HVAF-gespritzte FeCr25B5-Beschichtungen für den Verschleiß- und Korrosionsschutz

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Jan Sommer

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In der technischen Praxis ist die Belastung oberflächennaher Bereiche sehr hoch. Um hochbelastete, großflächige Bauteile vor Verschleiß und Korrosion zu schützen, werden zumeist Fe-basierte, lichtbogendrahtgespritzte Beschichtungen appliziert, welche prozessbedingte Nachteile aufweisen. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung neuer Schichtsysteme, um diese Nachteile zu vermeiden. Ansatz zur Entwicklung dieser Beschichtungen sind zwei FeCrB-basierte Legierungen in zwei Pulverfraktionen. Diese wurden jeweils mit Pulverförderraten von bis zu m = 200 g/min erstmalig mittels des HVAF-Prozesses appliziert. In der Literatur wird beschrieben, dass dieser Prozess in den Bereichen Pulverförderrate, Porosität und Phasenzusammensetzung der Beschichtung interessante Eigenschaften aufweist. Die HVAF-Beschichtungen wurden auf ihre Schicht-, Verbund-, System und thermophysikalischen Eigenschaften hin analysiert und mit einer industriell etablierten Beschichtung verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass die HVAF-Beschichtungen den Referenzbeschichtungen in Bezug auf die Korrosion¬seigenschaften entweder ebenbürtig oder in Abhängigkeit der Prozessparameter sogar überlegen sind. Durch Elektronenmikroskopie und Röntgendiffraktion wurde nachgewiesen, dass mittels des HVAF-Prozesses und den verwendeten Werkstoffen sehr dichte Beschichtungen mit sehr feinen nanokristallinen und teilamorphen Bereichen hergestellt wurden. Weiterhin wurde gezeigt, dass in den teilamorphen Bereichen die Cr-Verteilung sehr homogen ist, was sich positiv auf die Korrosionseigenschaften auswirkt. Zudem zeigten die Verschleißuntersuchungen, dass die HVAF-Beschichtungen der Referenzbeschichtung technisch überlegen sind. Dies konnte sowohl für Proben im Spritzzustand als auch für ausgelagerte Proben gezeigt werden.