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

3 Stand der Forschung
einer Dichte von circa 92 % theoretischer Dichte vorgesintert werden, da für eine Verdichtung
mittels HIP eine geschlossene Porosität notwendig ist [GER 94].
3.6.3 Flüssigphasensintern von Wolfram-Schwermetall-Legierungen
Beim Flüssigphasensintern von WHA werden zunächst die niederschmelzenden Bestandteile
der Legierung aufgeschmolzen und benetzen die Oberfläche der festen Wolfram-Partikel.
Dies führt aufgrund von Kapillarkräften zu einer Umordnung und teilweisen Auflösung der
Wolfram-Partikel in der flüssigen Matrix. Dieser Prozess hat eine Herabsetzung der Porosität
sowie eine Verrundung der Kornform zur Folge, wobei mit zunehmender Verrundung eine
Umordnung der Wolframpartikel erleichtert wird. Bei fortschreitender Sinterdauer tritt eine
zunehmende Kornvergröberung der Wolframpartikel in der Matrix auf, bis sich ein von Flüssigphase
umgebenes Festphasengerüst bildet [BEL 91]. Abbildung 3.16 verdeutlicht den Prozess
des Flüssigphasensinterns von WHA und zeigt ein typisches Sintergefüge.
Abbildung 3.16 Der Prozess des Flüssigphasensinterns von WHA [BEL 91] (links) sowie
ein typisches Sintergefüge einer bei 1470°C für 2 h gesinterten Wolfram-
Schwermetall-Legierung der Zusammensetzung 95% W-3,5% Ni-1,5% Fe
[GER 96-3] (rechts).
Grundsätzlich besteht beim Sintern von WHA ein Problem der Formerhaltung. Durch die ex-
treme Dichtedifferenz der Flüssigmatrix und der festen Wolframpartikel kann es zu einer Be-
einträchtigung der Probengeometrie kommen. Untersuchungen in Abhängigkeit von der Heiz-
rate [BOL 04] und der Gründichte [XU 99] zeigen kaum Einfluss auf die Formerhaltung beim
Flüssigphasensintern von WHA. Entscheidenden Einfluss haben jedoch das Verhältnis von
fester zu flüssiger Phase in der Legierungszusammensetzung sowie die Löslichkeit der festen
in der flüssigen Phase [UPA 98]. Im Fall einer W-Ni-Fe-Legierung mit einem Ni-zu-Fe-
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