Untersuchungen zur Beständigkeit thermisch gespritzter Schichten im Vergleich zu Hartchromschichten bei durch Abrasion dominierter tribologischer Beanspruchung

摘要

HVOF Schichten aus Eisen- und Nickelbasishartlegierungen sowie aus WC/Co(Cr) und Cr_3C_2/Ni20Cr werden in Bezug auf ihr Verschleißverhalten bei Beanspruchung durch loses Abrasiv (ASTM G65 und ASTM G75) mit APS Al_2O_3/TiO_2 und Cr_2O_3 Schichten, pulverflammgespritzten und eingeschmolzenen Verbundschichten aus NiCrBSi und WC/Co und elektrolytisch abgeschiedenen Hartchromschichten verglichen. Dabei wird der Ein-fluss des Einsatzes neuartiger Brennkammern mit reduziertem kritischen Durchmesser und divergenter Expansionsdüsen für kerosin-betriebene HVOF Pistolen, die höhere Rammgas- und Partikeltemperaturen zugänglich machen, auf die MikroStruktur und Verschleißbeständigkeit der erzeugten Schichten untersucht. Während die Hartlegierungsschichten unter den spezifischen tribologischen Randbedingungen dieser Tests keine nennenswerten Vorteile im Vergleich zu unbeschichtetem Baustahl bieten, ermöglichen insbesondere die karbidverstärkten Schichten die Verschleißrate um mehr als eine Größenordnung (ASTM G65) oder sogar um mehr als zwei Größenordnungen (ASTM G75) zu senken. Für beide untersuchten Arten der Verschleißbeanspruchung bieten HVOF Schichten mit WC-Verstärkung wesentliche Vorteile im Vergleich zu elektrolytisch abgeschiedenen Hartchromschichten. Sowohl der Einsatz der Brennkammer mit reduziertem kritischen Durchmesser als auch der Düsen mit divergenter Kontur verbessern die Verschleißbeständigkeit HVOF gespritzter Schichten. Anhand von REM-Untersuchungen an Verschleißspuren werden die spezifischen Verschleißmechanismen diskutiert,