Modellverschleißuntersuchungen an unterschiedlichen Schichtsystemen in Abhängigkeit von den herstellungsbedingten Charakteristika

根据制造特性对不同层系统进行模型磨损研究

基本信息

项目摘要

Thin-film technology offers a broad spectrum of materials to generate wear-resistant coatings. Intentional engagement into the coating process allows a variable design of the coating which includes the hardness, microstructure and a graded layer composition. The new High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS) technology allows to vary process parameters like pulse power up to one megawatt or pulse length. Multilayers have a good connection to the base material with increasing hardness to the top layer. Chipping off of the layer caused by residual stresses can be avoided.High temperature applications like hot gas fans use PVD-coatings for the fan blades. Material loss caused by erosive wear leads to increasing tolerances at the blade tips. This reduces the efficiency of the fans. Coatings are necessary to increase the life-time of components, especially for high temperature applications.The development of wear protection coatings against erosive, abrasive and adhesive wear under high temperature conditions is the focus of this research project. Wear tests with these conditions have to be executed to determine the change of wear mechanisms with increasing temperature. The appreciation of these wear mechanisms allows to modify the microstructure of the coatings for a higher wear resistance.
薄膜技术提供了广泛的材料来生成耐磨涂层。有意参与到涂层工艺中允许涂层的可变设计,包括硬度、微观结构和梯度层组成。新的高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术允许改变工艺参数,如高达1兆瓦的脉冲功率或脉冲长度。多层膜与基底材料有良好的连接,并增加顶层的硬度。可避免因残余应力而导致的涂层剥落。高温应用如热气机的风扇叶片使用PVD涂层。由侵蚀磨损引起的材料损失导致叶片尖端处的公差增加。这降低了风扇的效率。涂层是提高部件使用寿命的必要手段,特别是在高温应用中,开发高温条件下抗冲蚀磨损、磨粒磨损和粘着磨损的耐磨涂层是本研究项目的重点。必须在这些条件下进行磨损试验,以确定磨损机制随温度升高的变化。这些磨损机制的升值允许修改涂层的微观结构,以获得更高的耐磨性。

项目成果

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