Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung neuer abrasionsbeständiger Metallmatrix-Verbundwerkstoffe (MMCs) mit höherer Kosten- und Materialeffizienz sowie besserer Verfügbarkeit der eingesetzten Rohstoffe. Dies wurde erreicht durch Entwicklung von MMCs bestehend aus Eisenbasismatrices und ionisch-kovalenten Hartstoffen, wobei auf den Hartstoff Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid (AlZrO) fokussiert wurde. Die Herstellung dieser Verbundwerkstoffe gelang durch Erarbeitung von zwei Lösungswegen zur Verbesserung des Benetzungsverhaltens. Zum einen kann die Metallmatrix gezielt mit Aktivelementen legiert werden und zum anderen die Hartstoffe mit einer dünnen Schicht Titannitrid mittels CVD beschichtet werden. Die neuen MMCs wurden mittels SLPS verdichtet und das Benetzungsverhalten sowie die dabei ablaufenden Grenzflächenreaktionen analysiert. Zudem wurden technologische Bauteile aus den neuen Werkstoffen hergestellt und so die Herstellbarkeit und Einsatzfähigkeit der neuentwickelten MMCs demonstriert.
Aktualisiert: 2019-08-08
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Durch Oberflächenmodifikation von Aluminiumlegierungen mit Laserstrahlung können Randschichten mit verbesserten Eigenschaften für mechanische, tribologische, chemische und thermische Beanspruchungen erstellt werden. Diese Arbeit untersucht unterschiedliche Laseroberflächenverfahren, die Systemtechnik mit verschiedenen Pulverdüsen und Laserstrahlquellen in Kombination mit diversen Zusatzwerkstoffen.
Auf der Basis von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen werden Grundlagen und das Verständnis von physikalischen Wechselwirkungsmechanismen vermittelt. Ebenso wird der Prozesswirkungsgrad berechnet und beschrieben, wie Prozessparameter und schnelle Erstarrung das Schichtgefüge beeinflussen.
Die Ergebnisse schaffen Zugang zu einer innovativen Technologie. Sie dienen – z.B. bei der Steigerung der spezifischen Motorleistung in der Kraftfahrzeugtechnik oder bei Reparaturbeschichtungen im Werkzeugbau – zur Erschließung von Anwendungen hoher Qualität.
Aktualisiert: 2022-12-19
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