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MIM-Materialien

Inhaltsverzeichnis
Wie wählt man die richtigen MIM-Materialien aus?
MIM-Materialklassifizierung
Edelstähle
Niedriglegierte Stähle
Werkzeugstähle
Titan
Kupfer
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MIM-Materialien umfassen Edelstahl, niedriglegierte Stähle, weichmagnetische Materialien, Hochtemperaturlegierungen, Titan, Werkzeugstähle, Kupfer und Kupferlegierungen, Wolframlegierungen und mehr. Jedes Material verfügt über eigene Eigenschaften und Merkmale, die es für unterschiedliche Anwendungen geeignet machen. Durch die Auswahl des richtigen MIM-Materials können Hersteller kleine, komplexe Metallteile mit hoher Präzision und Konsistenz fertigen und die Anforderungen ihrer Kunden erfüllen. Die Wahl des MIM-Materials hängt von Faktoren wie den gewünschten mechanischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften des Endteils sowie von Kostenüberlegungen ab.

Inhaltsverzeichnis
1. Wie wählt man die richtigen MIM-Materialien aus?
2. MIM-Materialklassifizierung

Wie wählt man die richtigen MIM-Materialien aus?

Metallpulverspritzgießen (MIM) ist ein Verfahren zur Fertigung kleiner, komplexer Metallteile in hohen Stückzahlen. Die Wahl des richtigen Materials ist entscheidend für die Leistung und Wirtschaftlichkeit des Endprodukts. Folgende Faktoren sollten berücksichtigt werden:

  • Erforderliche Eigenschaften für die Anwendung: Identifizieren Sie spezielle Anforderungen wie Festigkeit, Härte, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit sowie Wärmeleitfähigkeit und wählen Sie das Material, das diese Anforderungen am besten erfüllt.

  • Materialverfügbarkeit: Prüfen Sie, ob das Material in der gewünschten Form und Menge lieferbar ist. Manche Werkstoffe sind schwerer beschaffbar und haben längere Lieferzeiten.

  • Kosten: Bewerten Sie die Gesamtkosten, einschließlich Rohmaterial, Verarbeitung und notwendiger Nachbearbeitung.

  • Kompatibilität mit dem Fertigungsprozess: Stellen Sie sicher, dass das Material für den MIM-Prozess geeignet ist und keine speziellen Anlagen oder Bedingungen erfordert, die den Aufwand erhöhen.

  • Umweltfaktoren: Berücksichtigen Sie Einflüsse wie Chemikalien oder hohe Temperaturen. Einige Materialien bieten besseren Schutz gegen Umwelteinflüsse.

  • Regulatorische Konformität: Achten Sie auf die Einhaltung relevanter Vorschriften wie RoHS, REACH oder FDA-Regelungen.

MIM-Materialklassifizierung

Metallpulverspritzgießen (MIM) kombiniert die Vorteile von Kunststoffspritzgießen und Pulvermetallurgie, um hochpräzise, komplexe Metallteile herzustellen. Dabei werden Metallpulver mit Bindemitteln vermischt und in die gewünschte Form gespritzt. Das gefügte „Grünteil“ wird anschließend entbindert und gesintert, um eine dichte, feste Endkomponente zu erhalten.

Folgende Materialien kommen im MIM-Prozess häufig zum Einsatz:

  • Edelstahl: Weit verbreitet, exzellente Korrosionsbeständigkeit, von medizinischen Geräten bis zu Automobilkomponenten.

  • Niedriglegierte Stähle: Gute Kombination aus Festigkeit und Duktilität, ideal für anspruchsvolle Anwendungen.

  • Werkzeugstähle: Hohe Härte und Verschleißfestigkeit, verwendet für Schneidwerkzeuge und Formen.

  • Titan: Leicht und korrosionsbeständig, beliebt für medizinische Implantate und Luftfahrtanwendungen.

  • Kupfer: Hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit, eingesetzt in Elektronik und Elektrotechnik.

