Einfluss der Prozessparameter auf die Mikrostruktur und die ...

Dissertation Olaf Stelling Kenntnisstand
2.1.1 Sprühkompaktierprozess
Das Urformverfahren Sprühkompaktieren wurde in den 60er und 70er Jahren
des 20. Jahrhunderts mit dem Ziel, die Vorteile des herkömmlichen Gießens mit
denen der Pulvermetallurgie zu vereinen, entwickelt und zur industriellen An-
wendung gebracht [SIN70], [SIN72]. Die so entstehenden Werkstoffe zeichnen
sich aufgrund der hohen Erstarrungsgeschwindigkeiten durch ein sehr feines und
homogenes Gefüge aus. Gleichzeitig ermöglicht das Verfahren die Herstellung
von Werkstoffen mit Legierungsgehalten weit oberhalb der bei langsamer Abküh-
lung erreichbaren Löslichkeitsgrenze [HUM99], [KRU08], [SCH08]. In Abbil-
dung 2.1 sind der schematische Aufbau einer Sprühkompaktieranlage zur Hers-
tellung rotationsymmetrischer Bolzen sowie ein sprühkompaktierter Bolzen einer
AlMgSi-Legierung zu sehen.
a) b)
Abbildung 2.1: a) Schematische Darstellung des Sprühkompaktier-
prozesses und b) sprühkompaktierter Bolzen einer AlMgSi-Legierung
Generell werden zur Herstellung von Aluminiumlegierungen mittels Sprühkom-
paktieren zu Beginn des Prozesses die Legierungsbestandteile im Schmelzetiegel
unter Inertgasatmosphäre oberhalb der Liquidustemperatur aufgeschmolzen. Die
Schmelze wird anschließend in den Verteiler gegossen, aus dessen Auslass der
kontinuierliche Schmelzestrahl austritt. Im Bereich der Zerstäubergasdüse zer-
fällt der Schmelzestrahl in Partikel unterschiedlicher Größe. Die Schmelzepartikel
werden in der Sprühkegelströmung aufgrund des zugeführten Inertgasstroms in
Richtung Substrat beschleunigt und abgekühlt. Innerhalb der Flugphase der Par-
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