Thermisches Spritzen ist ein Beschichtungsverfahren, bei dem ein erhitztes Material auf eine Oberfläche gesprüht wird, um diese zu beschichten und sie abrieb-, korrosions-, erosions-, reibungs- und kavitationsbeständig zu machen. Verschiedene Materialien können beim thermischen Spritzen verwendet werden, die drei gängigsten sind jedoch Metalle, Keramik und Kunststoffe. Das Ausgangsmaterial wird elektrisch (Plasma oder Lichtbogen) oder chemisch (Verbrennungsflamme) erhitzt, sodass ein Strom fein verteilter Partikel mit hoher Geschwindigkeit im geschmolzenen oder halbschmelzflüssigen Zustand auf das Substrat auftrifft und eine Beschichtung erzeugt. Das Ausgangsmaterial kann in Form von Stangen, Drähten, Pulver oder Flüssigkeiten vorliegen.
Thermisches Spritzen dient üblicherweise dem Schutz oder der Reparatur von Oberflächenmaterialien. Ein Vorteil dieses Verfahrens ist die Beschichtung der Oberfläche mit einer Schutzschicht. So wird beispielsweise eine mit einem robusten Metall beschichtete Oberfläche widerstandsfähiger gegen Verschleiß, Hitze und Abrieb. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der Oberflächenreparatur. Abgenutzte oder korrodierte Bauteile können durch Spritzen von Beschichtungen wiederhergestellt werden. Obwohl die thermische Spritzbeschichtung die Festigkeit des Bauteils nicht erhöht, ist sie eine schnelle und wirtschaftliche Methode zur Korrektur der Bauteilmaße. Häufig sind anschließende Schleifvorgänge erforderlich, um die Oberfläche der Beschichtung zu glätten und die endgültigen Maße innerhalb der vorgegebenen Toleranzen zu erreichen.Diamantschleifbänderwerden häufig für Schleifvorgänge eingesetzt.
Die wichtigsten Vorteile und Merkmale des thermischen Spritzens als Beschichtungsverfahren sind nachfolgend zusammengefasst:
● Es werden keine flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) benötigt, die für Mensch und Umwelt schädlich sind.
●Als Ausgangsmaterial können vielfältige Werkstoffe verwendet werden: Metalle, Legierungen, Keramiken, Cermets, Carbide, Polymere und Kunststoffe.
● Thermische Spritzbeschichtungen werden mechanisch mit dem Substrat verbunden. Es können Beschichtungsmaterialien aufgesprüht werden, die metallurgisch mit dem Substrat inkompatibel sind.
● Kann Beschichtungsmaterialien mit einem höheren Schmelzpunkt als dem Substrat versprühen.
● Thermische Spritzbeschichtungen können sowohl manuell als auch maschinell aufgetragen werden.
● Dicke Beschichtungen können mit hohen Abscheidungsraten aufgebracht werden.
● Die meisten Teile können mit geringer oder gar keiner Vor- oder Nachwärmebehandlung lackiert werden, und die Bauteilverformung ist minimal.
● Teile können schnell und kostengünstig repariert werden, in der Regel zu einem Bruchteil des Preises eines Ersatzteils.
● Durch die Verwendung eines hochwertigen Materials für die thermische Spritzbeschichtung kann die Lebensdauer neuer Bauteile verlängert werden.
Es gibt verschiedene Arten von thermischen Spritzbeschichtungsverfahren. Sie unterscheiden sich in der Art der Zufuhr von thermischer und kinetischer Energie zum Ausgangsmaterial, in der Form des Ausgangsmaterials sowie in den relativen Geschwindigkeiten und Temperaturen der Flamme. Jedes Verfahren hat Vor- und Nachteile, und einige sind für bestimmte Beschichtungsarten optimiert.
Thermische Spritzverfahren werden seit vielen Jahren in allen wichtigen Bereichen des Maschinenbaus eingesetzt, darunter die Herstellung von Gasturbinen, Dieselmotoren, Lagern, Zapfen, Pumpen, Kompressoren und Ölfeldanlagen sowie die Beschichtung von medizinischen Implantaten. Jüngste Entwicklungen bei Anlagen und Verfahren haben die Qualität verbessert und das Anwendungsspektrum thermischer Spritzbeschichtungen erweitert.
Veröffentlichungsdatum: 07.04.2022