Schichthomogenität und -eigenschaften beim tiefen Laserlegieren von Aluminium

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Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, den Verschleißwiderstand von Aluminiumwerkstoffen mit Hilfe des Tieflegierens zu erhöhen. Einen wichtigen Einfluss auf das Verschleißverhalten stellt die Verteilung der Zusatzwerkstoffe in dem erstarrten Grundwerkstoff dar. Insbesondere eine heterogene Verteilung des Zusatzwerkstoffes, wie sie oft beobachtet wird, könnte sich kontraproduktiv auf das Verschleißverhalten auswirken. Diese Verteilung wird zum einen durch die Prozessparameter und zum anderen durch die Materialeigenschaften des Zusatzwerkstoffes bestimmt. Um die Verteilung gezielt hinsichtlich hoher Homogenität beeinflussen zu können sollen die wesentlichen Triebkräfte im Schmelzbad, die ursächlich für die Verteilung verantwortlich sind, identifiziert werden. Dafür wird angestrebt, eine transiente Strömungsfeldsimulation aufzubauen in dem Effekte, die auf die Partikel wirken, wie Trägheit, Benetzbarkeit, Auftrieb, etc., implementiert werden. Validiert wird das Modell anhand von experimentellen Untersuchungen. Die Anforderungen, die sich seitens der Verschleißbeständigkeit an die Homogenität ergeben, werden mit Hilfe eines Tribometers untersucht.