Fachwörter-Lexikon
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Kunststoffe, Extrudieren
Das Extrudieren (extrudere = heraustreiben) zählt zum vielseitigsten Verfahren zur Verarbeitung meist thermoplastischer Kunststoffe. Beim Extrudieren wird die homogene Schmelze kontinuierlich durch eine Profildüse gedrückt und das entstehende Profil nachfolgend kalibriert und abgekühlt. Auf diese Weise können Halbzeuge wie beispielsweise Folien, Tafeln, Profile, Rohre oder Kabelummantelungen sehr wirtschaftlich hergestellt werden. Durch Extrusionsblasen werden zum Beispiel Hohlkörper, wie Tanks, Fässer und Kanister in einem mehrschrittigen Arbeitsvorgang gefertigt. Ein noch warmes und damit plastisch formbares Kunststoffschlauchstück, das in einem Extruder aufbereitet wurde, wird in ein Hohlformwerkzeug geführt. Nach Schließen der Hohlform bläst Druckluft das Schlauchstück auf und presst es an die gekühlte Hohlformwand. Dort erstarrt es und nimmt deren Form an. Beim Folienextrudieren wird aus einer engen Breitschlitzdüse ein dünnes Kunststoffband extrudiert, das warm ausgewalzt und anschließend auf Endmaß kalt gestreckt wird.
Teilchenverbundwerkstoffe
einbetten von runden oder geometrisch unbestimmten Teilchen in eine metallische, keramische oder polymere Matrix. Die Teilchengrößen liegen in der Regel im Bereich von 0,01 bis 0,1 μm und ihre mittleren Abstände bei 0,1 bis 0,5 μm. Bei den Partikeln kann es sich um Oxide, Carbide, Nitride, Boride oder auch um Graphit handeln. Die Teilchen werden entweder mit dem als Pulver vorliegenden Matrixwerkstoff vermischt und anschließend gesintert oder in die Schmelze des Matrixwerkstoffs eingerührt. Beispiele für wichtige Teilchenverbundwerkstoffe sind bestimmte verstärkte Kunststoffe (z.B. Epoxidharze oder ungesättigte Polyesterharze mit Gesteinsmehl), Hartmetalle und Cermets (Hartmetalle auf der Basis von Titankarbonitrit), dispersionsverfestigte Aluminiumlegierungen mit unlöslichen Oxiden (Y2O5, La2O3, ThO2), dispersionsgehärtete NiCr-Superlegierungen, sogenannte ODS-Legierungen (Oxide Dispersion Strengthened). Letztere werden für mechanisch und thermisch (>1000 °C) hoch beanspruchte Bauteile eingesetzt.
Randschichthärteverfahren
Ziel ist es, dem Werkstoff eine harte und verschleißbeständige Oberfläche zu verleihen. Die chemische Zusammensetzung der Randschicht wird bei diesen Verfahren nicht verändert, wohl aber das Gefüge. Die oberflächennahe Schicht wird durch eine intensive Energieeinwirkung auf Härtetemperatur erwärmt (austenitisiert). Für die Verfahren des Randschichthärtens (außer Tauchhärten) ist es dabei kennzeichnend, dass mit hoher Geschwindigkeit erwärmt und unmittelbar anschließend abgeschreckt wird. Es muss eine ausreichende Austenitisierung sichergestellen werden. Das Randschichthärten kann für alle Eisenwerkstoffe, die einen Mindestkohlenstoffgehalt von 0,3% und eine Austenitumwandlung aufweisen, angewandt werden. Hierzu zählen beispielsweise die unlegierten Baustähle, Vergütungsstähle, Werkzeugstähle und der Stahlguss. Der maximale Kohlenstoffgehalt sollte 0,75 % jedoch nicht überschreiten, da sonst die Rissneigung sowie die Gefahr der Bildung von Restaustenit zunimmt.
Nach dem angewandten Wärmverfahren unterscheidet man folgende Randschichthärteverfahren: Tauchhärten, Flammhärten, Induktionshärten, Laserstrahlhärten, Elektronenstrahlhärten
Die maximal erreichbare Oberflächenhärte ist im Wesentlichen nur von der Menge des im Austenit gelösten Kohlenstoffs, also vom Kohlenstoffgehalt des Stahls sowie von den Austenitisierungsbedingungen (Härtetemperatur und Aufheizgeschwindigkeit) abhängig. Im Gegensatz zur Oberflächenhärte, die im Wesentlichen von der Menge des im Austenit gelösten Kohlenstoffs abhängt, nimmt mit zunehmendem Gehalt bestimmter Legierungselemente wie Mn, Cr, Mo, Ni und V die Härte in einer bestimmten Tiefe, die Einhärtungstiefe, zu.