Untersuchungen zur schweißtechnischen Verarbeitung von Silizium-basierten Hartstoffen zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit (AiF-Nr.

Ähnliche Dokumente
Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt SLV München - Niederlassung der GSI mbh. Bericht 5147/2008

Bild 3.26 Bild 3.26b Bild 3.26a Bild 2.11 Bild 3.26b Bild 3.26: Bild 3.27

Bericht 5130/2004. AiF-Nr DVS-Nr Standmengenerhöhung beim Widerstandspunktschweißen durch Elektrodenfräsen

Elektrochemisch hergestellte Iridium-Schichten und deren Anwendungspotenziale

Finishbearbeitung auftraggeschweißter Bauteiloberflächen

Die geregelte Kurzlichtbogentechnik für das Auftragschweißen endkonturnaher Strukturen

Einladung zur Mitarbeit. Aufbau- und Verbindungstechnik in der Elektronik. Die Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e. V.

Schnellsttrennen von Stahl mit hochharten Schneidstoffen

Kupfer & Kupferlegierungen CuZn31Si1 (OF 2268)

Harzer Forum Material und Prozesstechnik

Verschleißschutz durch Plasma Pulver Schweißen. 8.Mai.2014 Michael Pekarek

passion for precision SpheroCarb diamantbeschichteter Kugelkopffräser für die Hartmetallbearbeitung

3D Konforme Präzisionsbeschichtungen für den Korrosionsschutz effektive Werkzeugbeschichtungen

Neuere Entwicklungen in der Lichtbogenschweißtechnik

ALUNOX ist Ihr Programm: Aluminium.

Metallische Dichtsysteme der AbK-Kugelhähne AMG-PESCH

F. Schreiber, Willich, DURUM-VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH Linsellesstr. 125, D47877 Willich,

8 Zusammenfassende Schlussfolgerungen und Ausblick

» THERMISCHE SPRITZBESCHICHTUNGEN Effektiver gegen den Verschleiß.

Entwicklung von Modellen zur Generierung hygrothermischer Kennwerte von Holzwerkstoffen zur numerischen Simulation des Bauteilverhaltens

PRODUKTE FÜR THERMISCHES SPRITZEN UND PTA SCHWEISSEN

Bestimmung eines Arbeitsfeldes für Schweißbedingung und Kaltrisssicherheit

Kupfer & Kupferlegierungen CuZn31Si1 (OF 2269)

Kupfer & Kupferlegierungen CuZn31Si1 (OF 2270)

Untersuchung zur Beschleunigung von Prüfungen der. physikalischen Dauergebrauchseigenschaften von Schuhen. und Schuhkomponenten.

Hartstoffbeschichten PLASTIT

Schweißen von Mischverbindungen aus Aluminiumguß- und Knetlegierungen mit CO 2 -Laser unter besonderer Berücksichtigung der Nahtart

Laserstrahlschweißen von Edelstählen

33. Assistentenseminar Füge- und Schweißtechnik

Gerichtet erstarrte Molybdänbasiswerkstoffe

MIG-LÖTEN VON VERZINKTEN DÜNNBLECHEN UND PROFILEN

ALUNOX ist Ihr Programm: Kupfer.

Vliesstofftage Hof. Erzeugung. Martin Dauner, Martin Hoss. ITV Denkendorf Germany

Passivierung von martensitisch-nichtrostenden Stählen zur Verbesserung der Lebensmittelverträglichkeit und der Spülmaschineneignung von Messerklingen

Werkzeug- und Prozessauslegung für die Fräs- und Bohrbearbeitung von schwer zerspanbaren Aluminiumlegierungen

Spiralbohrer Supradrill U. passion for precision

Verarbeitung von Elastomeren TPU, TPE, PUR, EPDM, FKM, FPM, NBR, Vyton, Silikon-Kautschuk,... Kundenbeispiele aus der Praxis

Einfluss der Beschichtung von Rein-Cu-Pulver mittels Magnetronsputtern auf die Verarbeitbarkeit durch das selektive Laserschmelzen

Was ist? Karbide Fluch und Segen zugleich / Stefan Eugster thyssenkrupp Materials Schweiz

Entwicklung desorptionsfähiger Filter für Narkosegase und eines Verfahrens zur Desorption

Die natürliche Steigerung der Produktivität. - Steigerung der Produktivität. - Verbesserung der Metallurgie

