Einfluss der ID-HVOF-Prozessparameter auf die Schichteigenschaften von Cr3C2-NiCr-75/25-Innenbeschichtungen

Die Beschichtung innenliegender Oberflächen mittels Hochgeschwindigkeitsflammspritzens (ID-HVOF) gewinnt in Forschung und Industrie zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchung der Prozessparameter hinsichtlich ihres Einflusses auf qualitativ hochwertige Beschichtungen gestaltet sich im Vergleich zu Außenbeschichtungen (Outer Diameter – OD) aufgrund verschiedener Randbedingungen als komplexer. Zu diesen Bedingungen zählen der begrenzte Bewegungsraum für Brenner und Peripheriegeräte, engere Parameterbereiche sowie eingeschränkte Möglichkeiten zur Kühlung und Absaugung von Spritzstäuben. Die Ermittlung der Signifikanz einzelner Prozessparameter für den Beschichtungsprozess sowie der daraus resultierenden Schichteigenschaften ist von entscheidender Bedeutung, um eine umfassende Optimierung zu ermöglichen. Darüber hinaus ist die Beschichtung von alternativen Hartstoffbeschichtungen (Cer(amic)Met(al)s) zu dem meistverwendeten Schichtsystem WC-CoCr von besonderem Interesse. Gerade im Hinblick auf die Verfügbarkeit von WC (kritischer Werkstoff) und gesundheitlichen Aspekten von Co ist die systematische Entwicklung hochwertiger Cr3C2-NiCr-75/25-Innenbeschichtungen sowie Kenntnis über die Wirkung von relevanten Prozessparametereffekten von großem Interesse. Ein erster Ansatz bietet die statistische Versuchsplanung auf Basis eines zentral-zusammengesetzten Versuchsplans (CCD-Plan), welcher im Zuge des IGF-Projekts 22.829N durchgeführt wurde. Dazu wurden im ersten Schritt Pilotversuche unter Verwendung eines Cr3C2-NiCr-75/25-Spritzpulvers durchgeführt. Anhand des daraus resultierenden Parameterraums wurde der CCD-Plan aufgebaut.