Abstract No.:	6680
Scheduled at:	Wednesday, September 16, 2020, Virtueller Raum 2 3:45 PM Faszination Oberfläche - Auftragschweißen II
Title:	Entwickeln eines laserauftraggeschweißten und thermisch gespritzten Schichtverbundes
Authors:	Jan Sommer / RWTH Aachen University, Germany Kirsten Bobzin / Institut für Oberflächentechnik, Deutschland Wolfgang Wietheger/ Institut für Oberflächentechnik, Deutschland Martin Andreas Knoch*/ Institut für Oberflächentechnik, Deutschland Matthias Brucki/ Fraunhofer ILT, Deutschland Thomas Schopphoven/ Fraunhofer ILT, Deutschland Andres Gasser/ Fraunhofer ILT, Deutschland Johannes Henrich Schleifenbaum/ Fraunhofer ILT, Deutschland Constantin Häfner/ Fraunhofer ILT, Deutschland
Abstract:	Hydraulikzylinder, die in maritimer Atmosphäre eingesetzt werden, sind einem komplexen Beanspruchungskollektiv aus Verschleiß und Korrosion ausgesetzt. Um die Kolbenstangen dieser Zylinder vor diesen Beanspruchungen zu schützen, haben sich vor allem thermisch gespritzte und konventionelle laserauftraggeschweißte Beschichtungen etabliert. Beide Beschichtungsprozesse weisen dabei spezifische Vor- und Nachteile auf. Die laserauftraggeschweißten Beschichtungen zeichnen sich durch eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber vielen wässrigen Medien aus. Die Prozess¬geschwindigkeit ist jedoch vergleichsweise gering. Die Prozesszeiten sind bei thermisch gespritzten Beschichtungen kürzer, jedoch können die Beschichtungen prozessbedingte Poren aufweisen, welche die Barrierewirkung dieser Beschichtungen beeinträchtigen können. Zusätzlich können mittels Thermischen Spritzens (TS) sehr verschleißbeständige keramische oder karbidische Werkstoffe verarbeitet werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens KERAMIK wurde ein neuartiger Schichtverbund entwickelt. Dieser besteht aus einer Korrosionssschutzschicht, appliziert mittels Hochgeschwindigkeits-laserauftrag¬schweißen (HoLA), auf die direkt eine Verschleißschutzschicht mittels TS appliziert wurde. Das HoLA ist eine Weiterentwicklung des konventionellen Laserauftragschweißen (LA) und zeichnet sich durch sehr hohe Prozessgeschwindigkeiten, dünne Beschichtungen von wenigen 10 µm und einer rauen Oberflächentopographie aus. Diese raue Oberfläche ermöglicht die direkte Applikation der TS Beschichtung. Anhand der etablierten Verschleißschutzschichten Al2O3/TiO2 87/13 und Cr3C2/NiCr 75/25 wurde der Einfluss der HoLA-Parameter auf die Verbundeigenschaften untersucht. Ziel war es die Vorteile der jeweiligen Schichtsysteme zu nutzen und dadurch ein, im Vergleich zum Stand der Technik, technisch überlegenes Schichtsystem zu entwickeln. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde durch Variation der TS- und der HoLA-Prozessparameter die direkte Applikation der TS- auf der HoLA-Beschichtung, bei ausreichender Verbundhaftung, ermöglicht. Die Anbindung der TS- an die HoLA-Beschichtung ist dabei in großem Maße von der HoLA-Oberflächentopographie und vom TS-Werkstoff abhängig. In Korrosionstests konnte zudem eine signifikante Verbesserung der Barrierewirkung des HoLA-TS-Schichtverbundes gegenüber einer thermisch gespritzten Referenz nachgewiesen werden.

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