Thermisch gespritzte eisenbasierte Feinstpulverschichtsysteme für Verschleiß- und Korrosionsschutzanwendungen

Verschleiß und Korrosion können zu enormen technischen und volkswirtschaftlichen Schäden führen. Das Thermische Spritzen, ein dem Schweißen verwandtes Verfahren, bietet hier durch die Applikation entsprechender Funktionsschichten auf beanspruchte Bauteile/Komponenten eine sehr gute Möglichkeit zur Reduzierung derartiger Schäden und hat sich in vielen Bereichen bereits etabliert. Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit sowie Umweltaspekte kommen dabei immer häufiger eisenbasierte Werkstoffe zum Einsatz. Ein weiterer Trend ist die Verwendung sehr feiner Pulverfraktionen als Spritzzusatzwerkstoffe, um eine verbesserte Oberflächenqualität zu erzielen. In diesen Fällen werden zumeist Metall- Matrix-Verbunde wie etwa WC/Co oder WC/CoCr spritztechnisch verarbeitet. In der vorliegenden Arbeit wird die Kombination der beiden oben genannten Trends, d. h. die Nutzung von Feinstpulverfraktionierungen bei Eisenbasiswerkstoffen, wissenschaftlich erforscht. Dabei werden drei thermisch gespritzte eisenbasierte Feinstpulverschichtsysteme mit der Pulverfraktionierung -15+5 ? m entwickelt und systematisch hinsichtlich ihrer technischen und wirtschaftlichen Konkurrenzfähigkeit zu heutigen konventionell eingesetzten Verschleiß- und Korrosionsschutzsystemen untersucht. Im Fokus stehen die Schichteigenschaften (Oberflächenrauigkeit, Porosität, Mikrohärte, elastische Eigenschaften, chemische Zusammensetzung, Phasenzusammensetzung), die Verbundeigenschaften (Eigenspannungen, Haftfestigkeit) und die Systemeigenschaften (Oberflächenenergie, Verhalten bei Gleit-/Stoßverschleiß, Verhalten bei korrosiver Beanspruchung) sowie deren Korrelation. Weiterhin wird eine kurze wirtschaftliche Betrachtung der mechanischen Nachbearbeitung der Schichten sowie deren Werkstoffkosten durchgeführt. Als Referenz/Benchmark zu den eisenbasierten Schichtsystemen dienen die Werkstoffe 316L und NiCrBSi (beide HVOFgespritzt) sowie galvanisches Hartchrom. Die wissenschaftlichen Untersuchungen und Analysen werden anhand eines Demonstratorbauteils (Farbduktor einer Druckmaschine) realisiert.