Beitrag zur beanspruchungsgerechten Schichtcharakterisierung von neuartigen Thermischen Spritzschichten im Pumpenbau

Pumpenbauteile sind oft einer komplexen mechanisch-korrosiven Beanspruchung unterworfen, dabei beeinflussen Korrosion und Verschleiß maßgeblich die Lebensdauer und die Leistungsfähigkeit von Pumpenbauteilen. Das Thermische Spritzen als Oberflächenbeschichtungsverfahren bietet dem Anwender eine Möglichkeit, die Pumpenbauteile vor Korrosion und Verschleiß zu schützen. Vergleichsweise teure Nickel- und Kobaltbasis-Legierungen stehen den kaum verfügbaren kostengünstigeren Eisenbasis-Legierungen – aufgrund fehlender werkstoffkundlicher Entwicklung – gegenüber. Im wirtschaftlich relevanten Pumpensektor kann die Beschichtung kostengünstiger Gussbauteile mittels neuartiger Eisen basierter Thermischer Spritzschichten eine werkstofftechnologische interessante Alternative darstellen, wenn die Beschichtungsentwicklung durch Verständnis der Abhängigkeit der Spritzparameter im Prozess vorliegen. Ziel der Arbeit ist es, durch die beanspruchungsabhängige Schichtcharakterisierung neuartiger Thermischer Spritzschichten eine grundlagenorientierte werkstoffkundliche Entwicklung abzubilden. Dafür wurde in der Arbeit schwerpunktmäßig der Einfluss von applikations- und werkstoffspezifischen Einflussgrößen auf das Beschichtung-Substrat-Verbundsystem der neuartigen eisenbasierten Thermischen Spritzschichten (FeCrMnBC, FeCrBC) untersucht. Dazu werden die Mechanismen, die zur Schädigung des Beschichtung-Substrat-Verbundsystem führen durch Charakterisierung der Mikrostruktur (u.a. µCT-Messungen), Phasenzusammensetzung, Porosität und der mechanischen Eigenschaften sowie des relevanten Korrosions- und Verschleißverhalten, erarbeitet und bestimmt. Weiter konnte durch eine neue Messmethodenentwicklung die sich einstellende Korrosion unter anwendungsrelevanter Kavitationserosion untersucht werden.