Anwendung und Fallbeispiele

Question 1

Welche 2 Hauptarten von Abnutzungserscheinungen
(Werkstoffschäden) von Bauteilen kennen Sie

Answer 1

Verschleiß
Korrosion

Question 2

Definieren Sie den Begriff Verschleiß.

Answer 2

Verschleiß ist i.d.R unerwünscht kann aber evtl in vorm von Einlaufverschleiß gewünscht. Verschleiß ist der fortschreitende Materialverlust aus der Oberfläche eines festen Körpers, hervorgerufen durch mechanische Ursachen, d. h. Kontakt und Relativbewegung eines festen, flüssigen oder gasförmigen Gegenkörpers.

Question 3

Erläutern Sie die Unterschiede zwischen abrasivem und adhäsivem
Verschleiß.

Answer 3

Adhäsiver Verschleiß: Materialauftrag überbelastung reibpaarung spaltmaße werden zu gering hohe Kräftewirken
Abrasiver Verschleiß: Abrtragender Verschleiß

Question 4

Definieren Sie den Begriff Korrosion

Answer 4

Korrosion ist die Reaktion eines metallischen Werkstoffs mit seiner Umgebung, die eine messbare Veränderung des Werkstoffs bewirkt und zu einer Beeinträchtigung der Funktion eines mechanischen Bauteiles oder eines ganzen Systems führen kann. In den meisten Fällen ist diese Reaktion elektrochemischer Natur, in einigen Fällen kann sie jedoch auch chemischer oder metallphysikalischer Natur sein.

Question 5

Welche vier Grundvoraussetzung müssen erfüllt sein, damit eine
elektrochemische Korrosion stattfinden kann.

Answer 5

o Anode
o Kathode
* Elektronischer Leiter die die Elektroden verbindet
* Ionenleiter im Elektrolyt
Fehlt einer ist Korrosion nicht möglich

Question 6

Welche Werkstoff- und Medieneinflüsse begünstigen die Korrosion?

Answer 6

• Kontakt von unterschiedlich edlen Materialien
• Inhomogenitäten
• Konzentrationsunterschiede
• Phasenunterschiee

Question 7

Nennen Sie vier geeignete Maßnahme um Korrosion zu behindern

Answer 7

• Artgleiches Material
• Isolieren
• Kontakte mit Elektrolyt verhindern
• Aktiver Korrosionsschuzt

Question 8

Nennen Sie 5 typische beschichtete Bauteile eines Automobils, das
jeweils angewandte Beschichtungsverfahren (möglichst konkrete
Verfahrensbezeichnung) und den jeweiligen Nutzen, der durch die
Beschichtung erreicht wird.

Answer 8

Kolben - TS - Verschleiß
Synchroringe - TS - Verschleiß
Karosserie - KTL - Korrosion
Bremsscheibe - TS - Verschleiß
Felgen - Pulver - Korrosion

Question 9

Nennen Sie zwei Beispiele für Bauteile eines Automobils, die mittels Thermischen Spritzens beschichtet werden.

Answer 9

Bremsscheibe
Kolben

Question 10

Nennen Sie vier typische Gefügebestandteile oder -fehler von
Spritzschichten.

Answer 10

• Anbdinungsfehler (Partikel haften nicht richtig)
• Poren
• Ausscheidung von Phasen
• Risse

Question 11

Nennen Sie 4 unterschiedliche Spritzverfahren

Answer 11

Plasam
Lichtbogen
Kaltgas
Laser

Question 12

Wie wirkt sich ein erhöhte Partikelgeschwindigkeit beim Thermischen
Spritzen in der Regel auf die Schichtqualität aus (2 Effekte nennen)

Answer 12

• Führt zu einer Zunehmend dichteren Beschichtung, haften besser, Rauhheit ist geringer

Question 13

Welche Eigenschaften müssen die Spritzzusatzwerkstoffe erfüllen, um
mittels Drahtlichtbogenspritzen verarbeitet werden zu können?

Answer 13

• Muss in Drahtform vorliegen
• Muss gut an der oberfläche elektrisch leitfähig sein
• Draht muss gut verarbeitbar sein (aufrollbar und einführbar

Question 14

Welche Arten von Zusatzwerkstoffen sind mittels APS verarbeitbar?

Answer 14

Pulver. Metallische, Keramische Polymere

Question 15

Welche Herausforderungen ergeben sich beim Innenbeschichten im
Vergleich zum konventionellen Thermischen Spritzen (3 Aspekte)?

Answer 15

• Brenner muss rotieren
• Absaugung muss vorhanden sein um ablagerungen in Beschichtung zu verhindern
• Brenner oder Zylinder muss statisch sein

Question 16

Wie werden Oberflächen vor dem Thermischen Spritzen vorbearbeitet,
um die Schichthaftung zu verbessern? (3 Verfahren bzw. Prozessschritte
nennen)?

Answer 16

• Rauhdrehen
• Laserstrukturieren
• Rauschneiden

Question 17

Welche Spritzverfahren sind zum preiswerten Spritzverzinken geeignet?

