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Ich backe mir ein Zahnrad

Getriebebauteile aus Pulvermetall: eine Alternative zur traditionellen Zerspanung
Ich backe mir ein Zahnrad

GKN Sinter Metals ist ein Entwicklungspartner der Automobilindustrie und verfügt über das weltweit breiteste Produktprogramm gesinterter Getriebebauteile aus Metallpulver. Ressourcen und Umwelt schonende Produktionsabläufe, Sicherheit und langlebige, geräuscharme Bauteile – das sind für die Sinterexperten die Trends des Getriebebaus der Zukunft.

Im eigenen Tech-Center in Radevormwald forschen die Experten von GKN seit Jahren zusammen mit Universitäten und namhaften Instituten in der Werkstoff- und Getriebetechnik, wie dem Werkzeugmaschinenlabor WZL der RTWH Aachen, an der Optimierung manueller und automatischer Getriebe.

„Die Pulvermetallurgie ist eine zukunftsweisende Technologie“, erklärt Antonio Casellas, Vice President Global Product Management. „Sie bietet eine Vielzahl von Prozessmöglichkeiten mit eigens dafür entwickelten Metallpulvern, um den hohen Anforderungen der verschiedenen Getriebeanwendungen gerecht zu werden. Durch neue Möglichkeiten in der Geometrie, wie Hinterschneidungen, ‚Green-in-Green‘ oder ‚Helical Gears‘ ergeben sich innovative Wege für den Getriebebau.“
Schrägverzahnte Getriebebauteile
Um die Getriebebauteile zu fertigen, werden unter anderem die folgenden vier Verfahren eingesetzt:
Pressen konventionell: Das konventionelle Pressen von ausgewählten Metallpulvern auf selbstentwickelten Pulverpressen stellt mit der „Close Loop“-Technologie eine Dichte mit > 7,2 g/cm³ bei einer homogenen Struktur sicher. Das eigens entwickelte Verfahren ermöglicht Geometrien wie Hinterschneidungen oder die „Green-in-Green“-Technologie. Durch ein nachträgliches Kalibrieren wird eine weitere Verbesserung der Oberflächendichte erzielt.
Warmpressen: Durch Warmpressen, einem ebenfalls eigens entwickeltem Verfahren, wird eine Dichte von > 7,35 g/cm³ erreicht. Das Pulver wird speziell aufbereitet und in einem temperierten Werkzeug verpresst. Auch hier wird das „Close Loop“-Verfahren eingesetzt.
Rollieren: Durch ein gezieltes Rollieren der Oberflächen wird eine Volldichte in der beanspruchten Kontaktzone des Getriebebauteils erreicht. Die mehrheitlichen schrägverzahnten Bauteile erhalten so eine hochbelastbare Randzone mit einem elastischen Kern und einer, den Anforderungen entsprechenden Grunddichte.
Pulverschmieden: Das Pulverschmieden ist dank seiner Gestaltungsflexibilität und der sehr guten Leistungsfähigkeit mit guter geometrischer Präzision ein ideales Verfahren zur Herstellung von Getriebebauteilen. Denn über den gesamten Bauteilquerschnitt wird eine nahezu volle Dichte erreicht. Dabei wird ein PM-Bauteil, welches eine Pressdichte im Bereich von 7,0 g/cm³ aufweist, nach dem Sintern direkt einer Schmiedepresse zugeführt. Hier wird es dann durch Umformung auf volle Dichte gebracht.
In Serie wurden so schon Synchronringe und Pkw-Pleuel gefertigt. Eine besondere Weiterentwicklung stellen die schrägverzahnten Getriebebauteile dar.
Die beschriebenen verschiedenen Verfahren erfassen allerdings nur einen kleinen Ausschnitt der technologischen Lösungsansätze. Zudem stellen die Experten den Kunden ihre langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Metallpulver, Pulverpressen, Presswerkzeugen und Wärmebehandlung für anspruchsvolle Getriebeanwendungen zur Verfügung.
GKN Sinter Metals Engineering GmbH www.gkn.com/sintermetals
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