Kabelgitterbahnen. für wirtschaftliche Anwendungen

Heißrissuntersuchungen mit dem Programmierten Verformungs-Riss-(PVR-)Test

Kupfer & Kupferlegierungen CuZn21Si3P (OF 2286)

Kraftfahrzeug Anwendungen. Oberflächenschichten

Reparaturen an großen Gussstücken durch Schweißen

HOCHLEISTUNGS-LASERSTRAHL-MSG-HYBRIDSCHWEIßEN VON FEINKORNBAUSTÄHLEN IM BEREICH DICKBLECHANWENDUNGEN

Aluminiumschweißdraht Almg 4,5Mn ,0mm (2 kg) Aluminiumschweißdraht Almg 4,5Mn ,2mm (2 kg)

Innovative Oberflächenpanzerungen für hochwertigen Verschleißschutz in der Kunststoffverarbeitung und Extrusionstechnik

DIPLOM- UND MASTERARBEITEN

Einladung. 2. Forum Industrielle Gemeinschaftsforschung in Nordrhein-Westfalen. Thema 2003: Beschichtung und funktionelle Oberflächen

Bericht 5137/2005. AiF-Nr N. DVS-Nr

Vakuumgesinterte Verbundkomponenten gegen schweren Verschleissangriff

CORODUR Verschleiss-Schutz GmbH

Gleitverschleißverhalten von Hartlegierungen mit Laves Hartphase bei hoher Normalbelastung und Temperaturen bis 800 C

LASERUNTERSTÜTZTE BEARBEITUNG

Bericht 5131/2004. AiF-Nr DVS-Nr

Mechanische und elektrische Eigenschaften von Mischverbindungen der Elektromobilität - Herausforderung für die Fügetechnik

Klausur Werkstofftechnologie II am

Produktinformationen. Wolframelektroden von Litty

Entwicklung eines neuartigen thermoplastischen Vulkanisates auf Basis nachwachsender Rohstoffe Biobasierte TPE-V

Herzlich Willkommen (Arial Schriftgröße 24 fett) Entdecken, was dahinter steckt (Arial Schriftgröße 20 kursiv, fett)

Der richtige Dreh beim Schweißen!

Oberflächentechnik aus Sicht des Dienstleisters Vortragsreihe 2017/2018 DVS BV Köln Pallas GmbH & Co. KG Stephan Kalawrytinos

Additive Fertigung im Bereich Tooling Chancen und Herausforderungen. H. Leitner, Böhler Edelstahl GmbH &CoKG Tooling Days 2017

CleanCoat die neue Beschichtung für die katalytische Rußverbrennung. Wegweisend für die Umwelt.

Addline 3D-Druck von Metallen

Kupfer & Kupferlegierungen CuZn21Si3P (OF 2285)

Fülldraht- und Tandemschweißen. Draht gegen Maschine. Fachkonferenz Schweißtechnologie , Dr. R. Vallant

Lichtlenkende Multiaxialgewebe für das gezielte Management von Kunst- und Tageslicht (IGF N)

Schweißen von Rillenschienen

Einfluss von CO 2 und H 2 beim Schweißen CrNi-Stähle. Wasserstoffhaltige Schutzgase zum auch für Duplex!?

36. Assistentenseminar Füge- und Schweißtechnik

RUNDSCHLEIFEN. Schleifen von Rohren und zylindrischen Werkstücken

Kupfer & Kupferlegierungen CuAl10Fe3Mn2 (OF 2231)

DER EINSATZ VON BORORGANISCHEN PRECURSOREN ZUM GASBORIEREN UND PLASMABORIEREN

Tiefätzen von Aluminiumguss

Galfan -Mit einer Zn-Al-Legierung beschichtete Stähle

Aluminium leicht handhaben, das ABC des Verarbeitens von Aluminium

RAEX WIDERSTEHT VERSCHLEISS, IMMER UND ÜBERALL

Dr.-Ing. Larisa Ausheyks Stephan Baz Olaf Reichert Jörg Hehl Prof. Dr.-Ing. Götz T. Gresser

Entwicklung des Selective Laser Melting (SLM) für Aluminiumwerkstoffe

3M Glass Bubbles. Mikro-Glashohlkugeln. in Farben, Beschichtungen und Baumaterialien

Neuartige thermisch applizierte Schutzschichten für korrosive beanspruchte Anlagenkomponenten in der Müll- und Biomasseverbrennung

Cold Metal Transfer (CMT) Ein neuer Prozess in der Fügetechnik

Toolox in Druckgussanwendungen. Damatech Autorisierter Toolox Vertriebspartner

Cr-Cr2O3-Plasma. einer neue Schicht für Hochtemperatur-Anwendungen. vorgelegt von. Dr. Vadim Verlotski

Bainidur 1300 Der Spezialstahl für verzugsfreie und kosteneffiziente Schmiedeteile

Einzigartig. Innovativ. Die Lasertechnologie von HMW.

