Thermisch gespritzte regenerative Mo-MoO3-Trockenschmierstoffschichten

// Fertigungstechnik // Maschinenbau // Material- und Werkstofftechnik // Oberflächentechnologien
Ref-Nr: 17314

Einleitung / Abstract

Die erfinderische Technologie betrifft das thermische Spritzen von Molybdän-Molybdäntrioxid-Schichtsystemen (MoO3) als Festschmierstoffbeschichtung für Wälzlagerlaufbahnen – insbesondere bei großen Wälzlagern wie in Windkraftanlagen.

Abb. 1: Atmosphärischer Plasmaspritzprozess (APS) von Mo-MoO3

Hintergrund

Windkraftanlagen weisen große Schmierstoffreservoirs für die Wälzlager am Hauptrotor und am Generator auf, was im Falle einer Leckage an umweltsensiblen (Offshore-) Standorten mit einem kritischen Kontaminationsrisiko einhergeht. Bisherige Ansätze, auf Flüssigschmierstoffe zu verzichten, scheiterten bislang an den zu geringen Standzeiten ungeschmierter bzw. trockengeschmierter Wälzlager. Als Schlüssel zu leistungsstarken, trockenlaufenden Gleit- und Wälzlagerungen gelten hingegen innovative Festschmierstoffsysteme. So sind etwa mittels PVD-Verfahren aufgetragene Mo-MoO3-Beschichtungen bekannt, die jedoch nur bis zu 5 µm Schichtdicke aufweisen.

Lösung

Bei der erfindungsgemäßen Technologie werden mittels thermischer Spritzprozesse, wie dem atmosphärischen Plasmaspritzen (APS) oder dem Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF), Mo-MoO3-Festschmierstoffbeschichtungen mit einer hinreichenden Dicke (> 50 µm) erzeugt. Zudem kann eine über die Schichtdicke gradierte Zusammensetzung erzielt werden, wobei der Anteil an MoO3-Phasen in der Schichtstruktur zur Kontaktfläche hin zunimmt, was die tribologischen Eigenschaften weiter verbessert.

Vorteile

Erhöhung der Standzeit von trockengeschmierten Wälzlagern Hohe thermische und mechanische Stabilität Gradierte Schichtstruktur durch Erhöhung des Sauerstoffanteils im Spritzprozess

Anwendungsbereiche

Trockengeschmierte Wälz- und Gleitlager

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