Gefüge und Eigenschaften CVD-beschichteter und laserstrahlgehärteter Stähle

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Olaf Keßler
• Fachliche Zuordnung: Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5364812

Die Hochtemperatur-(HT-) CVD-Beschichtung mit Hartstoffen zum Verschleißschutz zeichnet sich gegenüber anderen Beschichtungsverfahren durch einige Vorteile aus. Dies sind eine allseitig gleichmäßige Schichtdicke, eine gute Schichthaftung und eine vergleichsweise einfache Anlagentechnik. Nachteilig ist, dass die Beschichtung hohe Temperaturen erfordert und nur eine geringe Abkühlrate erreicht wird. Nicht lufthärtende Stahlsubstrate benötigen daher eine Nachwärmebehandlung, um die geforderte Substrathärte zu erreichen. Dies ist für die Einstellung praxisgerechter Schicht/Substrat-Verbunde erforderlich. Eine durchgreifende Härtung der Stähle ist aufgrund der Maß- und Formänderungen häufig problematisch. Eine induktive Randschichthärtung CVD-beschichteter Stähle ist wegen des meistens geringeren Verzuges für zahlreiche Bauteile besser geeignet. Bei komplexen Geometrien wie beispielsweise Umformwerkzeugen kann es jedoch Probleme mit der Induktorgeometrie geben. Komplexe CVD-beschichtete Bauteile könnten mittels Laserstrahlen randschichtgehärtet werden, wobei nur die besonders hoch beanspruchten Bereiche des Bauteils gehärtet werden. Zum durchgreifenden und induktiven Härten CVD-beschichteter Stähle sind von den Antragstellern umfangreiche Untersuchungen durchgeführt worden. Zum Laserstrahlhärten CVD-beschichteter Stähle existieren einzelne erfolgversprechende Ergebnisse, aber keine systematischen Untersuchungen der Gefüge und Eigenschaften. Ziel des Vorhabens ist ein grundlegendes Verständnis des Kombinationsverfahrens CVD + Laserstrahlhärten. Dies ist für eine fundierte Auswahl von Behandlungsparametern in späteren potentiellen Anwendungen unabdingbar.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen