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2011
Report
Titel
Entwicklung einer zerstörungsfreien Prüfmethode zur Messung mechanischer Kennwerte und der Porosität an thermisch gespritzten Schichten. Schlussbericht
Titel Supplements
Bewilligungszeitraum: 01.04.2009 bis 31.03.2011
Abstract
Ziel waren Entwicklungsarbeiten zur Nutzung laserakustischer Oberflächenwellen für die zerstörungsfreie Bestimmung von Elastizitätsmodul und Porosität thermisch gespritzter Schichten in der industriellen Praxis. Im Rahmen des Projektes wurden umfangreiche experimentelle und theoretische Arbeiten zur Erreichung des Projektzieles durchgeführt. Die physikalischen Grundlagen des Verfahrens werden mit Bezug auf Messungen an thermisch gespritzten Schichten dargestellt. Von methodischer Seite wurde eine Anpassung des Messsystems für die Messung an thermisch gespritzten Schichten durchgeführt. Glyzerin wurde als optimales Koppelmedium bestimmt. Neben dem LAwave-Laborgerät wurde während der Projektverlaufes ein Handgerät verfügbar. Die Vorteile des Handgerätes bestehen in der erweiterten Anwendbarkeit für große gespritzte Teile, z. B. Walzen, und den niedrigeren Investitionskosten. Deshalb wurden vergleichende Messungen durchgeführt und die Anwendbarkeit beider Geräte zur zerstörungsfreien Prüfung thermisch gespritzter Schichten bestätigt. Für die Messungen wurden überwiegend oxidkeramische Schichten mit konventionellem atmosphärischen Plasmaspritzen (APS) und Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF) und Hartmetallschichten mit HVOF hergestellt. Vergleichend kamen aber auch neue Spritzverfahren, wie eine 3- Anodenplasmaanlage, Hochgeschwindigkeitsflammspritzen mit Luft als Oxidationsmittel (HVAF) und das Spritzen mit Suspensionen zum Einsatz. Für die Messungen wurden die Proben, angepasst an die Gegebenheiten von Labor- und Handgerät, in Sektoren eingeteilt und die Versuchsergebnisse statistisch ausgewertet. Die ergänzende Schichtcharakterisierung umfasste mehrere Untersuchungsmethoden: 1) Methoden, die benötigt werden, um die laserakustischen Messungen auswerten zu können (magnetinduktive Messungen der Schichtdicke, Messungen der Dichte); 2) ergänzende Methoden, die für die Interpretation der Werte für den E-Modul von Bedeutung sind (Messung der Schichtrauheit, lichtmikroskopische und REM-Untersuchungen der metallographischen Querschliffe, Härtemessungen, Röntgendiffraktionsuntersuchungen) sowie die vergleichende Bestimmung des E-Moduls mit einem instrumentierten Eindringversuch.
Verlag
Fraunhofer IWS
Verlagsort
Dresden