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Fe-Basis-Feinstpulverlegierung

AiF / DFG – Cluster „Thermisches Spritzen“

Fe-Basis-Feinstpulverlegierung

Projektnummer:  DVS-Nr.: 2.005 / IGF-Nr.: 15.505 N

Aufgrund der aktuellen drastischen Verknappung im Bereich der Metalle und der damit einhergehenden Preisanstiege kommen Spritzwerkstoffe auf W-, Ni-, Cr- oder Co-Basis immer stärker unter Druck, sowohl hinsichtlich ihrer Verfügbarkeit als auch im Hinblick auf einen kosteneffizienten Einsatz als Verschleiß- oder Korrosionsschutzschicht. Eine Alternative hierzu bieten Spritzwerkstoffe auf Eisenbasis, deren Einsatz aufgrund ihrer schlechteren technologischen Eigenschaften bisher nur eingeschränkt erfolgte. Ziel des vorliegenden Clusterprojekts ist die Entwicklung von Fe-Basis-Feinstpulvern. Hierzu werden zwei unterschiedliche werkstofftechnologische Routen verfolgt. Zum einen werden Fe-Legierungen eingesetzt, die karbidische oder silizidische Hartstoffe ausscheiden, über die die angestrebten tribologischen Eigenschaften eingestellt werden können. Grundlage für diesen Ansatz bilden Erkenntnisse aus der Auftragschweißtechnik und dem Pulvercladding. Zum anderen werden konventionelle Kalt- und Warmarbeitsstähle zu entsprechenden Pulvern verarbeitet. Die Pulververarbeitung erfolgt über eine gezielte Verdüsung von Drähten oder Pulvern im Lichtbogen bzw. in der Plasmaflamme mit dem Ziel, eine feinkörnige Pulverfaktion zu erzeugen (hier: 5-15μm). Die schnelle Abkühlung ermöglicht darüber hinaus auch die Einstellung eines gezielten Gefügezustands im einzelnen Pulverkorn. Hierzu wird eine entsprechende Verfahrenstechnik konzipiert und aufgebaut. Die Pulverherstellung wird über Diagnostiken aus dem Projekt Q2 „Prozessdiagnostik“ analysiert, daraus gewonnene Erkenntnisse können zur Prozessoptimierung genutzt werden. Nach Abschluß der Legierungsentwicklung im Projekt W1 „Nanolegierung“ könne, die dort hergestellten Stäbe ebenfalls zu Feinstpulvern verarbeitet werden. Die erzeugten Pulver werden umfassend vor dem Hintergrund einer nachfolgenden spritztechnischen Verarbeitung charakterisiert. In begleitenden Spritzversuchen mit einer HVOF-Anlage werden die spritztechnischen Randbedingungen ermittelt und grundlegende Fragestellungen, wie Oberflächenrauheit, Schichtporosität oder Härte in Abhängigkeit von der Größe und Morphologie des Spritzpulvers, beantwortet. Nach einem ersten Screening werden geeignete Feinstpulver im Spritzprozess im Projekt P2 „Feinstpulverschicht“ verarbeitet und im Werkstoffverbund umfassen charakterisiert.

Fe-Basis-Feinstpulverlegierung_01

Lichtbogenspritzanlange SmartArc – PPC Electric Arc, Fa. Sulzer Metco

Fe-Basis-Feinstpulverlegierung_02

 

Finanzieller Träger: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF)

Laufzeit: 01.02.2008 bis 31.01.2011

 

Links:

http://www.iot.rwth-aachen.de/index.php?id=1189

http://www.iot.rwth-aachen.de/index.php?id=1492&backPID=1492&projekt_uid=451