A szinterezett alkatrészek úgy készülnek, hogy fém öntőformákba fém- vagy kerámiaport töltenek, majd olvadáspontjuknál alacsonyabb hőmérsékleten összesütik és megkeményítik az öntőformában lévő alkatrészeket. A szinterezés előnye, hogy csupán kevés energiát igényel, az anyagveszteség minimális, és a másodlagos feldolgozás sem igényel sem időt, sem erőfeszítést, mert nem kell megolvasztani a fémeket. Ez a rész áttekinti a szinterezést, és példákat ad a szinterezett alkatrészek digitális mikroszkóppal történő vizsgálatára és mérésére.

Szinterezett alkatrészek vizsgálata és mérése digitális mikroszkóppal

A szinterezés előnyei és hátrányai

A szinterezést különféle alkatrészek gyártása során használjak, mert nem igényli az anyagok megolvasztását.

A szinterezés előnyei
  • Szinte bármilyen olyan anyag használható, amelyből por állítható elő.
  • Sok esetben nincs szükség másodlagos feldolgozásra.
  • Kicsi az anyagveszteség.
  • Bonyolult alakkal rendelkező öntvények is készíthetők.
  • Az anyagok szabadon keverhetők.
  • A szinterezett anyagok porózusak, így könnyűek is.
  • Még a magas olvadáspontú anyagok is feldolgozhatók.
A szinterezés hátrányai
  • Port dolgoznak fel, ami növeli az anyagköltséget.
  • Szinterezés közben az alkatrészek összezsugorodnak.
  • A szinterezett alkatrészek mechanikai tulajdonságai (például a szilárdságuk) gyengébbek, mint az öntéssel vagy préseléssel készített alkatrészeké.

A szinterezés elve

A szilárd halmazállapotú por alkotta felületek instabilak, mert az atomok, molekulák és ionok nem kötődnek egymáshoz. A szilárd halmazállapotú por hevítésekor nyaknak nevezett kötések jönnek létre. Ahogy az atomok, molekulák és ionok a por részecskéinek felszínéről a nyakakba helyeződnek át (diffundálnak), a nyakak egyre nagyobbak lesznek, a felszín területe pedig csökken. Ahogy a nyakak egyre nőnek a kezdeti, a közbülső és a végső fázisban, nő a sűrűségük, és végbemegy az összesülés.

Portartó
Kezdeti fázis
Közbülső fázis
Végső fázis
  1. A: Nyak
  2. B: Nyitott pórusok
  3. C: Zárt pórusok

A külső levegővel kapcsolatban álló pórusokat nyílt pórusoknak nevezzük, a tárgyban elszigetelteket pedig zárt pórusoknak.

A szinterezés folyamata

  1. Határozza meg az anyagporok keverési arányát, és keverje őket össze egy keverővel, amíg egyenletes eloszlású keveréket nem kap.
  2. Tegye a porkeveréket egy fém öntőformába, és préssel alakítsa ki a formáját.
  3. Hevítse az öntőformában lévő alkatrészt szinterező kemencében néhány órán át.
    Az anyagporok nem olvadnak meg, mert az öntőformában lévő alkatrészt az olvadási pontjuk alatti hőmérsékleten sütik össze, hogy megkeményedjen. A hosszú időn át tartó hevítés hatására az anyagporok erősen egymáshoz kötődnek, és szinterezett öntvény keletkezik belőlük.

A szinterező kemencéket gázzal töltik meg, hogy megakadályozzák a szinterezett öntvények oxidálódását.
A szinterezett öntvények a pontosság növelése érdekében forgácsolhatók és csiszolhatók, a keménység növelése érdekében pedig hőkezelhetők.

Az alapanyagokból port állítanak elő.
Az anyagporokat összekeverik.
A keveréket öntőformába töltik.
Az öntőformában lévő alkatrészt szinterezik.
Kész termék
  1. A: Keverő
  2. B: Prés
  3. C: Szinterező kemence

Példák szinterezett alkatrészek vizsgálatára és mérésére digitális mikroszkóppal

Az alábbiakban felsoroljuk a legújabb példákat a szinterezett alkatrészek vizsgálatára és mérésére a KEYENCE VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkópjával.

Szinterezett öntvény (ferritmag) részecskehatárainak vizsgálata
VH-Z100, 700×, kevert megvilágítás + változtatható szögű megvilágítást biztosító tartozék
Kis részecskehatár-sűrűség (kis szilárdság)
VH-Z100, 700×, kevert megvilágítás + változtatható szögű megvilágítást biztosító tartozék
Nagy részecskehatár-sűrűség (nagy szilárdság)
A változtatható szögű megvilágítást biztosító tartozék segítségével egyértelműen megállapítható a részecskehatár mérete és sűrűsége.
Szinerezett kerámiaterméken lévő repedések vizsgálata
1000×, koaxiális megvilágítás, HDR nélkül
1000×, koaxiális megvilágítás + HDR
A HDR funkcióval lehetővé válik a repedések kiterjedésének megállapítása.
Szinterezett felület vizsgálata
VH-Z20, 100×, gyűrűs megvilágítás + változtatható szögű megvilágítást biztosító tartozék
Balra: A tartozékkal/Jobbra: A tartozék nélkül
A változtatható szögű megvilágítást biztosító tartozék segítségével jól láthatók a pórusok.
Szinterezett kerámiaöntvény automatikus területmérése
VHX-E500, 1000×, koaxiális megvilágítás
A szemcséket pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) méretük alapján, szemmel szokták megszámolni. Ez a folyamat most már automatikusan elvégezhető az automatikus területmérő funkcióval.
Szinterezett kerámiaöntvény pórusainak automatikus területmérése
ZS-200, 1000×, koaxiális megvilágítás
Mérés előtt
ZS-200, 1000×, koaxiális megvilágítás
Az automatikus területmérés képe
Az automatikus területmérés ugyanazokkal a beállításokkal hajtható végre, ami növeli a hatékonyságot.
Szemcseméret elemzése szinterezett fémöntvény esetében
ZS-200, 1500×, koaxiális megvilágítás
Mérés előtt
ZS-200, 1500×, koaxiális megvilágítás
Az automatikus területmérés (szemcseméret-elemzés) képe
A szemcseméreteket korlátot meghatározó mintákkal szokták összehasonlítani, ami kiértékelési eltérésekhez vezet.
Az automatikus területmérő funkcióval lehetővé válik a pontos szemcseméret-elemzés, ami jelentősen csökkenti az elemzési munka mennyiségét.