Was ist gesinterter Stahl?
Gesinterter Stahl ist eine Metallart, die einem Sinterprozess unterzogen wurde, bei dem pulverförmiges Metall unter seinen Schmelzpunkt erhitzt wird, bis die Partikel eine molekulare Bindung eingehen. Metalle wie Eisen, Kupfer und Aluminium werden üblicherweise zu Sinterstahl verarbeitet. Gesinterte Stähle besitzen normalerweise eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine langsame Verformungsgeschwindigkeit.
Die Herstellung von Sinterstahl erfolgt in drei Hauptschritten: Pulverisieren, Formen und Verdichten. Der erste Schritt besteht darin, Stahlerz in Pulver umzuwandeln. Zerkleinerung, Zerstäubung, chemische Reaktion und Zerfall durch Zentrifugation sind vier Methoden zur Herstellung von Metallpulver.
Das Pulver wird in eine Formpresse überführt. Metallprodukte mit komplizierten Formen und Details können mit diesem Verfahren effizienter hergestellt werden, da sich die Partikel besser an die Form anpassen. Die Form wird dann unter Druck gesetzt und verdichtet. Wärme wird hinzugefügt, um die Partikel zu verschmelzen. In einigen Fällen kann das Sintermetall erneut gepresst werden, um die Porosität zu verringern.
Obwohl der Sinterstahl leicht zu formen ist, kann er schwierig zu bearbeiten sein. Die unebenen Partikel erzeugen eine abrasive Oberfläche, die den Verschleiß der Bearbeitungswerkzeuge beschleunigt. Zur Erhöhung der Zerspanbarkeit werden dem Grundmetall Additive wie Phosphor, Schwefel und Tellur beigemischt, um eine glattere Oberfläche zu erzielen.
Im Gegensatz zur traditionellen Metallurgie, bei der Stahl vor dem Formen in einen mehr oder weniger flüssigen Zustand geschmolzen wird, wird gesinterter Stahl in Pulverform geschmiedet. Da nicht geschmolzen werden muss, werden beim herkömmlichen Verfahren mehrere Phasen eliminiert. Dies verkürzt die Herstellungszeit, was für die Massenproduktion entscheidend sein kann.
Zum Sintern von Stahl ist eine relativ niedrige Temperatur erforderlich. Infolgedessen werden Wolfram und andere Metalle mit hohen Schmelztemperaturen häufig zu Sinterstahl verarbeitet. Metalle, die sich beim Schmelzen nicht leicht legieren lassen, können durch Sintern kombiniert werden. Mit dieser Methode wird Titancarbid hergestellt, ein zähes Metall, das in Spitzen und im Außenbereich von Raumfahrzeugen verwendet wird.
Lücken zwischen den beim Sintern entstehenden Partikeln erhöhen die Porosität des Stahls. Dieses Attribut ermöglicht die Herstellung von gesinterten Edelstahlfiltern, mit denen Luft und Chemikalien gefiltert werden können. Darüber hinaus wird gesinterter Edelstahl, da er enormer Hitze standhält, häufig in Umgebungen unter extremen Bedingungen eingesetzt.
In Motorrädern wird regelmäßig gesinterter Kupferstahl als Bremsbelagkomponente verwendet. Es bietet im Vergleich zu organischen Bremsbelägen eine relativ höhere Bremskraft und Wärmebeständigkeit. Die Fähigkeit, nach wiederholtem Brechen dauerhaft zu bleiben, hat es bei Motorradfans beliebt gemacht. Kugellager aus Sinterstahl werden häufig in Industriemaschinen eingesetzt. Die Zwischenräume in den Lagern halten die Flüssigkeit zurück und sorgen so für eine ordnungsgemäße Schmierung.