Beschichtungswerkstoffe

Beschichtungswerkstoffe


Alle schmelzbaren Werkstoffe, die sich in der Plasmaflamme nicht zersetzen oder auf Grund der hohen Temperaturen bereits verdampfen, sind als Beschichtungswerkstoffe geeignet. Eine weitere Grundvoraussetzung: Die Werkstoffe müssen in einer Form vorliegen, die es ermöglicht, sie in geeigneten Geräten gleichmäßig zu dosieren und in den heißen Gasstrahl zu injizieren.
Weitere Faktoren, die das Beschichtungsergebnis stark beeinflussen, sind

  • die Korngröße
  • der Korngrößenbereich
  • die Kornform
  • die Herstellungsart.

Beschichtungswerkstoffe in unterschiedlichen Modifikationen

Beschichtungswerkstoffe in unterschiedlichen Modifikationen


Die Ausgangsmaterialien können bei namentlicher Gleichheit durch die Eigenschaften des Pulvers in Verbindung mit den Eigenschaften der Plasmaflamme gezielt und vor allem reproduzierbar der Funktionseigenschaft angepasst werden. So ist es möglich beispielsweise Schichten mit hoher Oberflächenrauheit zur Verwendung als Transportwalzen zu erzeugen, oder Funktionsoberflächen mit geringer Rauheit zum Strecken von textilen Fäden. Weitere Beispiele sind die Erzeugung einer porösen Schicht zur Wärmedämmung oder einer besonders dichten Schicht zur Verwendung als Farbauftragswalze.

Zusätzlich können die Ausgangsmaterialien im Gasstrahl der Plasmaflamme durch Reaktionen wie zum Beispiel Oxidationen oder Reduktionen, Teilzersetzung und Bildung neuer Verbindungen oder zur Bildung von neuen Gemischen oder Legierungen führen.

Fazit: Die Ausgangsmaterialien können in der Plasmaflamme gezielt verändert werden, so dass völlig neue Werkstoffe mit veränderten Eigenschaften entstehen.

Technik des Plasmaspritzens

Technik des Plasmaspritzens

 

Die am häufigsten verwendeten Beschichtungswerkstoffe und deren Zusammensetzung haben wir in 3 Werkstoffgruppen zusammengefasst. Darüber hinaus steht uns eine weitere Vielzahl von Werkstoffen zur Verfügung. Mit unseren Kunden pflegen wir ein unverschlüsseltes Handeln in Bezug auf Werkstoffwahl und deren anwendungsorientiertem speziellem Verhalten.

Oxide


Die am häufigsten bei uns verwendeten Werkstoffe sind Chromoxide und Titanoxide in ihren unterschiedlichsten Modifikationen, Zusammensetzungen und Reinheitsgraden. Die Ausgangsmaterialien werden teilweise in der Plasmaflamme verändert.

Beispiel Titanoxid:

In der Plasmaflamme wird das nicht elektrisch leitende Titandioxid durch Reduktion in eine elektrisch leitende Funktionsoberfläche verwandelt. Ferner ist es möglich aus oxidischen Pulvergemischen neue Funktionsoberflächen aus Legierungen, die pulvermetallurgisch nur sehr schwer herzustellen sind, zu erzeugen.

Es ist jedoch auch möglich stechiometrisch reine Oxide zu erzeugen, wie z.B. bei der Verwendung von Chromoxid als Korrosions- und Verschleißschutzschicht.

Anwendung: Verschleiß und Korrosionsbeständige Beschichtung auf Wellendichtring für die Prozessindustri

Anwendung: Verschleiß und Korrosionsbeständige Beschichtung auf Wellendichtring für die Prozessindustrie

Auflistung Oxide:

