Mikrostruktur einer laserbehandelten AlSnZn-Legierung und deren Korrelation mit Verfahrensparametern und Simulationsrechnungen

Durch Legieren mit Nd:YAG Laserstrahlung wird unter der Bedingung der schnellen Erstarrung (DeltaT/Delta t>103K/s) die für tribologische Anwendungen typische Aluminiumlegierung AI4.5ZnMgPbSiCu der Dicke 0,5mm aufplattiert auf Stahl St961 in einem einstufigen Verfahren mit Zinn auflegiert. Durch die Selbstabschreckung wird eine Mikrostruktur eingestellt, die die Standzeiten bei tribologisch stark beanspruchten Funktionsflächen vergrößern soll. Die Verfahrensparameter Laserleistung, Pulvermassenstrom, Defokussierung und Vorschubgeschwindigkeit werden variiert. Die Proben werden metallographisch präpariert, das Gefüge durch Lichtmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie untersucht, die chemische Zusammensetzung mittels WDX ermittelt und die Härte nach Vickers bestimmt. Durch Prozeßsimulation mittels FEM werden Temperaturfelder und Abkühlraten berechnet und mit den Versuchsergebnissen korreliert.