Hochtemperaturbestandige, thermisch gespritzte Diffusionsbarriereschichten auf CFC-Leicht-bauchargiergestellen

摘要

Chargiergestelle erfullen in Warmebehandlungs- und Hochtemperaturlot- prozessen die Aufgabe der Positionierung und des Transports der Werkstucke. Konventionell werden sie aus Stahl oder Gusseisen hergestellt, seit einigen Jahren setzen jedoch immer mehr Unternehmen auf Chargiergestelle aus Leichtbauwerkstoffen wie Graphit oder kohlenstofffaserverstarktem Kohlenstoff (CFC). Der Hauptnachteil dieser kohlenstoffbasierten Werkstucktrager besteht in der unerwunschten Aufkohlung der aufliegenden Bauteile durch Diffusionsprozesse. Aus diesem Grund wurden im Rahmen des vorgestellten Forschungsprojektes thermisch gespritzte Schichten auf CFC aufgebracht und umfangreichen Tests hinsichtlich ihrer Eignung als Hochtemperaturdiffusionsbarriere unterzogen. Zum Einsatz kamen die keramischen Pulver Al_2O_3, Al_2O_3/Cr_2O_3; Al_2O_3/TiO_2 und ZrO_2/Y_2O_3, die mittels Pulverflamm- (PFS) und atmospharischen Plasmaspritzens (APS) verarbeitet wurden. Molybdan und Siliziumcarbid dienten als Haftvermittlerschichten. Die Schichtcharakterisierung umfasste materialographische Analysen, Haftzug-, Verschleiss- sowie Langzeit-Hochtemperaturtests sowohl im Labormassstab als auch in der industriellen Praxis. Insbesondere die Al_2O_3- und Al_2O_3/Cr_2O_3-Schichten auf siliziertem CFC zeigten hierbei exzellente Ergebnisse, wodurch sich ein grosses Anwendungspotential fur thermisch gespritzte keramische Schichten auf kohlenstoffbasierten Leichtbaumaterialien eroffnet.