Laufzeit: 01.07.2019 – 30.06.2022
Forschungsstellen:
TU Darmstadt – Institut für Werkstoffkunde
Abstract
Bei gleichzeitig korrosiv und tribologisch beanspruchten Bauteilen sind nach wie vor Hartchromschichten die erste Wahl. Die seit 2017 existierenden Restriktionen beim Gebrauch Chrom(VI)-säurehaltiger Elektrolyte infolge der REACH Verordnung sowie immer strengere Umweltauflagen erzwingen in vielen Bereichen die Identifikation alternativer Oberflächenschutzsysteme.
Daher besteht ein hohes wirtschaftliches Interesse an der Entwicklung von PVD-Hartstoffschichten, die neben ihren überlegenen tribologischen Eigenschaften auch einen Korrosionsschutz für un- und niedriglegierte Vergütungsstähle bewirken. Bisher sind aber keine industriellen PVD-Schichten verfügbar, die diese Anforderungen erfüllen. Mit den Ergebnissen des Vorgängerprojekts IGF 19124N liegt erstmals eine Ausgangsbasis für wettbewerbsfähige PVD Schichtsysteme vor.
Hauptziel des beantragten Forschungsprojekts ist die Leistungsoptimierung TiMgSEN-basierter PVD-Schichten zur Verbesserung des Korrosions- und Verschleißschutzes un- und niedriglegierter Stähle mit anwendungsspezifisch individualisierten Anforderungsprofilen.
Die im Projekt angestrebten Ergebnisse bergen folgendes Innovationspotenzial:
– Erschließung neuer industrieller Anwendungsfelder, bei denen PVD-Beschichtungen aufgrund des bisher eingeschränkten Korrosionsschutzvermögens noch nicht zum Einsatz kamen.
– Identifikation von Grenzwerten und Parameterfenstern zur Sicherstellung eines reproduzierbaren Beschichtungsergebnisses.
– Verbesserung des Umwelt- und Gesundheitsschutzes durch Verzicht auf Chemikalien, insbesondere der kanzerogenen sechswertigen Chromsäureelektrolyte zur Herstellung von Hartchromschichten
– Wirtschaftliche Vorteile, da gegenüber den heute verfügbaren PVD-Schichtsystemen eine höhere Wertschöpfung bei ähnlichen Beschichtungskosten zu erzielen ist.
– Sicherstellung reproduzierbarer Beschichtungsergebnisse und die Gewährleistung des Korrosions- und Verschleißschutzes mittels anwendungsspezifisch individualisierter Schichten.
Veröffentlichungen:
H. Hoche, C. Pusch, M. Oechsner: Corrosion and wear protection of mild steel substrates by innovative PVD coatings.
Surface and Coatings Technology, Volume 391, 15 June 2020, 125659
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.125659
T. Ulrich, C. Pusch, H. Hoche, P. Polcik, M. Oechsner: Boosting the wear and corrosion properties of PVD-TiMgGdN coated mild steels using novel powder metallurgical TiMgGd targets.
Surface and Coatings Technology, Volume 422, 25 September 2021, 127496
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127496
