Functional surface design by complementarily matched thermal spray and cutting processes

通过互补匹配的热喷涂和切割工艺进行功能表面设计

基本信息

项目摘要

In thermal spray processes, the fine shape of the substrate surface has a significant influence on the resulting coating adhesion. Furthermore, certain surface shape designs can affect the morphology and chemical composition of the applied spray coatings. Both aspects are associated with a corresponding impact on the precision post-machining by cutting and the coating behaviour in tribological pairings. However, the basic processes that lead from a certain shape design of the substrate surface to certain properties of the spray coating like hardness, porosity or machinability are not understood yet. Also, the possibilities and limits of a coating design basing on this approach are not known.The project hence identifies and investigates the elementary causal relation between fine shape of the substrate surface, spray process, coating microstructure, coating machinability and coating performance. Exemplarily, iron based plasma spray coatings and precision-turning are used. Aim of the project is to create a model that draws all relevant relationships between a defined pre-machining of the substrate by cutting, spray process parameters, resulting coating porosity and oxide levels and their impact on the precision post-machining as well as the coating performance under wear load. Thus, the model represents a method that can be generalised to obtain a specific functionalisation of a thermal spray coating by pre- and post-machining using cutting processes.
在热喷涂工艺中,基材表面的精细形状对所得涂层的附着力有显着影响。此外,某些表面形状设计会影响所施加的喷涂层的形态和化学成分。这两个方面都与通过切削和摩擦配对中的涂层行为对精密后加工的相应影响相关。然而,从基材表面的某种形状设计到喷涂层的某些特性(如硬度、孔隙率或可加工性)的基本过程尚不清楚。此外,基于这种方法的涂层设计的可能性和局限性尚不清楚。因此,该项目识别并研究了基材表面的精细形状、喷涂工艺、涂层微观结构、涂层可加工性和涂层性能之间的基本因果关系。示例性地,使用铁基等离子喷涂和精密车削。该项目的目的是创建一个模型,绘制通过切割、喷涂工艺参数对基材进行定义的预加工、所得涂层孔隙率和氧化物水平及其对精密后加工以及涂层的影响之间的所有相关关系磨损载荷下的性能。因此,该模型代表了一种可以推广到通过使用切割工艺进行预加工和后加工来获得热喷涂涂层的特定功能化的方法。

项目成果

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Influence of dovetail microstructures on adhesive tensile strength and morphology of thermally sprayed metal coatings
燕尾形微观结构对热喷涂金属涂层粘合拉伸强度和形貌的影响
  • DOI:
    10.1016/j.procir.2018.05.024
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Liborius;Paczkowski;Nestler;Schubert;Lampke
  • 通讯作者:
    Lampke
Finish Turning of FeCr17Ni2C0.2 Iron-based Sprayed Coatings: Influences of Substrate Preparation, Cutting Speed and Feed on the Coating and Surface Properties
  • DOI:
    10.1007/s11666-019-00930-9
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    T. Grund;G. Paczkowski;T. Lampke;H. Liborius;A. Nestler;A. Schubert
  • 通讯作者:
    T. Grund;G. Paczkowski;T. Lampke;H. Liborius;A. Nestler;A. Schubert
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