Entwicklung von Pufferschichtsystemen und Methoden zu deren Herstellung für erhöhte mechanische und thermische Beanspruchung von beschichtetem Aluminium und Aluminiumgussbauteilen

Das Forschungsprojekt befasste sich mit der Entwicklung von Pufferschichtsystemen für erhöhte mechanische und thermische Beanspruchung sowie geeigneten Methoden zu deren Herstellung auf Bauteilen aus Aluminium. Auf Substrate der Aluminiumlegierung AlMg5 wurden durch das APS- und HVOF-Spritzen Verbundsysteme, bestehend aus Haftschicht und Funktionsschicht, aufgebracht. Für die Bestimmung des Verhaltens unter verschiedenen Belastungsprofilen (Drehzahl, Anpresskraft, Temperatur) wurden diese Verbundsysteme in einem Modellversuchsstand untersucht. Zur Charakterisierung der Spritzschichten erfolgten mikroskopische Untersuchungen. Mit dem 3-Punkt-Biegeversuch sind der E-Modul, die Biegefestigkeit und das Bruchverhalten der Verbundsysteme beurteilt worden. Das Korrosionsverhalten wurde mit dem Salznebelspühtest und dem Kesternichtest überprüft. Um das Verhalten der Verbundsysteme unter der im Modellprüfstand auftretenden Belsatung zu beurteilen, wurden FEM-Modelle zur Simulation der belastungsinduzierten Druckspannungen entwickelt. Durch vorteilhafte Substratvorbehandlung in Verbindung mit optimierten Beschichtungsparametern konnten funktionsfähige Spritzschichten auf Aluminium hergestellt werden, die gegenüber einer kombinierten mechanisch-thermischen Beanspruchung resistent sind. Die erzielten Forschungsergebnisse stellten einen essentiellen Beitrag für die Entwicklung innovativer Leichtbaukonstruktionen dar.