TU Wien erzeugt Metallbauteile fester und billiger

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Foto: TU Wien Gesinterte Metallteile

Forscher der Wiener Uni können festere Metallwerkstücke auch energiesparender herstellen.

Eine österreichische Entwicklung könnte die Metall- und Autoindustrie wieder ein Stück nach vorne bringen: Wissenschafter an der Technischen Universität (TU) Wien haben einen neuen Weg gefunden, um Metallwerkstücke, die aus metallhaltigen Pulvern gefertigt werden, noch dichter und fester zu machen.

Statt Graphit fungiert hier ein Pulver aus Eisencarbid (Zementit) als Kohlenstofflieferant. Das mache das Prozedere auch kostengünstiger, heißt es am Freitag in einer Aussendung.

Komplex geformte Metallbauteile, die etwa in Autogetrieben zum Einsatz kommen, können entweder aus kompaktem Stahl hergestellt werden, indem sie beispielsweise aus einem Rohling herausfräst werden. "Oder man kann sie auch aus Pulvern herstellen, indem man ein Gemisch aus Eisen- und Kohlenstoffpulver in einem entsprechend geformten Presswerkzeug presst", erklärte Herbert Danninger vom Institut für Chemische Technologien und Analytik gegenüber der APA.

TUWIen2.jpg Foto: TU Wien Ein Rohrofen in Betrieb Dazu braucht es Druck in der Höhe von ungefähr 6000 bar. So erhält man einen Körper in der gewünschten Form, aber noch nicht in der gewünschten Festigkeit. Dafür wandert der sogenannte "Pressling" dann in einen Ofen, wo er mit einer Temperatur zwischen 1100 und 1300 Grad behandelt wird. Beim "Sintern" wird das Material zwar nicht aufgeschmolzen, es kommt aber dazu, dass sich bestimmte Komponenten im Pulver miteinander verbinden und sich das Material verfestigt. "Körper, die so hergestellt werden, haben aber immer eine gewisse Restporosität", so Danninger.

Wird das Werkstück nämlich erhitzt, "löst sich der Kohlenstoff und verbindet sich mit dem Eisen", so der Dekan der Fakultät für Technische Chemie der TU. Dadurch entsteht ein kleiner Hohlraum an der Stelle, an der sich das Graphit-Körnchen befunden hat.

"Wenn man das Pulver richtig behandelt, kann man damit auf höhere Dichten kommen"

TUWien3.jpg Foto: TU Wien Die Wiener Forscher haben nun eine Methode entwickelt, wo der Kohlenstoff bereits in einer Eisen-Verbindung namens Zementit in den Prozess eingebracht wird. "Wenn man das Pulver richtig behandelt, kann man damit auf höhere Dichten kommen", so der Experte. Mit einer reinen Erhöhung des Pressdrucks seien mittlerweile nämlich kaum mehr Verbesserungen zu erzielen. "Durch unseren Ansatz kann man diese Grenze aber weiter nach oben schieben."

Zusätzlich sei die Staubentwicklung bei der neuen Methode geringer und auch die Herstellung des Zementit-Pulvers selbst verbrauche bis zu 50 Prozent weniger Energie. Danninger: "Also, es fällt alles billiger aus."

Messe in Hannover

Die neue Technik werden die Forscher von 7. bis 11. April auf der Hannover Messe 2014 (zur Website) vorstellen. In der Industrie gebe es jedenfalls großes Interesse an Methoden, mit denen die Porosität im fertigen Material reduziert werden.

(APA / sho) Erstellt am
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