Sinter-Technik

Mit neuer Technologie vom Pulver zum Metallwerkstück

Besser, billiger und energiesparender als bisher ist die neue Sinter-Technik, die an der TU Wien entwickelt wurde. Beim Herstellen von Metallwerkstücken aus pulverförmigen Komponenten wird der dafür notwendige Kohlenstoff nun auf eine ganz neue Weise eingebracht. Präsentiert wird die Weltneuheit nun erstmals auf der Hannover Messe 2014.

Gesinterte Metallteile (Zahnräder der Firma MIBA Sinter Austria). (Bild: TU Wien)

Verschiedene Pulver-Komponenten werden gemischt, in die gewünschte Form gepresst und erhitzt, so dass ein solides Metallobjekt mit hoher Festigkeit und höchster Präzision entsteht - von Ventilteilen und Zahnrädern bis hin zu ganzen Komponenten für Getriebe. Diese Technik - das Sintern - spielt in der Metallindustrie heute eine sehr wichtige Rolle. Seit Jahrzehnten ist die TU Wien führend an der Weiterentwicklung dieser Technologie beteiligt, oft in intensiver Zusammenarbeit mit den wichtigsten Firmen der Branche.

Eine neue Erfindung der TU Wien ermöglicht es nun, Kohlenstoff nicht mehr in Form von Graphit, sondern als Eisencarbid zuzuführen. Dadurch wird das Material dichter und fester, der Energiebedarf bei der Pulverproduktion kann in bestimmten Fällen um mehr als 50 % gesenkt werden, die Staubentwicklung und das Entmischungsrisiko in der Teilefertigung werden reduziert, und das Material kann weit besser an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden. Diese neue Technik wird das Pulvermetallurgie-Team der TU Wien von 7. bis 11. April auf der Hannover Messe 2014, in Halle 6 - "IndustrialGreenTec" - präsentieren.

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Kohlenstoff richtig einbauen
Um hohe Festigkeiten zu erzielen, wird bei der Herstellung von Werkstücken aus Stahl neben Eisen und anderen Metallen immer auch Kohlenstoff verwendet. Beim Sintern wird der Kohlenstoff meist in Form von einfachen Graphit-Teilchen beigemengt. Das führt allerdings zu Problemen: "Wenn das gepresste Werkstück dann erhitzt wird, löst sich der Kohlenstoff und verbindet sich mit dem Eisen", erklärt Prof. Herbert Danninger, Dekan der Fakultät für technische Chemie der TU Wien. Dadurch entsteht dann ein kleiner Hohlraum an der Stelle, an der sich das Graphit-Körnchen befunden hat, das Endprodukt wird poröser und weniger fest.

"Wir haben eine Methode entwickelt, den nötigen Kohlenstoff bereits in einer Eisen-Verbindung hinzuzufügen", erklärt Herbert Danninger. Die Eisen-Kohlenstoff-Verbindung, der sogenannte Zementit, ist verhältnismäßig hart und schwierig zu pressen, doch durch eine ganz spezielle Wärmebehandlung wurde das nun möglich.

Besser, billiger, umweltfreundlicher
Das Ersetzen von Graphit durch Zementit hat viele Vorteile: Es verbessert nicht nur die Materialeigenschaften, es führt auch zu einer drastischen Reduktion der Staubentwicklung und des Risikos von Entmischungseffekten bei der Produktion. Die neue Technik erlaubt, auf kostengünstigere Ausgangsmaterialien zurückzugreifen als bisher, und ein ganz entscheidender Vorteil ist die Energieersparnis: In bestimmten Schritten kommt man mit 50 % der Energie aus, die man bisher aufwenden musste.

Auf der Hannover Messe 2014 wird die TU Wien die bereits patentierte Erfindung erstmals öffentlich vorstellen. Auch für andere Fragen oder Lösungskonzepte rund um die Sinter-Technologie steht das Pulvermetallurgie-Team auf der Hannover Messe gerne zur Verfügung.

Neben der neuen Sinter-Technik wird die TU Wien weitere "neue Materialien und Oberflächendesign für Ressourceneffizienz" sowie verschiedene Komponenten für die "Bio-Raffinerie von morgen" und 2Bio-Testverfahren für Lebensmittel2 in der Halle 6 - 2IndustrialGreenTec" - auf der Hannover Messe präsentieren.

Rückfragehinweise:
Für wissenschaftliche Fragen:
Prof. Herbert Danninger
Institut für Chemische Technologien und Analytik
Technische Universität Wien
Getreidemarkt 9
1040 Wien
herbert.danninger@tuwien.ac.at

Zum Auftritt der TU Wien bei der Hannover Messe:
Dipl.-Ing. Peter Heimerl
Forschungsmarketing
Technische Universität Wien
Karlsplatz 13
1040 Wien
peter.heimerl@tuwien.ac.at

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