert und durch eine metallische Bindephase miteinander verbunden sind. Bei einigen Ausführungsformen weisen gesinterte Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 5 Vol.-% auf. Gesinterte Sintercarbidpartikel des zweiten Modus können des Weiteren bei einigen Ausführungsformen eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 2 % aufweisen.
  • Wie hierin weitergehend beschrieben, können die vorhergehenden scheinbaren Dichten und individuellen Partikelporositäten des ersten und des zweiten Modus durch einen oder mehrere an den Partikeln ausgeführte Sinterprozesse erreicht werden. Die Sinterprozesse setzen bei einigen Ausführungsformen keinen Sinterinhibitor bzw. Sinterinhibitoren ein, um ein Festkleben oder Anhaften von Partikeln abzuschwächen. Hierin beschriebene Eigenschaften von gesinterten Sintercarbidpartikeln können in Abwesenheit eines bzw. von Sinterinhibitoren erreicht werden. Bei einigen Ausführungsformen werden gesinterte Sintercarbidpartikel durch Sintern einer Qualitätspulverzusammensetzung bei Temperaturen von 1100 °C bis 1400 °C für 0,5 bis 2 Stunden hergestellt, um einen Sinterkörper bereitzustellen. Der Sinterkörper wird anschließend gemahlen, um individuelle gesinterte Sintercarbidpartikel bereitzustellen. Abhängig von der Partikelmorphologie und -dichte können die gesinterten Sintercarbidpartikel zugunsten einer weiteren Verdichtung weitergehend wärmebehandelt werden. Eine weitere Wärmebehandlung kann eine Plasmaverdichtung, wie beispielsweise eine Plasmasphäroidisierung unter Verwendung eines RF-Plasmabrenners oder DC-Plasmabrenners, umfassen. Die gesinterten Sintercarbidpartikel können alternativ erneut gesintert werden und dabei einen zweiten Körper bilden. Der zweite Körper wird gemahlen, um die gesinterten Sintercarbidpartikel bereitzustellen. Weitere Verdichtungsbehandlungen können beliebig oft ausgeführt werden, um gewünschte gesinterte Sintercarbidpartikel mit den gewünschten scheinbaren Dichten, Rütteldichten und/oder individuellen Partikeldichten bereitzustellen. Sinterzeiten und -temperaturen können gemäß mehreren Gesichtspunkten ausgewählt werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Bindemittelgehalt der Sintercarbidpartikel, gewünschter Dichte der gesinterten Partikel und der Sinterphase. Bei einigen Ausführungsformen werden frühe Sinterphasen bei niedrigeren Temperaturen und/oder kürzeren Zeiten durchgeführt, um das Mahlen der Sinterkörper zu erleichtern. Ein anfänglicher oder früher Sinterprozess kann beispielsweise bei Temperaturen unterhalb der Bindemittelverflüssigung ausgeführt werden. Spätphasen- oder endgültige Sinterprozesse können höhere Temperaturen erreichen, wie beispielsweise Temperaturen, bei denen Flüssigphasensintern erfolgt.
  • Bei einigen Ausführungsformen werden beispielsweise Partikel des ersten Modus mit einem D50 von 25 µm bis 50 µm durch Mahlen von Wolframcarbidpulver mit Pulvermetallbindemittel hergestellt. Nach dem Fräsen werden die Wolframcarbidpartikel mit dem metallischen Bindemittel beschichtet und anschließend gemäß den vorstehenden Bedingungen unter Vakuum sprühgetrocknet und gesintert. Das gesinterte Pulver wird gemahlen, um die gewünschte Korngrößenverteilung zu erreichen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Pulver erneut gesintert und gemahlen werden, um höhere individuelle Partikeldichten und niedrigere individuelle Partikelporositäten zu erreichen. Das Pulver kann alternativ durch eine zusätzliche Hitzebehandlung weiter verdichtet werden, was eine Plasmaverdichtung einschließt. Bei einigen Ausführungsformen sind gesinterte Sintercarbidpartikel des ersten Modus sphärisch.
  • Partikel des zweiten Modus mit einem D50 von kleiner als 10 µm können des Weiteren durch Kugelmahlen gesinterter Sintercarbidpartikel des ersten Modus hergestellt werden. Solch ein Mahlen reduziert ferner die Partikelgröße und kann eine asphärische oder unregelmäßig geformte Partikelmorphologie induzieren.
