5. Zusammenfassung
Zur Herstellung harter, verschleiBbestindiger Beschichtungen wurden auf einen niedriglegierten Ein-
satzstahl (16 MnCrS 5) mit einem CO2-Hochleistungslaser im einstufigen Proze Verbundschichten
bestehend aus einer duktilen, metallischen Matrix mit darin eingebetteten, homogen verteilten Hartstoff-
teilchen aufgebracht. Als Beschichtungswerkstoffe dienten heterogene Pulvermischungen aus einer Co-
Basis-Legierung (Stellit 21) und Co-umhiilltem Wolframkarbid bzw. Wolframschmelzkarbid.
Es zeigt sich, daB durch hohe Pulverforderraten eine starke Aufmischung mit dem Grundwerkstoff
verhindert, sowie eine geringe Existenzdauer des Schmelzbades erreicht wird. Dadurch kann ein hoher
Anteil an nichtaufgeldsten Hartstoffteilchen erzielt werden. Der hochste Hartstoffanteil von 38 Vol.%
wurde bei Beschichtungen mit Co-umhiilltem Wolframkarbid als Zusatzstoff erreicht.
Zwischen dem sich ausbildenden Gefiige der Matrix und dem sich &ndernden Wolframgehalt durch Karbid-
auflösung in der Schmelze besteht ein deutlicher Zusammenhang. Bei geringem Wolframgehalt ergibt sich
ein Gefüge bestehend aus primär erstarrtem, Co-reichen Mischkristall mit interdendritisch ausgeschiedenen
Mischkarbiden. Steigt der Wolframgehalt auf ca. 25 Masse%, ist ein feinlamellares, eutektisches Gefüge zu
beobachten, während sich bei noch höherem Wolframanteil in der Matrix primär ein Wolfram-Mischkarbid
ausscheidet. Das Mischkarbid weist eine M6C-Struktur auf und enthält neben Wolfram auch Chrom,
Kobalt und Eisen. In diese metallische Matrix sind die nicht aufgelösten Karbidteilchen eingebettet,
Es konnte gezeigt werden, daß sich durch den Zusatz von Wolframkarbid die Härte deutlich auf Werte bis
zu 900 HV 10 steigern läßt. Die hohe Härte läßt sich im wesentlichen auf eine Härtesteigerung durch einen
hohen Anteil an nicht aufgelösten Karbiden zurückführen.
Die Abrasivverschleißeigenschaften lassen sich durch die in die Metallmatrix eingebundenen Karbide stark
verbessern. Bei Verbundschichten aus Stellit 21 und WC/Co werden bereits bei Karbidgehalten von 30
Vol.% Verschleißraten erreicht, die nur geringfügig über denen von gesintertem Hartmetall liegen.
Beim Laserbeschichten mit heterogenen Pulvermischungen muß zur Erzeugung von fehlerfreien Schichten
mit hoher Härte und Verschleißbeständigkeit ein genau abgestimmter Prozeßparameterbereich eingehalten
werden. In der vorliegenden Arbeit wurde der EinfluB der Pulverforderrate auf die Ausbildung des Gefüges
niher untersucht. Sie hat EinfluB auf den Aufmischgrad, die Karbidauflosung und damit auf den
Elementgehalt der Schichten. Die chemische Zusammensetzung sowie die Erstarrungsbedingungen sind
ausschlaggebend fiir die resultierende Mikrostruktur, welche ihrerseits die Schichteigenschaften bestimmt.
6. Literatur
[1] HICKL, A.J.: An Alternate to Cobalt-Base Hardfacing Alloys. J. of Metals (March) 1980, S. 6-12.
[2] NOWOTNY, S.; GRUNENWALD, B.; HENNIG, W.: Geregelte Pulverzufuhr fiir die Laser-Ober-
flichenbehandlung mit Zusatzwerkstoffen. Laser und Optoelektronik 25 (1993) Nr. 6, S. 71.
[3] SHEN, J.: Optimierung von Verfahren zur Laseroberflächenbehandlung bei gleichzeitiger Pulver-
zufuhr. Universitit Stuttgart, Dissertation, 1993 (Inst. f. Strahlwerkzeuge).
[4] KNOTEK, O.; SEIFAHRT, H.; KIEFER, R.: Beitrag zur Untersuchung der kobaltreichen Ecke im
System Kobalt-Chrom-Wolfram-Kohlenstoff. Archiv fiir das Eisenhiittenwesen 39 (1968) 11,
S. 869-875.
[5] SEIFAHRT,H.; KRIEBEL, H.; KNOTEK, O.: Metallographische Darstellung von Phasenfeldern
in Zustandsdiagrammen. Praktische Metallographie (1969), Nr.12, S. 689-705.
492 Prakt. Met. Sonderbd. 26 (1995)
