Mikrostruktur und Eigenschaften lichtbogengespritzter Schichten auf Eisenbasis

Neuartige eisenbasierte Lichtbogenspritzwerkstoffe stellen eine viel versprechende wirtschaftliche Alternative zu konventionellen Karbidwerkstoffen für Verschleißschutzanwendungen dar. Derzeit werden unterschiedliche Ansätze verfolgt, die Eigenschaften der aufgebrachten Funktionsschichten durch die Variation der Drahtzusammensetzung zu verbessern. Besonderes Interesse gilt dabei der Beeinflussung der Kristallstruktur und der Hartphasengrößen im resultierenden Gefüge. Das Ziel besteht darin, Spritzschichten mit einem Amorphphasenanteil sowie einer Submikro‐ und Nanostruktur zu erreichen, deren Ausbildungen durch die hohen Abkühlgeschwindigkeiten des im Prozess auf‐ und angeschmolzenen Spritzwerkstoffs im Moment des Aufpralls auf das Bauteil begünstigt werden. Die dadurch erzielten Schichten zeichnen sich durch eine hohe Härte, einen hohen Korrosions‐ und Verschleißwiderstand aus. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit eisenbasierten Spritzschichten, die durch Lichtbogenspritzen hergestellt wurden. Durch den Einsatz von Fülldrähten mit modifizierter Legierungszusammensetzung wird die Bildung der Amorphphase sowie der Submikro‐ und Nanostruktur begünstigt. Die Füllung der Lichtbogenspritzdrähte basiert auf FeB mit einer Zusammensetzung nahe dem Eutektikum, die durch Zumischen von Cr 3 C 2 , FeSi, FeCrC und AlMg variiert werden. Durch das Zulegieren von Legierungselementen wie Cr, C, Si, Al und Mg soll die Bildung der Amorphphase weiter gefördert werden. Die hergestellten Schichten werden im Hinblick auf die resultierenden Schichteigenschaften und vorliegenden Phasen unter Variation der Legierungszusammensetzung der Fülldrähte analysiert. Es konnte durch XRD‐Analysen gezeigt werden, dass die gespritzten Schichten eine eisenbasierte amorphe Phase aufweisen.