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Nachhaltige Umweltentlastung durch verbesserte Lebensdauereigenschaften gradierter Verschleißschutzschichten

Universität/Institut:Fraunhofer - Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Abteilung:Schichttechnik
Region:Baden-Württemberg
Ansprechpartner:Dipl.-Ing. Katja Romankiewicz
Telefon +49 711 970-1785
Email: This e-mail address is being protected from spam bots, you need JavaScript enabled to view it
Projektlaufzeit:
Inhalt:Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung von gradierten Verschleißschutzschichten aus Hartchrom mit deutlich verbesserten Lebensdauereigenschaften gegenüber dem Stand der Technik. Die Gradierung soll dabei überwiegend durch die gezielte Einstellung des Eigenspannungszustandes des Schichtsystems erfolgen. Der Schutz von Bauteilen oder Oberflächen gegen Verschleiß ist eine der wichtigsten Aufgaben in der Technik. Vielfach kommen hier spezifische Schichten aus einem hochfesten Werkstoff zum Einsatz, die auf ein weicheres und kostengünstigeres Strukturmaterial aufgetragen werden. Dabei reicht die Palette der Schichtmaterialien von Nickel über Chrom zu Hartstoffen wie Titannitrid oder Titancarbid bis hin zu Diamant, DLC-Schichten u.v.a.m. Die verschiedenen Werkstoffe der Schichtmaterialien haben jeweils unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten, die sich auch teilweise überdecken.

Aus wirtschaftlicher Sicht werden heute immer noch oft die Werkstoffe Nickel (auch als Legierungs- oder Dispersionsschicht) und Chrom gewählt, da sie mit wirtschaftlichen galvanischen Verfahren abgeschieden werden können.
Andererseits unterliegen diese Werkstoffe im Einsatz je nach Lastfall teilweise einem sehr hohen Verschleiß, der durch notwendige Ersatzteile, Maschinenstillstände, Reparaturen und Transporte erhebliche Kosten und Ressourcenverbrauch verursacht. Eine optimale Anpassung der Werkstoffeigenschaften (z.B. durch fest verankerte Druckeigenspannungen) an spezifische Belastungsfälle verringert den Verschleiß, damit auch den Ressourcenverbrauch, und trägt auf diese Weise zur Nachhaltigkeit der Technik bei.

Relevanz:Verschleißschutzschichten aus Hartchrom werden beispielsweise in der Automobilindustrie (vor allem im Antriebsstrang), im Maschinen- und Anlagenbau (Führungen, Wellen, Pumpen, Kolben, Pneumatik) und in der Luft- und Raumfahrtindustrie (Hydraulikzylinder, Bolzen, Buchsen) eingesetzt. Die gezielte Herstellung lastfallangepasster Beschichtungen erlaubt in all diesen Fällen die Realisierung einer nachhaltigen Umweltenlastung durch Ressourcenschonung.
Kooperationsmöglichkeiten:Automobilindustrie
Maschinenbau
Anlagenbau
Luft- und Raumfahrtindustrie
Themenbereiche- Rohstoff- und Materialeffizienz
Letzte Änderung:29. März 2010