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Verschleiß- und Korrosionsschutz durch Plasmaimmersions-Ionenimplantation (PIII)
Seit September 1994 ist am Institut für Werkstoffkunde und Werkstofftechnik der TU Clausthal eine PIII-Anlage der Australian Nuclear Science & Technology Organisation (ANSTO) im Rahmen eines vom BMBF/VDI geförderten Pilotprojektes in Betrieb.
Diese Anlage ist eine der ersten PIII-Anlagen, die in Europa in Betrieb sind. Einzigartig bei diesem System ist die Kombinationsmöglichkeit von hochenergetischem Ionenbeschuß (N2+) direkt aus dem Plasma mit einer Diffusion des implantierten und adsorbierten Stickstoffs bei erhöhten Temperaturen (Abb. 1).
Die Arbeitstemperaturen liegen zwischen 120°C und 550°C und können so den Werkstoffanforderungen angepaßt werden. Dabei bietet die PIII-Technik einige Vorteile im Vergleich mit herkömmlichen Oberflächenmodifikationsverfahren. Die PIII-Behandlung führt durch den Beschuß mit hochenergetischen Ionen bei einer Reihe von Werkstoffen zu verbesserten Eigenschaften, die auf die Bildung von Ungleichgewichtszuständen in der implantierten Oberfläche zurückgeführt werden:
* Steigerung der Oberflächenhärte
* Reduzierung des Reibkoeffizienten
* Veränderung der Verschleißmechanismen und erhöhte Verschleißbeständigkeit
* Beibehaltung oder Verbesserung der Korrosionseigenschaften
Selbst temperaturempfindliche Werkstoffe können so behandelt werden. Durch die Wahl einer höheren Behandlungstemperatur können Schichtdicken erreicht werden, die durch eine konventionelle Implantation nicht mehr möglich sind. Keine Haftungsprobleme und weitgehende Maßhaltigkeit kennzeichnen den Prozeß.
Typische Anwendungsgebiete sind der Korrosions- und Verschleißschutz an:
Werkzeugen zur Metall- und Kunststoffverarbeitung, Umformwerkzeuge, Strangpreßmatrizen, Stempel, Formenbau, Motor und Getriebeteile, medizinische Implantate aus Titan oder CoCrMo-Legierungen.
Kontakt
Institut für Werkstoffkunde und Werkstofftechnik, Agricolastraße 6, 38678 Clausthal-Zellerfeld, Fax: (05323) 72-3148, Prof. Dr. B. L. Mordike, Tel: (05323) 72-2120, Dipl.-Ing. C. Blawert, Tel: (05323) 9385-13
Criteria of this press release:
Materials sciences, Mathematics, Physics / astronomy
transregional, national
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German
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