Oxide Anwendung
Aluminiumoxid > 99% elektrisch isolierende Schicht, Verschleißschutz
Aluminiumoxid / Titanoxid 97 / 3 Verschleißschutz, Traktion u. Gleitverhaltens - Funktionsschicht
Aluminiumoxid / Titanoxid 87 / 13 Verschleißschutz, Traktions- u. Gleitverhaltens - Funktionsschicht
Aluminiumoxid / Titanoxid 60 /40 Verschleißschutz, zähe Traktions- u. Gleitverhaltens - Funktionsschicht
Titanoxid > 99% elektrisch leitende Funktionsschicht, Traktions- u. Gleitverhaltens - Funktionsschicht
Chromoxid > 99% hochkorrosionsbeständige, zähe und verschleißbeständige Funktionsschicht
Zirkonoxid / Ytriumoxid 93 / 7 Wärmedämmschicht
Zirkonoxid / Magnesiumoxid 70 / 30 Wärmedämmschicht, elektrisch isolierende Schicht



Metalle und Metalllegierungen


Die Verwendung von Metallen und Metalllegierungen als Plasmaspritzschicht hat meist metallurgische Veränderungen des Ausgangswerkstoffes zu Folge, die die Funktionseigenschaften erheblich verändern.


Die Reaktionen beim Plasmaspritzen an Atmosphäre können in der Plasmaflamme bei Metallen und Metalllegierungen in Bezug auf Korrosion zu erheblichen Nachteilen führen.

Oxidhaltige Metallschichten haben in der Regel eine geringere chemische Beständigkeit. Zudem besteht die Gefahr, dass einzelne Legierungselemente sich in der Plasmaflamme verringern. Diesem kann durch Erhöhung derselben gegengesteuert werden. Oxidhaltige Metalle und Metalllegierungen haben den Vorteil einer höheren Härte, die das Funktionsverhalten erheblich beeinflussen kann.

Ein Einsatz ist in einer Erstbemusterung zu prüfen.


Dazu haben wir in unserem Qualitätsmanagement ein Erstbemusterungswesen installiert. Weiterhin muss geprüft werden, ob die mit Mikroporen ausgestattete Schicht in Abhängigkeit von der Schichtstärke und Weiterbehandlung einen ausreichenden Korrosionsschutz gewährleistet.

Anwendung: ölophile Beschichtung auf Walzen für die Druckindustrie

Anwendung: ölophile Beschichtung auf Walzen für die Druckindustrie


Auflistung Metalle und Metalllegierungen:

Metalllegierungen - Metalle Anwendung
Kupfer Korrosionssperrschicht, elektrisch leitende Schicht
Kupferlegierungen verschleißbeständig, duktil
Edelstahl 316 Korrosionssperrschicht, Abrieb- und Stützschicht
Nickel / Chrom 80 /20 Korrosionssperrschicht, Abrieb- und Stützschicht



Hartmetalle

 

Klassische Hartmetalle wie Wolframcarbide - Kobalt/Nickel oder Chrom/Nickel können ebenfalls durch Plasmaspritzen zu funktionsgerechten Beschichtungen verarbeitet werden. Ein Teil des Kohlenstoffes legiert bei diesem Verfahren mit der Metallmatrix. Durch geeignete Werkstoffe und Plasmaspritzbedingungen lassen sich jedoch Funktionsschichten erzeugen, die einen hohen Anteil an „groben“ Wolframcarbiden in einer mittelharten Matrix enthalten. Diese funktionellen Beschichtungen sind besonders als Reibbeläge auf Einzugswalzen oder Greifern geeignet.

 

Anwendung: verschleißbeständiger Reibbelag auf Transportwalzen und Greifern für die Papier- und Folienverarbeitung

Anwendung: verschleißbeständiger Reibbelag auf Transportwalzen und Greifern für die Papier- und Folienverarbeitung

Auflistung Hartmetalle:

Hartmetalle Anwendung
Wolframcarbid / Kobalt 88 / 12 sehr harte zähe Traktionsschicht , schlagbeständig
Wolframcarbid / Kobalt 83 / 17 sehr harte zähe Traktionsschicht , schlagbeständig
Wolframcarbid / Kobalt / Chrom 86 / 10 / 4 korrosionsbeständige Traktionsschicht
Chromcarbid / Nickel / Chrom 75 / 25 korrosionsbeständige Traktionsschicht

 



Unser Leitbild

Höchste Qualität und aktiver Umweltschutz sowie die Wahrung ethischer Grundsätze sind die Grundlagen der erfolgreichen Tätigkeit

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