Beschichtungsrelevante Topographie-Kennwerte zur Substratvorbereitung für TS-Schichten

optimierter AdhäsionIGF-Nr.: 18.090 N

Zielsetzung

Methoden

Ergebnisse

Ausblick

Das IGF-Forschungsvorhaben 18.090 N der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e.V. des DVS, Aachener Straße 172, 40223 Düsseldorf wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förde-rung der Industriellen Gemeinschafts-forschung und –entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Tech-nologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Verständnis der Wechselwirkung zwischen Oberflächenbearbeitung und -struktur, Kenngrößen Spritzprozess und erzielter Haftfestigkeit Ermittlung geeigneter Kennwerte zur TS-gerechten Beschreibung der Oberflächenstruktur Reduzierung des Strahlmittelverbrauchs und der Strahl- dauer

Variation der Strahlparameter -Geschwindigkeit des Strahlmittels (Druck, Abstand) -Überfahrgeschwindigkeit der Strahlpistole -Strahlwinkel -Strahlmittel (Korund, Korund mit ZrO

2-Verstärkung,

kantiger Hartguss,) - Zustand des Strahlmittels (neu und verschlissen) Analysieren von alternativen Vorbehandlungstechniken (spanende Aufrauung, Wasserstrahlen) Substratwerkstoffe (S355J2+N, Ni-Basis-Legierung, Al 7075, TiAl) Prozessvarianten (APS, HVOF) Spritzzusatzwerkstoffe (316L, Al

2O

3/TiO

2 87/13,

NiCr 80/20, Cr3C

2/NiCr 72/25, NiCrAlY)

Analyse mittels -konfokaler Lasermikroskopie -Haftzugprüfung (PAT/ DIN EN 582) -metallographischer Analyse -fraktographischer Analyse

Falls Korund, Korund mit ZrO2-Verstärkung und Hart -

guss in neuem Zustand sind unterscheiden sich die Rauheitskennwerte nach dem Strahlen nur geringfügig In verschlissenem Zustand des Strahlmittels weichen die erreichten Rauheitskennwerte der einzelnen Strahl- mittel voneinander ab Geringerer Verschleiß der Strahlmittel Korund mit ZrO

2-

Verstärkung und Hartguss im Gegensatz zu Korund

Ableitung eines neuen Referenzkennwertes, basierend auf vorhanden Kennwerten zur Bewertung der Ober- flächenvorbehandlung für das thermische Spritzen Entwickeln einer Untersuchungsmethodik zum Nachweis von Strahlmitteleinschlüssen Wissensbasierte Weiterentwicklung von Substrat- topographien zur Erhöhung der Haftzugfestigkeit

Querschliff einer TS-gespritzen Schicht

R2=0,538

arithmetischer Mittenrauwert Ra [µm]

Haf

tzu

gfe

stig

keit

[MPa

]

Korrelation zwischen Haftzug-festigkeit und R

a [Quelle: Bobzin

et al. ITSC 2014]

HartgussKorund mit ZrO

2-Verstärkung

Korund

Ra [µ

m]

Vergleich der Strahlmittel „neuer“Zustand(P1) und „verschlissener“ Zustand (P1)

3D-Oberflächentopographie