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Lichtbogendrahtgespritzte Schichten auf Eisenbasis mit Oxidpartikelverstärkung
Aufgrund der schwierigen Verarbeitbarkeit ist der Einsatz von oxidischen Hartstoffen als Partikelverstärkung in verschleißbeständigen Metallmatrix-Verbundwerkstoffen bisher auf wenige Anwendungen beschränkt. Das Lichtbogendrahtspritzen ermöglicht jedoch die Nutzung von Hartstoffen auf Basis von Aluminiumoxid (Al2O3), indem diese dem Fülldraht als Füllstoff hinzugegeben werden. Durch Verwendung von Fülldrähten aus Reineisen wurden kostengünstige Verschleißschutzschichten auf Eisenbasis mit Al2O3-Partikelverstärkung hergestellt, die vergleichbare tribologische Eigenschaften aufweisen wie hochlegierte FeCrB-Legierungen. Die hergestellten Schichten bestehen aus den Phasen α-Fe, FeO und α-Al2O3. Trotz einer geringen Härte weisen die Schichten eine hohe Verschleißbeständigkeit auf, die vergleichbar mit hochlegierten Schichten aus dem Legierungssystem Fe-Cr-B sind. Die hohe Verschleißbeständigkeit bei niedrigerer Härte lässt sich dadurch erklären, dass die abrasiven Partikel in die weiche Matrix indentieren, dort haften bleiben und durch die Aluminiumoxidpartikel in der Schicht gestützt werden.
WOMag 7-8/2018 Brust, Sebastian; et.al.
Iron Based Arc Spraying Layers with Oxid Particles Reinforcing
The difficult processing capacities limits the use of oxidic hard materials in particle reinforcing for wear-resistant metal matrix composites (MMCs) to a few applications to date. Arc spraying permits use of hard materials based on aluminum oxide (Al2O3), however, by adding them to the flux-cored wire as a filler material. Use of flux-cored wires of pure iron produced cost-efficient iron-based wear protection layers with Al2O3 particle reinforcing, offering comparable tribological properties to those of high-alloyed FeCrB-alloys. The layers produced are made of the phases α-Fe, FeO and α-Al2O3. In spite of their low hardness,the layers have a high wear resistance that is comparable to that of high-alloyed layers from the alloy system Fe-Cr-B. The high wear resistance at low hardness can be explained in that the abrasive particles indent into the soft matrix, adhere there and are supported in the layer by the aluminum oxide particles.
