Hochtemperaturoxidationsschutz für technische Titan – und Nickellegierungen durch kombinierte Alitierung und Fluorierung in einem einstufigen Prozess

18947 N

Forschungsstelle 1: DECHEMA-Forschungsinstitut  
Projektleiter 1: Dr. M. Galetz  
Laufzeit: 01.12.2015 - 30.11.2017  

In diesem Projekt soll ein Pulverpackprozess weiter entwickelt werden, bei dem sowohl eine Aluminidbarriere als auch der Halogeneffekt zusammen ihre Schutzwirkung bei Hochtemperaturexposition entfalten. Durch das ökonomische Pulverpackverfahren können Elemente in die Bauteiloberfläche eindiffundiert werden, die unter den Einsatzbedingungen eine stabile Oxidbarriereschicht bilden. Die Bauteile werden in eine Pulvermischung, in der das einzudiffundierende metallische Element und ein Halogenid vorliegen, gepackt. Die Aktivität der Mischung, d.h. die abgeschiedene Menge des Beschichtungselements, lässt sich durch Wahl von Temperatur, Zeit und Pulverzusammensetzung variieren. In dem beantragten Projekt soll Aluminium in Proben technischer Ti- bzw. Ni-Legierungen eindiffundiert werden, so dass eine homogene intermetallische Aluminiddiffusionsschicht (TiAl bzw. NiAl) entsteht. Diese soll möglichst dünn gehalten werden, um die Eigenschaften des Substrats nicht zu beeinflussen. Von technischen TiAl-Legierungen ist bekannt, dass diese Schichten nach optimaler Halogenierung eine schützende Aluminiumoxidschicht ausbilden (Halogeneffekt). Diese Schichten werden über einen Gasphasentransport generiert. Der Effekt wurde auch auf technische Titanlegierungen in Form eines 2-Stufenprozesses durch Kombination von Aluminiumanreicherung und nachträglicher Fluorierung übertragen. In dem beantragten Projekt soll ein deutlich kostengünstigerer 1-Stufenprozess entwickelt werden, der die Prozessschritte Al-Anreicherung und Oberflächenfluorierung kombiniert. Auch für Ni-Legierungen wurde der Halogeneffekt unter Laborbedingungen nachgewiesen. In dem beantragten Projekt soll dieser Effekt in Kombination mit einer Al-Anreicherung für längere technische Anwendungen optimiert werden. Die Entwicklung des genannten 1-Stufenprozesses führt zu sehr leistungsfähigen Hochtemperaturschutzschichten, was den entsprechenden deutschen KMU der Oberflächentechnik einen deutlichen Wettbewerbsvorteil verschafft.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 18947 N der Forschungsvereinigung DECHEMA, Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
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