Karbidadditivierung von PBF-LB Werkzeugstahl mittels funktioneller Polymerbinder
Entwicklung eines Verfahrens für Karbidzusätze auf Werkzeugstahlpulvern unter Verwendung eines funktionellen Polymerbindemittels zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit, der mikrostrukturellen Isotropie und der Festigkeit von harten Eisenlegierungen
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Motivation
Während vorlegierte Pulver für die additive Fertigung in ihrem Legierungsgehalt durch Rissbildung begrenzt zu sein scheinen, kann der Legierungsgehalt durch den Einsatz unterschiedlich aufbereiteter Einsatzstoffe erhöht werden. Um das Spektrum der verarbeitbaren Legierungen zu erweitern, werden partikelverstärkte Legierungen erforscht. Karbide, die dem Pulverfeedstock beigemischt werden, sollen als Erstarrungskeimstellen die Isotropie erhöhen, die Warmrissbildung vermindern und die mechanischen Eigenschaften verbessern. Um Entmischungen im Pulver vorzubeugen, werden polymerbasierte Binder verwendet, damit die Karbidpartikel am Basispulver aus Stahl haften.
Zielsetzung
Das Ziel des Projekts ist die additive Fertigung von karbidreichen Eisenlegierungen mit reproduzierbaren, homogenen und isotropen Gefügen und guten mechanischen Eigenschaften.
Projektinhalte
Die Legierungen werden durch thermodynamische Gleichgewichts- und Scheil-Gulliver-Erstarrungsberechnungen entwickelt. Die Untersuchung umfasst den Einfluss des „Satelliting“ auf die rheologischen und thermophysikalischen Pulvereigenschaften. Skalenübergreifende Gefügeuntersuchungen sowie statische und dynamische mechanische Versuche charakterisieren die Verarbeitbarkeit durch LPBF, die Gefügebildung und die Vorteile eines isotropen Gefüges auf die mechanischen Eigenschaften. Korngröße und Gefüge werden zu wichtigen Indikatoren für den Projekterfolg.
Projektpartner
- Leibniz Institut für Interaktive Materialien (DWI)
IGF-Forschungsvorhaben: BR 1844/49-1