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Pulverherstellung und pulvermetallurgische Verarbeitung von Titan und titanbasierten Werkstoffen

Abstract

Wie bei vielen metallischen Werkstoffen erleben auch die pulvermetallurgischen Herstellungsmethoden bei Titan- und Titanlegierungen großes Interesse nicht zuletzt durch die neuen additiven Herstellungsverfahren. Allerdings weisen Titan und Titanlegierungen auch eine hohe Affinität zu Verunreinigungen, wie beispielsweise Sauerstoff und Stickstoff, auf. Das macht die Herstellung von Pulver aus diesen Werkstoffen und ihre weitere pulvermetallurgische Verarbeitung sehr anspruchsvoll. Sowohl ein Kontakt der Schmelze mit irgendwelchen keramischen Formschalen als auch der Kontakt der Schmelze oder des Pulvers mit Luft ist soweit immer möglich zu vermeiden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurden für Titan und Titanlegierungen Pulververdüsungsverfahren, die mit einem gekühlten Kupfertiegel oder tiegelfrei arbeiten, entwickelt. Diese Verfahren erlauben die Herstellung sphärischen Titanpulvers mit niedrigen Sauerstoff- und Stickstoffgehalten und nur geringen Anhaftungen von Satelliten. Im Vortrag werden die Verfahren sowie die Eigenschaften der erzeugten Titanpulver vorgestellt. Eine Weiterverarbeitung kann durch Kompaktieren und Sintern, heiss-isostatisch Pressen, den Metallpulverspritzguss und eine Vielzahl anderer Verfahren erfolgen. An verschiedenen Beispielen aus solchen Verfahren werden die Eigenschaften der entstehenden Bauteile, der Einfluss der Prozessparameter auf die Eigenschaften sowie die Wechselwirkung zwischen Legierungszusammensetzung, Empfindlichkeit für Verunreinigungen und den Eigenschaften illustriert. Neben den klassischen Titanlegierungen wird dabei auch auf intermetallische Werkstoffe auf TiAl-Basis, die inzwischen in der Luftfahrtindustrie verstärkt zum Einsatz kommen, eingegangen.
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