Verschleiß- und Korrosionsschutzbeschichtungen

Key Words: EHLA, Corrosion Protection, Wear Protection, Environment Protection, Coating Technology

…mittels EHLA am Beispiel von Bremsscheiben

Weltweit fordern aktuelle politische Klimaschutz­debatten eine Reduzierung der Fein­staub­emissionen. Die Erzeugung von Fein­staub durch Abgase im Straßen­verkehr wurde in den letzten Jahr­zehnten bereits deutlich reduziert. Dennoch besteht weiterhin eine erhöhte Fein­staub­belastung, die haupt­sächlich durch den Verschleiß von Bremsen verursacht wird1. Wirtschaftliche und ressourcen­schonende Beschichtungs­technologien zum Verschleiß- und Korrosions­schutz von Brems­scheiben in der Serien­fertigung stellen einen wesentlichen Lösungs­weg im Hinblick auf diese Herausforderung dar. Zu den Beschichtungs­technologien zählt das extreme Hoch­geschwindigkeits-­ Laser­auftrag­schweißen (EHLA). Im Gegensatz zum herkömmlichen Laser­auftrag­schweißen (LMD) wird die Energie während des EHLA-Prozesses oberhalb des Schmelz­bades in das Pulver­füllmaterial eingebracht. Der Prozess erreicht hohe Prozess­geschwindig­keiten (bis zu 500 m/min), variable Schichtdicken von 20 bis 350 μm, defekt­freie und metallurgisch angebundene Schichten sowie eine hohe Material­effizienz (bis zu 95%).

Außerdem ermöglicht EHLA die Verwendung nahezu jeder Legierung für die Beschichtung des Substrat­werkstoffs (z.B. Eisen-, Nickel-, Aluminium-basislegierungen, Metallmatrix- Verbund­werkstoffe (MMC). Die Prozess­effizienz hinsichtlich Energie und Ressourcen kann durch das EHLA-Verfahren erhöht und Beschichtungs- zeiten reduziert werden. Im Gegensatz zu derzeitigen Beschichtungs­technologien erfordert das Verfahren zur Brems­scheiben­beschichtung weniger Prozess­schritte: Nur das EHLA-Verfahren ist erforderlich, um ein Zwei-Schicht-System bestehend aus Korrosions- und Verschleiß­schutz (siehe Bild oben) auf die Oberfläche der Bremsscheiben aufzubringen. Unter Berücksichtigung dieser Vorteile und Möglichkeiten wird deutlich, dass der Verschleiß- und Korrosions­schutz mittels EHLA das Potenzial hat, einen wesentlichen Beitrag zur Verringerung der Feinstaubbelastung durch Bremsverschleiß zu leisten. Darüber hinaus werden Ressourcen geschont, da die Lebens­dauer von Brems­scheiben durch diese wirtschaftliche Beschichtung erheblich verlängert wird.

Stephan Koss, M. Sc.

RWTH Aachen Lehrstuhl für
Digital Additive Production DAP
Campus-Boulevard 73
52074 Aachen

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