  • Gesinterte Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus umfassen ein oder mehrere Metallcarbide, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Gruppe-IVB-Metallcarbiden, Gruppe-VB-Metallcarbiden und Gruppe-VIB-Metallcarbiden. Bei einigen Ausführungsformen ist Wolframcarbid das einzige Metallcarbid der gesinterten Partikel. Bei anderen Ausführungsformen werden eine oder mehrere Gruppe-IVB-, Gruppe-VB- und/oder Gruppe-VIB-Metallcarbide mit Wolframcarbid kombiniert, um die gesinterten Partikel bereitzustellen. Chromcarbid, Titancarbid, Vanadiumcarbid, Tantalcarbid, Niobcarbid, Zirconiumcarbid und/oder Hafniumcarbid und/oder feste Lösungen davon können beispielsweise bei der gesinterten Partikelherstellung mit Wolframcarbid kombiniert werden. Wolframcarbid kann generell in den gesinterten Partikeln in einem Betrag von mindestens ungefähr 80 oder 85 Gewichtsprozent vorhanden sein. Bei einigen Ausführungsformen sind andere Gruppe-IVB-, -VB- und/oder -VIB-Metallcarbide als Wolframcarbid in den gesinterten Partikeln in einem Betrag von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent vorhanden.
  • Bei einigen Ausführungsformen umfassen die gesinterten Sintercarbidpartikel keine Doppelmetallcarbide oder niedrigere Metallcarbide. Doppelte und/oder niedrigere Metallcarbide umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Eta-Phase (Co3W3C oder Co6W6C), W2C und/oder W3C. Gesinterte Artikel, die bei einigen Ausführungsformen aus gesinterten Sintercarbidpartikeln gebildet sind, umfassen des Weiteren auch keine nichtstöchiometrischen Metallcarbide. Die gesinterten Sintercarbidpartikel können außerdem eine gleichförmige oder im Wesentlichen gleichförmige Mikrostruktur aufweisen.
  • Gesinterte Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus umfassen metallisches Bindemittel. Metallisches Bindemittel von gesinterten Sintercarbidpartikeln kann ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Cobalt, Nickel und Eisen und Legierungen davon. Bei einigen Ausführungsformen ist metallisches Bindemittel in den gesinterten Sintercarbidpartikeln in einem Betrag von 0,1 bis 15 Gewichtsprozent vorhanden. Metallisches Bindemittel kann auch in den gesinterten Sintercarbidpartikeln in einem Betrag vorhanden sein, der aus der Tabelle IV ausgewählt ist. Tabelle IV - Metallischer Bindemittelgehalt (Gew.-%)
    1-13
    2-10
    5-12
  • Metallisches Bindemittel der gesinterten Sintercarbidpartikel kann auch einen oder mehrere Zusatzstoffe, wie beispielsweise Edelmetallzusatzstoffe, umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann das metallische Bindemittel einen Zusatzstoff umfassen, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Platin, Palladium, Rhenium, Rhodium und Ruthenium und Legierungen davon. Bei anderen Ausführungsformen kann ein Zusatzstoff zu dem metallischen Bindemittel Molybdän, Silizium oder Kombinationen davon umfassen. Ein Zusatzstoff kann in dem metallischen Bindemittel in jedem Betrag vorhanden sein, der mit den Zwecken der vorliegenden Erfindung nicht unvereinbar ist. Ein Zusatzstoff bzw. Zusatzstoffe können in dem metallischen Bindemittel beispielsweise in einem Betrag von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent der gesinterten Sintercarbidpartikel vorhanden sein.
  • Zusammensetzungen der gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus können im Wesentlichen gleich sein oder können sich unterscheiden. Gesinterte Sintercarbidpartikel des ersten Modus können sich beispielsweise von gesinterten Sintercarbidpartikeln des zweiten Modus in der Zusammensetzung und/oder Größe von individuellen Metallcarbidkörnungen als auch in der Zusammensetzung und/oder dem Gewichtsprozent des metallischen Bindemittels unterscheiden. Bei einigen Ausführungsformen ist außerdem der erste Modus von gesinterten Sintercarbidpartikeln der Hauptmodus und der zweite Modus von gesinterten Sintercarbidpartikeln der untergeordnete Modus. Bei solchen Ausführungsformen kann der zweite Modus eine sehr geringe Polydispersität in einem Partikelgrößenbereich von 3 µm bis 9 µm aufweisen.
