In diesem Institut wird auch das Pulverschmieden angewendet. Dabei können die Bauteile anschließend auch gesintert werden. Durch ein anschließendes Sintern kann eine höhere Festigkeit erreicht werden. Das Pulverschmieden findet vor allem Anwendung bei sehr großer Stückzahl oder bei besonderen Anforderungen. Im Bereich der Prozesssimulation wird der Prozess des Pulverschmiedens bezogen auf auftretende Fehler und mögliche erzeugbare Verdichtungen analysiert. Sind die Reibwerte und das Materialmodell parametrisiert, kann mithilfe des Simulationsmodells die Verteilung der relativen Dichte zum Ende des Prozesses bestimmt werden. Mithilfe des Modells lässt sich im Rahmen der Prozessuntersuchung die Werkzeugkinematik gezielt anpassen, sodass eine homogene Verteilung der relativen Dichte erzielt werden kann. Ist die relative Dichte bekannt, kann die Risssicherheit und somit die Festigkeit des Bauteils abgeschätzt werden.
Das wachsende Anwendungsspektrum für Teile aus Leichtmetallen (Magnesium, Aluminium oder Titan) könnte dazu führen, dass Teile aus Stahl durch Teile aus Leichtmetall ersetzt werden. Insbesondere Magnesium- und Aluminiumteile stoßen jedoch an ihre technischen Grenzen, wenn sie hohen tribologischen, mechanischen oder thermischen Belastungen ausgesetzt sind. Aus diesem Grund werden häufig die sogenannten Metall-Matrix-Verbundwerkstoffe (MMC) verwendet, die die Vorteile des Leichtmetalls (geringes Gewicht und hohe Duktilität) sowie der Verstärkungsphase (hohe Härte, hohe Festigkeit und gute Verschleißfestigkeit) besitzen. Im Rahmen eines Projektes wurde beispielsweise das spezifische Umformverhalten und die mechanischen Materialeigenschaften für die Herstellung von teilweise partikelverstärkten Pulvermetallteilen untersucht. Die Auswirkungen der verschiedenen Prozessparameter (Presskraft und Formtemperatur) auf den Materialfluss des teilweise partikelverstärkten Materialsystems und die strukturelle Festigkeit der Formteile wurden analysiert. Zusätzlich wurden numerische Simulationen durchgeführt, um die Dichteentwicklung während der Umformung zu analysieren und um den Einfluss der Porosität auf das Verformungsverhalten des betrachteten Materials zu bestimmen. Die Ergebnisse werden dazu beitragen, die Abhängigkeit der Restporosität für Sinterschmiedeteile von den vorherrschenden Umformmechanismen zu bewerten.
Bernd-Arno Behrens, Martin Bonhage, Alexander Chugreev, Ingo Ross, Irfan Yousaf Malik (2018); International Conference on Metallurgy and Materials, Seiten: 330-335
