Basic principles of reaching triboactive coatings by mixing of nanosized feedstock powders in the suspension plasma spraying process

Abstract

In recent years, suspension plasma spaying (SPS) has been investigated to provide functional coatings with determined abilities, which could not be reached by conventional thermal spray processes so far. In this paper, the possibilities are discussed to achieve oxide ceramic coatings based on titania by SPS, which show a reduction of their coefficient of friction under dry sliding conditions. Besides the possibility of mixing different feedstock suspensions in the process, the achievable low thickness and homogenous microstructure of suspension-sprayed coatings may allow use of the coatings in applications, where high demands on adhesion, cohesion and near net shape are made.Keywords: thermal spraying / Suspension Plasma Spraying / solid lubricant / tribology / sliding friction / In den vergangenen Jahren wurde das Suspensions-Plasmaspritzen (SPS) hinsichtlich seiner Eignung untersucht, Schichtsysteme mit definierten funktionalen Eigenschaften zu erzielen, die bisher mit konventionellen thermischen Spritzverfahren nicht realisiert werden konnten. In diesem Beitrag werden Möglichkeiten diskutiert, um mittels SPS oxidkeramische Schichtsysteme auf Basis von Titandioxid zu erhalten, die unter trockener Gleitreibung eine signifikante Minderung des Reibungskoeffizienten aufweisen. Neben der Option der Durchmischung verschiedener Werkstoffsuspensionen im Prozess bietet das Verfahren die Möglichkeit, dünne Schichten mit einem sehr homogenen Gefüge einzustellen. Diese Eigenschaften sollen einen Einsatz unter Bedingungen erlauben, die hohe Anforderungen an die Adhäsion, die Kohäsion und die Endkonturnähe der Schichtsysteme stellen.Schlüsselwörter: thermisches Spritzen / Suspensions-Plasmaspritzen / Festschmierstoff / Tribologie / Gleitreibung /