  • Rohe Artikel
  • Wie hierin beschrieben, werden die gesinterten Sintercarbidpartikel durch eine oder mehrere additive Fertigungstechniken in einen rohen Artikel gebildet. Ein roher Artikel umfasst bei einigen Ausführungsformen Partikel einer Pulverzusammensetzung, die durch eine bei einer additiven Fertigungstechnik angewandte Bindephase miteinander verbunden sind, wobei der rohe Artikel eine mittlere Biegebruchfestigkeit von mindestens 2 MPa aufweist und die Pulverzusammensetzung gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung umfasst, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die Pulverzusammensetzung eine scheinbare Dichte von 3,5 g/cm3 bis 8 g/cm3 in Abwesenheit der Bindephase aufweist.
  • Bei einem weiteren Aspekt umfasst ein roher Partikel Partikel einer Pulverzusammensetzung, die durch eine bei einer additiven Fertigungstechnik angewandte Bindephase miteinander verbunden sind, wobei der rohe Artikel eine mittlere Biegebruchfestigkeit von mindestens 2 MPa aufweist und die Pulverzusammensetzung gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung umfasst, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 5 Vol.-% aufweisen.
  • Pulver, welche die rohen Artikel mittels einer oder mehreren additiven Fertigungstechniken bilden, können jegliche Zusammensetzung und/oder Eigenschaften aufweisen, die in Abschnitt I vorstehend beschrieben sind. Außerdem kann jede additive Fertigungstechnik, mit der das gesinterte Sintercarbidpulver in einen rohen Artikel gebildet werden kann, eingesetzt werden. Bei einigen Ausführungsformen werden additive Fertigungstechniken, die ein Pulverbett einsetzen, verwendet, um aus gesintertem Sintercarbidpulver gebildete rohe Artikel zu bauen. Bindemittelstrahlen kann zum Beispiel einen aus gesintertem Sintercarbidpulver gebildeten rohen Artikel bereitstellen. Bei dem Bindemittelstrahlprozess wird eine elektronische Datei, welche die Konstruktionsparameter des rohen Teils detailliert, bereitgestellt. Die Bindemittelstrahlvorrichtung verteilt eine Schicht aus gesintertem Sintercarbidpulver in einem Baukasten. Ein Druckkopf bewegt sich über die Pulverschicht, um flüssiges Bindemittel gemäß den Konstruktionsparametern für diese Schicht abzuscheiden. Die Schicht wird getrocknet und der Baukasten abgesenkt. Eine neue Schicht aus gesintertem Sintercarbid wird verteilt und der Vorgang wiederholt, bis der rohe Artikel fertiggestellt ist. Bei einigen Ausführungsformen kann eine andere 3D-Druckvorrichtung verwendet werden, um den rohen Artikel aus dem gesinterten Sintercarbidpulver in Verbindung mit dem organischen Bindemittel zu konstruieren.
  • Jedes organische Bindemittel, das mit den Aufgaben der vorliegenden Erfindung nicht unvereinbar ist, kann bei der Bildung des rohen Artikels durch eine oder mehrere additive Fertigungstechniken eingesetzt werden. Bei einigen Ausführungsformen umfasst organisches Bindemittel ein oder mehrere Polymermaterialien, wie beispielsweise Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polyethylenglykol (PEG) oder Mischungen davon. Organisches Bindemittel ist bei einigen Ausführungsformen härtbar, was die Festigkeit des rohen Artikels verbessern kann. Das beim Drucken verwendete Polymerbindemittel kann ein wässriges Bindemittel oder lösliches Bindemittel sein. Die rohen Artikel können bei einigen Ausführungsformen außerdem eine Bindemittel Sättigung von mindestens 80 % aufweisen. Die Bindemittelsättigung kann bei einigen Ausführungsformen beispielsweise auf 100 % oder größer als 100 % eingestellt werden.
  • Hierin beschriebene rohe Artikel können vorteilhafte mechanische Eigenschaften und/oder Festigkeitseigenschaften aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen weist ein roher Artikel eine mittlere Biegebruchfestigkeit (TRS) in den X/Y-Richtungen und der Z-Richtung von mindestens 2 MPa auf. Ein roher Artikel kann außerdem eine mittlere Biegebruchfestigkeit in den X/Y-Richtungen gemäß Tabelle II aufweisen. Tabelle II - TRS des rohen Artikels (X/Y-Richtungen - MPa)
    ≥3
    ≥4
    ≥5
    3-6
  • Biegebruchfestigkeitswerte für hierin beschriebene rohe Artikel sind bestimmt gemäß ASTM B312-14: Standard Test Method for Green Strength of Specimens Compacted from Metal Powders, ASM International, West Conshohocken, PA, 2014, S. 1-6.
  • Die aus hierin beschriebenen Pulverzusammensetzungen gebildeten rohen Artikel können unter Bedingungen und für Zeiträume gesintert werden, um gesinterte Artikel mit der gewünschten Dichte bereitzustellen. Der rohe Artikel kann unter einer Wasserstoff- oder Argonatmosphäre bei Temperaturen von 1300°C bis 1560°C vakuumgesintert oder gesintert werden. Darüber hinaus können die Sinterzeiten zwischen 10 Minuten und 5 Stunden liegen. Bei einigen Ausführungsformen wird dem Sinterprozess heißisostatisches Pressen (HIP) hinzugefügt. Heißisostatisches Pressen kann als ein Vorgang nach dem Sintern oder während des Vakuumsinterns erfolgen. Heißisostatisches Pressen kann bis zu 2 Stunden bei Drücken von 1 MPa bis 300 MPa und Temperaturen von 1300 °C bis 1560°C erfolgen. Hierin beschriebene gesinterte Artikel können Dichten von größer als 98 % der theoretischen vollen Dichte aufweisen. Die Dichte eines gesinterten Artikels kann mindestens 99 % der theoretischen vollen Dichte betragen. Bei einigen Ausführungsformen weisen gesinterte Artikel eine Porosität von A00B00C00 auf.
    Die Mikrostruktur der gesinterten Artikel kann bei einigen Ausführungsformen des Weiteren gleichförmig sein. Nichtstöchiometrische Metallcarbide, wie beispielsweise Eta-Phase, W2C und/oder W3C, können in den gesinterten Artikeln auch fehlen. Gesinterte Sintercarbidartikel können alternativ nichtstöchiometrische Metallcarbide in geringeren Anteilen umfassen (generell < 5 Gew.-% oder < 1 Gew.-%). Ein hierin beschriebener gesinterter Artikel kann bei einigen Ausführungsformen des Weiteren eine mittlere Korngröße von 1 bis 50 µm oder 10 bis 40 µm aufweisen.
  • Bei einigen Ausführungsformen weist ein gemäß den hierin beschriebenen Verfahren hergestellter gesinterter Artikel weniger als 25 Vol.-% Schrumpfung oder weniger als 20 Vol.-% Schrumpfung in einer oder mehreren Abmessungen relativ zu dem rohen Artikel auf. Eine lineare Schrumpfung des gesinterten Artikels bei einer mehren Abmessungen relativ zu dem rohen Artikel kann auch einen Wert aufweisen, der aus Tabelle III ausgewählt ist. Tabelle III - Lineare Schrumpfung des gesinterten Artikels (Vol.-%)
    ≤ 15
    ≤10
    ≤5
    5-25
    5-10
    1-10
    1-5
  • Gemäß den hierin beschriebenen Verfahren hergestellte gesinterte Artikel können bei einer Vielzahl von Industrien einschließlich Petrochemie, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrtindustrie, industrieller Werkzeugfertigung, Metallschneidwerkzeugen und Fertigung eingesetzt werden. Bei einigen Ausführungsformen werden die gesinterten Artikel als Komponenten verwendet, die Verschleißumgebungen oder abrasiven Betriebszuständen unterworfen sind, wie beispielsweise Flusssteuerungskomponenten, Pumpen, Lager, Ventile, Ventilkomponenten, Zentrifugenkomponenten, Tellersätze und/oder Fluidhandhabungskomponenten. Der gesinterte Artikel kann auch einen oder mehrere durch additive Fertigungstechnik gebildete innere Fluidströmungskanäle umfassen. Bei einigen Ausführungsformen sind gesinterte Artikel nahezu endformnah und/oder erfordern eine minimale Verarbeitung nach dem Sintern, um die Artikel in eine endgültige Form zu bringen. Diese und andere Ausführungsformen werden ferner durch die folgenden nicht begrenzenden Beispiele veranschaulicht.
