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Projektbereich D
Lugscheider, Erich
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Gegenkörper auf den PVD-beschichteten Probekörpern aufgeschmiert. Durchweg konnte
bei den thermisch gespritzten Schichten nur Aufschmierungen des Gegenkörpers
beobachtet werden. Es traten keinerlei Verschleißerscheinungen dieser Schichten auf. Aus
der Auswertung der Gegenkörper geht ganz klar hervor, dass alle Schichten den
Gegenkörper verschleißen – mehr oder weniger ausgeprägt. Es wird deutlich, dass die
PVD-Al2O3 Schicht zu einem geringeren Reibverschleiß des Gegenkörpers führt. Damit
weist die PVD-Al2O3 Schicht im Vergleich mit den anderen Schichten einen besseren
Verschleißschutz auf. Dagegen zeigt die PVD-ZrO2 Schicht eine geringere Anhaftung zu
Stahl auf. Die Aufschmierung auf diese Schicht fiel bei den Untersuchungen am geringsten
aus. Abschließend kann festgehalten werden, dass alle untersuchten Schichten den
Versuchsbedingungen standhielten.
2.3.3.2 Korrosionsuntersuchungen
Um das Korrosionsverhalten der Beschichtungen bzw. der Werkstoffverbunde beurteilen
zu können, wurden Korrosionsuntersuchungen der Beschichtungen mit flüssigen
Schmelzen durchgeführt. Dabei wurden zwei verschiedene Untersuchungsmethoden in die
Praxis umgesetzt. Die Korrosionsuntersuchungen wurden am GHI in Zusammenarbeit mit
dem Teilprojekt D2 durchgeführt. Hier werden die Ergebnisse der im Teilprojekt D1
hergestellten Werkstoffverbunde dargestellt.
Durchgeführt wurden einerseits Tauchversuche mit beschichteten Stiften in flüssigen
Schmelzen und andererseits Kontaktkorrosionsversuche, bei denen auf beschichtete
Probenkörper Schnellarbeitsstahlproben fixiert wurden. Dieser Probenverbund wurde in
einem Ofen positioniert und auf eine Temperatur von 1275°C aufgeheizt. Nach Erreichen
der Temperatur, wurden die Proben 2 Stunden ausgelagert. Mit Aufheiz- und Abkühlzeiten
ergibt sich eine Zykluszeit von 20-24 Stunden. Bei den Tauchversuchen wurden die
beschichteten Stifte zyklisch mit hoher Geschwindigkeit in Schmelze getaucht und nach
einer Verweilzeit von ca. 1 Sekunde wieder herausgeholt. Die Temperatur der Schmelze
beträgt dabei 1600°C. Dieser Zyklus wird mehrmals durchlaufen. Im Anschluss an die
Versuche wurden die untersuchten Werkstoffverbunde metallographisch präpariert und
mittels REM untersucht.
In Bild D-32a und b ist eine thermische Spritzschicht Mg2Zr5O12 nach den Tauchversuchen
dargestellt. In Bild D-32a ist im oberen Bereich die anhaftende Stahlschmelze
zu erkennen. Zwischen der Schmelze und der thermischen Spritzschicht ist keine Diffusion
und kein Angriff durch die Schmelze feststellbar. In Bild D-32b ist die Probe an einer
anderen Stelle aufgenommen worden. An dieser Stelle ist bei der Probenpräparation die
anhaftende Schmelze abgeplatzt. Hier ist ebenfalls kein Angriff der Spritzschicht durch die