Einsatz hocheffizienter Elektronenstrahl-Ablenktechnik zur Randschichtmodifizierung von Aluminiumwerkstoffen

Im Rahmen des Vorhabens wurden Untersuchungen zum lokalen Werkstoffengineering ausgewählter Aluminiumwerkstoffe für die beanspruchungsoptimierte Modifizierung der Randschichteigenschaften mittels Elektronenstrahl(EB)-Flüssigphasen-Randschichtbehandlung durchgeführt. Ziel des Projektes war die Weiterentwicklung und Optimierung neuer EB-Mehrprozesstechnologien unter Nutzung hoch- effizienter Strahl-Ablenktechnik zur Verbesserung der Randschichtqualität (Risse, Poren u. a.) und der Randschichteigenschaften (z. B. Härte, Verschleiß) und die Verringerung des Bearbeitungsaufwandes im Gesamtprozess durch die Kombination einzelner EB-Behandlungsschritte in einem Prozessdurchlauf. Die Versuche wurden mit den Basistechnologien EB-Umschmelzen (EBU, ohne Zusatzstoff), EB- Umschmelzlegieren (EBUL, mit Co-, Cu-, Ni-Basis- Zusatzstoffen), EB-Umschmelzdispersionslegieren (EBUDL, mit WC-Basis-Zusatzstoff) und deren Kombination mit verschiedenen Untersuchungsschwerpunkten realisiert. Die durchgeführten Arbeiten lassen sich in folgende Schwerpunkte und Zielstellungen gliedern: a) Prozesstechnik (Stahlzentum Freiberg e. V.)

• EB-Randschichtbehandlung unter Nutzung der EB-Anlage K26-15/80 an der TU Bergakademie Freiberg (hochfrequente 3D-Strahlablenkung)
• Weiterentwicklung und Optimierung neuer EB- Randschicht-Technologien sowie Bereitstellung anwendungsbereiter Behandlungstechnologien

b) Werkstoffanalytik (Stahlzentrum Freiberg e. V., Stiftung IWT Bremen)

• Charakterisierung der Werkstoffe und Schichtsysteme (Struktur/Gefügeanalyse, Phasenanalytik, Eigenspannungszustände, mechanisch-technologische Eigenschaften u. a.)
• Ermittlung grundlegender Zusammenhänge zwischen technologischen Parametern, Struktur/Gefüge und Eigenschaften

c) Verschleißverhalten (SWM gGmbH)

• Charakterisierung des Reibungs-/Verschleißverhaltens der Schichten unter Mischreibungs- beanspruchung bei erhöhter Temperatur
• tribologische Schadensanalyse

Das IGF-Vorhaben 16385 BG der Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik e. V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Der vollständige Abschlussbericht kann auf Anfrage an info@awt-online.org zur Verfügung gestellt werden.