Elektronenstrahl-Profilieren und -Umschmelzverbinden zur Verbesserung der Belastbarkeit von thermischen Spritzschichten*

Abstract

Kurzfassung Das thermische Spritzen kommt in verschiedenen Applikationsfeldern zur Anwendung. Eine breite Palette an möglichen Beschichtungswerkstoffen und Verfahrensvarianten ermöglicht einen beanspruchungsgerechten Technologieeinsatz. Die ständig steigenden Anforderungen bezüglich der Bauteilbelastung (Verschleiß in Verbindung mit Zug, Druck, Torsion und Scherung) stellen auch für thermische Spritzschichten neue Herausforderungen dar. Das Ziel eines Forschungsvorhabens war die Verbesserung der Belastbarkeit von thermischen Spritzschichten auf Stahl- und Aluminiumsubstraten. Dazu wurden das Elektronenstrahl (EB)-Profilieren vor dem Spritzen und das lokale EB-Umschmelzverbinden nach dem Spritzen untersucht. Auf dem Substratwerkstoff AlSi35 konnte mithilfe des EB-Profilierens vor dem thermischen Spritzen durch die Erzeugung von definierten Profilmustern im Vergleich zu nicht profilierten Substraten eine deutliche Steigerung der Belastbarkeit nachgewiesen werden. Das lokale EB-Umschmelzverbinden als EB-Behandlung nach dem thermischen Spritzen bewirkt eine lokale metallurgische Anbindung der Spritzschicht an das Substrat (X2CrNiMo22-5-3). Es konnten sehr gute Ergebnisse mit Co-Basis Spritzschichten in Verbindung mit der EB-Behandlung erreicht werden.