Heißisostatisches Pressen bei konstruktiver Bauteilanpassung vorteilhaft

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Üblicherweise wird der Grundkörper aus dem Werkstoff 304L in eine zylindrische Form gebracht. Danach setzt man einen kegelförmigen Kern, der das Innenprofil des Einschneckenzylinders bildet, in die Innenbohrung ein. Beides wird mit Hilfe standardmäßiger Kapselungsverfahren abgedichtet. Schließlich kommt das Beschichtungspulver dazu. Die Baugruppe wird heißisostatisch gepresst.

Hartstoffschicht muss nach dem heißisostatischen Pressen bearbeitet werden

Fertigt man das Teil auf diese Weise, so muss die aufgebrachte Hartstoffschicht im Anschluss an das heißisostatische Pressen aufwändig bearbeitet werden, weil das fertige Bauteil einen doppelten Gewindegang auf der Innenfläche hat. Dieses Innenprofil wird benötigt, um zusammen mit der Schnecke die hohen Scherkräfte zu erzeugen, die für die Methylzellulose-Produktion nötig sind.

Weil sich der Hartstoff nicht spanend bearbeitet lässt, wird das Gewinde durch einen äußerst kostenintensiven Schleifprozess hergestellt. Zusätzlich zu den hohen Bearbeitungskosten geht dadurch auch viel vom sehr teuren Pulver verloren.

Vorprofilierter Stahlkern zum Abbilden der Geometrie

Jedoch kann zur Herstellung der Innengeometrie auch ein massiver, negativ vorprofilierter Kern verwendet werden (Bild 2). Dieser Kern wird in der zweiten Phase der Produktentwicklung hergestellt, um die Bearbeitungskosten zu minimieren und Werkstoff einzusparen.

Auf diese Weise ermöglicht das heißisostatische Pressen, die Gewindeform in der Verschleißschutzschicht abzubilden. Der Kern besteht aus kostengünstigem, einfachem Kohlenstoffstahl, der weich bleibt und deshalb nach der HIP-Behandlung leicht zu bearbeiten ist.

Um eine Diffusion zwischen dem Kern und dem Kobaltbasis-Pulver zu verhindern, wird der Kern im Plasmasprühverfahren mit einem keramischen Werkstoff beschichtet. Nach dem heißisostatischen Pressen lässt sich der Kern durch Zerspanen entfernen. Die Nuten der Gewindeform sind fertig. Die einzige noch verbleibende Arbeit ist ein leichtes Schleifen der Gewindestege auf den fertigen Innendurchmesser (Bild 3).

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