  • BEISPIELE
  • Sphärisches poröses grobes Pulver GU1 wurde durch Mahlen von 88 Gew.-% Wolframcarbid- (WC) -Partikeln mit 12 Gew.-% Cobaltpulver hergestellt. Nach dem Mahlen wurde die Güte WC-12Co hergestellt und das Pulver sprühgetrocknet und im Vakuum (< 10-3 Torr) im festen Zustand bei 1150 bis 1200 °C 1 bis 2 Stunden lang gesintert, wodurch ein leichter Sinterkörper gebildet wurde. Der Sinterkörper wurde gemahlen und gesiebt, um die gewünschte Pulvergrößenverteilung zu erreichen. Sphärisches dichtes Pulver GU2 wurde durch Nachsintern von GU1-Pulver im Vakuum (< 10-3 Torr) in einem teilweise flüssigen Zustand bei 1280 bis 1350 C 1 bis 2 Stunden lang hergestellt, wodurch ein poröser Sinterkörper bereitgestellt wurde. Der Sinterkörper wurde Kugelmahlen unterzogen gefolgt von Prallmahlen, um das GU2-Pulver bereitzustellen. 1 ist eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (REM) einer Querschnittansicht von GU1-Pulver und 2 ist eine REM einer Querschnittansicht von GU2-Pulver. Gemäß den 1 bis 2 wies das GU2-Pulver eine niedrigere Porosität und eine höhere Dichte bei den individuellen gesinterten Partikeln auf.
  • Feines Pulver wurde mittels Kugelmahlen von GU1-Pulver 8 für Stunden hergestellt. Zwei Chargen von feinem Pulver mit geringfügig unterschiedlicher Pulvergrößenverteilung wurden erlangt, die CT1 und CT2 genannt werden. Eine Querschnitts-REM von CT1-Pulver ist in 3 bereitgestellt. Eine weitere Charge von groberem feinem Pulver CT3 wurde unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie bei GU2 erzeugt. Eine Querschnitts-REM von CT3-Partikeln ist in 4 bereitgestellt.
  • Tabelle IV fasst die Chemie, Pulvergrößenverteilung (D10, D50 und D90), Porosität und die Form der gesamten groben (GU1, GU2) und feinen (CT1, CT2, CT3) Pulver zusammen. Die Gewichtsanteile von Co und Cr wurden unter Verwendung von Röntgenfluoreszenz (XRF) gemessen. Die Pulvergrößenverteilung wurde unter Verwendung des Laserstreuungsverfahrens von Micro-trac gemessen. Um die Porosität zu quantifizieren, wurden unterschiedliche Pulverchargen gebildet und geschliffen, um Rasterelektronenmikroskopie- (REM) -Bilder aufzunehmen (1 bis 4). Die Bildverarbeitungssoftware Image J wurde auf die Bilder angewandt, um die Porosität zu berechnen. Tabelle IV - Pulvereigenschaften
    Pulver Co (Gew.-%) Cr (Gew.-%) D10 (µm) D50 (µm) D90 (µm) Porosität (%) Form
    GU1 12,0 0,2 29,1 37,5 49,5 19,9 Sphärisch (1)
    GU2 12,0 0,2 8,1 32,9 50,0 0,9 Sphärisch (2)
    CT1 12,0 0,2 1,8 7,1 14,0 0 Asphärisch (3)
    CT2 12,1 0,2 0,9 5,0 13,5 0 Asphärisch
    CT3 11,9 0,2 4,4 10,4 16,8 5,5 Sphärisch (4)
  • Sieben Chargen von bimodalen Pulvermischungen wurden durch Mischen von grobem und feinem Pulver hergestellt, wie es in Tabelle V gezeigt ist. Tabelle V - Bimodale Pulver-Eigenschaften
    Chargen nummer Grobes Pulver Feines Pulver Scheinbare Dichte (g/cm3) Rütteldi chte (g/cm3) Pyknometerdi chte (g/cm3) D10 (µm) D50 (µm) D90 (µm)
    1 70 % GU1 30 % CT1 4,6 6,1 13,8 10,9 35,0 48,4
    2 70 % GU2 30 % CT2 5,8 8,4 14,0 8,9 32,5 49,4
    3 63 %GU1 + 7 % GU2 30 % CT1 4,8 6,5 14,2 11,9 32,6 48,0
    4 35 % GU1 + 35 % GU2 30 % CT1 5,4 7,2 14,1 10,9 32,6 48,4
    5 70 % GU2 30 % CT3 5,8 8,1 14,2 10,6 31,5 48,5
    6 50 % GU2 50 % CT3 5,0 6,9 14,1 7,2 24,6 47,0
    7 30 % GU2 70 % CT3 4,6 6,1 14,4 7,1 17,4 43,8
