Herstellung Hvof Gespritzter, Feinststrukturierter Cermetschichten Unter Verwendung Von Feinen Wc-12co Pulvern

摘要

Die zunehmende Steigerung von Produktivität und Leistung moderner Blechumformprozesse verbunden mit dem Einsatz neuartiger, hochfester Werkstoffe führt vielfach zu hohem Verschleiß an den Werkzeugsystemen. Beschichtungsverfahren wie das thermische Spritzen bieten hier ein hohes Anwendungspotenzial zur Funktionalisierung beziehungsweise zum Schutz der Funktionsflächen. Es muss jedoch sichergestellt sein, dass die hohen Form- und Maßgenauigkeiten der Werkzeugkonturen auch nach Auftrag einer Verschleißschutzschicht erhalten bleiben. Dieses Ziel lässt sich unter Einsatz der derzeit applizierten, thermisch gespritzten Schichtsysteme mit konventioneller, grobkörniger Mikro-struktur kaum realisieren. Um der genannten Problemstellung entgegenzutreten, wurden im Rahmen dieser Studie neuartige, fein-ststrukturierte Verschleißschutzschichten durch das thermische Verspritzen von feinen WC-12Co Pulvern (-8+1 μrn) mittels HVOF entwickelt. Dabei wurde der Einfluss unterschiedlicher Brenngaszusammensetzungen auf den HVOF-Prozess, sowie auf die korrespondierenden Schichteigenschaften untersucht. Neben einer hohen Oberflächengüte lagen die gewünschten Zieleigenschaften der Schichten vor allem in einer hohen Härte bzw. in einer korrespondierend hohen Verschleißbeständigkeit, einer geringen Porosität, sowie einer guten Haftung auf dem Substratmaterial.%The continuous increase in productivity and performance of modern sheet metal forming processes combined with the employment of novel, high strength materials cause high wear on tool systems. Coating technologies like thermal spraying provide a high potential to functionalize and to protect the surface of forming tools. However, it has to be ensured that the high shape and dimensional accuracy of the tool contour is preserved after the application of a wear protective coating. This aim cannot be achieved using currently applied, thermally sprayed coating systems with conventional, coarse grained microstructure. To solve this problem, novel finest structured coatings have been developed in this study by thermal spraying of fine WC-12Co powders using the HVOF technique. For this purpose the influence of varying HVOF combustion gas compositions on the spray process as well as on the corresponding coating properties has been investigated. Next to a high surface quality the focus was placed on achieving coatings with high hardness and corresponding high wear resistance, low porosity as well as a good adhesive strength on the substrate material.