Prozessbeschreibung
Die Spritztechnologie in kontrollierter Atmosphäre übertrifft das Plasmaspritzen in normaler Atmosphäre in jeder Hinsicht. Der Plasmabrenner wird in einer Kammer mit kontrollierter Umgebung betrieben und liefert Beschichtungen mit einzigartigen Eigenschaften, die unter normalen atmosphärischen Bedingungen nicht erreicht werden können. Der Kammerdruck kann zwischen vakuum-ähnlichen 50 mbar und 4 bar eingestellt werden. Das Spritzen in der Kammer wird gewählt, um Verunreinigungen des Spritzwerkstoffes und / oder des Substrates zu vermeiden oder auch um eine Reaktion des Beschichtungswerkstoffs mit einer gezielt eingebrachten Substanz zu bewirken.

Schematische Darstellung eines kontrollieter Atmosphäre Plasmaspritzbrenners

Daraus ergeben sich mehrere Vorteile: Die Schichten sind sehr dicht, ausserordentlich gut mit dem Substrat verbunden, frei von Verunreinigungen und im Falle von metallischen Schichten, oxidfrei. In einer mit Inertgas gefüllten Kammer hergestellte nichtmetallische Schichten aus Metalloxiden (Keramik) zeichnen sich durch ihre hohe Reinheit aus. Überdies können hochschmelzende Metalle, wie Wolfram, erfolgreich verspritzt werden. Da der Abstand zwischen Plasmabrenner und Werkstück weniger kritisch ist als beim atmosphärischen Plasmaspritzen, kann die Bewegung des Werkstückes einfacher gestaltet werden. Die Beschichtungszeit wird wesentlich verkürzt, weil der Plasmastrahl einen gleichförmigen Querschnitt aufweist und der Durchmesser des Spritzflecks sehr groß sein kann. Ferner kühlen die Spritzpartikel aufgrund der fehlenden Atmosphäre weniger rasch ab und die Erstarrung beim Auftreffen auf dem Werkstück erfolgt wesentlich langsamer. Es entstehen fast keine “Zeilenstrukturen” wie bei atmosphärisch gespritzten Plasma-Schichten, und die nahezu kristallinische Struktur ähnelt derjenigen von Gusswerkstoffen.

Ein einzigartiges Merkmal des Plasmaspritzverfahrens in kontrollierter Atmosphäre ist die Möglichkeit, einen umgepolten übertragenen Lichtbogen (RTA) zwischen Brenner und Werkstück unmittelbar vor dem Beschichtungsvorgang in der Kammer zur metallurgischen Reinigung der Substratoberfläche zu benutzen. Die Haftfestigkeit der Schicht wird dadurch bedeutend verbessert.

ChamPro® System zum Plasmaspritzen in kontrollierter Atmosphäre - Hauptkomponenten

Besondere Merkmalde desChamPro® Plasmaspritzprozesses in kontrollierter Atmosphäre: