Verschleißschutzschichten erhöhen die Standzeit von Bauteilen, besonders in abrasiven, korrosiven und sehr heißen Medien. In der Glasindustrie sind kurze Taktzeiten nur mit Formen mit hoher Wärmeleitfähigkeit möglich. Daher wird oft kostengünstiger Grauguss eingesetzt. Nickelbasierte Verschleißschutzschichten sind zwar etabliert, aber sehr teuer und als kritische Materialien eingestuft. Nach einer gewissen Zyklenzahl haftet zudem die heiße Glasschmelze an der Formoberfläche, was die korrekte Formgebung verhindert. Als Gegenmaßnahme wird derzeit eine Öl‑Graphit‑Suspension aufgetragen.
Ziel des Projekts war die Entwicklung aluminiumhaltiger Schutzschichten auf Al‑Fe(X)-Basis als Ersatz für Ni‑Systeme. Angestrebt wurden reproduzierbare, haftfeste, verschleiß‑ und korrosionsbeständige Schichten mit deutlich geringerer Glasanhaftung und längerer Standzeit.
Neben der Entwicklung neuer Beschichtungsmaterialien wurden thermische Spritzverfahren für die homogene Innenbeschichtung von Glasformen entwickelt. Zielgrößen waren eine Konturgenauigkeit von ± 10 µm, eine Dichte von ≥ 98 %, eine hohe Haftfestigkeit, geringe Eigenspannungen, weniger Nacharbeit und kontrollierte Oxidbildung, um die Standzeit ohne Nutzung von Trennmitteln zu erhöhen. Für die industrielle Übertragbarkeit erfolgte die Entwicklung von 3D‑Demoteilen. Der Geometrieeinfluss auf Prozessfenster, Spannungen und Verzug wurde systematisch untersucht. Darauf aufbauend wurden Prozessführung und Parameter optimiert.
Im Ergebnis zeigen Al-Fe-X-basierte, nickelfreie Beschichtungen sehr gute Haftung sowie hohe Härte und Dichte und können die Glasanhaftung signifikant reduzieren. Im Betrieb wurde eine deutliche Standzeitsteigerung ohne Rissbildung und ohne den Einsatz von Trennmitteln erreicht.
