Hochleistungs-Kaltgasbeschichtung zum Verschleißschutz und zur Emissionsreduktion für Bremsscheiben

Bremsscheiben sind kritische Komponenten eines Kraftfahrzeugbremssystems, die beim Bremsen kinetische Energie in Wärmeenergie umwandeln, wodurch die Temperatur der Scheibenreibflächen erhöht wird. Emissionen von Bremsabnutzung, wie Bremsstaub und Feinstaub, geben der Automobilindustrie zunehmend Anlass zur Sorge. Sie tragen erheblich zur steigenden Schadstoffbelastung bei und stellen angesichts immer strengerer und umweltpolitischer Vorschriften ein Problem dar.

Grauguss ist aufgrund der niedrigen Herstellungskosten und seiner Langlebigkeit das am häufigsten verwendete Material für Bremsscheiben. Schwache Korrosionsbeständigkeit und übermäßiger Verschleiß der Bremsscheibe während des Betriebs sind jedoch die wesentlichen Problemstellen. Da noch kein Material unter Kostengesichtspunkten mit Grauguss für Fahrzeug Bremsscheiben mithalten kann, stellt die Beschichtung von Graugussscheiben eine praktikable und kostengünstige Lösung dar.

In der vorliegenden Arbeit wurde eine Hochleistungs-Verbundbeschichtung auf Grauguss-Bremsscheiben mittels dem Kaltgasspritzverfahren entwickelt. Die Leistung der Beschichtung wurde hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Haftzugfestigkeit zwischen der Beschichtung und der Bremsscheibe bewertet. Die Kaltgasgespritzte Verbundbeschichtung der Graugussbremsscheibe zeigte eine 95 %ige Verschleißreduzierung im SAE-J2522-Test; außerdem zeigte die Beschichtung eine hervorragende Haftung auch nach extremen Prüfstandstestläufen ohne jegliche Delamination. Darüber hinaus konnten 720 h Salzsprühnebeltests ohne Korrosion erfolgreich absolviert werden. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen eine kostengünstige Lösung für die Bremsscheibenapplikation mit kaltgasgespritzten Verbundbeschichtungen. Vor allem da bei der Beschichtung mit dem Impact Cold Spray System EvoCSII kein thermischer Verzug entsteht, werden nicht nur die Kosten für den uniformen Aufbau einer geringen Schichtstärke reduziert, sondern auch die anschließenden Schleifkosten minimiert. Eine Standard Bremsscheibe kann zudem im Einschichtsystem (keine Grundierungsschicht notwendig) unter einer Minute beschichtet werden. Dadurch entsteht ein deutlicher Kostenvorteil gegenüber anderen Technologien.

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Anwendungsbeispiele

Von der Bratpfanne bis zur Weltraumtechnik – das Spektrum der möglichen Anwendungen ist riesig.

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