Benjamin Krebs, 2011
Titel | Konturgenaue Bauteilbeschichtung für den Verschleißschutz mittels Atmosphärischen Plasmaspritzens und Lichtbogenspritzens |
Autor/Autorin | Krebs, Benjamin |
Verleger | Essen : Vulkan-Verl. |
Erscheinungsjahr | 2011 |
Gesamttitel | Werkstofftechnologische Schriftenreihe ; Bd. 4 |
Hochschulschrift | Zugl.: Dortmund, Techn. Univ., Diss., 2011 |
ISBN | 978-3-8027-8812-3 |
Sprache | Deutsch (ger) |
Schlagwörter | Konstruktionselement; Verschleißschutz; Freiformfläche; Beschichten; Lichtbogenspritzen; Plasmaspritzen; Atmosphärendruckplasma |
Bezugsquelle | 31,50 € beim Vulkan-Verlag |
Kurzfassung
Die Thermische Spritztechnik ist seit vielen Jahren ein etabliertes Verfahren zur Herstellung von Verschleiß- und Korrosionsschutzschichten auf großflächigen ebenen oder radialsymmetrischen Bauteilen. In jüngster Zeit werden zudem vermehrt Bauteile mit einer komplexen oder sogar freigeformten Kontur beschichtet. Auf diesen Bauteilen lässt sich ein gutes Beschichtungsergebnis nur unter Berücksichtigung aller relevanten Einflußgrößen im Spritzprozess wie der Prozessparameter, der Handhabung der Spritzpistole und der Dynamik des Beschichtungsroboters erzielen. Die vorliegende Arbeit greift diese Problematik auf. Für die Thermischen Spritzprozesse Atmosphärisches Plasmaspritzen und Lichtbogenspritzen wird ein ganzheitliches Konzept zur Herstellung endkonturnaher, hochqualitativer Beschichtungen auf beliebig geformten Bauteiloberflächen unter Einsatz karbidischer Spritzzusätze für den Verschleißschutz entwickelt.
Zunächst werden Prozessparameterstudien zur Herstellung von Spritzschichten mit einer dichten und homogenen Morphologie, einer glatten Topographie, einer guten adhäsiven und kohäsiven Schichthaftung sowie einer geringen thermischen Zersetzung der Karbide vorgestellt.
Die Schichtqualität wird dabei anhand verschiedener mikrostruktureller und topographischer Eigenschaften der Beschichtung bewertet. Anschließend werden die signifikanten Einflussgrößen bei der Beschichtung komplexer Bauteile ermittelt und Gemeinsamkeiten sowie grundlegende Unterschiede zwischen den Spritzverfahren herausgearbeitet. Zudem werden empirische Modelle zur Vorhersage von Auftragsraten bei Variation der Handhabungsparameter aufgestellt. Die gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend gezielt genutzt, um mit dem Lichtbogenspritzprozess verschiedene regelgeometrische Demonstratorbauteile sowie ein realesWerkzeug für die Umformtechnik endkonturnah zu beschichten. Hierbei zeigen sich die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Bahnstrategien sowie die grundsätzlichen Möglichkeiten der Bauteilbeschichtung.