Im Zuge der Untersuchungen von Elernenten ftir den Einsatz als Legierungskomponenten zurn Sintereisen in der pulvermetallurgie sollte diese Arbeit einen Beitrag liefern. Mangan ist ein beliebtes Legierungselernent in der Schmelzmetallur gie, wird aber in der Pulverrnetallurgie noch kaurn verwendet. Auch in der Literatur fanden sich nur wenige Arbeiten, die tiber die Verwendung von Mangan in der Pulvermetallurgie berichten. Das Mangan sollte in dieser Arbeit auf seine Anwendungsmoglich keit und-Wirkung auf Eisenpulver in der Sintertechnik untersucht werden. Als groBer Nachteil erwies sich die hohe Sauerstoffaffinitat des Mangans. Aus diesem Grund wurden die Sinterungen unter reinem Wasserstoff vorgenornrnen und die Sinterkasten mit Gettermaterial abgedeckt. Es wurden Legierungspulver untersucht, bei denen das Mangan den Eisenpulvern auf drei unterschiedlichen Wegen zugeftihrt worden war: 1. Mit Mangan fertiglegierte Pulver 2. Mit Manganvorlegierungen gemischte Pulver 3. Mischpulver aus reinen Mangan- und reinen Eisenpulvern. Durch das Mangan wird die PreBbarkeit bei den fertiglegierten Pulvern rnehr verschlechtert als bei den Mischpulvern. Die untersuchten fertiglegierten WP-Pulver mit Mangan brachten keine nennenswerten Ergebnisse. Mit dem Mangangehalt von 6 % war die PreBbarkeit sehr schlecht, und es trat auch ein tiberrnaBig groBer Sinterschwund auf. Die Pulver mit Mangangehalten unter 1 % zeigten zwar noch keine groBe Verschlechterung der PreBbarkeit und auch keinen graBen Sinterschwund, aber der geringe Mangan gehalt brachte auch noch keine brauchbaren Steigerungen der technologischen Eigenschaften."

Als Hauptvorteil der Pulvermetallurgie gegenUber anderen Ferti gungsmethoden wird irnrner hervorgehoben, daB der Werkstoff besser ausgenutzt und Nachbearbeitung eingespart werden kann. Besondere Eigenschaften der pulvermetallurgisch hergestellten Formteile er geben sich durch die Porigkeit oder durch die Moglichkeit, Be standteile in das Geflige einzubauen, die auf dem liblichen Wege nicht zugefligt werden konnen. Flir die Herstellung von Formteilen sind die Festigkeitseigenschaf ten be sanders wichtig. Grundsatzlich ist es wahl moglich, bei Sinterwerkstoffen in vielen Fallen die gleichen Festigkeitseigen schaften, wie durch GieBen und Verformen, zu erreichen, aber die Mi tel, die dazu aufgewendet werden, sind oft mit so hohen Kosten verbunden, daB dadurch die Anwendbarkeit der pulvermetallurgischen Herstellungsverfahren haufig eingeschrankt wird. Oft ist bei der genauen Funktionsuntersuchung eines WerkstUckes nachweisbar, daB libertriebene Anforderungen an die Stoffeigenschaften gestellt wer den. Es ist somit nicht sinnvoll, an die gesinterten Werkstoffe die gleichen Festigkeitsansprliche zu stellen, die die bisher ver wendeten, durch Schmelzen und Verformen erzeugten Werkstoffe, automatisch vom Herstellverfahren her besitzen. Bei der Herstellung von Maschinenteilen aus Sinterstahl sind die beiden folgenden Gesichtspunkte von besonderer Bedeutung: 1. die Erzielung optimaler Festigkeitseigenschaften unter wirt schaftlich glinstigen Bedingungen, 2. eine hinreichende gute Kontrolle der wah rend des Sinterns auftretenden MaBveranderungen."

Das pulvermetallurgische Formgebungsverfahren wird in steigendem Ma13e zur Herstellung von Metallteilen hoher Form- und Ma13genauigkeit mit ei nem Gewicht bis zu etwa 1000 g benutzt. Die pulvermetallurgische Indu strie, die sich seiner bedient, ist zu einem wichtigen Zweig der Zuliefer industrie geworden, der zahlreiche Bereiche der verarbeitenden Industrie, insbesondere die Kraftfahrzeugindustrie, mit seinen Erzeugnissen belie fert. 1m Jahre 1970 wurden in der Bundesrepublik Deutschland ca. 12.000 t Sinterformteile und verwandte Erzeugnisse von der pulvermetallurgischen Industrie hergestellt, die damit in der Weltproduktion nach den USA und Ja pan an dritter Stelle steht. Die Erzeugung umfa13t zu 10 - 14 % Teile aus NE-Metallen, der Rest sind Teile aus Sintereisen und Sinterstahl. Die Festigkeit des unlegierten Sin tereisens ist verhaltnisma13ig niedrig. Sie erreicht im giinstigsten Fall 2 28 - 30 kp/mm und ist von der Dichte im gesinterten Zustand und dem Reinheitsgrad und den Sintereigenschaften der verwendeten Eisenpulver ab hangig. In Abb. 1 a und 1 b sind Ubersichten iiber Zugfestigkeit und Bruch dehnung von unlegiertem Sintereisen gegeben, das aus drei verschiedenen Eisenpulvern unter technischen Sinterbedingungen hergestellt ist. Die Wer te sind iiber der Dichte im gesinterten Zustand aufgetragen. Einzelheiten iiber die Beziehungen zwischen Dichte und physikalische Kennwerte von Sintereisen sind aus dem Forschungsbericht 1403 (1) des Landes Nordrhein Westfalen, S. 13 - 18, zu entnehmen. Wegen der iiberragenden Bedeutung, die die Sinterwerkstoffe auf Eisenba sis fUr die pulvermetallurgische Industrie besitzen, hat dieser Industrie zweig ein gro13es Interesse daran, die Pulvermetallurgie binarer, ternarer und komplexer Systeme des Eisens zu kennen."

