Plasma-Pulver-Schweißen verschleißbeständiger Schichten auf Aluminiumwerkstoffe

Zielsetzung dieser Arbeit war die oberflächennahe Modifikation von Aluminiumwerkstoffen, wobei die Schichtdicken bzw. die Tiefenausdehnungen in den Werkstoff mehrere Millimetern aufweisen. Hierzu wurde das Plasma-Pulver-Schweißverfahren mit den Verfahrensvarianten Auftragen, Legieren und Dispergieren sowie deren Kombination eingesetzt. Übergeordnetes Ziel war die Ausweitung des Einsatzpotentials von Aluminiumlegierungen auf Applikationen mit hoher Verschleißbeanspruchung, bei denen eine hohe Schichthärte gewährleistet sein muß und Schichtdicken von mehreren Millimetern gefordert werden. Versuche zum Auftragen und Legieren wurden mit den Hauptlegierungselementen Kupfer, Nickel und Silizium durchgeführt. Das Dispergieren wurde exemplarisch mit Wolframkarbiden untersucht. Aufgetragene Schichten des Systems Aluminium-Silizium erreichen eine maximale Schichthärte von 100 HV. Durch Zulegieren von Elementen wie Eisen, Nickel oder Magnesium und Ausbildung intermetallischer Phasen läßt sich dieser Wert auf über 150 HV steigern. Eine Verdopplung dieses Wertes bei einlagigen Beschichtungen erzielen Werkstoffe auf Basis Aluminium-Kupfer-Nickel.