Erzeugung feinstrukturierter Schichtsysteme mithilfe einer Ultraschallanregung beim Lichtbogendrahtspritzen

Das Lichtbogenspritzen stellt ein etabliertes Verfahren zur Applikation von Verschleiß- und Korrosionsschutzschichten dar. Beim Lichtbogenspritzen entstehen die Partikel aus dem Schmelzbad an den Spitzen der Drahtelektroden durch Eindüsung eines Zerstäubergases. Die Partikelcharakteristika hängen maßgeblich vom Abschmelz- und Zerstäubungsverhalten der Drähte ab. Die schmelzflüssigen Partikel bilden demnach eine beim Auftreffen auf dem Substrat lamellare Schicht aus. Ein feinstrukturiertes lamellares Schichtgefüge kann folglich zu verbesserten tribologischen sowie mechanischen Schichteigenschaften führen. In dieser Untersuchung wird der Einsatz einer Anregung mittels Ultraschall (US) im Bereich der Drahtführungsrollen zur Erzeugung von feinstrukturierten Verschleißschutzschichten vorgestellt. Unter Einsatz einer Eisenbasislegierung in Form eines Massivdrahts sowie eines Fülldrahts werden verschiedene Parameterstudien durchgeführt. Partikeldiagnostische Verfahren werden zur Analyse des Zerstäubungsverhaltens herangezogen. In einem Prozessmonitoring werden die elektrischen Größen wie Spannung und Stromstärke erfasst und ausgewertet. Die mithilfe der US-Anregung erzeugten Schichtsysteme werden metallografisch untersucht und werden den mittels herkömmlichen Prozessparametern hergestellten Schichtgefügestrukturen gegenübergestellt.