Thermisch gespritzte Eisenbasislegierungen für den kombinierten Verschleiß- und Korrosionsschutz
In zahlreichen Industriezweigen haben HVOF gespritzte Cr3C2/Ni20Cr und WC/Co(Cr) Verbundschichten breite Akzeptanz für den Verschleißschutz erlangt. Beim Einsatz chromhaltiger Matrixlegierungen verfügen derartige Schichten auch über gute Korrosionsschutzeigenschaften. Jüngste Forschungen im Bereich des Plasma-Pulver-Auftragschweißens resultierten in der Entwicklung hochchrom- und hochvanadiumhaltiger Eisenbasislegierungen mit dem Ergebnis einer verbesserten kombinierten Korrosions- und Verschleißbeständigkeit.
Ein wichtiger Vorteil der Einsenbasisschichten besteht in der Möglichkeit der einfachen Bearbeitung mittels Drehens und Fräsens. Somit sind derartige Schichtsysteme auch für thermische Spritzprozesse von hohem Interesse, denn die Nachbearbeitung von Cr3C2/Ni20Cr und WC/Co(Cr) Schichten durch Schleifen mit Diamantwerkzeugen macht einen erheblichen Teil der gesamten Schichtkosten aus. Gegenüber PTA weist HVOF den Vorteil auf, dass der Grundwerkstoff des zu beschichtenden Bauteils nicht aufgeschmolzen wird. Durch die so unterbundene Legierungsbildung können Schichten mit nahezu identischer chemischer Zusammensetzung und somit ähnlichen Eigenschaften wie die Ausgangslegierung hergestellt werden. Zwei mittels Schmelzverdüsens hergestellte Eisenbasispulver unterschiedlicher Zusammen¬setzung werden mittels HVOF verarbeitet. Das Optimieren der Spritzparameter erfolgt bezüglich des Auftragwirkungsgrads, der Porosität sowie der Mikrohärte. Die Schichten werden metallografisch mittels Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie sowie mittels Röntgendiffraktometrie (XRD) untersucht. Im Weiteren erfolgt das Charakterisieren der Schichten bezüglich der Mikrohärte, des Verschleißverhaltens bei abrasiver Beanspruchung sowie des Korrosionsverhaltens.
Tagungsband der WTK 2005, Chemnitz, Deutschland, 29. - 30. September 2005, S. 217-225, ISBN 3-00-016841-9
CGS sprayed filler coatings for brazing of light weight alloys
Application of cold gas spraying for deposition of braze filler coatings is investigated. Different light weight alloy substrates, i.e. aluminum AA1050, AA3005, AA5754 and AA7022, magnesium AZ91 and titanium TiAl6V4, are used. Filler coating materials depend on the substrate melting temperature. So for aluminum alloys Al12Si and zinc based fillers, for AZ91 pure zinc and for Ti6Al4V different Cu-Ni blends are applied. CGS process parameters are varied with regard to process gas (nitrogen) temperature and pressure, powder feed rate and spray distance. Correlation to process characteristics and economical aspects are given. The usability of the produced filler coatings is shown by different optimized brazing/soldering processes. In case of aluminum braze joints a full metallographical investigation is carried out by optical and scanning electron microscopy as well as EDXS analyses. The gathered results are compared with those of conventional filler material addition, i.e. wire, roll plating and foil.
B. Wielage, T. Grund, S. Ahrens, A. Wank, F. Trommer, Chemnitz / D
Modified Nozzle for the Atmospheric Plasma Spraying
A modified Laval-like-contour for a convergent-divergent nozzle is presented for the Atmospheric Plasma Spraying (APS). The influence of the nozzle design on the thermal and deposition efficiency as well as on the arc voltage fluctuations and the sound level of the plasma torch are investigated and compared with former investigations [1, 2]. The improvements of the quality of DC-Plasma sprayed Al2O3 coatings by the nozzle design is shown by the coating porosity, adhesive and breakdown strength. A 2D-model presents the gas dynamics inside the nozzle. The intention of this study is to promote the industrial application of convergent-divergent nozzles for the APS in conjunction with the optimisation of the plasma gas dynamics.
A. Schwenk, G. Nutsch
Technische Universität Ilmenau, Germany
H. Gruner
MEDICOAT AG, Mägenwil, Switzerland
)Wear and corrosion resistant coatings on aluminium alloys obtained by thermal spraying
With the aim to elaborate a coating technology for improved wear resistance of AA2017 alloy surfaces Cr3C2/Ni20Cr 75/25 top coats and Ni5Al, Ni5Ti as well as Ni20Cr bond coats are produced. Bond coats are deposited by arc spraying as well as HVOF and top coats by HVOF only. Optimum spraying parameters are determined. The resulting adhesion of bond coats to AA2017 is in the order of 50 MPa. Microscopic investigations point at metallurgical reactions at interfaces both between bond and top coats and between bond coats and substrates. In oscillating wear tests on top coats with alumina balls as counterbody only the coatings are worn, while hardened 100Cr6 steel balls cause no wear of the coatings.
Krystian Butkiewicz, Witold Milewski, Lech Kwiatkowski Institute of Precision Mechanics, 01-796 Warsaw, Duchnicka Str. 3, Poland Bernhard Wielage, Andreas Wank, Hanna Pokhmurska
Institute of Composite Materials, Chemnitz University of Technology, 09107 Chemnitz, Germany