FeAl: Verschleißschutz im Leichtbau durch Eisenaluminide

Förderung: ZIM

Laufzeit: 07/24-03/27

Abstract:

Dieses Forschungsvorhaben befasst sich mit der Erforschung einer Verschleißschutzbeschichtung für Leichtbauwerkstoffe und der Entwicklung von Prozessparametern für eine sichere und effiziente Verarbeitung der Beschichtung.

Die Umsetzung von Ressourcen- und Energieeffizienzanforderungen stellt die vorhandenen Werkstoffsysteme durch die Notwendigkeit des Leichtbaus im Rahmen der Energie- und Mobilitätswende vor neue Herausforderungen, da vermehrt Leichtbauwerkstoffe wie Aluminium und Titan eingesetzt werden. Der Einsatz dieser Leichtbauwerkstoffe wird in vielen Fällen durch einen Verschleißangriff in technischen Systemen unmöglich gemacht, da Leichtbauwerkstoffe im Allgemeinen eine sehr schlechte Verschleißbeständigkeit aufweisen.

Diesen Nachteil könnte eine Beschichtung mit einer Eisenaluminid-Legierung ausgleichen. Eisenaluminide, die eine sehr gute Verschleißbeständigkeit aufweisen und metallurgisch sehr gut mit Aluminiumlegierungen verträglich sind, besitzen ein hohes Potenzial, den erforderlichen Verschleißschutz zu gewährleisten.

Darüber hinaus zeigen Aluminide auch in Bereichen wie der Warmfestigkeit positive Eigenschaften und sind auch bei hohen Temperaturen als Beschichtungswerkstoff gegen Verschleiß interessant.

Derzeit besteht jedoch noch erheblicher Forschungsbedarf im Bereich der Prozessierbarkeit und der chemischen Zusammensetzung, um eine ausreichende Zähigkeit für eine sichere Prozessführung zu erreichen und gleichzeitig die Verschleißbeständigkeit gegenüber verschiedenen Verschleißarten zu erhalten.

Zunächst müssen die Elemente und ihre Gehalte bestimmt werden, die die Eigenschaften der Eisenaluminid-Basislegierung positiv beeinflussen.

Weiterhin ist eine Strategie für die Temperaturführung des zu beschichtenden Bauteils erforderlich. Das heißt, auf welche Temperatur das Bauteil vorgewärmt werden muss und welche Bedingungen während der Abkühlung herrschen müssen, damit die Beschichtung die gewünschten Eigenschaften erhält.