Wear properties of chromium carbide based HVOF and HVAF thermal spray coatings up to 800°C

In diesem Beitrag werden unterschiedliche Faktoren hinsichtlich ihres Einflusses auf die Abrasionsbeständigkeit thermisch gespritzter, Chromcarbid-basierter Hartmetallschichten untersucht. Dies ist zum einen die Struktur des Ausgangspulvers, welche sich aus der Pulverherstellungsroute Agglomerieren-und-Sintern sowie optionalem Nachverdichten ergibt. Ferner kam zur Schichtherstellung unterschiedliche Anlagentechnik zum Einsatz, nämlich Hochgeschwindigkeitsspritzen mit Sauerstoff-Brennstoff oder Luft-Brennstoff Gemischen. Desweiteren wurde die Hartmetallzusammensetzung durch Zugabe von Wolframcarbid variiert (10 bzw. 37 Gew.%).In Abrasionsverschleißtests im Nieder- und Hochlast-Regime ergeben sich bei niedrigen Anwendungstemperaturen Vorteile durch die Verwendung nachverdichteter Pulver und das Spritzen mit Brennstoff-Luft Gemisch. Bei hohen Temperaturen bis 800°C fallen die Unterschiede zunehmend geringer aus, da sich die Gefüge der Schichten durch den Wärmeeintrag einander angleichen. Der Zusatz von Wolframcarbid erhöht die Abrasionsbeständigkeit unter allen hier getesteten Bedingungen, bemerkenswerterweise auch bei Temperaturen von 800°C.

The influence of several factors on the abrasion resistance of thermally sprayed, chromium carbide based hardmetal coatings is evaluated in this contribution. First of all, the structure of the feedstock powders was varied, which is determined by the powder synthesis route agglomeration-and-sintering plus optional post-densification. For the coating deposition high velocity spraying with both oxygen-fuel and air-fuel mixtures was applied. Furthermore, the hardmetal composition was modified by addition of tungsten carbides (10 and 37 wt.%). The abrasion tests at low temperatures in both low- and high-stress regimes demonstrated an increase in the coatings wear resistance by use of densified feedstock powders and fuel-air spraying. At high temperatures up to 800°C these differences diminish, since the coatings microstructures equilibrate by the action of the heat input. The addition of tungsten carbides increases the wear resistance under all tested conditions, most notably also at high temperatures of 800°C.