  • Würfel und Querbruchstäbe wurden aus den bimodalen Pulvermischungen unter Verwendung einer Bindemittelstrahlmaschine ExOne Innovent gedruckt, die mit einem 80 pL-Druckkopf ausgestattet war. Die Schichtdicke betrug 100 µm. Es wurden sowohl wässrige als auch lösemittelhaltige Bindemittel mit einer Bindemittel Sättigung von 80 % verwendet, wie es in Tabelle VI gezeigt ist. Tabelle VI - Eigenschaften von WC-12Co-Proben, die unter Verwendung bimodaler Pulvermischungen gedruckt wurden
    Pulver Bindemit teltyp Rohdich te (g/cm3) Co (Gew.-%) Magnetisch e Sättigung (G cm3/g) Koerzitivk raft (Oe) Porosität Rohbruc hfestigke it, X/Y (MPa) Rohbruc hfestigke it, Z (MPa)
    Probe 1 Charge 1 Wässrig 5,2 12,0 17,4 166 A00B00C00, 5 0,3 0,05
    Probe 2 Charge 1 Lösemitt el 5,3 12,0 17,2 167 A00/A02B00 NM* NM
    Probe 3 Charge 2 Wässrig 7,6 11,9 17,4 166 A00B00C00, 6 3,0 1,2
    Probe 4 Charge 2 Lösemitt el 7,6 11,9 17,5 166 A00B00C00 NM NM
    Probe 5 Charge 3 Wässrig NM 12,0 17,6 163 A00B00C00, 7 0,6 0,2
    Probe 6 Charge 4 Wässrig 6,0 12,0 17,6 163 A00/A02C00, 8 0,5 0,1
    Probe 7 Charge 5 Wässrig 6,5 11,9 17,4 165 Ca. 10 % Porosität, 9 0,4 0,06
    Probe 8 Charge 6 Wässrig 5,8 11,8 17,5 172 Ca. 6 % Porosität, 10 NM NM
    Probe 9 Charge 7 Wässrig 5,7 11,8 17,7 173 Ca. 1 % Porosität NM NM
    *NM - nicht gemessen
  • Die Packungsdichteeinstellung an der ExOne Innovent bezüglich Pulver war mit 53 % für die gesamten Pulverchargen festgelegt. Die Querbruchstäbe mit einem Maß von 8 mm x 8 mm x 38 mm wurden zum Messen von Rohbruchfestigkeiten mittels Dreipunktbiegetests gemäß dem Standard ASTM B312 verwendet. Aufgrund der inhärent anisotropen Eigenschaften von Teilen im Druckzustand wurden Proben in der Ebene senkrecht zur Aufbaurichtung (X/Y-Richtungen) und Proben entlang der Aufbaurichtung (Z-Richtung) gedruckt. Ein Minimum von 5 Stäben wurde für jede Richtung geprüft und der Durchschnittswert ist in Tabelle VI angegeben.
  • Würfel und Querbruchstäbe wurden bei 195 °C 8 h lang in einem Umluftofen ausgehärtet. Das Entpulvern erfolgte durch Absaugen des ungedruckten Pulvers in der Umgebung und sanftes Blasen von Luft auf die Proben, um leicht gebundenes Pulver von der Komponentenfläche zu entfernen. Dann wurden Würfel auf Graphitschalen übertragen, die mit einem graphitbasierten Trennmittel zum Entbindern und Sintern beschichtet waren. Das Entbindern erfolgte in einem Ofen bei einer Temperatur von bis zu 650 °C 1 bis 6 Stunden lang mit einem H2-Strom von 510 1/h. Die entbinderten Proben wurden unter Verwendung eines Ofens Sinter-HIP-Vakuum bei einer Temperatur von 1440 bis 1480 °C und einem Druck von 4 bis 5,5 MPa in Ar 45 Minuten lang gesintert. Die gesinterten Proben wurden aus dem Ofen entnommen, nachdem sie auf Raumtemperatur abgekühlt waren. Verglichen mit Proben im Druckzustand wurde eine Schrumpfung von 20 bis 43 Vol.-% bei den gesinterten Proben beobachtet. Die Eigenschaften von Proben im Druckzustand und gesinterten Proben sind in Tabelle VI gezeigt. Die repräsentativen Mikrostrukturen von Proben, die bei 1440 °C mit 5,5 MPa Druck gesintert wurden, sind in den 5 bis 10 gezeigt. Wie in den 5 bis 8 veranschaulicht, entsprechend den Proben 1, 3, 5 und 6 zeigte die gesinterte Probe unter Verwendung der entsprechenden erfindungsgemäßen hierin beschriebenen Pulverzusammensetzungen wenig bis keine Porosität. Dies stand in starkem Kontrast zu den 9 und 10, die vergleichbaren Pulverzusammensetzungen der Proben 7 und 8 entsprechen, bei denen die gesinterten Artikel eine wesentliche Porosität zeigten (schwarze Bereiche).
