Die Arbeit thematisiert die Fertigungstechnologie partikel- und kurzfaserverstärkter Leichtmetalle mit isotropen/quasi-isotropen Eigenschaften über eine kombinierte Prozesskette aus Thermischen Spritzverfahren zur Halbzeugherstellung und Thixoformgebungsverfahren, d. h. Formgebung im teilflüssigen Zustand, zur Verdichtung und Bauteilformgebung. Dabei werden ausschließlich Aluminiumlegierungen als Matrixwerkstoffe betrachtet; als Verstärkungsphasen werden partikelförmige SiC- und Al2O3-Keramiken sowie Kohlenstoffkurzfasern behandelt.
Schwerpunkt der Untersuchungen ist die Entwicklung der Fertigungstechnik für bolzenförmige (zylindrische) Halbzeuge durch Thermisches Spritzen, wobei hier das Lichtbogenspritzen verwendet wird. Insbesondere werden die Geometriekontrolle bei der Massivkörperabscheidung sowie die thermische Prozessoptimierung diskutiert. Als Grundlage wird die Prozessanalyse des Lichtbogenspritzens mit Massiv- und Fülldrähten vertieft behandelt. Diese umfasst Ergebnisse anhand von Legierungsversuchen mit Fülldrähten, Beobachtungen der Drahtenden und des Zerstäubungsprozesses durch Laser-Illumination sowie die Messung von Spritzteilcheneigenschaften durch In-Flight-Partikeldiagnostik.
Ergänzende experimentelle Ergebnisse zur Charakterisierung von Legierungen für die Thixoformgebung und zur Konsolidierung und Formgebung thermisch gespritzter Halbzeuge durch Thixogießen, Thixoquerfließpressen und Thixoschmieden runden die Beschreibung der vollständigen Prozesskette ab. Die hergestellten Proben werden durch mechanische und tribologische Prüfung charakterisiert, was zu einem Ausblick auf das Potential der beschriebenen Prozessroute und der resultierenden Metallmatrix-Verbundwerkstoffe führt.
Aktualisiert: 2019-12-12
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