Heißspritzen

Das Lichtbogenspritzen ist ein Prozess, bei dem die Wärmequelle der Lichtbogen ist, der zwischen zwei Drähten, die gleichzeitig der Beschichtungswerkstoff sind, gezündet wird. Der Zusatzwerkstoff schmilzt infolge des gezündeten Lichtbogens und wird danach durch den Pressluftstrom in Richtung des Teiles übertragen. Zu den meist nach dem Lichtbogenverfahren aufgespritzten Werkstoffen gehören:

• Nickellegierungen,
• Lagermetalle,
• Eisenlegierungen,
• Kupferlegierungen,
• Aluminium, Zink.

Beim Plasmaspritzen ist die Wärmequelle der Plasmabogen, der zwischen der Wolframanode und -Kathode, der ein Strom hochionisiertem Gases ist, gezündet ist. Der Werkstoff in Pulverform wird direkt in den Strom des heißen Plasmas zugeleitet, wo er geschmolzen wird, und der Strom des Inertgases verursacht die Übertragung der Materialpartikel in Richtung Grundwerkstoff. Wegen der sehr hohen Temperatur des ionisierten Gasstroms eignet sich dieses Verfahren für die Auftragung von Keramikbeschichtungen, schwerschmelzbaren Hartmetallschichten wie auch sonstigen heißspritzbaren Legierungen.

Das Hochgeschwindigkeitsspritzen (High Velocity Oxy-Fuel Flame Spraying) wird bei Geschwindigkeiten der Partikeln von Mach 1 – 3,5 durchgeführt. Die Wärmequelle bei diesem Prozess ist das Gemisch aus Sauerstoff und Flugzeugkraftstoff, das in der Verbrennungskammer der Pistole verbrannt wird, und der Zusatzwerkstoff in Pulverform wird direkt in die hinter der Verbrennungskammer angeordnete Düse zugeleitet, wo er im Rauchgasstrom geschmolzen und auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt wird. Die Teilchen der Beschichtung werden in den Grundwerkstoff „eingeschlagen“. Die im HVOF-Verfahren hergestellte Beschichtung zeichnet sich durch eine geringe Porosität, eine kompakte, homogene Struktur, gleichmäßige Verteilung der Teilchen und hohe Untergrundhaftung, die oft größer als 80 MPa ist, aus. Das behandelte Teil verformt sich während des Spritzprozesses aufgrund des beschränkten Wärmeeinflusses nicht. Zu den Werkstoffen, die nach dem Hochgeschwindigkeitsspritzverfahren aufgetragen werden, gehören:

• Werkstoffe auf Eisenbasis,
• Hartmetalle in Kobalt/Chrom-Karkasse,
• Cermets

Das Flammspritzverfahren beruht auf dem Aufschmelzen des Zusatzwerkstoffes in der Sauerstoff-Acetylen-Flamme. Der Zusatzwerkstoff kann durch die Gravitationskraft vom Behälter (in Pulverform) oder Vorschubgerät (in Drahtform) zugeleitet werden. Die Beschichtungen zeichnen sich durch eine gute Haftung am Grundmaterial, geringe Anzahl von Einschlüssen in der Beschichtung und eine homogene Struktur aus. Zu den meist flammgespritzten Beschichtungen gehören:

• Nickellegierungen (des Typs self-fluxing),
• Lagermetalle auf Kupfer- und Zinnbasis,
• Eisenlegierungen,
• Werkstoffe des Typs abradable und Polymerbeschichtungen.

Das Niedriggeschwindigkeits-Flammspritzen gibt es in zwei Gestalten:

• Kaltspritzen – wird bei Herstellung von Beschichtungen eingesetzt, welche durch Abrieb, Adhäsion, Erosion, Abriebkorrosion und Kavitationskorrosion verschlissen werden,
• Heißspritzen – wird bei Teilen eingesetzt, wo eine hohe Abriebfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Korrosions-, Erosions- und Schlagkerbbeständigkeit erforderlich ist.

Vorteile des Flammspritzens:

• Hohe Qualität der Auftragsschweißschicht bei geringfügigem Anteil des Grundmaterials in der Auftragsschweißschicht
• Möglichkeit des Auftragsschweißens von komplizierten Formen, selbst an schwer zugänglichen Stellen
• Möglichkeit des Auftragsschweißens in verschiedenen Positionen