Verbesserung der Verschleißfestigkeit von Gussprodukten

Die Verbesserung der Verschleißfestigkeit von Gussprodukten umfasst die Auswahl geeigneter Werkstoffe, die Optimierung des Gießverfahrens und die Anwendung einer Nachgießbehandlung. Hier sind die wichtigsten Möglichkeiten, die Verschleißfestigkeit zu verbessern:

1. Materialauswahl

Wählen Sie Legierungen mit inhärenten Verschleißfestigkeitseigenschaften

• Gusseisen (insbesondere weißes Gusseisen mit hohem Chromgehalt oder hartes Gusseisen mit Nickel) ist verschleißfest.
• Manganstahl für Schlagverschleißanwendungen (Hadfield Steel, ~11-14% Mn).
• Werkzeugstähle mit hoher Härte und Verschleißfestigkeit (z.B. D2, A2).
• Stellite Legierung (Co-Cr-W-C) weist eine extrem hohe Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit auf.
• Carbidverstärkte Verbundwerkstoffe (z.B. Wolframcarbidpartikel in einer Gießmatrix).

2. Wärmebehandlung

• Abschrecken und Anlassen: Erhöhung der Härte unter Beibehaltung der Zähigkeit (z.B. Abschrecken und Anlassen von Stahlgussteilen).
• Isothermes Abschrecken (für duktiles Gusseisen): Verbessert die Festigkeit und Verschleißfestigkeit.
• Oberflächenhärtung (Aufkohlen/Nitrieren): Es entsteht eine harte Oberflächenschicht, wobei der Kern zäh bleibt.

3. Oberflächenbehandlung und Beschichtung

• Thermische Spritzbeschichtung: WC-Co, CrC oder Keramikbeschichtung durch HVOF oder Plasmaspritzen.
• Hartverchromt: Korrosions- und Abriebfestigkeit.
• Laser-Cladding: Abscheidung von verschleißfesten Legierungen (z. B. Stellite) auf kritischen Oberflächen.
• Borieren oder Nitrieren: Bildung einer superharten Oberflächenschicht (Fe₂B- oder Nitridschicht).

4. Mikrostrukturkontrolle

• Kornverfeinerung: Kleinere Körner verbessern Zähigkeit und Verschleißfestigkeit (durch kontrollierte Kühlung oder Impfmittel).
• Karbidbildung: Legierungen, die Chrom, Vanadium oder Molybdän enthalten, bilden verschleißfeste Hartkarbide.
• Perlit vs. Martensit: Martensitische Strukturen (Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt) haben eine bessere Verschleißfestigkeit.

5. Optimierung des Designs

• Vermeiden Sie scharfe Kanten: Glatte Übergänge reduzieren Spannungskonzentrationen und Verschleiß.
• Verstärkung von Bereichen mit hohem Verschleiß: Verwenden Sie dickere Abschnitte oder Klingen in kritischen Bereichen.

6. Schmierung und Wartung

• Bei beweglichen Teilen (z. B. Zahnrädern, Buchsen) achten Sie auf eine richtige Schmierung, um reibungsbedingten Verschleiß zu minimieren.

7. Bearbeitung nach dem Gießen

• Präzisionsschleifen/Polieren reduziert die Oberflächenrauhigkeit und minimiert den Verschleißbeginnpunkt.

Die Abriebfestigkeit hängt von der Materialzusammensetzung, der Wärmebehandlung und der Oberflächentechnik ab. Bei starkem Verschleiß sind hochchromhaltige Gusseisen oder Keramikbeschichtungen wünschenswert. Für den Schlagverschleiß zeigt Manganstahl am besten.