Systematische Untersuchung der Abrasionsbeständigkeit thermisch gespritzter Schichten aus dem Werkstoffsystem Al2O3-TiO2-Cr2O3

In dieser Arbeit wurde die Abrasionsbeständigkeit von thermisch gespritzten Schichten aus Einzeloxiden und binären Zusammensetzungen aus dem Werkstoffsystem Al2O3-TiO2-Cr2O3 systematisch untersucht. Die Proben wurden sowohl mit atmosphärischem Plasmaspritzen (APS) als auch Hochgeschwindigkeitsflarnmspritzen (HVOF) hergestellt. Die Bewertung der Schichten erfolgte durch metallografische Untersuchungen, Phasenanalyse, Härtemessungen und die Ermittlung der Abrasionsbeständigkeit in Anlehnung an ASTM G65. Es wurde der Versuch unternommen Mikrostruktur, Phasenzusammensetzung, Härte und Abrasionsbeständigkeit miteinander zu korrelieren. Zusätze von Titanoxid verbessern die Verarbeitbarkeit mit HVOF sowohl von Cr2O3 als auch von Al2O3. Die HVOF-gespritzten Schichten weisen aufgrund ihrer homogeneren Schichtstruktur und der geringeren Porosität eine höhere Abrasionsbeständigkeit als APS-gespritzte Schichten auf. Die besten Ergebnisse lieferten die Schichten der Cr2O3-reichen Seite des Systems Cr2O3-TiO2. Die Al2O3-40%TiO2-Schicht zeigte die höchste Abrasionsbeständigkeit aller APS-gespritzten Schichten. Die Existenz eines (Cr,Ti)2O3-Mischkristalls in den Schichten des Systems Cr2O3-TiO2 bzw. von Al2TiO5 (oder einer anderen Phase) in den Schichten des Systems Al2O3-TiO2 könnte die Abrasionsbeständigkeit verbessern, eine direkte Korrelation ist jedoch nicht möglich. Eine Korrelation mit der Schichthärte konnte nicht festgestellt werden.