Die Kupferinfiltration von Bauteilen erfolgt aus verschiedenen Gründen. Zu den angestrebten Ergebnissen gehören Verbesserungen der Zugfestigkeit, Härte, Schlagzähigkeit und Duktilität. Kupferinfiltrierte Bauteile weisen zudem eine höhere Dichte auf.
Weitere Gründe für die Kupferinfiltration sind die Verschleißminderung oder die Blockierung des Luft-/Gasstroms durch ein ansonsten poröses Bauteil bei Temperaturen, bei denen ein Harz nicht praktikabel wäre. Manchmal wird Kupferinfiltration eingesetzt, um die Bearbeitungseigenschaften von PM-Stahl zu verbessern; das Kupfer sorgt für eine glattere Oberfläche.
So funktioniert die Kupferinfiltration:
Die Grundstruktur des Bauteils weist eine bekannte Dichte auf, die zur Bestimmung des Anteils offener Porosität verwendet wird. Eine abgemessene Kupfermenge wird entsprechend der zu füllenden Porosität ausgewählt. Das Kupfer füllt die Porosität während des Sinterprozesses (bei Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur von Kupfer), indem es vor dem Sintern einfach auf das Bauteil gelegt wird. Die Sintertemperatur von über 2000 °F ermöglicht es dem geschmolzenen Kupfer, durch Kapillarwirkung in die Porosität des Bauteils zu fließen. Das Sintern erfolgt auf einem Träger (z. B. einer Keramikplatte), sodass das Kupfer am Bauteil verbleibt. Nach dem Abkühlen des Bauteils verfestigt sich das Kupfer in der Struktur.
Oberes Foto (rechts): Mit Kupferblöcken zusammengesetzte Teile, bereit zum Sintern. (Foto: Atlas Pressed Metals)
Unteres Foto (rechts): Die Mikrostruktur eines Bauteils zeigt, wie Kupfer offene Porosität infiltriert. (Foto: Dr. Craig Stringer – Atlas Pressed Metals)