Möglichkeiten in der Bestimmung der Alkaliempfindlichkeit von Gesteinskörnungen

ALUNOX ist Ihr Programm: Hochlegiert.

Kupfer & Kupferlegierungen CuZn23Al6Mn4Fe3Pb (OF 2264) EN Werkstoff Nr: CW704R

Verfestigungsverfahren für Meltblowvliesstoffe

Additive Fertigung bei. Willkommen bei NUTECH

Experimentelle Schweißgutsimulation mit Hilfe der Button Melt Methodik

Kupfer & Kupferlegierungen CuNi1Si (OF 2403)

Tipps für Praktiker. Gase zum Schweissen und Formieren.

Transkript:

Untersuchungen zur schweißtechnischen Verarbeitung von Silizium-basierten Hartstoffen zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit (AiF-Nr. 13138 BG) Projektpartner: Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren der TU Clausthal Projektlaufzeit: 01. März 2002 bis 29. Februar 2004 Zielsetzung Zielsetzung des Projektes war es, das metallurgische Verhalten von Siliziumkarbid bei der schweißtechnischen Verarbeitung mittels Auftragschweiß- und Auftraglötprozessen in verschiedenen Matrixwerkstoffen zu untersuchen und die Verschleißbeständigkeit von Nickellegierungen sowie von Aluminiumwerkstoffen durch ein Beschichten mit SiC-haltigen Zusatzwerkstoff zu erhöhen. Im Ergebnis dieser Untersuchungen sollten geeignete Beschichtungswerkstoffe bzw. Beschichtungswerkstoffsysteme entwickelt werden, die für verschiedene Substratwerkstoffe geeignet sind. Als Schweißverfahren wurden das Plasma-Pulver-Verfahren, das auf Grund der hohen Energiedichte im Plasmastrahl eine konzentrierte Wärmeeinbringung mit geringer Aufmischung gewährleistet, und das MSG-Fülldrahtverfahren, das als kostengünstiges und unkompliziertes Beschichtungsverfahren vor allem unter Baustellenbedingungen vorteilhaft angewendet werden kann, eingesetzt. Auf Grund der niedrigen Dichte (3,22 g/cm3) und hohen Härte (~3500 HV) von Siliziumkarbid bieten sich vor allem Leichtmetalle als Substratwerkstoffe an. Die niedrigen Herstellungskosten von SiC lassen außerdem einen Einsatz des Karbides in anderen Matrixwerkstoffen und für andere Substratwerkstoffe interessant erscheinen. Hier bieten sich vor allem selbstfließende (niedrigschmelzende) NiCrBSi- bzw. NiBSi- Matrixwerkstoffe an, die schon im breiten Umfang für Beschichtungen auf Stahlsubstraten angewendet werden. Die schwierige schweißtechnische Verarbeitung von Siliziumkarbid (Zersetzung oberhalb 2700 C, kovalente Bindungsverhältnisse) wirkte bisher einer breiten Anwendung entgegen. Mit dieser Forschungsarbeit

werden Möglichkeiten aufgezeigt, die der Industrie neue, kostengünstige Beschichtungen und Anwendungsmöglichkeiten verschleißbeanspruchter Aluminiumbauteile liefern. Ergebnisse SiC-haltige Nickellegierungen Sowohl mit dem Plasma-Pulver-Auftragschweißen als auch mit dem MSG-Fülldraht-Auftragschweißen wurden keine positiven Ergebnisse hinsichtlich einer Einbettung von Siliziumkarbid in verschiedene Nickelmatrixwerkstoffe erreicht, da sich das SiC zu Gunsten anderer Phasen in diesem Legierungssystem löst. Auch durch eine weitere Prozesstemperaturabsenkung und die Anwendung von minimalen Temperaturen, die sich im Schmelzbereich der Nickelwerkstoffe befanden (Autogenverfahren, Vakuumofenlöten), war es nicht möglich, Siliziumkarbid in diese Werkstoffe einzubetten. SiC- haltige Aluminiumwerkstoffe Beim Beschichten von Al-Werkstoffen ist das Plasma-Pulver- Auftragschweißverfahren mit der Wechselstromtechnik dem PPA-Gleichstromverfahren mit heliumhaltigen Arbeitsgasen vorzuziehen. Hierbei zeichnet sich das Wechselstromverfahren insbesondere durch kosten- und wirtschaftliche Vorteile sowie seiner Reproduzierbarkeit und Prozesssicherheit (durch eine vollständige Beseitigung der Oxidschicht werden u.a. Bindefehler vermieden) gegenüber der konventionellen PPA-Gleichstromtechnik aus. Das PPA-Wechselstromverfahren mit SiC-haltigen Al-Werkstoffen eignet sich insbesondere für partielle Flächenbeschichtungen in Wannenlage. Es wurden gute Beschichtungsqualitäten und reproduzierbare Beschichtungen erreicht. Um qualitativ gute, reproduzierbare und verschleißbeständige Beschichtungen mit einem Minimum an Mikroporosität zu erreichen sowie Beschichtungsfehler auszuschließen, sind Siliziumkarbidanteil und -kornfraktion von entscheidender Bedeutung. So wurden beste Ergebnisse bei Flächenbeschichtungen mit Siliziumkarbidanteilen bis ca. 30 Masse-% und einer kleinen SiC-Kornfraktionen (90-53 µm) erzielt;

Flächenbeschichtung mit dem PPA-Wechselstromverfahren von AlSi10 + 30 Masse-% SiC auf AlMgSi0,5 mit Nachbearbeitung (Fräsen); unten links: Längsschliff; unten rechts: Querschliff. Mit zunehmendem Karbidanteil (> 30 Masse-%) wird der Beschichtungsprozess schwieriger, die Möglichkeit des Auftretens von Beschichtungsfehlern größer und die Raupengeometrie durch den sinkenden Al-Matrix-Anteil ungünstiger. Die Aufmischung nimmt mit steigendem Karbidgehalt durch die dadurch erforderliche größere Schweißstromstärke zu. Mit feinen SiC-Kornfraktionen werden verschleißbeständigere Beschichtungen mit besseren Eigenschaften als mit gröberen SiC-Karbidfraktionen erzielt. Zusätzlich wirken sich kleine Kornfraktionen positiv auf die Verteilung der Karbide aus. Ein Zusatz von Si über 10 % Gesamtgehalt verbessert das verschleißverhalten zusätzlich. Höherfeste Matrixwerkstoffe wirken sich generell positiv auf die Verschleißbeständigkeit aus.

Ergebnisse der Verschleißprüfung Die Karbide sind gut in die Metallmatrix eingebunden und relativ gleichmäßig verteilt. Bindefehler traten nicht auf. Querschliff durch eine Beschichtung Das eingesetzte SiC versprödet die Beschichtungen nicht. Festigkeitsuntersuchungen (3-Punkt-Biegeversuch) zeigen keinen Abfall der Biegebruchfestigkeit gegenüber dem Trägerwerkstoff. Auch mit dem MSG-Auftragschweißverfahren sind bei der Verarbeitung von SiC-haltigen Aluminiumfülldrähten signifikante Verbesserungen der Verschleißbeständigkeit zu erzielen. Es lassen sich selbst große Beschichtungsflächen realisieren, da es durch den großen Kontaktrohrabstand (ca. 18 mm) zum Substrat kaum zu Brennerverschmutzungen kommt und nur sehr geringe Verschleißerscheinungen durch die relativ weichen Aluminiumfülldrähte

am Kontaktrohr sichtbar sind. Hinsichtlich der Legierungsauswahl ist man hierbei durch den maximalen Füllungsgrad eingeschränkt. Danksagung Das Forschungsvorhaben "Untersuchungen zur schweißtechnischen Verarbeitung von Silizium-basierten Hartstoffen zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit wurde aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.v. (AiF) gefördert und von der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e.v. des DVS unterstützt. Für diese Förderung und Unterstützung sei gedankt. Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Andreas Gebert, Dipl.-Ing(FH). Danilo Wocilka drucken pdf zurück Cewotec ggmbh