Was ist thermisches Spritzen?

Thermisches Spritzen ist eine Gruppe von Beschichtungsverfahren, bei denen geschmolzene (oder erhitzte) Materialien auf eine vorbereitete Oberfläche gesprüht werden. Das Beschichtungsmaterial oder "Ausgangsmaterial" wird elektrisch (Plasma oder Lichtbogen) oder chemisch (Verbrennungsflamme) erhitzt. Thermische Spritzbeschichtungen können dick sein (Dicke im Bereich von 20 Mikrometer bis zu mehreren mm).

Thermisches Spritzen Beschichtungsmaterialien für das thermische Spritzen umfassen Metalle, Legierungen, Keramiken, Kunststoffe und Verbundstoffe. Sie werden in Pulver- oder Drahtform zugeführt, in einen geschmolzenen oder halbgeschmolzenen Zustand erhitzt und in Form von mikrometergroßen Partikeln auf Substrate beschleunigt. Als Energiequelle für das thermische Spritzen wird üblicherweise Verbrennung oder Lichtbogenentladung verwendet. Die resultierenden Beschichtungen werden durch die Anhäufung zahlreicher gesprühter Partikel hergestellt. Die Oberfläche darf sich nicht wesentlich erwärmen, was das Beschichten mit brennbaren Stoffen ermöglicht.

Die Qualität der thermischen Spritzbeschichtung wird normalerweise durch Messen der Porosität, des Oxidgehalts, der Makro- und Mikrohärte, der Haftfestigkeit und der Oberflächenrauheit bewertet. Generell steigt die Beschichtungsqualität mit steigenden Partikelgeschwindigkeiten.

Arten des thermischen Spritzens:

1. Plasmaspritzen (APS)

2. Detonationspistole

3. Lichtbogenspritzen

4. Flammenspray

5. Hochgeschwindigkeits-Sauerstoffbrennstoff (HVOF)

6. Hochgeschwindigkeits-Luftkraftstoff (HVAF)

7. Kältespray

Anwendungen des thermischen Spritzens

Thermische Spritzbeschichtungen werden in großem Umfang bei der Herstellung von Gasturbinen, Dieselmotoren, Lagern, Zapfen, Pumpen, Kompressoren und Ölfeldausrüstung sowie bei der Beschichtung von medizinischen Implantaten verwendet.

Thermisches Spritzen ist prinzipiell eine Alternative zu lichtbogengeschweißten Beschichtungen, obwohl es auch als Alternative zu anderen Oberflächenprozessen wie Galvanisieren, physikalischer und chemischer Dampfabscheidung und Ionenimplantation für technische Anwendungen verwendet wird.

Die Vorteile des thermischen Spritzens

1. Umfassende Auswahl an Beschichtungsmaterialien: Metalle, Legierungen, Keramiken, Cermets, Karbide, Polymere und Kunststoffe;

2. Dicke Beschichtungen können mit hohen Abscheidungsraten aufgebracht werden;

3. Thermische Spritzbeschichtungen sind mechanisch mit dem Substrat verbunden – können oft Beschichtungsmaterialien sprühen, die metallurgisch mit dem Substrat inkompatibel sind;

4. Kann Beschichtungsmaterialien mit einem höheren Schmelzpunkt als das Substrat sprühen;

5. Die meisten Teile können mit wenig oder gar keiner Vorwärm- oder Nachwärmebehandlung gespritzt werden, und die Bauteilverformung ist minimal;

6. Teile können schnell und kostengünstig nachgebaut werden, und normalerweise zu einem Bruchteil des Preises eines Ersatzes;

7. Durch die Verwendung von hochwertigem Material für die thermische Spritzbeschichtung kann die Lebensdauer neuer Komponenten verlängert werden;

8. Thermische Spritzbeschichtungen können sowohl manuell als auch maschinell aufgebracht werden.