Thermisch gespritzte titankarbidverstärkte Eisenbasisschichten als Alternative zu konventionellen karbidischen Werkstoffen

Hochgeschwindigkeitsflammgespritzte karbidbasierte Schichten haben sich in der Industrie als gängiger Korrosions‐ und Verschleißschutz etabliert. Aufgrund der typischen hohen Karbidanteile von über 75 Gewichtsprozenten zeichnen sie sich durch eine sehr hohe Härte und eine exzellente Verschleißbeständigkeit aus. Jedoch erfordern diese Eigenschaften gleichzeitig auch einen erhöhten Aufwand bei der mechanischen Nachbearbeitung der Schichten. Ein kostengünstiger Nachbearbeitungsprozess mit geometrisch definierter Schneide wie etwa Drehen oder Fräsen ist in der Regel nicht anwendbar, so dass jedes gespritzte Aufmaß mittels Schleifens abgetragen werden muss. Um diesem Problem entgegenzutreten, bietet ein neues karbidbasiertes Werkstoffkonzept viel versprechende Ansätze. Titankarbide mit einem reduzierten Anteil von 33 Gewichtsprozenten eingebettet in eine Eisenmatrix ermöglichen ein deutlich verbessertes Verhalten hinsichtlich der Bearbeitbarkeit. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Prozessroute zur Herstellung optimierter Pulver entwickelt. Mit entsprechenden Ausgangswerkstoffen sind Spritzversuche durchgeführt worden, um eine Verarbeitbarkeit der titankarbidverstärkten Eisenpulver mittels eines gasbetriebenen und eines flüssigbrennstoffbetriebenen Hochgeschwindigkeitsflammspritz‐Systems (HVOF‐Systems) zu untersuchen. Optimierte Parameter wurden dabei unter Zuhilfenahme der statistischen Versuchsplanung ermittelt. Die Schichten sind im Hinblick auf ihre Mikrostruktur, Härte sowie Phasenzusammensetzung analysiert und mit gesinterten Referenzbauteilen verglichen worden. Des Weiteren wurden die thermisch gespritzten Eisenbasisschichten mit Titankarbidverstärkung wärmebehandelt, um die Resthärtbarkeit der Eisenbasismatrix nach dem thermischen Spritzprozess zu untersuchen.