Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung einer in-situ aushärtenden Fe-Basis Legierung für den Korrosions- und Verschleißschutz mittels Laserauftragschweißen

Die Werkstückrandzone ist in der Regel der am höchsten beanspruchte Bereich eines Bauteils. Verschleiß und Korrosion tragen maßgeblich zu Schädigungen durch Belastung ausgehend von Randbereichen bei. Um diesen Schäden entgegenzuwirken ist derzeit das Hartverchromen Stand der Technik. Hartchromschichten sind korrosionsbeständig und erzielen durch typische Härten von 800 HV und mehr, gleichzeitig große Verschleißfestigkeit. Das Herstellen von Hartchromschichten ist in hohem Maße umwelt- und gesundheitsschädlich, weshalb das europäische Verbot (REACH) von Chrom(VI)- Be-schichtungen droht. Derzeit existiert kein Verfahren mit dem gleichwertige Beschichtungen hergestellt werden können, wodurch die Existenz der Galvaniseure bedroht ist. Das Chrom(VI) Verbot trifft vor allem KMU, da die Branche der Oberflächenveredelung über-wiegend durch KMU geprägt ist. So ist es besonders für KMU aus vielen Wirtschaftszweigen existenziell, neue, umweltverträgliche Technologien zu etablieren, mit denen Schichten ähnlich den Hartchromschichten hergestellt werden können. Korrosionsbeständige, dichte und schmelzmetallurgisch angebundene Schichten können bereits mit austenitischen Fe-Basislegierugen wie 17-4PH, mittels Hochgeschwindigkeitslaserauftragschweißen (HoLA) hergestellt werden. Die derzeit mit HoLA erzielbare Härte jedoch reicht nicht für eine Verschleißschutzschicht aus. Austenitische Fe-Basislegierungen werden aufgrund ihrer gesundheitlichen Unbedenklichkeit neben anderen seit langem für Gegenstände des täglichen Bedarfs eingesetzt. Im Forschungsvorhaben sollen eine aushärtbare 17-4PH Legierung so modifiziert, und der HoLA Prozess derart angepasst werden, dass in-situ während des Prozesses eine Ausscheidung von Cu- und Ni(Al,Ti) in der Wärmeeinflusszone der Beschichtungsspur stattfindet, mit dem Ziel zusätzlich zur Korrosionsbeständigkeit eine Schichthärte von 800 HV zu erzielen. Um dieses Ziel zu erreichen werden sowohl numerische als auch experimentelle Methoden eingesetzt.