Prozessentwicklung für das Mikro-Pulverspritzgießen von ... - FZK

3 Stand der Forschung
Abbildung 3.14 Mögliche Entbinderungsdefekte nach German [GER 90-9].
3.6 Sintern
3.6.1 Festphasensintern von Wolfram und Wolfram-ODS-Legierungen
Konventionelles Sintern von gepressten Wolfram-Proben erfolgt üblicherweise bei Tempera-
turen zwischen 2000°C und 3050°C unter fließender H2-Atmosphäre [LAS 99-10]. Die ent-
sprechenden Sinterdichten liegen zwischen 92 % und 98 % theoretischer Dichte. Alternativ
wird in der Literatur ein Sintern unter Vakuum erwähnt [GRÜ 99]. Das Festphasensintern
kann im direkten Stromdurchfluss oder in indirekt beheizten Öfen mit induktiv- oder wider-
standsgesteuerter Heizung durchgeführt werden [LAS 99-11; YIH 79-4]. Ein Nachteil beim
Sintern von Formteilen im direkten Stromdurchfluss besteht in der notwendigen Kontaktie-
rung des Bauteils.
Alternative Sintermethoden wie zum Beispiel Mikrowellen-Sintern [JAI 06-1; JAI 06-2] oder
das direkte Formgebungsverfahren des Laser-Sinterns [REG 03] werden in der Literatur ebenfalls
diskutiert. Derartige Methoden weisen stark verkürzte Prozesszeiten auf. Beim Sintern
von Wolfram vollzieht sich eine auf Verdampfung basierende Korngrenzenreinigung metallischer
Verunreinigungen wie z.B. Fe, Ni, Cr und Nb [LAS 99-12]. Wird zu schnell eine geschlossene
Porosität erreicht, so kann es zu einer Behinderung des Reinigungsprozesses
kommen. Insofern sind stark verkürzte Prozesszeiten für die Materialeigenschaften von Wolfram
nicht zuträglich.
Im Rahmen des Sinterprozesses von Wolfram werden zwischen 600°C und 1000°C erste Sinterhälse
gebildet. Zu einer Verdichtung kommt es während des auf Oberfächendiffusion basierenden
Prozesses nicht. Erst nach Einsetzen der Korngrenzendiffusion bei circa 1000°C ist
ein Sinterschrumpf zu beobachten [BEL 91]. Bei Erreichung einer hohen Dichte von circa
97 % setzt unter massivem Kornwachstum eine gitterdiffusionsgesteuerte Verdichtung ein.
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