Optimierung der Spritzparameter zurBeschichtung von Ventilwellen unter Einsatz vonfeinem Cr3C2-25NiCr-Pulver beim HVOF-Verfahren

Um die Lebensdauer von Ventilwellen für Dampfturbinen in der Kraftwerksindustrie zu verlängern, wurden diese im Rahmen eines Kooperationsprojekts zwischen der Technischen Universität Dortmund und der China Academy of Machinery Science & Technology mit einer Hartstoffschicht versehen. Dazu wurde ein feines Cr3C2-25NiCr-Pulver beim Hochgeschwindigkeitsflammspritzen eingesetzt. Aufgrund des geringeren spezifischen Gewichts und der hohen Oberflächenenergie ließ das feine Pulver nicht nur spritztechnologisch schwierig verarbeiten, sondern auch schlecht im Fördersystem transportieren. Um das feine Pulver zu verarbeiten, wurde eine Parameteroptimierung mithilfe der Methode der statistischen Versuchsplanung durchgeführt. Nach der Optimierungsphase konnten nahezu dichte feinstrukturierte Schichten (Porosität < 1%) mit einer hohen Mikrohärte von 1004 HV 0,1 und einer niedrigen Rauheit von Ra = 1,9 µm bei einem gleichzeitig hohen Auftragswirkungsgrad von 71% erzeugt werden. Im Anschluss an die Parameterstudie wurden die Hartstoffschichten auf Ventilwellen aufgetragen und das Einsatzverhalten der beschichteten Bauteile evaluiert.