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Entwicklung wirtschaftlich effizienter Hartmetallbeschichtungslösungen für Hochtemperaturanwendungen. Teil 2: Einfluss von Wärmebehandlungen und tribologische Untersuchungen

Development of cost-effective hardmetal coating solutions for high-temperature applications. Part 2: Effect of heat treatment and tribological properties
 
: Berger, Lutz-Michael; Trache, Richard; Toma, Filofteia-Laura; Thiele, Sven; Norpoth, Jonas; Janka, Leo

Thermal spray bulletin (2016), Nr.9, S.45-53
ISSN: 1866-6248
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie BMWi
IGF; 839126
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IKTS ()
Fraunhofer IWS ()
thermisches Spritzen; HVOF; HVAF; Hartmetallschichten; Cr3C2-NiCr; Abrasion; Erosion; Wärmebehandlung

Abstract
Ziel der hier vorgestellten Arbeit war es den Einfluss der Beschichtungspulvereigenschaften und der Spritzprozesse auf das technische Leistungsvermögen hochgeschwindigkeitsflammgespritzter Cr3C2-NiCr-Schichten und die Wirtschaftlichkeit bei ihrer Herstellung zu untersuchen und darauf aufbauend zu verbessern. Im hier vorliegenden zweiten Teil werden der Einfluss von Wärmebehandlungen sowie die Beständigkeit im Abrasions- und Erosionsverschleiß diskutiert. Zur Verbesserung dieser tribologischen Eigenschaften muss der Anteil der in der Bindermatrix gelösten Carbide möglichst gering sein, um ihre Versprödung und damit Rissanfälligkeit zu vermeiden. Dies kann entweder durch die Verringerung der Prozesstemperatur und Erhöhung der Partikelgeschwindigkeit beim Spritzen gewährleistet werden, oder aber durch eine nachträgliche Wärmebehandlung der Schichten. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass WC-haltige Zusammensetzungen das Kriterium einer gleichzeitigen Verbesserung der technischen Gebrauchseigenschaften der Schichten und der Wirtschaftlichkeit bei ihrer Herstellung erfüllen und noch erhebliches Potential für weitere Verbesserungen bieten.

 

The aim of the present work was to investigate the effect of feedstock powder properties and the spraying process on the performance capabilities and cost-effectiveness of preparation of Cr3C2-NiCr coatings by high velocity oxy-fuel (HVOF) and high velocity air-fuel (HVAF) spray processes. Based on the results specific improvements were targeted. In part two of this study the effect of heat treatment on coating properties and the resistance of the coatings against abrasion and erosion are discussed. To improve the tribological properties it is necessary to minimize the content of dissolved carbides in the binder matrix to avoid embrittlement and corresponding cracking susceptibility. This can be achieved either by decreasing the process temperature and increasing the particle velocity during spraying or by heat-treating the sprayed coatings. The WC-containing compositions were found to exhibit improvements in both performance characteristics and cost-effectiveness of coating preparation and offered considerable potential for further improvement.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-389204.html