Systematische Untersuchung der parameterabhängigen Mikrostrukturausprägung auf die mechanisch-technologischen Eigenschaften von gelöteten Verbunden aus SLM generierten und konventionell hergestellten Werkstoffen

Vorhabenbeschreibung:

Das Forschungsziel dieses Projektes ist die Qualifizierung der Löttechnologie zum Fügen von hybriden Verbunden aus selektiv lasergeschmolzenen (ff. SLM) und konventionell hergestellten artgleichen Werkstoffpaarungen aus Inconel® 718 bzw. 1.4404 mit Nickelbasisloten. Durch die Kombination des SLM-Verfahrens mit einem Vakuumlötprozess können hochkomplexe Einsatzbauteile prozesssicher auf konventionelle Bauteile kostengünstigerer Fertigung gefügt werden. Es werden Modifikationen der Randfläche vorgenommen und unter variierenden Lötparametern geprüft, um eine Benetzung der SLM-Werkstoffe zu gewährleisten. Ebenfalls wird die Applikationsform des Lotes sowie die Zusammensetzung des Binders betrachtet. Die hierbei angestrebten Ergebnisse sind eine qualitativ gleichwertige Anbindung zwischen den generativ und konventionell hergestellten Fügepartnern. Ebenso wird das Diffusionsverhalten der schmelzpunktsenkenden Lotbestandteile (Bor, Silizium, Phosphor) in Abhängigkeit der Prozessparameter und des Herstellungsverfahrens des Grundwerkstoffes untersucht. Die Ermittlung des Diffusionsverhaltens soll somit Rückschlüsse auf die Festigkeitswerte und das Benetzungsverhalten ermöglichen. Die hergestellten Hybridverbunde werden anhand von quasistatischen und dynamischen Festigkeitsuntersuchungen charakterisiert. Darüber hinaus werden mikrostrukturellen Untersuchungen durchgeführt. Die erhaltenen mechanisch-technologischen Kennwerten, wie bspw. der Mikrohärte einzelner Phasen im Lötgut, werden mit denen von rein konventionellen Fügeverbunden verglichen. Somit können durch Analyse des Bruch- und Diffusionsverhaltens sowie der gewonnen Festigkeitswerte Aussagen über den Einfluss der Lotapplikation und des Verarbeitungsprozesses des Werkstoffs auf die Verbundeigenschaften getroffen werden. Dieses Forschungsprojekt stattet die Lohnlötbetriebe der KMU mit fundiertem, vorwettbewerblichem Fachwissen zum Fügen von generativen oder hybriden Bauteilkombinationen aus.