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Charakterisierung des mechanischen Verhaltens freistehender thermischer Spritzschichten mittels Kleinprobentechnik
 
Das thermische Spritzen hat sich in jüngster Zeit als ein sehr leistungsfähiges Beschichtungs-verfahren für viele verschiedene Anwendungen, insbesondere für den Verschleißschutz, entwickelt. In Anwendungen, in denen eine Kombination aus Plastizität, Korrosions- und Verschleißbeständigkeit gefordert ist, werden häufig metallische Schichten verwendet.

Die Mikrostruktur dieser Schichten hängt stark von den Beschichtungsparametern ab und unterscheidet sich stark von denen anderer Beschichtungsprozesse. Typische Gefügeeigenschaften thermischer Spritzschichten sind das Vorhandensein von Ungleichgewichtsphasen, Oxideinschlüssen, Rissen und Poren. Aufgrund dieser Fehler, die die Schichteigenschaften maßgeblich beeinflussen, ist das Wissen über die mechanischen Eigenschaften – insbesondere auch der Dauerfestigkeit– in mechanisch belasteten Anwendungen zwingend notwendig.

Die Bestimmung dieser Eigenschaften wird mittels Drei-Punkt-Biegung an kleinen quaderförmigen Proben, hergestellt aus freistehenden Schichten, durchgeführt. Hierdurch wird der Substrateinfluß eliminiert. Charakteristisch für das Verfahren ist der geringe Bedarf an Probenmaterial und eine einfache Proben-präparation. Im Rahmen des Projekts wurden an mehreren Eisen-, Aluminium- und Kupfer- Basisschichten sowohl die Spannungs- Dehnungsdiagramme zur Bestimmung von E-Modul, Fließgrenze und Bruchfestigkeit und der Bruchdehnung als auch die Dauerfestigkeit in Form von Wöhler-Diagrammen bestimmt. Darüber hinaus wurde auch der thermische Ausdehnungskoeffizient bestimmt.

Die Ergebnisse werden zur Materialauswahl, der Beurteilung und Optimierung des Spritzprozesses sowie zum Nachweis der technischen Einsetzbarkeit der Beschichtungen und zur Berechnung deren Beanspruchung im Einsatz herangezogen.
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