Vakuum-Inertgas-Verdüsungsanlage mit Abschmelzelektrode

• Fachliche Zuordnung: Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457725692

Erweiterung einer VIGA- zu einer VIGA-EIGA-Anlage zur tiegelfreien Herstellung hochreiner unkontaminierter MetallpulverDie Erweiterung des vorhandenen VIGA-Systems beinhaltet die Implementierung einer Electrode Inductionmelting Gas Atomization (EIGA) als zusätzliche Verdüsungseinheit. Das EIGA-Verfahren soll speziell für die Erzeugung von Pulvern reaktiver und sauerstoffaffiner Metalle verwendet werden. Hauptmerkmal des EIGA-Verfahrens ist die Kombination einer Inertgasverdüsung mit einem tiegellosen Schmelzprozess. Der zu verdüsende Werkstoff wird in einer vorhandenen Zweikammer-Vakuum-Induktions-Schmelz- und Gießanlage (VIM-12) über den Strangabzug zu einer Stabelektrode vergossen oder für besonders hohe Reinheitsgrade in einer ebenfalls am IEST vorhandenen Anlage zur Elektro-Schlacke-Umschmelzung (ESU) erzeugt. Diese Elektrode wird in die EIGA-Anlage eingesetzt und in Rotation versetzt. Die rotierende Elektrode wird von einer Induktionsspule berührungslos an der Oberfläche angeschmolzen, so dass die Schmelze von der Elektrode direkt in das Gasdüsensystem tropft, in dem das Metall zerstäubt wird. Die erzeugten Pulverpartikel erstarren im Verdüsungsraum unterhalb der Anlage und werden in einem Pulverbehälter aufgefangen. Man erhält auf diese Weise sehr reine Pulver, die frei von Verunreinigungen sind und nur geringe Gehalte an Sauerstoff aufweisen, da diese tiegellos hergestellt werden. Zusätzlich ergeben höhere Abkühlraten eine feinere Mikrostruktur, da das spezifische Verhältnis von Metallschmelze zu Verdüsungsgas größer wird.Die hochreinen Pulver werden in laufenden Vorhaben wie z. B. in den Sonderforschungsbereichen SFB 799 (TRIP-Matrix-Composite) und SFB 920 (Multfunktionale Filter für die Metallschmelzefiltration)) und zukünftigen Vorhaben zur Additiven Fertigung metallischer Bauteile verwendet.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Vakuum-Inertgas-Verdüsungsanlage mit Abschmelzelektrode
• Gerätegruppe: 8330 Vakuumbedampfungsanlagen und -präparieranlagen für Elektronenmikroskopie
• Antragstellende Institution: Technische Universität Bergakademie Freiberg
• Leiterin: Professorin Dr.-Ing. Olena Volkova