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Herstellung und Charakterisierung von Pulvern aus niedriglegierten Kupferwerkstoffen für den SLM-Prozess
Foyer Bestandteil von:Kupferwerkstoffe spielen aufgrund ihrer hervorragenden thermischen und elektrischen Leitfähigkeit sowie ihrer guten Legierbarkeit mit anderen Elementen eine elementare Rolle in der industriellen Anwendung. Beispielsweise werden die Kupferlegierungen CuCr1Zr und CuNi2SiCr für den Elektroden- und Werkzeugbau verwendet. Durch generative Fertigungsverfahren wie das selektive Laserschmelzen (SLM) ist es möglich, auch komplexe Geometrien aus metallischen Werkzeugen herzustellen die mittels spanabhebender Verfahren nicht realisierbar wären. Allerdings ist das vollständige Umschmelzen von Kupferpulvern mit einem hohen Kupfergehalt (>95%) durch SLM aufgrund der großen Strahlreflexion und der hohen Wärmeleitfähigkeit mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden.
Im Rahmen dieser Studie wurden die beiden niedriglegierten Kupferwerkstoffe CuCr1Zr und CuNi2SiCr betrachtet. Die hier vorgestellten Untersuchungen zur Pulverherstellung mittels Pulverschmelzeverdüsung und Fertigung durch den SLM-Prozess dienen dabei als Basis und Machbarkeitsstudie für ein antizipiertes Legierungsdesign zur Qualifizierung neuartiger Kupferlegierungen für den SLM-Prozess. Zunächst wurden Pulver aus stückigem Material aus den niedriglegierten Kupferwerkstoffen CuCr1Zr und CuNi2SiCr durch Pulverschmelzeverdüsung hergestellt, metallographisch präpariert und mit Hilfe der analytischen Rasterelektronenmikroskopie in Kombination mit EDX, EBSD und FIB untersucht. Aus dem schmelzeverdüsten CuNi2SiCr -Pulver konnten außerdem Würfel mittels SLM gefertigt werden, deren resultierende Mikrostruktur hinsichtlich Porenbildung, Anisotropie, Ausscheidungsbildung und Schichtaufbau charakterisiert wurde.