  • Wie in Tabelle VI gezeigt, weisen die Proben 1 bis 6 der bimodalen Pulvermischungen eine volle Dichte unter Verwendung sowohl wässriger Bindemittel als auch lösemittelhaltiger Bindemittel auf. Die Proben 7 bis 9 der bimodalen Pulvermischungen weisen eine niedrige Dichte auf, da das feine Pulver CT3 einen D50 aufweist, der größer ist als der definierte Bereich (3 µm bis 9 µm), oder das Verhältnis des Gewichtsanteils des groben Pulvers zu feinem Pulver sich nicht in dem definierten Bereich für die bimodale Pulvermischung befindet, wie es hierin vorstehend beschrieben ist.
  • Für Proben mit voller Dichte weist die Probe 2 von der Pulvercharge 2 eine Rohbruchfestigkeit auf, die 5 bis 10 Mal höher als die restlichen Proben in allen Richtungen, was anzeigt, dass die entsprechende bimodale Mischung zum Herstellen von WC-12Co-Komponenten ideal ist. Die Rohbruchfestigkeit kann ferner durch Erhöhen der Bindemittelsättigung verbessert werden. Wenn eine Bindemittelsättigung von 100 % verwendet wurde, betrug die mittlere Rohbruchfestigkeit von Proben von der Pulvercharge 2 5,2 MPa entlang den X/Y-Richtungen und 2,3 MPa entlang der Z-Richtung. 11 zeigt einen Vergleich von Rohbruchfestigkeiten von unterschiedlichen Pulverchargen.
  • Es wurden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zur Erfüllung der verschiedenen Aufgaben der Erfindung beschrieben. Es sollte erkannt werden, dass diese Ausführungsformen lediglich die Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Zahlreiche Modifikationen und Anpassungen davon sind für einen Fachmann auf dem Gebiet ohne Weiteres ersichtlich, ohne vom Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ASTM B312-14 [0028]
    • Standard Test Method for Green Strength of Specimens Compacted from Metal Powders, ASM International, West Conshohocken, PA, 2014, S. 1-6 [0028]

Claims (37)

  1. Pulverzusammensetzung, umfassend: gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die Pulverzusammensetzung eine scheinbare Dichte von 3,5 g/cm3 bis 8 g/cm3 aufweist.
  2. Pulverzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus einen D50 von 3 µm bis 9 µm aufweisen.
  3. Pulverzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 5 Vol-% aufweisen.
  4. Pulverzusammensetzung nach einem der vorherhgehenden Ansprüche, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus sphärisch sind.
  5. Pulverzusammensetzung nach Anspruch 4, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus asphärisch sind.
  6. Pulverzusammensetzung nach einem der vorherhgehenden Ansprüche, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus metallisches Bindemittel in einem Betrag von kleiner als 15 Gewichtsprozent umfassen.
  7. Pulverzusammensetzung nach Anspruch 6, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus unterschiedliche Beträge metallischen Bindemittels umfassen.
  8. Pulverzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 2 Vol.-% aufweisen.
  9. Pulverzusammensetzung nach einem der vorherhgehenden Ansprüche, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus in der Pulverzusammensetzung in einem Betrag von 60 Gewichtsprozent bis 80 Gewichtsprozent vorhanden sind und die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus in der Pulverzusammensetzung in einem Betrag von 20 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent vorhanden sind.
  10. Pulverzusammensetzung nach einem der vorherhgehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis der D50-Partikelgröße des ersten Modus zur D50-Partikelgröße des zweiten Modus einen Wert von 4 bis 10 aufweist.
  11. Pulverzusammensetzung, umfassend: gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 5 Vol.-% aufweisen.
  12. Pulverzusammensetzung nach Anspruch 11, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 2 Vol.-% aufweisen.
  13. Pulverzusammensetzung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus sphärisch sind und die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus asphärisch sind.
  14. Pulverzusammensetzung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus in der Pulverzusammensetzung in einem Betrag von 60 Gewichtsprozent bis 80 Gewichtsprozent vorhanden sind und die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus in der Pulverzusammensetzung in einem Betrag von 20 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent vorhanden sind.
  15. Pulverzusammensetzung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus individuelle Metallcarbidkörnungen unterschiedlicher Größe umfassen.
