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Herstellung und Eigenschaften nanopartikulär verstärkter Beschichtungen durch Laserauftragschweißen zum Verschleißschutz von Schmiedegesenken

ISBN: 978-3-86359-417-6

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Kurzübersicht

Die Eigenschaften laserauftraggeschweißter Beschichtungen können durch keramische nanopartikuläre Zusätze positiv beeinflusst werden. Eine Vergrößerung der Härte um 47% und der Festigkeit um 10% kann bereits durch kleine Gehalte (< 2,5 Gew.-%) erzielt werden. Die definierte Einbringung nanopartikulärer Zusätze in den Prozess, sowie die Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung, die Ausbildung des Mikrogefüges und das Verschleißverhalten werden untersucht.

Herstellung und Eigenschaften nanopartikulär verstärkter Beschichtungen durch Laserauftragschweißen zum Verschleißschutz von Schmiedegesenken

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Details

Schmiedegesenke, als formgebende Werkzeuge bei der Massivumformung, sind großen thermischen und mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Als Folge kommt es zu oberflächennahem Verschleiß und Rissbildung, welche letztlich zum Ausfall des Gesenks und somit zum Standzeitende führen. Derzeitige Oberflächenbehandlungen werden dem komplexen Beanspruchungskollektiv des Schmiedeprozesses nicht vollständig gerecht um die Forderung nach größeren Standzeiten zu erfüllen. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit neuer Werkstoffkonzepte für Oberflächenbeschichtungen. Das Verfahren des Laserauftragschweißens bietet eine Möglichkeit zur Vergrößerung des Verschleiß-widerstands durch hochharte Beschichtungen.

In dieser Dissertation werden Erkenntnisse zu der Herstellung und den Eigenschaften von Beschichtungen mit nanopartikulären Zusätzen durch Laserauftragschweißen aufgezeigt. Hierzu werden einer artgleichen Beschichtung des Warmarbeitsstahls X32CrMoV12-28 nanopartikuläre Zusätze an Aluminium- und Yttriumoxid, sowie Titan- und Wolframkarbid in Gehalten von 0,1 bis 2,5 Gew.-% hinzugesetzt. Die Beschichtungen werden hinsichtlich der Gefügestruktur, der mechanischen Kennwerte und des Verschleißverhaltens, welches an Modellgesenken ermittelt wird, untersucht. Durch nanopartikuläre Zusätze kann die Härte der Beschichtung um bis zu 47 % und die Festigkeit um 10 % vergrößert werden unter Beibehaltung einer Bruchdehnung von 11 %. Eine signifikante Veränderung der Gefügestruktur, insbesondere der Korngröße durch Zusatz von Titankarbid, wird ebenfalls beobachtet.

Abschließend werden ausgewählte nanopartikulär verstärkte Beschichtungen an Seriengesenken unter industriellen Schmiedebedingungen getestet. Die Beschichtung mit Zusatz von nanopartikulärem Wolframkarbid erzielt eine Vergrößerung der Standmenge von 44 % im Vergleich mit der Beschichtung ohne nanopartikuläre Zusätze.

Zusatzinformation

Autor Ocylok, Sörn
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-417-6
Gewicht 0.350 kg
Erscheinungsdatum 22.04.2016
Lieferzeit 3-4 Tage
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