Einfluss des Fügespalts auf die erreichbare Verbindungsqualität beim Sinterfügen Buchkatalog

Die steigende Funktionsintegration technischer Systeme erfordert sowohl eine Miniaturisierung der Einzelkomponenten als auch geeignete produktionsseitige Wege zur Integration der Einzelkomponenten zum Gesamtsystem. Dabei sind Fügeprozesse unumgänglich. Das im Rahmen der Arbeit untersuchte MIM-Sinterfügen stellt ein innovatives Fügeverfahren zur aufwandsreduzierten Verbindung von Metallpulverspritzguss (MIM)-Bauteilen dar. Bei dem Verfahren werden MIM-Grünlinge bereits vor dem Sinterprozess zusammengesetzt und im ohnehin erforderlichen Sinterprozess verbunden. Aus dem Stand der Technik und Forschung wurde ein Forschungsbedarf hin-sichtlich der Anforderungen an den initalen Flächenkontakt zur Herstellung hochwertiger Verbindungen abgeleitet, der in der Arbeit systematisch untersucht wurde. Exemplarisch wurden die Untersuchungen an rotationssymmetrischen Hohlproben aus Carbonyleisen durchgeführt. Ziele der Arbeit sind die Identifikation der relevanten Mechanismen beim MIM-Sinterfügen, die Entwicklung einer adäquaten Fügeflächengestalt für rotationssymmetrische hohle Fügepartner sowie letztendlich die Untersuchung der Zusammenhänge zwischen den Gestaltabweichungen der Fügeflächen und der entstehenden Verbindungsqualität. Gemäß der Zielsetzung wird zunächst ein Sinterfügemodell entwickelt, worauf aufbauend die wichtigsten Einflussgrößen auf das Verbindungsgeschehen bestimmt werden. Nach der Identifikation konischer Fügeflächen als geeignete Fügeflächengestalt wird an dieser Gestalt systematisch der Einfluss der initialen Fügespaltbreite vor dem Fügen auf die Verbindungsqualität untersucht. Mithilfe von Schliffbild- und CT-Untersuchungen sowie von Zugversuchen der Sinterfügeverbindungen können Genauigkeitsanforderungen ermittelt werden, die eine hohe Verbindungsqualität ermöglichen. Diese wird anhand der Vollständigkeit der Sinterfügeverbindung, der Formtreue der Proben im gefügten und angrenzenden Bereich sowie der Belastbarkeit auf Zug beurteilt. Die ermittelten Genauigkeitsanforderungen werden in einem Tolerierungstool für hohle rotationssymmetrische Fügepartner aus Carbonyleisen hinterlegt, welches als Werkzeug für eine automatische Ermittlung der erforderlichen Toleranzen beim MIM-Sinterfügen dient.