Heat Treatment of Sintered Steels – what is different?* Translated title: Wärmebehandlung von Sinterstahl – was ist anders?

Abstract

Powder metallurgy ferrous precision parts are employed in numerous industrial sectors. In case of high mechanical loading, as e. g. in automotive applications, heat treatment is frequently required after the press-and-sinter manufacturing. Here the specific features of PM parts have to be considered, in particular the presence of open and/or graded porosity. In the present study it is shown that processes such as sinter hardening, low pressure carburizing and plasma nitriding are particularly suited for sintered parts since the problems usually caused by the porosity can largely be avoided. By appropriate selection of the alloying system combined with optimum sintering and heat treatment, components can be obtained that are competitive to parts machined from wrought steels but offer additional benefits such as attractive NVH (noise-vibration-harshness) behavior.

Kurzfassung

Pulvermetallurgische Präzisionsteile aus Sinterstahl haben sich in vielen Bereichen Anwendungsfelder erobert. Für hohe mechanische Belastungen, z. B. im Automobilbereich, sind nach dem Pressen und Sintern sehr oft Wärmebehandlungsprozesse erforderlich. Dabei ist auf die Spezifika von Sinterteilen zu achten, insbesondere auf das Vorliegen offener bzw. gradierter Porosität. Es wird hier gezeigt, dass sich Verfahren wie das Sinterhärten, das Niederdruckaufkohlen mit Gasabschreckung oder das Plasmanitrieren besonders gut für Sinterteile eignen, weil die durch die Porosität verursachten Probleme weitestgehend eliminiert werden können. Durch geeignete Wahl des Legierungssystems in Kombination mit optimaler Sinterung und Wärmebehandlung können Bauteile hergestellt werden, die hinsichtlich der Festigkeitseigenschaften mit den über Zerspanung hergestellten vergleichbar sind, aber die zusätzlichen Vorteile der Sinterbauteile wie günstiges NVH-Verhalten (noise-vibration-harshness) bieten.