Date：2026-07-31 Views：0
MIM (Metal Injection Molding, Metallpulverspritzgießen) ist ein Verfahren zur Herstellung von Präzisionsmetallteilen durch Spritzgießen eines Metallpulver-Bindemittel-Gemischs, gefolgt von Entbindern und Sintern. Neue MIM-Werkstoffe erweitern das Einsatzspektrum signifikant. Der folgende Artikel behandelt:
Mit den Daten aus diesem Artikel können Ingenieure in wenigen Minuten die Machbarkeit von MIM für ein Bauteil aus Hochtemperaturlegierung oder Hartmetall bewerten.
Neue MIM-Werkstoffe umfassen Legierungen und Verbundwerkstoffe, die über das klassische Spektrum von Edelstahl und Weicheisen hinausgehen. Dazu zählen insbesondere Hochtemperaturlegierungen auf Nickel- und Kobaltbasis sowie Hartmetalle auf Wolframkarbid-Basis. Diese Werkstoffe ermöglichen den Einsatz des MIM-Verfahrens in Branchen wie Luftfahrt, Energie, Medizintechnik und Werkzeugbau.
Der Grund für die steigende Bedeutung liegt in der Kombination aus hoher Geometriefreiheit und spezifischen Materialeigenschaften. Während konventionelle Fertigungsverfahren bei komplexen Bauteilen an Grenzen stoßen, können MIM-Teile mit hoher Dichte und engen Toleranzen hergestellt werden. Ingenieure profitieren von gestalterischen Freiheiten, die beispielsweise beim Feinguss oder Press-Sintern nicht oder nur eingeschränkt gegeben sind.
Hochtemperaturlegierungen behalten ihre mechanischen Eigenschaften auch bei Temperaturen oberhalb von 600 °C. Beim Metallpulverspritzgießen werden diese Werkstoffe als feines Pulver mit Partikelgrößen von 5–20 µm eingesetzt. Nach dem Sintern erreichen Bauteile aus Inconel 718 typischerweise eine Zugfestigkeit von 1240 MPa und eine Dichte von 99 %.
Der Sinterprozess erfolgt bei 1200–1350 °C unter Vakuum oder Schutzgas. Eine wichtige Voraussetzung ist die kontrollierte Entbinderung, da Restbindemittel zu Porosität führen können. Die folgende Tabelle zeigt typische Hochtemperaturlegierungen für MIM mit ihren wichtigsten Kennwerten:
| Legierung | Dichte (g/cm³) | Zugfestigkeit (MPa) | Max. Einsatztemperatur (°C) | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|---|
| Inconel 718 | 8,19 | 1240 | 650 | Turbinenkomponenten |
| Inconel 625 | 8,44 | 930 | 980 | Chemieanlagen |
| Hastelloy C-276 | 8,89 | 790 | 1050 | Korrosionsschutz |
| Waspaloy | 8,22 | 1100 | 870 | Gasturbinen |
| Haynes 230 | 8,97 | 840 | 1150 | Ofenkomponenten |
Die Auswahl der Legierung richtet sich nach Einsatztemperatur, Korrosionsbeständigkeit und mechanischer Belastung. Für eine erste Bewertung sollten Ingenieure die erforderliche Zeitstandfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit definieren. Ergänzend sind die Vorgaben der Normen DIN EN 10088 und ASTM B637 zu beachten.
Hartmetalle bestehen aus Wolframkarbid (WC) und einem metallischen Bindemittel wie Kobalt oder Nickel. Sie zeichnen sich durch extreme Härte von 1300–1700 HV und hohe Verschleißfestigkeit aus. MIM ermöglicht die Herstellung komplexer Hartmetallbauteile, die sich mit konventionellem Pressen nur schwer oder gar nicht fertigen lassen.
Die Verarbeitung erfordert eine präzise Kontrolle der Kohlenstoffbilanz. Während des Sinterns bei 1350–1450 °C darf der Kohlenstoffgehalt nur minimal schwanken, da sowohl freier Kohlenstoff als auch η-Phase (M6C) die Eigenschaften verschlechtern. Die folgende Tabelle fasst typische Hartmetallzusammensetzungen für MIM zusammen: