Hochverschleißfeste und konturnahe Werkzeugoberflächen durch Hochgeschwindigkeitsflammspritzverfahren

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Nanowerkstoffe repräsentieren eine zukunftsträchtige Materialklasse mit verbesserten Eigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen Werkstoffen. In der thermischen Spritztechnik wächst das Interesse an nanotechnologischer Forschung, um hochverschleißfeste und konturgenaue Werkzeugoberflächen herzustellen. Diese Arbeit untersucht die Möglichkeiten und Grenzen der Verarbeitung feiner und nanostrukturierter WC-12Co-Pulver durch ein neuartiges Hochgeschwindigkeitsflammspritzverfahren und vergleicht die Ergebnisse mit konventionellen Pulvern. Ein Konzept für das konturnahe Beschichten von regelgeometrischen Bauteilen wird ebenfalls vorgestellt. Zunächst wird eine systematische Parameterstudie zur Prozess- und Schichtoptimierung durchgeführt. Anschließend werden die Auswirkungen von Beschichtungsparametern und Skalierungseffekten auf die Prozessdynamik, das Partikelverhalten in der Flamme sowie auf mechanische Eigenschaften, Gefügestruktur und Eigenspannungen der Schichten analysiert. Die Untersuchung beleuchtet die Vor- und Nachteile der Skalierung. Wichtige tribologische Kenngrößen der WC-12Co-Schichtsysteme werden im Vergleich zum unbeschichteten Grundwerkstoff (C45) ermittelt. Mikroskopische Verschleißerscheinungen werden ebenfalls betrachtet. Im letzten Teil wird der Einfluss von Handhabungsparametern auf den Schichtauftrag und die Bauteilaufheizung analysiert, gefolgt von der Untersuchung des robotergestützten, konturnahen Beschi