Prakt. Met. Sonderband 30 (1999) 553
Untersuchungen zum Mineralgleitverschleiß von thermisch gespritzten Hartstoffschichten
/ A. Köhler, D. Adam und P. Männel; FNE Forschungsinstitut für Nichteisen-Metalle Freiberg
iter: und GmbH
Und neuen
Einleitung
Unter dem wirtschaftlichen Zwang nach ständiger Erhöhung der Produktivität bei gleichzeitig sin-
kenden Kosten geraten Fertigungsanlagen und in ihnen eingesetzte Werkstoffe oft an kritische Be-
lastungsgrenzen. Verschiedene Formen von Verschleiß und Korrosion stellen einen hohen Anteil
Eg der Versagensmechanismen. Die Oberflachentechnik kann zur Verbesserung von Bauteileigen-
schaften einen bedeutenden Beitrag leisten, wobei der Einsatz teurer Vollwerkstoffe vermieden
Wi werden kann. Für die Herstellung von Beschichtungen mit definierten Eigenschaften hat die thermi-
; ¢ sche Spritztechnik große Bedeutung erlangt. Sie beinhaltet eine variantenreiche Prozeßseite fiir die
. Beschichtung, die durch verschiedene Energieformen des Schichtauftragens gekennzeichnet ist. Ein
ah. WRK, gemeinsames Merkmal ist eine konzentrierte, energiereiche Wärmequelle, in die der aufzutragende
Schichtwerkstoff in geeigneter Form eingebracht und als Spritztropfen auf die vorbereitete Bauteil-
ION oberfläche geschleudert wird. Die an- bzw. aufgeschmolzenen Tropfen werden beim Erreichen der
Oberfläche abgeplattet, erstarren, schrumpfen und bilden unter Wirkung unterschiedlicher Haf-
tungsmechanismen mit der Substratoberfläche bzw. untereinander die Schicht.
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ablıka, Stara
Bei der industriellen Umsetzung der Möglichkeiten muß es dem Beschichter gelingen, die Anwen-
‚generowatiia dungen technisch sauber herauszuarbeiten und in eine kostengünstige Fertigung zu führen. Dabei
Funduszu Na steht nicht das Beschichtungsverfahren sondern das beschichtete Produkt im Mittelpunkt. So sind
zum Beispiel Formgebungswerkzeuge in der Baustoffindustrie einer hohen Beanspruchung durch
ogee Mineralgleitverschleiß unterworfen. Für diese Beanspruchung wurden spezielle Werkstoffe auf Fe-
1008 Basis mit hohen Karbidanteilen entwickelt und mit Erfolg eingesetzt. Die in erster Linie für den
y are Verschleißwiderstand verantwortlichen Karbidanteile sind jedoch in schmelzmetallurgisch herge-
stellten Legierungen begrenzt. Eine aussichtsreiche Möglichkeit zur Erhöhung der Karbidanteile
EM und damit der Verschleißbeständigkeit von Bauteilen besteht in der Beschichtung mit verschleißfe-
a sten Hartstoffen durch thermisches Spritzen. Der Beitrag beschäftigt sich mit Untersuchungsmetho-
— den, die eine Entwicklung geeigneter Bauteilbeschichtungen diagnostisch begleiten, am Beispiel
” - on von sogenannten Gleitern, mit denen Betonstränge geglättet werden.
Das Bauteil und die Einsatzbedingungen
Der Einsatz des Bauteiles ist dadurch gekennzeichnet, daß eine feuchte Mischung aus vorverdich-
teten Mineralstoffen unter Druck über dessen Oberfläche bewegt wird. Nach einer bestimmten Zeit
führt der damit verbundene Verschleiß zu einem Abtrag, der einen Ersatz des Gleiters erfordert. Die
entstehenden Kosten durch Ausfallzeiten, Bauteilregenerierung und/oder Neuanfertigung sollten
mit einer Hartstoffbeschichtung verringert werden. Der Verschleiß kann mit dem Modell des Zwei-
körper-Gleitverschleißes charakterisiert werden. Als Bauteilwerkstoffe kommen hochchromhaltiger
Gußstahl (z. B. GX270Cr20Mn) bzw. Kaltarbeitsstahl (z.B. X210Cr12 und X210CrW12) zum Ein-
satz.
Die Vorbereitung der Oberfläche
Sandstrahlen ist der dominierende Prozeß der Oberflächenvorbereitung für das thermische Spritzen.
Beim Spritzen haftet das Material vorwiegend durch mechanische Verklammerung, die aus dem
Materialfluß um Rauheits-Peaks und in unterschnittene Bereiche der Substratoberfläche resultiert.
