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Correlation of processing route and heat treatment with the abrasive wear resistance of a plastic mold steelKorrelation des Herstellungsprozesses und der Wärmebehandlung mit dem abrasiven Verschleißwiderstand eines Kunststoffformenstahls

Abstract

The processing of polymers necessitates the use of corrosion and wear resistant tool materials being in direct contact with the feedstock material. Corrosion resistant cold work tool steels, the so called plastic mold steels, are successfully applied here, offering both a good wear and corrosion resistance. The lifetime of this tool depends on the applied heat treatment but also the processing route has a distinct effect on the resulting properties. In this work, different powder metallurgical routes like hot isostatic pressing, build‐up welding (plasma transfer arc (PTA)) and thermal spraying (high velocity oxy fuel (HVOF) and atmospheric plasma spraying (APS)) were applied to produce coatings on low‐alloyed construction steel. Coatings are compared in relation to the changes in microstructure and the feasibility of an adequate heat treatment. This paper discusses strategies to maximize wear resistance in dependence of heat treatment and the microstructural changes arising from the processing.

Die Verarbeitung von Polymeren erfordert den Einsatz von korrosions‐ und verschleißbeständigen Werkzeugstählen. Korrosionsbeständige Kaltarbeitsstähle, die sogenannten Kunststoffformenstähle, werden in diesem Bereich erfolgreich eingesetzt, da diese sowohl eine gute Korrosions‐, als auch eine gute Verschleißbeständigkeit bieten. Die Standzeit dieser Stähle hängt zum einen von der durchgeführten Wärmebehandlung ab. Zum anderen übt aber auch der Herstellungsprozess einen maßgeblichen Einfluss auf die resultierenden Eigenschaften aus. In dieser Arbeit wurden die pulvermetallurgischen Fertigungsrouten Heiß‐Isostatisches‐Pressen, PPA‐Schweißen und das thermische Spritzen (HVOF, APS) verwendet, um eine Beschichtung auf einem niedrig legierten Baustahl zu erzeugen. Die Beschichtungen wurden dabei in Hinblick auf die Änderungen der Mikrostruktur durch die Herstellung sowie der Wärmebehandlung untersucht. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine Steigerung der Verschleißbeständigkeit in Abhängigkeit der durchgeführten Wärmebehandlung und des Herstellungsprozesses zu erzielen.

Authors:   H. Hill, M. Kunze, C. Heet, A. Petsch, S. Weber, R. Reiter, P. Giese, W. Theisen, B. Wielage, V. Wesling
Journal:   Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Volume:   43
edition:   8
Year:   2012
Pages:   711
DOI:   10.1002/mawe.201200865
Publication date:   22-Aug-2012
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