Oxidkeramische Schichten auf Aluminium- und Titanlegierungen. Oberflächenschutz von Leichtmetallen durch Laserstrahlbeschichtung

Das direkte Laserstrahlbeschichten mit metallischen Werkstoffen ist in der Praxis ein erfolgreich eingesetztes Beschichtungsverfahren. Das Feld der Schichtwerkstoffe konnte in den letzten Jahren auf die Werkstoffgruppe der Oxidkeramik erweitert werden. Im Vergleich zum Plasmaspritzen hat das einstufige Laserstrahlbeschichten den Vorteil, daß kompakte und porenfreie Schichten mit einer hohen Haftfestigkeit zum Grundwerkstoff hergestellt werden können, und der Schichtauftrag präzise lokalisierbar ist. Damit verbunden ist allerdings auch eine Einschränkung für das einstufige Laserstrahlbeschichten: ein großflächiger Schichtauftrag kann nur mit sehr hohem Zeit- bzw. Kostenaufwand erfolgen. Das Einsatzpotential für das einstufige Laserstrahlbeschichten wird daher in den Bereichen gesehen, die über das Plasmaspritzen nicht kostengünstig abgedeckt werden können, dort wo eine hohe Präzision des Schichtauftrages erforderlich ist: z.B. Kanten, Stege oder kleinere Flächen. Am Fraunhofer IWS Dresd en ist es gelungen, mit Hilfe eines CO2-Lasers dichte Keramikschichten auf Aluminium- und Titanlegierungen zu erzeugen. Als oxidkeramisches Schichtsystem kommt Al2O3-TiO2 zum Einsatz. Die Breite der Einzelspuren läßt sich in einem Bereich zwischen 1 - 4 mm variieren, die Schichthöhe liegt zwischen 0,1 und 1,5 mm. Die Härte der Schichten ist vergleichbar mit der von Kompaktkeramik: 2000 HV 0.1. Die Haftfestigkeit der Schichten ist besser als die plasmagespritzter Schichten vergleichbarer Zusammensetzung