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Thermisches Spritzen ist eine kosteneffiziente Methode zum Aufbringen von Beschichtungen, mit denen sich Oberflächeneigenschaften verbessern lassen. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet thermisch das Erwärmen eines Ausgangsmaterials, meist in Pulver- oder Drahtform, auf einen geschmolzenen oder halbgeschmolzenen Zustand. Das Ausgangsmaterial wird in einem Gas- oder Druckluftstrom mitgerissen und aufgebracht, um so auf einem Substrat eine Oberflächenstruktur zu erzeugen.

Der Werkstoff für das Ausgangsmaterial kann aus einem einzelnen metallischen Element bestehen, in der Regel handelt es sich jedoch um eine Legierung, einen Verbundwerkstoff, eine Keramik, ein Karbid oder ein Gemisch, aus denen sich eine Oberfläche mit physikalischen Eigenschaften ergibt, die nur durch thermisches Spritzen erreicht werden können. Thermisches Spritzen umfasst eine ganze Reihe von Verfahren, wobei jedes Verfahren für sich gesehen einzigartige Möglichkeiten für die erzeugten Oberflächen bietet.

Oerlikon Metco unterstützt aktiv alle gängigen Verfahren für thermisches Spritzen und bieten Optionen für Ihre Oberflächenbehandlungen sowie weitere Anforderungen in Bezug auf Volumina, Bauteilgeometrien, Umweltaspekte und Portabilität. Mit dem thermischen Spritzen hat Oerlikon Metco seit 1933 Anwendungstechnologien entwickelt und vermarktet, um Beschichtungen aufzubringen, die die schwierigsten Oberflächenherausforderungen unserer Kunden lösen.

Das atmosphärische Plasmaspritzverfahren wird zum Schutz vor Verschleiß und Korrosion sowie zur thermischen Isolierung, Reparatur und Restauration eingesetzt. Als flexibelstes aller thermischen Beschichtungsverfahren kann es, dank der enormen Vielfalt an pulverförmigen Ausgangs-Werkstoffen, wie Metallen, Legierungen, Karbiden, Keramiken und und vielen mehr, mit hohen Auftragsraten auf verschiedene Grundwerkstoffe aufgetragen werden. Dadurch kommt das atmosphärische Plasmaspritzen vor allem beim Aufbringen von Beschichtungen für thermischen Schutz, Verschleißschutz, Korrosionsschutz, Dimensionskontrolle, Ausbesserung und vieles, vieles mehr zum Einsatz.

Die wesentlichen Vorteile dieses Prozesses
  • Das flexibelste aller thermischen Spritzverfahren, mit genügender Energie, um jedes schmelzbare Material zu schmelzen – selbst Materialien mit hohem Schmelzpunkt wie z. B. Keramik. 
  • Hervorragende Kontrolle der Schichtdicke sowie von Oberflächeneigenschaften, wie Porösität und Härte 
  • Weit verbreitet in der Großserienproduktion 
Typische Anwendungen
  • Komponenten für Gasturbinen  
  • Textil- und Druckmaschinen 
  • Zylinderlaufflächen für Verbrennugsmotoren 
  • Medizinische Implantate 
Prozessbeschreibung

Zwischen einem positiv geladenen Pol (Anode) und einem negativ geladenen Pol (Kathode) wird ein Lichtbogen gezündet. Dabei wird das strömende Prozessgas ionisiert und somit in Plasma umgewandelt. Das pulverförmige Ausgangsmaterial wird in den Plasmastrahl injiziert, geschmolzen und auf die Werkstückoberfläche geschleudert. 

Zusätzlich zu den konventionellen atmosphärischen Plasmabrennern hat Oerlikon Metco Pionierarbeit bezüglich Plasmabrennern mit kaskadierter Düsentechnologie geleistet. Plasmabrenner mit kaskadierter Düsentechnologie verlängern und stabilisieren den Lichtbogen zwischen Anode und Kathode, was zu einem stabileren Plasmastrahl führt. Dies führt zu einem energiereicheren Plasma, welches zu erhöhter Spritzleistung führt (Produkt aus Auftragseffizienz und Pulverförderrate). Die daraus resultierenden Beschichtungen sind zuverlässiger und können schneller aufgebracht werden. 

Verfahrensgrundlagen
  • Wärmequelle: Lichtbogen 
  • Ausgangsmaterial: Pulver (Keramiken, Metalle, Legierungen, Gemische, Karbide und andere)
  • Plasmatemperatur: ca. 16.000 °C (28.800 °F)
  • Partikelgeschwindigkeit: bis zu 450 m/s (1 500 ft/s)
  • Auftragsrate: 4 bis 8 kg/h (9 bis 18 lb/h)

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