Fachwörter-Lexikon
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Detonationsspritzen
Detonationsspritzen (oder Flammschockspritzen) ist ein intermittierender Spritzprozess. Die sogenannte Detonationskanone besteht aus einem Austrittsrohr, an dessen Ende sich die Brennkammer befindet. In der Brennkammer wird ein Acetylen-Sauerstoff-Spritzpulvergemisch zugeführt und durch einen Zündfunken zur Detonation gebracht. Die Verbrennungsgase breiten sich explosionsartig aus beschleunigen die Pulverpartikel auf Geschwindigkeiten zwischen 750 und 1000 m/s am Kanonenaustritt. Aufgrund der hohen Partikelaufprallgeschwindigkeiten sind die so hergestellten Schichten überdurchschnittlich dicht und fest haftend. Die Verweilzeit der Partikel in der Flamme ist vergleichsweise kurz, so dass diese meist nur angeschmolzen werden. Auch die Temperatur des Werkstücks lässt sich im Beschichtungsprozess auf ein Minimum reduzieren, da es nur für kurze Zeit der Flammenfront ausgesetzt ist. Nachteilige Effekte wie Verzug oder Gefügeänderungen sind so vermeidbar. Die D-Gun™ Technologie eignet sich sowohl zur Herstellung von karbidischen Verschleißschutzschichten als auch rein keramischen oder metallischen Schichten. Der Beschichtungsabstand beträgt etwa 60 bis 120 mm. Die Beschichtung erfolgt unter einem Winkel von mindestens 40°, idealerweise 90°.
Der Anbieter der Technologie Praxair charakterisiert sein Verfahren D-Gun™ wie folgt:
• explosionsartige Verbrennung
• ca. 1 m langes Beschleunigungsrohr
• VPartikel 750 – 1000 m/s
• Eignung für Verbundwerkstoffe mit Karbiden und metallischer Matrix sowie für rein keramische und metallische Werkstoffe
• Schichtaufbau durch Überlagerung sog. „Beschichtungs-Popps“
• Geringe thermische Beanspruchung von Spritzwerkstoff und Werkstück, dadurch Verringerung der Oxidation, Vermeidung thermisch induzierter Zugeigenspannungen, Vermeidung unkontrollierter Gefügeumwandlungen und Verzug
• sehr gute Haftfestigkeit auch bei Werkstückhärten von bis zu 58 HRC und ohne Verbehandlung durch Korundstrahlen
• Porosität der Schichten < 0,5 %
• Haftfestigkeit > 70 MPa
• Schichtdicke 0,03 – 0,5 mm
• Rauheit unbearbeitet 2,5 – 5 µm Ra, bearbeitet <0,05 µm Ra
• Druckeigenspannungen, exzellente Beständigkeit gegen Abrasiv- und Erosivverschleiß
(Quelle: Praxair und TLBS GmbH)
Anbieter der Technologie sind unter anderem:
Niedriglegierte Stähle
Bei dieser Stahlgruppe darf der Gesamtanteil an Legierungselementen 5 % nicht überschreiten und der Mangangehalt liegt über 1 %. Sie haben in der Regel ähnliche Eigenschaften wie die unlegierte Stähle, lassen sich aber durch geeignete Wärmebehandlungsmaßnahmen in ihren mechanischen Eigenschaften wesentlich beeinflussen. Im Bezeichnungssystem dieser Werkstoffgruppe (DIN EN 10027-1) werden die chemischen Symbole der Legierungselemente in der Reihenfolge sinkender Anteile angegeben. Die Gehalte an Kohlenstoff und der Legierungselemente sind mit den in der Tabelle Faktoren beaufschlagt.
Tab. : Faktoren für Legierungselemente
| Legierungselemente | Faktor |
| Cr, Co, Mn, Ni, Si, W | 4 |
| Al, Cu, Mo, Ti, V, Be, Ta, Zr, Nb, Pb | 10 |
| C, N, P, S, Ce | 100 |
| B | 1000 |
Ein Stahlwerkstoff mit der Bezeichnung 40CrMo4 kennzeichnet einen niedriglegierten Stahl mit den Legierungselementen Chrom und Molybdän in der Zusammensetzung 40/100 = 0,4 % Kohlenstoff, 4/4 = 1 % Chrom. Dem zweiten Element Molybdän ist keine Zahl zugeordnet, da dessen Anteil weit weniger als 1 % ist. In diese Gruppe gehören beispielsweise die Automatenstähle, die legierten Einsatzstähle, Vergütungsstähle, Kaltarbeitsstähle und Federstähle.
Metallabscheidung – allgemein
Der Begriff der Metallabscheidung wird im allgemeinen für die Herstellung von metallischen Beschichtungen verwendet, im engeren Sinn allerdings für die elektrochemische Herstellung von metallischen Überzügen. Die elektrochemische Abscheidung wird unterteilt in die Abscheidung über einen äußeren Stromkreis (galvanische Metallabscheidung) und eine außenstromlose oder chemische Metallabscheidung.
Neben der elektrochemischen Metallabscheidung existieren einige Arten der physikalischen Abscheidung beispielsweise durch Tauchen in flüssiges Metall (Feuerverzinken, Tauchverzinnen), verschiedenen Arten des mechanischen Auftragens durch Hämmern, Reiben (Blattvergolden) oder Walzen (Walzplattieren) oder das Aufdampfen im Vakuum.
Mit Hilfe der Metallabscheidung ist es möglich, die Eigenschaften des Grundwerkstoffes zu ändern oder zu erweitern. Eine der wichtigsten Aufgaben besteht heute in der Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit, was insbesondere bei Eisenwerkstoffe zum Einsatz kommt. Ein weiterer interessanter Aspekt ist die Erhöhung der Verschleißbeständigkeit, die vor allem durch die Abscheidung von Chrom oder Nickel-Phosphor möglich ist. Schließlich bietet die Abscheidung von Mehrfachschichten aus Nickel-Chrom oder auch aus Edelmetallen wir Gold, Palladium oder Silber die Möglichkeit, die Farbe und die Haptik zu ändern. Insbesondere im Automobilbereich stehen bei der Beschichtung von Kunststoffteilen für den Innenbereich von Fahrzeugen Farbe und Haptik im Vordergrund.