Spritztechnische Weiterentwicklung von TiC-verstärkten Fe-Basis-Beschichtungen zum Verschleißschutz unter korrosiver Beanspruchung

Vorhabenbeschreibung:

Das Korrosionsverhalten thermisch gespritzter Fe/TiC-Beschichtungen hängt von der chemischen Zusammensetzung der Fe-Matrix, der prozessbedingten Änderung in der chemischen Zusammensetzung und der Mikrostruktur der Beschichtung ab. Die letzten zwei Faktoren werden vor allem vom verwendeten Spritzprozess sowie -parametern beeinflusst. Das Projekt hat das Ziel, spritztechnisch sowie werkstofftechnisch Fe/TiC-basierte, verschleißfeste Schichtsysteme mit einem reproduzierbaren und guten Korrosionsverhalten zu entwickeln, um den Lohnbeschichtern, die fast ausschließlich KMU sind, eine wirtschaftliche Alternative zu kommerziell verfügbaren Produkten wie WC-Co oder Hartchrom zu bieten. Des Weiteren werden die neu entwickelten Werkstoffe das Produktportfolio von Pulverherstellern und –lieferanten, von denen ebenfalls viele KMU sind, erweitern. Die hohen Partikelgeschwindigkeiten und niedrigen Partikeltemperaturen vom HVAF und UHVOF-Spritzen reduzieren die Änderungen in der chemischen Zusammensetzung der Fe-Matrix und werden genutzt, um eine dichte Mikrostruktur herzustellen. Dadurch können die Einsatzgebiete der Fe/TiC-Beschichtungen für Verschleißbeanspruchungen in Kombination mit Korrosionsbelastung erweitert werden. Im Rahmen dieses Vorhabens der Einfluss der Spritzprozesse und -parameter auf die Mikrostruktur der Beschichtung, die Oxidation des Zusatzwerkstoffs, die Verteilung der Legierungselemente sowie die mechanischen Kennwerte untersucht. Zusätzlich zur Prozessentwicklung wird durch die Modifikation der Fe-Matrix das Fe/TiC-Schichtsystem weiterentwickelt. Mithilfe tribologischer und korrosiver Untersuchungen werden die Zusammenhänge zwischen dem Verschleiß- und Korrosionsverhalten der Beschichtung mit den Spritzprozessen, -parametern, Schicht- und Systemeigenschaften identifiziert. Das verbesserte Potential der Fe/TiC-Beschichtung bezüglich des Verschleißschutzes unter korrosiver Beanspruchung wird in einem Hydraulikprüfstand demonstriert.