Ingor-Theodor Baumann
| Titel | Hochverschleißfeste und konturnahe Werkzeugoberflächen durch Hochgeschwindigkeitsflammspritzverfahren |
| Autor/Autorin | Baumann, Ingor-Theodor |
| Verleger | Essen : Vulkan-Verl. |
| Erscheinungsjahr | 2012 |
| Gesamttitel | Werkstofftechnologische Schriftenreihe ; Bd. 5 |
| Hochschulschrift | Zugl.: Dortmund, Techn. Univ., Diss., 2012 |
| ISBN | 978-3-8027-8813-0 |
| Sprache | Deutsch (ger) |
| Schlagwörter | Konstruktionselement ; Verschleißschutz ; Wolframcarbide ; Cobalt ; Pulver ; Nanostrukturiertes Material ; Hochgeschwindigkeitsflammspritzen ; Endabmessungsnahe Fertigung |
| Bezugsquelle | 31,50 € beim Vulkan-Verlag |
Kurzfassung
Nanowerkstoffe stellen eine neue, zukunftsträchtige Klasse an Materialien dar, da sie im Vergleich zu konventionellen Werkstoffen trotz gleicher chemischer Zusammensetzung die Bereitstellung völlig neuartiger oder verbesserter struktureller und funktioneller Eigenschaften ermöglichen. Vor diesem Hintergrund zeigt sich auch in der Thermischen Spritztechnik ein stark wachsendes Interesse auf dem Gebiet der nanotechnologischen Forschung. Im Bereich des Verschleiÿschutzes verspricht vor allem der Einsatz feiner und nanostrukturierter WC-Co Ausgangspulver beim Hochgeschwindigkeitsflammspritzverfahren (HVOF) neue Möglichkeiten der Herstellung von Cermetschichten mit verbesserten mechanischen und tribologischen Eigenschaften.
In der vorliegenden Arbeit werden die Möglichkeiten und Grenzen der spritztechnologischen Verarbeitung feiner und nanostrukturierter WC-12Co Ausgangspulver mittels eines neuartigen Hochgeschwindigkeitsflammspritzverfahrens grundlegend untersucht und die Ergebnisse mit denjenigen konventioneller Pulver verglichen.
Des Weiteren wird ein ganzheitliches Konzept zum konturnahen Beschichten von realen, regelgeometrischen Bauteiloberflächen vorgestellt. Zu Beginn wird eine systematische Parameterstudie zur Prozess- und Schichtoptimierung mittels der Methode der statistischen Versuchsplanung durchgeführt. Im nächsten Schritt wird die Wirkung von Beschichtungsparametern und Skalierungseffekten auf die Prozessdynamik und das thermo-kinetische Partikelverhalten in der Flamme, sowie auf die mechanischen Eigenschaften, Gefügestruktur, Element- bzw. Phasenverhalten und Eigenspannungen der Schichten umfassend diskutiert. Gleichsam werden Erklärungsansätze für die Wirkungsweise von Skalierungseffekten und die sich daraus ergebenden Vor- oder Nachteile mit Blick auf den Prozess und die Schichten erarbeitet. Im Anschluÿ wird das tribologische Verhalten der hier entwickelten konventionellen, fein- und nanostrukturierten WC-12Co Schichtsysteme unter Gleitreibungs- und Wälzverschleiÿ untersucht und die Ergebnisse mit denjenigen des unbeschichteten C45-Grundwerkstoffs verglichen. Der letzte Teil der Arbeit behandelt die Möglichkeiten des robotergestützten, konturnahen Beschichtens realer Bauteile mit regelgeometrischer Form. Dazu wird der Einfluss wichtiger kinematischer und dynamischer Handhabungsparameter auf den Schichtauftrag, die Schichteigenschaften und die Bauteilaufheizung analysiert. Abschlieÿend erfolgt die Untersuchung der robotergestützten, konturnahen Beschichtung regelgeometrischer Bauteile mit verschiedenen Auÿenwinkeln unter Einsatz einer offline programmierten Roboterbahn, um die gewonnenen Grundlagen in die Praxis zu überführen.