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Thursday, September 17, 2015, Saal Petersburg 4:30 PM Korrosions- und Verschleißschutz |
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Laserstrahl-Auftragschweißen mit pulverförmigen keramischen und metallischen Zusatzwerkstoffen zur Herstellung von Gradientenwerkstoffen |
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Wei Zhang* / Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik, BTU Cottbus - Senftenberg, Deutschland Maximilian Schramm / Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik, BTU Cottbus - Senftenberg, Deutschland Michael Kaneneks/ Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik, BTU Cottbus - Senftenberg, Deutschalnd Matthias Fleischhauer/ ASTOR Schneidwerkzeuge GmbH, Deutschland Vesselin Michailov/ Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik, BTU Cottbus - Senftenberg, Deutschland |
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Verschleiß von teuren und präzise gefertigten Maschinenbaukomponenten beispielsweise Schneid-werkzeuge, Extruderschnecke, Druckgieß-/Umformwerkzeugen, Motorkomponenten im Einsatz führt zu Schaden (Risse/Defekte) und Reduzierung deren Lebensdauer. Das generative Auftragschweißen er-langt aus Gründen der Kostensenkung und dem verantwortungsbewussten Umgang mit natürlichen Ressourcen einen immer höheren Stellenwert, um höhere verschleißbeständige Oberflächenschutz-schichten zu. Gradientenwerkstoffe ermöglichen kombinierte Eigenschaften und Funktionen (z. B. hohe Wärmeleitfähigkeit und geringem Gewicht mit einer hohen Verschleißbeständigkeit) in solchen Oberflä-chenschutzschichten zu realisieren, um mehrere Anforderungsprofilen von Maschinenbaukomponenten zu erfüllen. Das Laserstrahl-Auftragschweißen, als noch junge Technologie, konnte sich in den letzten Jahren auf Grund seiner verfahrensspezifischen Vorteile erfolgreich im Bereich des Beschichtens, Re-parierens und 3D-Generierens etablieren und wird in der Zukunft weiter an Bedeutung gewinnen. Eine Weiterentwicklung des Verfahrens mit größerem Potential ist die Herstellung von Oberflächenschutz-schichten als Gradientenwerkstoff und insbesondere in Kombinationen aus Aluminium- und Keramik-werkstoffen. Ziel dieser Arbeit besteht darin, unter Verwendung einer 5 kW CO2-Laserpulveranalge Gradienten-schicht aus Zirkoniumdioxid- und Aluminiumpulver herzustellen. Einflüsse der Prozessparameter auf die Gefüge und Härte von erzeugten Gradientenschichten wurden ermittelt. Es zeigt sich, dass die Herstel-lung von Gradientenwerkstoffen mit äußerst heterogenen Eigenschaften möglich ist und deren Zu-sammensetzung den gewünschten Anforderungen entspricht. Die erzeugten Gradientenwerkstoffe be-stehen aus drei auftragsgeschweißten Schichten, wobei mit zunehmender Schicht der Keramikanteil steigt. Die Härtemessungen zeigen, dass die Gradientenschichten eine hohe Härte im Vergleich zum Grundwerkstoff aufweisen. Deckschicht, in der Keramik ZrO2 dominiert, bietet eine durchschnittliche Härte von 1700 HV und ein großes Potenzial zur Anwendung als Verschleißschutzschicht aufweist. |