TY - JOUR A1 - Giese, Marcel A1 - Gräbner, Maraike A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Treutler, Kai A1 - Lorenz, Svenja A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Wesling, Volker T1 - Alloy modification and ultrasonic-assisted milling of wear-resistant alloys with defined surfaces N2 - The reduction of CO2 emissions is closely linked to the development of highly efficient and economical steel components in plant and process engineering. To withstand the high combined corrosive, tribological, thermal, and mechanical stresses, wear-resistant coatings tailored to the application and steel grade are used. In addition to the increasing demand to substitute conventional cobalt alloys with nickel alloys, there is also a growing need for defined or functional surfaces of high integrity. Due to high tool wear, milling operations required to produce the complex geometries of the components are often not economically feasible for SMEs. By means of alloy modification of the filler metals for nickel-based plasma build-up welded wear-resistant coatings and by the use of innovative ultrasonic-assisted milling processes more favourable machinability shall be achieved without reducing the wear protection potential. In this paper, the influence of the microstructure and precipitation morphology adjusted by means of alloy modification on the machinability is investigated. This is done based on a wear protection alloy NiCrMoSiFeB (trade name: Colmonoy 56 PTA) typically used for screw machines, which substitutes conventional CoCr alloys (Stellite). Metallurgical investigations and in-situ measurements of occurring process forces and temperatures at the tool cutting edge during milling as well as subsequent investigations of tool wear and surface integrity allow a detailed analysis and correlation between microstructural properties and machinability. For the cast samples, a clear change in the microstructure and hardness can be seen through the addition of Al, Ti, or Nb. These differences lead to an improvement in the machining process for Nb. Al and Ti cause long-needled or star-shaped precipitations and hardness increases, which lead to higher cutting forces and increased tool wear. KW - Cladding KW - Wear resistant alloys KW - Alloy modification KW - Post-processing KW - Ultrasonic assisted milling KW - Renewable energy PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-622918 DO - https://doi.org/10.1007/s40194-024-01786-6 SN - 1878-6669 VL - 68 SP - 2567 EP - 2575 PB - Springer Science and Business Media LLC CY - Berlin ; Heidelberg AN - OPUS4-62291 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Giese, Marcel A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Gräbner, Maraike A1 - Treutler, Kai A1 - Wesling, Volker T1 - Legierungsmodifikation und Einsatz hybrider Fräsprozesse zur Optimierung der Zerspanungssituation Ni-basierter Verschleißschutzauftragschweißungen mit definierten Oberflächen N2 - Die Verringerung der CO2-Emissionen ist eng mit der Entwicklung hocheffizienter und wirtschaftlicher Komponenten aus Stahl in der Anlagen- und Verfahrenstechnik verknüpft. Um den hohen kombinier-ten korrosiven, tribologischen, thermischen und mechanischen Beanspruchungen stand zu halten, werden auf Anwendungsfall und Stahlwerkstoff abgestimmte Verschleißschutzschichten eingesetzt. Neben der zunehmenden Forderung konventionelle Kobalt- durch Nickellegierungen zu ersetzen, wächst auch der Bedarf nach definierten Ober- bzw. Funktionsflächen hoher Güte. Aufgrund hohen Werkzeugverschleißes ist die erforderliche Fräsbearbeitung zu Herstellung der komplexen Geomet-rien der Bauteile für KMU oftmals wirtschaftlich nicht möglich. Mittels Legierungsmodifikation der Schweißzusätze für nickelbasierte plasmaauftraggeschweißte Verschleißschutzschichten und durch den Einsatz innovativer ultraschallunterstützter Fräsprozesse soll eine günstigere Zerspanbarkeit er-reicht werden, ohne das Verschleißschutzpotential zu mindern. Im vorliegenden Beitrag wird der Ein-fluss der mittels Legierungsmodifikation eingestellten Gefüge- und Ausscheidungsmorphologie auf die Zerspanbarkeit untersucht. Dies erfolgt anhand einer typischerweise für Schneckenmaschinen einge-setzten Verschleißschutzlegierung NiCrMoSiFeB-Legierung („Colmonoy 56 PTA“), die konventionelle CoCr-Legierungen (Stellite) substituiert. Metallurgische Untersuchungen und In-situ-Messungen auf-tretender Prozesskräfte an der Werkzeugschneide beim Fräsen sowie anschließende Untersuchungen von Werkzeugverschleiß und Oberflächenintegrität ermöglichen eine detaillierte Analyse und Korrela-tion zwischen mikrostrukturellen Eigenschaften und Zerspanbarkeit. T2 - DVS Congress 2023 CY - Essen, Germany DA - 11.09.2023 KW - Werkzeugverschleiß KW - Oberflächenintegrität KW - Ultraschallunterstütztes Fräsen KW - Zerspankräfte PY - 2023 SP - 742 EP - 747 AN - OPUS4-59210 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -