Modellverschleißuntersuchungen an unterschiedlichen Schichtsystemen in Abhängigkeit von den herstellungsbedingten Charakteristika
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der Vergleich der verschiedenen Prozessrouten, Herstellverfahren und Legierungssysteme im zentralen Prüfprojekt des Forschungsverbundes erwies sich als vorteilhaft, da grundlegende Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Herstellverfahren, der sich ausbildenden Gefügestruktur und dem Abtragsverhalten ermittelt werden konnten. Zusammen mit dem zweiten Prüfprojekt Teilprojekt 2 ergab sich eine ganzheitliche Betrachtungsweise der untersuchten Legierungssysteme inklusive der mechanisch-technologischen Eigenschaften der Verschleißschutzschichten. Die verschleißtechnische Charakterisierung der durch die generativen Teilprojekte zur Verfügung gestellten Probematerialien förderte das grundlegende Verständnis der wirkenden Zusammenhänge von Verschleißmechanismus und Verschleißmessgröße einerseits, sowie zwischen Gefügeaufbau und Herstellungsprozess andererseits. Somit konnten grundlegende Korrelationen zwischen den verschiedenen Prozessen, ihren Parameter, dem Dauerschwingverhalten und dem Verschleißverhalten herausgearbeitet werden. Ebenso konnten die Verbesserungen und Neuerungen aus den verschiedenen Teilprojekten objektiv auf ihre Wirksamkeit hinsichtlich der Verbesserung des Verschleißwiderstandes bewertet werden. Zudem sind Empfehlungen möglich, die sich mit dem Hintergrund der Kosteneffizienz auf die Anwendbarkeit der erzielten Ergebnisse im industriellen Maßstab beziehen. So ist es möglich das real vorliegende Tribosystem an Hand der verschiedenen Modellprüfstände zu untersuchen, entsprechende Verschleißschutzlegierungen auszuwählen und in Hinblick auf die dynamischen Belastungen und zu erwartenden Verschleißraten die geeignetste und kosteneffizienteste Herstellungsroute zu wählen. Einige Verschleißergebnisse sind interessant, da sie allgemeingültigen Auffassungen widersprechen. So sind z.B. in den untersuchten Legierungssystemen FeCrV15 und NiCrBSi die Verschleißergebnisse im Strahlverschleiß nach ASTM G76-07 der unterschiedlichen Verfahren nahezu auf einem Niveau, obwohl sich der Gefüge- und Schichtaufbau prozessspezifisch stark unterscheidet. Ebenso interessant ist, dass sich mittels HVOF Verschleißschutzschichten erzeugen lassen die auf einem Niveau mit den PPA-Beschichtungen im Verschleißtest nach ASTM G75-07 liegen. Prozessoptimierungen beim Atmosphärischen Plasmaspritzen zeigten, dass auch mit diesem Verfahren Vorteile im Abtragsverhalten des Reibradtestes gegenüber dem Hochgeschwindigkeitsflammspritzen erzielt werden können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Einfluss der herstellungsbedingten Charakteristika von Werkstoffen und Schichtsystemen auf den Verschleißwiderstand; Tagungsband zum 13. Werkstofftechnischen Kolloquium (2010)
Petsch, A., Wesling, V., Giese, P.
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Thermisches Spritzen eisenbasierter PTA-Legierungspulver; Tagungsband zum 14. Werkstofftechnischen Kolloquium (2011)
Wielage, B., Kunze, M., Grund, T., Wagner, L., Raab, U., Petsch, A., Wesling, V., Giese, P.
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Untersuchungen von Verschleißmechanismen verschiedener Schichtwerkstoffe; Tagungsband zum 14. Werkstofftechnischen Kolloquium (2011)
Petsch, A., Wesling, V., Reiter, R., Giese, P.
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Correlation of processing route and heat treatment with the abrasive wear resistance of plastic mold steel; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik; Volume 43 (August 2012)
Theisen, W., Weber, S., Hill, H., Wielage, B., Kunze, M., Wesling, V., Giese, P., Reiter, R., Heet, C., Petsch, A.
