Untersuchung einer innovativen Methode zu Herstellung von Diamant-Metall-Verbundschichten für stark verschleißbeanspruchte Oberflächen mittels HVOF und Warm Spraying (Wiedereinreichung)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Tillmann
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280831012

Diamant-Metall-Verbundschichten mit kleinen Diamantkorngrößen haben das Potential als superverschleißfeste Werkzeug- und Bauteilschutzschichten (Panzerung) eingesetzt zu werden. Vor allem die hohen abrasiven, erosiven und schlagenden Beanspruchungen im Bereich der Gesteinsbearbeitung, wie zum Bespiel beim Tiefbohren, können zu erhöhten Werkzeugverschleiß führen, welcher die Fähigkeiten konventioneller Verschleißschutzschichten übersteigt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ein detailliertes Verständnis über die Vorgänge und Mechanismen während des Verspritzens von metallisch umhüllten Diamanten sowie Diamant-Metall-Pulvern mittels Hochgeschwindigkeitsflammspritzens (HVOF) und dessen Weiterentwicklung Warm Spraying (WS) zu erarbeiten. Die Verfahren bieten, aufgrund der Kombination von hoher kinetischer und moderater thermischer Energie sowie des weit einstellbaren Parameterfeldes, herausragende Eigenschaften zur Erzeugung von diamantimprägnierten Metall-Matrix-Verbundschichten. Das Potential der mittels HVOF und WS erzeugten Diamant-Metall-Verbundschichten wird in Modellversuchen unter einsatznahen Verschleißbedingungen grundlegend untersucht. Hierzu werden abrasive, erosive und schlagende Verschleißbeanspruchungen umfangreich betrachtet. Ziel ist es hier, die Verschleiß- und Versagensmechanismen der diamantimprägnierten Metall-Matrix-Verbundschichten aufzuklären und den Einfluss der Beschichtungsparameter zu identifizieren. Durch das umfassende Verständnis des Beschichtungsprozesses und der auftretenden Mechanismen in den Verschleißversuchen, wird es möglich sein eine optimale Lösung (Beschichtung) in Abhängigkeit aller Parameter zu formulieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen