Pulvermetallurgie - Technologien und Werkstoffe

3 Aufbereitung der Pulver (S. 49)

In den meisten Fällen ist das Pulver unmittelbar nach der Gewinnung (Rohpulver) für pulvermetallurgische Zwecke nicht verwendbar. Es muss noch einer Aufbereitung unterzogen werden, zu der vor allem das Trennen in Teilchengrößenklassen (Klassieren), ein reinigendes oder entfestigendes Glühen, die Zugabe von Presshilfsmitteln, das Mischen verschiedener Teilchenfraktionen oder Pulverarten sowie das mechanische Legieren und das Granulieren gehören.

3.1 Klassieren der Pulver

Das mit der Herstellung anfallende Pulver (Rohpulver) überstreicht meist einen sehr großen Teilchengrößenbereich. Um eine optimale Schüttdichte (Abschn. 4.4.2) und Verpressbarkeit (s. Abschn. 4.4.3) der zum Einsatz kommenden Pulver gewährleisten zu können, sind jedoch bestimmte Teilchengrößenzusammensetzungen erforderlich. Das Rohpulver muss deshalb nach der Herstellung zunächst in verschiedene Teilchengrößenklassen, sog. Fraktionen (Abschn. 4.1), getrennt werden, aus denen anschließend durch Mischen die geforderte Teilchengrößenverteilung aufgebaut wird (Abschn. 3.4).

Auch an das Granulieren schließt sich im Allgemeinen ein Klassieren an, da die Größenverteilung der Granulatkörner nicht zu breit sein darf. Das Klassieren kann mittels Siebens, Schlämmens und Sichtens geschehen. Beim Sieben (Abschn. 4.1.1) wird das Pulverhaufwerk direkt infolge unterschiedlicher geometrischer Abmessungen der Teilchen getrennt. Die Siebklassierung wird in der Regel für Teilchen >, 0,02 mm angewendet. Mit Hilfe von Siebböden verschiedener Maschenweite wird das Rohpulver in einzelne Fraktionen zerlegt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine größere Zahl von Siebmaschinentypen entwickelt worden. Sie unterscheiden sich sowohl in der Ausbildung der Siebböden als auch in der Art der Siebbewegung. Die Sieböffnungen der Siebböden können rund, quadratisch oder rechteckig sein, hinsichtlich der Siebbewegung trennt man in Wurf-, Plan- und Luftstrahlsiebe.

Beim Sichten und Schlämmen dient nicht die Teilchengröße, sondern die Sinkgeschwindigkeit in gasförmigen oder flüssigen Medien als Trennmerkmal. Die Sinkgeschwindigkeit, die ein Teilchen in einem Medium erreicht, hängt vom Volumen, der Dichte und Form des Teilchens, von der Dichte und Viskosität des Mediums sowie von der Beschleunigung des Teilchens im Kraftfeld ab. Im Fall des Sichtens (Abschn. 4.1.1) bewegen sich die Teilchen in einem Luftstrom entgegen der Schwerkraft.

Durch Sichter lassen sich Pulverteilchengrößen im Bereich von etwa 5 bis 60 µm klassieren. Für die technische Klassierung stehen verschiedene Arten von Sichtern zur Verfügung, die grundsätzlich als Schwerkraftsichter mit Sichtung im Schwerefeld oder als Fliehkraftsichter, bei denen die Sinkgeschwindigkeit der Teilchen durch die Fliehkraft vergrößert wird, arbeiten. Unter den ersteren unterscheidet man je nach dem verwirklichten Konstruktionsprinzip Horizontalstrom-, Aufstrom-, Zickzack- und Gegenstrom-Umlenksichter.

Die bei der zweiten Gruppe erforderlichen Fliehkräfte werden dadurch erzeugt, dass der Klassierraum rotiert oder – wenn der Sichter steht – dass die Sichtluft zu einer Wirbelströmung gezwungen wird. Das Schlämmen geschieht mit bewegten Flüssigkeiten (Wasser) und wird vorwiegend für die Klassierung oxidischer und silikatischer Pulver eingesetzt.

Es kann ebenfalls als Schwere- und Fliehkraftverfahren durchgeführt werden. Der durch Schlämmen trennbare Teilchengrößenbereich liegt etwa in denselben Grenzen wie beim Windsichten. Falls eine hohe Reinheit der Pulver gefordert wird, wie z.B. für die Herstellung von Sintersuperlegierungen, kann die Pulveraufbereitung auch in einem geschlossenen System unter Schutzgasatmosphäre erfolgen.