Answer 17

• Drahtlichtbogenspritzen
• Pulverflammspritzen

Question 18

Nennen Sie 3 typische Verfahrensvarianten zum Verzinken von
Stahlblech.

Answer 18

• Feuerverzinken
• Glavanischesverzinken
• Trommelbeschichtung

Question 19

Was ist beim Laserstrahlschweißen von verzinkten Stahlblechen zu
beachten?

Answer 19

• Zinkdämpfe können bei zu hoher thermischen Belastung entstehen (sehr gesundheitsschädlich)
• Beim Überlappverbindungen muss zwischen den Blechen ein Spalt gelassen werden, ansonst kommt es zum Schmelzeauswurf

Question 20

Nennen Sie 4 geeignete Arbeitsschutzmaßnahmen beim Thermischen
Spritzen.

Answer 20

• Schutzkabine
• Gehörschutz
• Absaugung
  Augenschutzt vor Hellen Lichtbögen

Question 21

Aus welchen wesentlichen Komponenten setzen sich Lacke für die
Karosseriebeschichtung zusammen?

Answer 21

• Verzinkung
• Zinkphosphatierung
• KTL
• Filler
• Basecoat
• Klarlack

Question 22

Was versteht man unter dem Begriff KTL im Zusammenhang mit
organischem Beschichten?

Answer 22

• Elektrochemisches Tauchbad – Pigmente bilden eine Doppelschicht und können sich im elektrostatischen feld

Question 23

Wie härtet ein KTL-Lack beim Automobil typischerweise aus?

Answer 23

Aushärtung: Nachdem die Teile mit dem KTL-Lack beschichtet wurden, werden sie in einem Ofen erhitzt, um den Lack auszuhärten. Die Aushärtung erfolgt normalerweise bei erhöhter Temperatur, typischerweise zwischen 160°C und 200°C, je nach den spezifischen Lackmaterialien und den gewünschten Eigenschaften der Beschichtung.

Polymerisation: Während der Aushärtung durchläuft der KTL-Lack eine Polymerisationsreaktion, bei der die Lackmoleküle miteinander reagieren und vernetzen. Dadurch entsteht eine widerstandsfähige und dauerhafte Beschichtung auf den Automobilteilen.

Question 24

Nennen Sie drei Vor- und drei Nachteile der KTL-Beschichtung.

Answer 24

• guter Korrosionsschutz
• gute Haftung
• keine Nacharbeit
• Beschichtung von Hohlräumen

hohe Investitionskosten - nur für Massenproduktion geeignet
* Begrenzung in der Schichtdicke (max. ca. 50 µm)
* Notwendigkeit einer gründlichen analytischen Überwachung der ETL-Bäder
* nur für metallische Untergründe
* geringe Farbtonvielfalt - Farbtonwechsel nicht möglich

Question 25

Nennen Sie die 3 wesentlichen Teilschritte des organischen
Pulverbeschichtens.

Answer 25

• Vorbehandlung
• Pulverauftrag
• Einbrennen

Question 26

Was versteht man unter einer passivierten Oberfläche

Answer 26

• Elektrolytisch anodische oxidation

Question 27

Was soll an der Aluminiumoberfläche durch das Anodisieren erreicht
werden?

Answer 27

Die Materialien sollen eine verstärkte Oxidhaut bilden

Question 28

Nennen Technologien zur Reinigung bzw. zum Entschichten von
Oberflächen.

Answer 28

• Mechanisches Reinigen
• Chemisches Reinigen
• Thermisches Reinigen
• Lösemittelreinigen
• Reinigungsstrahlen

Question 29

Vergleichen Sie die Verfahren Korundstrahlen und Trockeneisstrahlen
hinsichtlich ihres Wirkprinzips.

Answer 29

Korund * Erosion und abrasion Mechanischer Effekt: Trockeneis hat zusätzlich folgende 2
Trockeneis
* thermischen Effekt führt zu Spannungen
* Sublimationseffekt: TS starke Expansion absprengen aus Kavitäten

Question 30

Wie können Oberflächen mittels Laser gereinigt werden?

Answer 30

Verdampfen

Question 31

Nennen Sie 4 Anwendungen von Beschichtungen in einer Flug- bzw.
stationären Gasturbine.

Answer 31

• Erossionsschutz auf Verdichterschaufeln
• Titanfeuerschutz auf Verdichtergehäuse
• Korrosionsschutz auf Turbinenschaufel
• Wärmedämmschicht auf Schaufel und Brennkammer

Question 32

Nennen Sie 3 Möglichkeit zur Steigerung der Festigkeit des
Grundmaterials (Turbinenschaufelblatt).

Answer 32

• Gitterverzerrung
• Mehrdimensionale Hindernisse
• Einkristall

Question 33

Unterschied Härte, Festigkeit, E-Modul

Answer 33

Härte:

Maß für die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen das Eindringen eines harten Körpers.

Festigkeit:

Maß für die Fähigkeit eines Materials, einer mechanischen Belastung standzuhalten, ohne zu versagen oder zu brechen.

-Modul (Elastizitätsmodul):

Maß für die Steifigkeit oder Dehnungsfähigkeit eines Materials.