Ritter schützten sich mit Metallrüstungen vor äußeren Einwirkungen. Es geht aber auch mit weniger Metall, wie Forscher jetzt bewiesen haben.

Bild: Pixabay

Verschleißbeständige Beschichtungen Nach außen abgehärtet

07.06.2018

Digitalisierung hin oder her: In vielen Prozessen müssen Stoffe ganz analog und kraftvoll zerkleinert oder aufbereitet werden. Ein Effekt, der dabei auftritt, sind die Verschleißerscheinungen, die involvierte Anlagen häufig zeigen. Um dieser Abnutzung entgegenzuwirken, haben Industrie und Forschung erstmals hoch verschleißbeständige Beschichtungen hergestellt.

Industriemaschinen und -Anlagen müssen häufig einiges aushalten: Korrosion ist beispielsweise immer wieder ein Thema, aber auch der Verschleiß von Beschichtungen. Das Fachgebiet Fertigungstechnik/Tribologie der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus–Senftenberg hat gemeinsam mit einem Wirtschaftsunternehmen und Vertretern der Hochschule Niederrhein nachgewiesen, dass nicht metallische Hartstoffe in ausreichender Menge und Verteilung in Beschichtungen eingebettet werden können, um hoch verschleißbeständige Bauteile zu erzeugen.

Hartstoffanteil um 30 Volumenprozent erhöht

Unter der Leitung von Prof. Johannes Wilden ist es der Forschergruppe um Prof. Winkelmann an der BTU in Senftenberg gelungen, einen prozentualer Gehalt der Hartstoffe in der Beschichtung im Bereich von 30 Volumenprozent zu erzielen. Die nicht metallischen Hartstoffe auf der Basis von Aluminium, Silizium und Zirkon bewirken in diesen Beschichtungen den primären Verschleißwiderstand. Es war erforderlich, neue Schweiß- und Spritzzusatzwerkstoffe zu entwickeln, um metallische Reaktionen zu initiieren und somit eine sichere Bindung zu erzeugen.

Die entwickelten Beschichtungen können überall dort eingesetzt werden, wo abrasiver Verschleiß, also Materialverlust durch Reibung, die Wirtschaftlichkeit von Prozessen deutlich beeinflusst. Beispiele hierfür sind Teile von Gewinnungs- und Aufbereitungsmaschinen oder Brecher und Mahlanlagen in der Zerkleinerungsbranche.

Die Ergebnisse des Projekts

Im Rahmen dieses Projektes ist es gelungen ...

  • ... eine neue Werkstoffgruppe in der Beschichtungstechnik mit neuen Anpassungs- und Entwicklungsmöglichkeiten für Beschichtungen hoher Verschleißbeständigkeit zu schaffen.

  • ... konventionelle, teure, mit einem hohen Versorgungsrisiko behaftete und somit strategisch bedeutende Hartstoffe, wie zum Beispiel Wolframkarbide, bei identischer beziehungsweise höherer Verschleißbeständigkeit der Beschichtungen zu ersetzen.

  • ... das Versorgungsrisiko zu reduzieren, da die zum Einsatz kommenden Rohstoffe auf der Basis von Aluminium, Silizium und Zirkon eine hohe Ressourcenverfügbarkeit aufweisen.

  • ... die Zusatzwerkstoffkosten deutlich - um mindestens 90 Prozent - zu reduzieren.

Bildergalerie

  • Hoch verschleißbeständige Beschichtung

    Bild: BTU Cottbus–Senftenberg/Ralf Winkelmann

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