Kavitationsschutzschichten aus Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen hergestellt durch modifizierte Lichtbogenspritzprozesse
Kavitation findet an zahlreichen hydraulischen Bauteilen statt, die extremen Druckänderungen ausgesetzt sind. Beispiele hierfür sind Ventile, Pipelines, Pumpen, Schiffpropeller, Zylinder von Dieselmotoren sowie Drosselklappen. Die Schädigung der Oberfläche durch Kavitationserosion verringert die Lebensdauer solcher Bauteile und kann zum Ausfall kompletter Anlagen führen.
Konstruktive Maßnahmen können teilweise Abhilfe schaffen, stoßen jedoch schnell an ihre Grenzen. Eine weitere erfolgversprechende Maßnahme ist die Auswahl geeigneter Bauteilwerkstoffe, um die Folgen der Kavitation zu vermindern. In diesem Zusammenhang und im Hinblick auf hohe Materialpreise für kavitationsbeständige Werkstoffe ist die Beschichtung von stark beanspruchten Maschinenkomponenten eine wirkungsvolle und kostensparende Alternative zu dem Einsatz von Vollmaterial. Das Beschichten von kostengünstigem und leicht zu bearbeitendem Material mit einer kavitationserosionsresistenten Schicht bietet für viele Anwendungsfälle einen effizienten Verschleißschutz und damit ein erhebliches wirtschaftliches Potential. Konventionelle Beschichtungsmaterialien stoßen bei der Beanspruchung durch Kavitationsbeaufschlagung jedoch oft an ihre Grenzen. Einen vielversprechenden Lösungsansatz bieten hier Formgedächtnislegierungen (FGL), beispielsweise aus Nickel-Titan, die nachgewiesenermaßen eine hervorragende Kavitationsbeständigkeit aufweisen.
Ziel dieses Projektes ist es, die Vorteile der Lichtbogenspritztechnik, insbesondere die hohe Auftragseffizienz und hohe Prozessflexibilität, mit der Shroudtechnik zu kombinieren. Auf diese Weise soll eine oxidarme NiTi-Schicht mit pseudoelastischen Eigenschaften und schlussendlich einer hohen Kavitationserosionsresistenz hergestellt werden.
Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Julia Baak
Gefördert durch:
AiF
Projektpartner:
- TU Dortmund (LWT)