Bei der Auswahl müssen Kosten, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit abgewogen werden. Edelstahl und niedriglegierte Stähle sind im Allgemeinen kosteneffizient, während Titan und Werkzeugstähle teurer, aber für spezielle Anforderungen unverzichtbar sind. Kupfer ist aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften ebenfalls kostenintensiver.

MaterialnummerEigenschaftenAnwendungen
Edelstähle17-4 PHHohe Festigkeit, exzellente Korrosionsbeständigkeit, gute Duktilität und ZähigkeitLuft- und Raumfahrt, medizinische Geräte, Feuerwaffen, Sportausrüstung
316LExzellente Korrosionsbeständigkeit, gute Festigkeit und DuktilitätMedizinische Implantate, chemische Prozessanlagen, Marinekomponenten
420Hohe Härte und Verschleißfestigkeit, mäßige KorrosionsbeständigkeitSchneidwerkzeuge, chirurgische Instrumente, Feuerwaffen
440CHohe Härte und Verschleißfestigkeit, gute KorrosionsbeständigkeitSchneidwerkzeuge, Lager, chirurgische Instrumente
430Gute Korrosionsbeständigkeit, mäßige Festigkeit und DuktilitätKüchenutensilien, Fahrzeugverkleidungen, elektronische Komponenten
Niedriglegierte StähleASTM F-0005Hohe Festigkeit, exzellente Verschleißfestigkeit, gute KorrosionsbeständigkeitMedizinische und Dentalinstrumente, Uhrengehäuse
ASTM F-0008Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute KorrosionsbeständigkeitLuft- und Raumfahrt, Automobil- und Medizinbaukomponenten
ASTM F-0009Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute KorrosionsbeständigkeitFeuerwaffenkomponenten, elektronische Geräte, Automobilteile
ASTM F-0010Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute KorrosionsbeständigkeitLuft- und Raumfahrtkomponenten, Automobilteile, medizinische Geräte
ASTM F-0040Hohe Festigkeit, exzellente Verschleißfestigkeit, gute KorrosionsbeständigkeitSchneidwerkzeuge, MIM-Komponenten
ASTM F-0002Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute KorrosionsbeständigkeitElektrische und elektronische Komponenten, Automobilteile
ASTM F-0003Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute KorrosionsbeständigkeitFeuerwaffenkomponenten, Automobilteile, medizinische Geräte
ASTM F-0004Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute KorrosionsbeständigkeitLuft- und Raumfahrtkomponenten, medizinische Geräte
ASTM F-0006Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute KorrosionsbeständigkeitAutomobilteile, elektronische Komponenten
ASTM F-0007Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute KorrosionsbeständigkeitLuft- und Raumfahrtkomponenten, Automobilteile, medizinische Geräte
WerkzeugstähleM2Hohe Härte und Verschleißfestigkeit, gute Zähigkeit und Bearbeitbarkeit.Schneidwerkzeuge, Kaltarbeitswerkzeuge, Stempel, Matrizen.
D2Hohe Verschleißfestigkeit und Druckfestigkeit, gute Zähigkeit.Stempel, Matrizen, Stanz- und Umformwerkzeuge, Schneidklingen.
A2Hohe Zähigkeit und gute Dimensionsstabilität, exzellente Verschleißfestigkeit.Kaltarbeitswerkzeuge, Stempel, Matrizen, Schneidklingen.
S7Hohe Schlagzähigkeit, gute Zähigkeit und Verschleißfestigkeit.Schlagwerkzeuge, Matrizen, Umformwerkzeuge.
H13Hohe Zähigkeit und Härte, gute Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit.Warmarbeitswerkzeuge, Druckgussformen, Extrusionswerkzeuge.
P20Gute Bearbeitbarkeit, exzellente Polierbarkeit, gute Zähigkeit und Verschleißfestigkeit.Spritzgussformen, Blasformwerkzeuge, Extrusionswerkzeuge.
420Gute Korrosionsbeständigkeit, hohe Härte und Verschleißfestigkeit.Chirurgische Instrumente, Schneidwerkzeuge, Formen.
