Umformtechnische Wiederaufbereitung metallischer Späne durch Sintern und Schmieden
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Während des konventionellen Recyclings, bei dem Schrotte eingeschmolzen werden, treten vor allem bei kleinteiligen Elementen wie Spänen hohe Materialverluste durch Oxidation und Abbrand auf. Neben den hohen Materialverlusten fällt der Energie- sowie der Arbeitsaufwand im Vergleich zum alternativen Solid-State-Recycling (SSR) deutlich höher aus. Die Späne werden zunächst zu einem Grünling konsolidiert und anschließend in einem nachgestellten Erwärmungs- und Umformprozess weiterverarbeitet. Ziel dieses Projektes ist eine maximale Annäherung der Bauteileigenschaften an die eines Kompaktwerkstoffes, durch das multiaxiale Umformen von kaltgepressten Proben aus Aluminiumknetlegierungen. Reines Kaltverpressen der Späne erzeugt keinen ausreichenden Materialverbund, um die zuvor genannten Prozesse schädigungsfrei zu durchlaufen. Daher wurde das multiaxiale Umformen (Kneten) und der E- CAP-Prozess genutzt. Anhand der erzielten Ergebnisse konnte nachgewiesen werden, dass der Grenzflächenverbund vor der weiterführenden Umformung den entscheidenden Einfluss auf die resultierenden Werkstoffeigenschaften darstellt. Nur so können Zug- oder Scherspannungen, welche in allen verfügbaren Umformprozessen auftreten können, aufgenommen werden, ohne dass es zu einer erneuten Schädigung an den Spangrenzflächen kommt. Demnach stellt die initiale Verdichtung den entscheidenden Prozessschritt für das SSR von Aluminium dar. Anhand weiterführender Untersuchungen an einem SPS/FAST-Prozess (Field Assisted Sintering Technique) konnte aufgezeigt werden, dass dieser eine hohe Eignung zur Konsolidierung von Proben und den Abbau von Grenzflächen unter Einbringung reiner Druckspannungen auf, um Späne nachfolgend umformtechnisch weiterzuverarbeiten.
