DE19827618A1 - Sinterverfahren mit verlorenem Kern - Google Patents

Abstract

Bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von gesinterten Metall- und/oder Keramikbauteilen, die mit einem Bindemittel versehen als Formmasse in einer Form verarbeitet werden und durch anschließende Entbinderung und einem Sinterprozeß zu formstabilen Bauteilen gesintert werden, gibt es nur Kerne als Bestandteil der Form. Damit sind Hohlräume nur eingeschränkt herstellbar. DOLLAR A Durch Einlegen eines verlorenen Kerns in die Form, bestehend aus dem Bindermaterial, der sich beim anschließenden Entbindern mit auflöst, ist es möglich, wesentlich komplexere Strukturen und Hohlräume in dem Sinterteil zu schaffen. DOLLAR A Das Verfahren ist geeignet, um gezielt Kavitäten im Innern eines gesinterten Metall- und/oder Keramikbauteils zu schaffen, die z. B. der Gewichtsreduktion für den Leichtbau oder der Leitung von Flüssigkeiten und Gasen dienen, ohne an die Einschränkungen gebunden zu sein, die durch Kerne als Bestandteil einer Form entstehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Metall- und/oder Keramikbauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Verfahren dieser Art sind beispielsweise unter den Bezeichnungen Metal Injection Moulding (MIM), Ceramic Injection Moulding (CIM) und Pulverspritzgießen aus dem Stand der Technik bekannt. Bei diesen Ver­ fahren wird in einem ersten Arbeitsschritt ein Granulat aus Metall und/oder Keramik mit einem Bindemittel zu einer Formmasse gemischt. Es können dabei selbstverständlich Formmassen aus lediglich einem Werk­ stoff oder aus Werkstoffmischungen verwendet werden, so daß Legierun­ gen herstellbar sind, die ansonsten nicht herstellbar sind.

In einem zweiten Arbeitsschritt wird die Formmasse in eine Form einge­ füllt und zu einem Formkörper verarbeitet. Dazu wird die Formmasse beispielsweise in der Form unter Druck- und Temperatureinfluß verdich­ tet. Die dadurch erhaltenen Formkörper weisen bereits im wesentlichen die Form des fertigen Bauteils auf, sind jedoch porös, so daß sie lediglich eine geringe mechanische Festigkeit aufweisen, die die anschließende Handhabung der Rohlinge erlaubt.

In einem dritten Arbeitsschritt wird das Bindemittel durch Entbinderung, aus dem Formkörper entfernt. Zur Entbinderung kann der Formkörper beispielsweise erhitzt werden, wobei das Bindemittel aus dem porösen Formkörper ausgebrannt wird. Besonders vorteilhaft ist es zu Entbinde­ rung eine katalytisches Verfahren anzuwenden. Spezielle Bindemittel, wie sie beispielsweise in der vorgemischten Formmasse Catamold der Firma BASF enthalten sind, werden aus einem Werkstoff hergestellt, der in einem Katalyseverfahren schnell und effektiv aus dem Formkörper entbin­ dert werden kann.

Zuletzt wird der entbinderte Formkörper in einem Sinterprozeß zu einem formstabilen Bauteil gesintert. Die fertig gesinterten Bauteile weisen eine Dichte im Bereich von 96-100% auf und besitzen abhängig von den verwendeten Werkstoffen oder Werkstoffkombinationen ausgezeichnete mechanische Eigenschaften.

Nachteilig an den bekannten Verfahren ist es, daß mit den bekannten Verfahren Bauteile mit einer inneren Struktur, beispielsweise Hohlräumen oder Verstärkungsrippen, wie sie beispielsweise im Leichtbau Verwendung finden, nur mit einem sehr hohen Fertigungsaufwand herstellbar sind. Der Einsatz verlorener Kerne ist bisher ausgeschlossen, da das Kernmaterial nicht aus dem Formkörper entfernbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfah­ ren vorzuschlagen, das die kostengünstige Herstellung von Sinterbauteilen mit einer inneren Struktur erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird vor der Befüllung der Form mit der Formmasse ein verlorener Kern in die Form eingelegt, der aus dem gleichen Werkstoff hergestellt ist, wie das Bindemittel. Der verlorene Kern wird anschließend mit der Formmasse umspritzt. Während der anschließenden Entbinde­ rungsprozeß wird sowohl der Kern als auch das Bindemittel aus dem Formköper entfernt, so daß das Bauteil die gewünschte Form mit der gewünschten inneren Struktur erhält. Da Kern und Bindemittel aus dem gleichen Werkstoff hergestellt sind, kann der Kern entsprechend den Eigenschaften des Bindemittels schnell und effektiv aus dem Formkörper ausgetrieben werden. Vorteilhaft ist dabei der Einsatz von Werkstoffen, die in einem katalytischen Entbinderungsprozeß entfernbar sind, bei­ spielsweise der Werkstoff, der als Bindemittel in der Formmasse Catamold der Firma BASF enthalten ist.

Abschließend wird der Formkörper gesintert und erhält die erforderliche Formstabilität.

Es könne bei dem erfindungsgemäßen Verfahren selbstverständlich auch verschiedene Formmassen in die Form eingegeben werden, um dadurch verschiedene Metalle oder Keramiken im Bauteil miteinander zu verbin­ den, falls der Sinterprozeß dies zuläßt.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Metall- und/oder Keramikbauteils, wobei zur Herstellung des Bauteils ein Granulat aus Metall und/oder Keramik mit einem Bindemittel zu einer Form­ masse gemischt wird, anschließend die Formmasse in eine Form ein­ gefüllt und zu einem Formkörper verarbeitet wird, danach das Bin­ demittel durch Entbinderung, insbesondere durch Anwendung eines katalytischen Verfahrens, aus dem Formkörper entfernt wird und abschließend der entbinderte Formkörper in einem Sinterprozeß zu einem formstabilen Bauteil gesintert wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Befüllung der Form mit der Formmasse ein verlorener Kern in die Form eingelegt wird, der aus dem gleichen Werkstoff hergestellt ist, wie das Bindemittel.