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Carbide und Oxide als Verschleißschutz - von der Synthese zur thermisch gespritzten Schicht

 
: Berger, Lutz-Michael

Wien, 2015
Wien, TU, Habil.-Schrift, 2015
German
Habilitation
Fraunhofer IKTS ()
Pulversynthese; Beschichtungspulver; Hartmetall; keramische Schicht; Schichtcharakterisierung

Abstract
Thermisches Spritzen gehört zu den wichtigsten Oberflächentechnologien. Diese Technologie ermöglicht die Darstellung der Funktionalität von Sinterwerkstoffen wie Hartmetallen und Keramiken auf den Oberflächen großer Bauteile mit einer typischen Schichtdicke im Bereich 100 – 500 μm. Der Verschleißschutz ist eine der wichtigsten Anwendungen für die Schichten. Thermisches Spritzen kann auch als Zweistufentechnologie zur Herstellung von Hartmetallen und Keramiken in Schichtform interpretiert werden. Dabei ist die Herstellung der Beschichtungspulver als Vorprodukt der erste und die Herstellung der Schicht mit werkstoffangepassten Spritzprozessen der zweite Schritt. Die Beschichtungspulverherstellung entspricht häufig konventionellen Technologien zur Herstellung von Sinterwerkstoffen. Dagegen ist der Spritzprozess für die Werkstoffe durch die enorm hohen Aufheiz- und Abkühlraten und die Wechselwirkungen mit der Atmosphäre, Plasmagasen und Verbrennungsprodukten eine extreme Belastung. Die Kenntnis von Reduktions- und Oxidationsprozessen, metallurgischen Reaktionen zwischen den Komponenten im Falle der Hartmetalle und der thermodynamischen Gleichgewichts- und Ungleichgewichtszustände ist daher sowohl bei der Herstellung der Beschichtungspulver als auch der Schichten von außerordentlich hoher Bedeutung. Deshalb spannt der Vortrag den Bogen von der Pulversynthese (unterstöchiometrische Titanoxide, Titancarbid und Chromcarbid als Beispiele), über die Herstellung der Beschichtungspulver (WC-, Cr3C2- und TiC-Basis-Beschichtungspulver, oxidische Pulver wie TiOx und TiO2-Cr2O3) bis hin zu den Prozessen bei der Herstellung der Schichten (Hartmetalle und keramische Schichten im System Al2O3–Cr2O3–TiO2). Abschließend werden die Methoden zur Schichtcharakterisierung, die Schichteigenschaften und die tribologischen Anwendungen kurz umrissen.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-487279.html