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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.

Beim Spritzen in kontrollierter Atmosphäre werden sehr reine, sauerstofffreie Schichten erzeugt. Aufgrund der hochreinen Eigenschaften kommt dieses Verfahren typischerweise an Turbinenkomponenten für den Einsatz am Boden und in Flugzeugen sowie an medizinischen Implantaten zum Einsatz. Zu den häufig verwendeten Ausgangswerkstoffen gehören Metalle, Keramiken und Metallkeramiken.

Die wesentlichen Vorteile dieses Prozesses
  • Erzeugt sehr reine, sauerstofffreie Beschichtungen
  • Geeignet für viele pulverförmige Beschichtungsmaterialien, einschließlich Metalle, Keramiken und Metallkeramiken
  • Anwendbar auch für hochschmelzende Metalle
  • Hervorragend geeignet für die Großserienproduktion
Typische Anwendungen 
  • Turbinenschaufeln
  • Festoxid-Brennstoffzellen
  • Medizinische Implantate
  • Endkonturnahe Formen
Prozessbeschreibung

Während das grundlegende Verfahren dem atmosphärischen Plasmaspritzen ähnlich ist, werden Beschichtungen mittels Plasmaspritzen in kontrollierter Atmosphäre in einer Kammer, normalerweise fast unter Vakuumbedingungen, aufgebracht. Die dabei entstehenden Schichten sind von höherer Qualität und zeichnen sich durch ihre hohe Dichte oder kontrollierbare Porosität mit extrem geringen Verunreinigiungen aus. Eine Vakuumumgebung führt zu einem langen Spritzstrahl, mit dem die einzelnen Teile sehr schnell beschichtet werden können, so dass dieses Verfahren hervorragend für die Produktion großer Serien geeignet ist. Mit dieser Methode lassen sich bestimmte Ergebnisse erzielen, die mit keinem anderen atmosphärischen thermischen Spritzverfahren möglich sind, wie z. B. dünne Schichten, keramische Strukturen und das Aufbringen von hochschmelzenden Metallen.

Verfahrensgrundlagen
  • Wärmequelle: Lichtbogen
  • Ausgangsmaterial: Pulver (Metalle, Keramiken)
  • Lichtbogentemperatur: ca. 16.000 °C (28.800 °F)
  • Partikelgeschwindigkeit: 200 bis 400 m/s (650 bis 1 300 ft/s)
  • Auftragsrate: 35 bis 100 g/min (4,5 bis 13 lb/h)

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