Oberflächentechnik für den Maschinenbau

Das erste grundlegende, deutschsprachige Lehrbuch, das die Oberflächentechnik mit Verfahren und Beanspruchungen so detailliert und didaktisch behandelt.

Autorentext
Prof. Dr.-Ing. Kirsten Bobzin studierte Maschinenbau an der TU Munchen und der RWTH Aachen und promovierte 1999 an der Fakultat fur Maschinenwesen der RWTH Aachen mit Auszeichnung. Im Anschluss war sie Oberingenieurin am Lehr- und Forschungsgebiet Werkstoffwissenschaften der RWTH Aachen. Seit 2005 leitet sie das Institut fur Oberflachentechnik an der RWTH Aachen University. Schwerpunkte in Forschung und Lehre liegen auf dem Gebiet der Beschichtungstechnik zum Oberflachenschutz vor Verschlei? und Korrosion, sowie zur Reibminderung und Warmedammung. Daruber hinaus werden Lotwerkstoffe zum Fugen von Hochleistungswerkstoffen erforscht und entwickelt.

Klappentext
Tribologie, Korrosion, Konstruktion und Werkstofftechnik sind Wissensbereiche, die sich zunächst parallel entwickelt haben. Das gleiche gilt für die verschiedenen Verfahren der Oberflächentechnik. Heute wird es zunehmend wichtiger, interdisziplinäre Ansätze zu finden, um die Problemstellungen der Zukunft, wie z.B. Umweltschutz oder Ressourcenschonung, gemeinsam zu lösen. Das Buch verfolgt den Ansatz, diese Wissensbereiche zu verknüpfen.

Es beginnt mit einer Beschreibung technischer Oberflächen hinsichtlich chemischer Zusammensetzung und geometrischer Struktur. Technische Systeme des Maschinenbaus (Bauteile oder Werkzeuge) sind Umgebungseinflüssen (Druck, Chemie, Temperatur) ausgesetzt, die zu Oberflächenschäden durch Verschleiß und Korrosion führen können. Um Oberflächen davor zu schützen, müssen die Grundlagen der Tribologie (Lehre von Reibung und Verschleiß) und Korrosion zunächst verstanden sein, weshalb die wichtigsten Begriffe und Definitionen zu Beginn des Buches beschrieben werden. Schwerpunkt des Buches ist die Behandlung der Verfahren der Oberflächentechnik, die im Maschinenbau Anwendung finden. Jedes Verfahren wird hinsichtlich Beschichtungsprozess, Anlagentechnik, Schichtwerkstoffen, typischen Schichtdicken, Beschichtungstemperaturen und Schichtwerkstoffen beschrieben und anhand von Anwendungsbeispielen vorgestellt. Wesentliches Element der Oberflächentechnik ist die Kombination unterschiedlicher Werkstoffe oder Werkstoffeigenschaften, um Volumen- und Oberflächeneigenschaften getrennt voneinander entsprechend der Anwendung optimieren zu können. Daher ist abschließend eine sehr kurze Einteilung wichtiger Werkstoffe gegeben (Metalle, Keramiken, Polymere). Die Kombination aus Tribologie, Korrosion, Verfahren der Oberflächentechnik und Werkstoffkunde ermöglicht eine strukturierte Herangehensweise bei der Auslegung von Oberflächen.

Inhalt
EINFÜHRUNG IN DIE OBERFLÄCHENTECHNIK Technische Oberflächen Funktionen von Oberflächen Methodischer Ansatz zur Entwicklung beschichteter Produkte Verfahren der Oberflächentechnik TRIBOLOGIE Das tribologische System Reibung Verschleiß SchmierUNG Tribologische Prüfung KORROSION Elektrochemische Korrosion Hochtemperaturkorrosion Metallphysikalische Korrosion ELEKTROCHEMISCHE METALLABSCHEIDUNG Thermodynamische Grundlagen der Elektrochemie Kinetische Grundlagen der Elektrochemie Galvanische Metallabscheidung Chemische Metallabscheidung Schichtsysteme der elektrochemischen Metallabscheidung KONVERSIONSVERFAHREN Anodisieren Phosphatieren Chromatieren Vergleich des Chromatierens und Phosphatierens Brünieren THERMOCHEMISCHE DIFFUSIONSVERFAHREN Carburieren (Einsatzhärten) Nitrieren Nitrocarburieren Borieren Chromieren Alitieren Silizieren Sheradisieren PHYSICAL VAPOR DEPOSITION (PVD) Erzeugen der Gasphase / des Plasmas Teilchentransport Kondensation - Schichtwachstum PVD-Verfahren PVD-Werkzeugbeschichtung PVD-Bauteilbeschichtung PVD-Wärmedämmschichten CHEMICAL VAPOR DEPOSITION (CVD) Thermodynamik der chemischen Reaktion Reaktionschemie Kinetik der Schichtabscheidung CVD-Verfahren CVD-Werkzeugbeschichtung CVD-Bauteilbeschichtung SOL-GEL-DEPOSITION Das Sol als Ausgangswerkstoff Der Sol-Gel-Übergang Beschichtungen mit Sol-Gel-Verfahren Anwendungsbeispiele für Sol-Gel-Beschichtungen SCHMELZTAUCHVERFAHREN Feuerverzinken Feueraluminieren Feuerverzinnen Feuerverbleien THERMISCHES SPRITZEN Verfahrensprinzip des Thermischen Spritzens Schichtbildung beim Thermischen Spritzen Schichthaftung thermisch gespritzter Schichten Verfahren des Thermischen Spritzens Schichtwerkstoffe und Anwendungsbeispiele des Thermischen Spritzens LÖTEN Grundlagen des Lötens Einteilung der Lötverfahren und Lotwerkstoffe Auftraglöten von Hartstoff-Hartlot-Verbundsystemen Auflöten von Panzerungen AUFTRAGSCHWEIßEN Werkstoffverbunde durch Auftragschweißen Verfahren des Auftragschweißens Schichtwerkstoffe und Anwendungsbeispiele des Auftragschweißens PLATTIEREN Kaltwalzplattieren Warmwalzplattieren Sprengplattieren WERKSTOFFE Grundlagen der Materialkunde Metallische Werkstoffe Nichtmetallische anorganische Werkstoffe Organische Werkstoffe Verbundwerkstoffe