Es wird die Herstellung und Charakterisierung von partikulären Stahl-Keramik-Verbundwerkstoffen beschrieben. Die Rohmaterialien wurden pulvermetallurgisch verarbeitet und durch sogenanntes "Field Assisted Sintering" (auch SPS) verdichtet. Anschließend wurde Mikrostruktur, Härtbarkeit, mechanische und tribologische Eigenschaften untersucht. Härte und Verschleißbeständigkeit konnten deutlich verbessert werden, wobei die Festigkeit und Zähigkeit mit höheren Partikelgehalten deutlich abnahm.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Die in der vorliegenden Arbeit untersuchten Metall-Keramik-Verbunde wurden mittels Pulverspritzgießen hergestellt. Unter Anwendung der teilautomatisierten Verfahrensoptionen Mehrkomponentenspritzgießen und Inmould-Labelling, welches u.a. die Verwendung tiefgezogener Grünfolien beinhaltete, wurden hierzu 2K-Prüfkörpergeometrien (Zugstab, Biegebruchstab, Ringverbund) und 2K-Demonstratoren (Innenzahnrad, Fadenführer, Greifer) jeweils bestehend aus Stahl 17-4PH und ZrO2 (3%Y2O3), im Co-Sinterverfahren unter H2-Atmosphäre bei 1.350°C, entwickelt. Schlüssel zur Darstellung schwindungskonformer ZrO2- und Stahl 17-4PH-Formgebungsmassen war der Angleich der Pulverpackungsdichte. Untersucht wurde neben der Werkstoff- und Gefügeausbildung das sich während dem Formgebungs- und Sinterprozess ausbildende Metall-Keramik-Interface sowie die sich bevorzugt in diesem Bereich manifestierenden Verbundeigenspannungen. Neben der stoffschlüssigen Versinterung beider Partner konnte eine Steigerung der Verbundfestigkeit durch Legierungsmodifikation unter Ausschluss technologischer Fehlerquellen erreicht und spezifiziert werden.
Aktualisiert: 2022-09-16
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