Oberflächenbehandlung von Magnesiumlegierungen zum Verschleißschutz

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Magnesiumlegierungen bieten - insbesondere in der Verkehrstechnik - die Möglichkeit mit konstruktiven Lösungen Leichtbaustrukturen zu realisieren, die aus ökologischen un ökonomischen Gründen wünschenswert sind. Den großen Vorteilen der Magnesiumlegierungen - geringe Dichte und hervorragende Gießbarkeit - stehen gravierende Mängel, wie geringe Härte, niedrige Warmfestigkeit und in vielen Fällen nicht ausreichende Korrosionsbeständigkeit gegenüber. Magnesiumlegierungen bilden an Luft eine dünne und nicht dichte Oxidationsschicht aus, die als Grund für die nicht ausreichende Verschleißbeständigkeit und den mangelnden Korrosionsschutz angesehen werden kann. Die Nutzbarkeit von Magnesiumlegierungen in technischen Anwendungen in nicht korrosiven Atmosphären, z.B. bei Benetzung mit Schmierstoffen, ließe sich erheblich erweitern, wenn eine Verbesserung der tribologischen Eigenschaften durch Verbesserung des Werkstoffes im oberflächennahen Bereich erreicht werden könnte. Eine aussichtsreiche Möglichkeit zur Erzeugung verschleißfester Oberflächen auf Magnesiumlegierungen wird in der Entwicklung und Anwendung von gravierten Schichtsystemen gesehen, die ausgehend vom metallischen Substrat über metallische Haftvermittlerschichten durch allmählichen Übergang zu Hartstoffschichten an der äußeren Oberfläche führen. Derartige gradierte Schichtsysteme lassen sich z.B. durch PVD-Verfahren realisieren. Mit vorhandenen PVDAnlagen (HF-Magnetron-Sputterverfahren) sollen guthaftende, dichte und harte Schichten auf Magnesiumlegierungen abgeschieden, charakterisiert und hinsichtlich ihrer Verschleißeigenschaften geprüft werden. Die Wirkung der Schichten auf das Korrosionsverhalten soll am Ende des Programmes mit untersucht werden. Die tribologischen Eigenschaften sollen mit Modellsystemen unter trockenen und geschmierten Bedingungen bei Raumtemperatur und erhöhter Temperatur geprüft werden.