Kontakt: Dr. Josephine Zeisig, Prof. Dr. Julia Hufenbach
Aufgrund der komplexen und kostenintensiven Produktion von Hochleistungswerkzeugen steigt die Nachfrage an innovativen Schweißzusatzmaterialien, da das Beschichten der Werkzeugoberflächen sowie die Reparatur- und Korrekturarbeiten mittels Auftragschweißen die Lebensdauer der Werkzeuge verlängern. Dies stellt somit eine wirtschaftliche und ressourcenschonende Alternative zur Werkzeugneubeschaffung dar. Um die schweißbedingte Rissanfälligkeit vieler Hochleistungsstähle und die damit einhergehende eingeschränkte Verfügbarkeit anforderungsgerechter Auftragschweißwerkstoffe zu bewältigen, werden am Leibniz IFW Dresden maßgeschneiderte Fe-basierte Legierungen, angepasst an die Anforderungsprofile der Substratwerkstoffe, entwickelt.
Ein Beispiel ist die Entwicklung der Fe85Cr4Mo8V2C1-Legierung als Schweißzusatzwerkstoff, mit welcher verschiedene Hochleistungs-werkzeugstähle (z.B. X155CrMo12-1) unter Nutzung eines gepulsten Nd:YAG-Lasersystems beschichtet werden können. Insbesondere für das in der Industrie vielfältig genutzte manuelle Reparaturschweißen werden Schweißdrähte mit Durchmessern bis 0,2 mm eingesetzt. Hierfür wurde die entwickelte Legierung am Leibniz IFW Dresden zunächst, angepasst an ihre chemische Zusammensetzung, mittels einer geeigneten Abfolge unterschiedlicher Prozesstechnologien zu Drahtmaterial verarbeitet.
Durch die hohen Abkühlraten während des Auftragschweißprozesses und der Nutzung geeigneter Laserparameter, können festhaftende und rissfreie Beschichtungen auf den kohlenstoffreichen Stahloberflächen erzeugt werden. Die Schichten weisen ein Gefüge auf bestehend aus Martensit, Austenit sowie einem feingliedrigen Netzwerk aus MC- und M2C-Karbiden und zeigen, im Vergleich zu den untersuchten Substratwerkstoffen sowie konventionell eingesetzten Schweißzusatzwerkstoffen, hohe Härten (bis ca. 900 HV 0,1) und eine verbesserte abrasive Verschleißbeständigkeit.

J. Zeisig, N. Schädlich, L. Giebeler, J. Sander, J. Eckert, U. Kühn, J. Hufenbach: Microstructure and abrasive wear behavior of a novel FeCrMoVC laser cladding alloy for high-performance tool steels. Wear 382–383 (2017) p. 107–112; DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2017.04.021
J. Zeisig, A. Fröhlich, J. Hufenbach, N. Schädlich, V. Kräusel, U. Kühn: New filler material for repair of high-performance steel tools by laser cladding. Proceeding: Tooling 2019, Aachen 13.05.-16.05.2019