  16. Roher Artikel, umfassend: Partikel einer Pulverzusammensetzung, die durch eine bei einer additiven Fertigungstechnik angewandte Bindephase miteinander verbunden sind, wobei der rohe Artikel eine mittlere Biegebruchfestigkeit von mindestens 2 MPa aufweist und die Pulverzusammensetzung gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung umfasst, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die Pulverzusammensetzung eine scheinbare Dichte von 3,5 g/cm3 bis 8 g/cm3 in Abwesenheit der organischen Bindephase aufweist.
  17. Roher Artikel nach Anspruch 16, der eine mittlere Biegebruchfestigkeit von mindestens 3 MPa in X/Y-Richtungen aufweist.
  18. Roher Artikel nach Anspruch 16 oder 17, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus einen D50 von 3 µm bis 9 µm aufweisen.
  19. Roher Artikel nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus sphärisch sind und die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus asphärisch sind.
  20. Roher Artikel nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 5 Vol.-% aufweisen und die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 2 Vol.-% aufweisen.
  21. Roher Artikel nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus in der Pulverzusammensetzung in einem Betrag von 60 Gewichtsprozent bis 80 Gewichtsprozent vorhanden sind und die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus in der Pulverzusammensetzung in einem Betrag von 20 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent vorhanden sind.
  22. Roher Artikel, umfassend: Partikel einer Pulverzusammensetzung, die durch eine bei einer additiven Fertigungstechnik angewandte Bindephase miteinander verbunden sind, wobei der rohe Artikel eine mittlere Biegebruchfestigkeit von mindestens 2 MPa aufweist und die Pulverzusammensetzung gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung umfasst, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 5 Vol.-% aufweisen.
  23. Roher Artikel nach Anspruch 22, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus sphärisch sind und die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus asphärisch sind.
  24. Verfahren zum Bilden eines gesinterten Artikels, umfassend: Bereitstellen einer Pulverzusammensetzung, die gesinterte Sintercarbidpartikel mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung umfasst, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die Pulverzusammensetzung eine scheinbare Dichte von 3,5 g/cm3 bis 8 g/cm3 aufweist; Bilden der Pulverzusammensetzung in einen rohen Artikel durch eine oder mehrere additive Fertigungstechniken; und Sintern des rohen Artikels, um den gesinterten Artikel bereitzustellen.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei der gesinterte Artikel größer als 98 % der theoretischen Dichte ist.
  26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, wobei der gesinterte Artikel eine Porosität von A02B00C00 aufweist.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei der rohe Artikel eine mittlere Biegebruchfestigkeit von mindestens 2 MPa aufweist.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus in der Pulverzusammensetzung in einem Betrag von 60 Gewichtsprozent bis 80 Gewichtsprozent vorhanden sind und die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus in der Pulverzusammensetzung in einem Betrag von 20 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent vorhanden sind.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus sphärisch sind und die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus asphärisch sind.
  30. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, wobei die eine oder die mehreren additiven Fertigungstechniken Bindemittelstrahlverfahren sind.
  31. Verfahren zum Bilden eines gesinterten Artikels, umfassend: Bereitstellen einer Pulverzusammensetzung mit gesinterten Sintercarbidpartikeln mit mindestens einer bimodalen Korngrößenverteilung, wobei gesinterte Sintercarbidpartikel eines ersten Modus eine D50-Partikelgröße von 25 µm bis 50 µm aufweisen und gesinterte Sintercarbidpartikel eines zweiten Modus einen D50 von kleiner als 10 µm aufweisen und die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten und des zweiten Modus eine mittlere individuelle Partikelporosität von kleiner als 5 Vol.-% aufweisen. Bilden der Pulverzusammensetzung in einen rohen Artikel durch eine oder mehrere additive Fertigungstechniken; und Sintern des rohen Artikels, um den gesinterten Artikel bereitzustellen.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei der gesinterte Artikel größer als 98 % der theoretischen Dichte ist.
  33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, wobei der gesinterte Artikel eine Porosität von A02B00C00 aufweist.
  34. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, wobei der rohe Artikel eine mittlere Biegebruchfestigkeit von mindestens 2 MPa aufweist.
  35. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 34, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus in der Pulverzusammensetzung in einem Betrag von 60 Gewichtsprozent bis 80 Gewichtsprozent vorhanden sind und die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus in der Pulverzusammensetzung in einem Betrag von 20 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent vorhanden sind.
  36. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 35, wobei die gesinterten Sintercarbidpartikel des ersten Modus sphärisch sind und die gesinterten Sintercarbidpartikel des zweiten Modus asphärisch sind.
  37. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 36, wobei die eine oder die mehreren additiven Fertigungstechniken Bindemittelstrahlverfahren sind.
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