440CHohe Härte, gute Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, exzellente Schneidkantenbeständigkeit.Messerblätter, Lager, chirurgische Instrumente.
WolframlegierungenW-Ni-FeHohe Dichte, exzellente Strahlenschutzwirkung, gute mechanische Eigenschaften.Medizinische Geräte, Luft- und Raumfahrt, Nuklearindustrie.
W-Ni-CuHohe Dichte, exzellente Verschleißfestigkeit, gute mechanische Eigenschaften.Wuchtgewichte, Vibrationsdämpfung, Reibstangen.
W-CuHohe Wärmeleitfähigkeit, exzellente elektrische Leitfähigkeit, gute Verschleißfestigkeit.Elektroden, Kühler, elektrische Kontakte.
W-Ni-Cu-FeHohe Dichte, gute Bearbeitbarkeit, gute mechanische Eigenschaften.Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, medizinische Geräte.
W-Ni-Cu-MnHohe Dichte, gute Bearbeitbarkeit, gute mechanische Eigenschaften.Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, medizinische Geräte.
KobaltlegierungenCo-Cr-MoHohe Festigkeit, exzellente Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, biokompatibel.Medizinische Implantate, Luft- und Raumfahrt, Industrieausrüstung.
Co-Cr-WHohe Festigkeit, exzellente Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, gute Bearbeitbarkeit.Turbinenblätter, Heißsektionkomponenten, medizinische Implantate.
Co-Cr-MnHohe Festigkeit, exzellente Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, gute Biokompatibilität.Medizinische Implantate, Luft- und Raumfahrt, Industrieausrüstung.
Co-Ni-CrHohe Festigkeit, gute Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, gute Bearbeitbarkeit.Luft- und Raumfahrt, Industrieausrüstung, Marineanwendungen.
Co-WHohe Festigkeit, exzellente Verschleißfestigkeit, gute Bearbeitbarkeit.Schneidwerkzeuge, verschleißfeste Komponenten, Luft- und Raumfahrt.
TitanlegierungenTi-6Al-4VHohe Festigkeits-Gewichts-Relation, exzellente Korrosionsbeständigkeit, biokompatibel.Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, medizinische Implantate, Sportgeräte.
Ti-6Al-7NbGute Festigkeit und Biokompatibilität, niedriger Elastizitätsmodul.Medizinische Implantate, Zahnimplantate, chirurgische Instrumente.
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2MoHohe Festigkeit, exzellente Korrosionsbeständigkeit, gute Kriechfestigkeit.Luft- und Raumfahrt, Marineanwendungen, Sportgeräte.
Ti-5Al-2.5SnGute Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, exzellente Umformbarkeit.Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Sportgeräte.
Ti-6Al-2Sn-4V-2MoHohe Festigkeit, exzellente Korrosionsbeständigkeit, gute Ermüdungsfestigkeit.Luft- und Raumfahrt, Marineanwendungen, Sportgeräte.
KupferlegierungenCu-10SnHohe Festigkeit, gute Verschleißfestigkeit, exzellente Bearbeitbarkeit.Elektrische Steckverbinder, elektronische Komponenten, Schalter.
Cu-8Ni-4SiGute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, exzellente Wärmeleitfähigkeit.Elektrische Kontakte, Kühlkörper, elektronische Komponenten.
Cu-Ni-SnGute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, exzellente elektrische Leitfähigkeit.Elektrische Kontakte, elektronische Komponenten, Schalter.
Cu-25ZnGute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, exzellente Wärmeleitfähigkeit.Wärmetauscher, elektrische Steckverbinder, elektronische Komponenten.
Cu-10Ni-4SiGute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, exzellente Wärmeleitfähigkeit.Elektrische Kontakte, Kühlkörper, elektronische Komponenten.
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