Unter den modernen Herstellverfahren fiir Genauteile aus Eisen-und Nichteisen- metallen nimmt das pulvermetallurgische Formgebungsverfahren eine wichtige Stellung ein. Ermaglicht es doch die Fertigung von kleineren Werkstiicken aus diesen Werkstoffen mit hoher MaBgenauigkeit und Oberflachengiite bei besonders niedrigem Aufwand an Kapitalgiitern und Rohstoffen zu einem giinstigen Preis. Bei dem fiihlbaren Kapitalmangel unserer Wirtschaft kommt daher der steigenden Anwendung dieses Fertigungsverfahrens in der verarbeitenden Industrie eine groBe, allgemein wirtschaftliche Bedeutung zu. Eine weitere Ausdehnung der pulvermetallurgischen Fertigungstechnik setzt eine intensive Erforschung ihrer wissenschaftlichen und technischen Grundlagen voraus. Die Forschungsgemeinschaft Pulvermetallurgie hat sich dieser Aufgabe seit einem J ahrzehnt angenommen und legt mit diesem Bericht einen weiteren Beitrag zu diesem Thema vor. Die hier veraffentlichten Arbeiten wurden mit wesentlicher finanzieller Unterstiitzung des Landes Nordrhein-Westfalen und der Firma Sintermetallwerk Krebsage GmbH im pulvermetallurgischen Entwicklungs- laboratorium der Firma Sintermetallwerk Krebsage durchgefiihrt. Die Verfasser danken beiden Stellen fiir die groBziigige Farderung des V orhabens. Sie danken aber auch ihren Mitarbeitern im Entwicklungslaboratorium der Firma Sinter- metallwerk Krebsage fUr die Ausfiihrung von etwa 8750 Einzeluntersuchungen, die im Zusammenhang mit der Bearbeitung der gestellten Aufgaben notwendig waren. Der Planung und Ausfiihrung lag die Obedegung zugrunde, daB das Einsatz- gebiet des gesinterten Formteiles urn so graBer sein wird, je hahere statische und dynamische Belastungen ihm der Konstrukteur zumuten kann. Dieser Leitgedanke hat die pulvermetallurgische Industrie in den letzten 30 Jahren immer wieder dazu veranlaGt, nach Mitteln und Wegen zu suchen, urn die mechanischen Eigenschaf- ten ihrer Erzeugnisse zu verbessern, insbesondere Zugfestigkeit und Harte.

In zahlreichen Zweigen der Feinwerktechnik, des Maschinen- und Apparate baues, des Fahrzeugbaues und der Elektrotechnik werden kleine Genauteile be natigt, deren Herstellung, insbesondere wenn es sich um ausgesprochene Mengen fertigungen handelt, nicht nur ein technisches, sondern auch ein entscheidendes wirtschaftliches Problem darstellt. Der Rationalisierung der Genauteilfertigung gehart daher seit Jahrzehnten das groBe Interesse der metallverarbeitenden Industrien. Durch die fortschreitende Automation in der spangebenden und spanlosen Formgebung von Metallen ist der Lohnanteil bei der Herstellung von genauen Formteilen aus Eisen- und Nichteisenmetallen sehr erheblich gesenkt worden. Gleichzeitig ist aber dadurch der Anteil der Stoffkosten an den Herstellungskosten erheblich angestiegen. Im Schnitt fallen bei der Fertigung von solchen Teilen 40-60% des eingesetzten Rohstoffes als Schrott an und belasten die Herstellungskosten ungebuhrlich. Das Interesse der metallverarbeitenden Industrie an stoffsparenden Fertigungs verfahren ist daher betr?chtlich, und es werden groBe Anstrengungen gemacht, dieselben zu immer graBerer Anwendungsbreite zu entwickeln. Dnter den neuzeitlichen stoffsparenden Fertigungsverfahren kommt der pulver metallurgischen Formgebungstechnik eine besondere Bedeutung zu. Sie ermag licht die nahezu abfallfreie Herstellung kleiner Formteile mit hoher Form- und MaBgenauigkeit und ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften. Es handelt sich dabei um ein umformendes Verfahren, bei dem aus einem pulverfarmigen Ausgangsstoff direkt Fertigteile erhalten werden."