F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R K E R A M I S C H E T E C H N O L O G I E N U N D S Y S T E M E I K T S

BESCHICHTUNGSVERFAHREN PLASMASPRITZEN

Prinzip des Plasmaspritzens

Zwischen der Anode und Kathode wird ein

Lichtbogen gezündet, der eine Temperatur

von ca. 3000 °C hat. Diese Temperatur

wird genutzt, um Plasmagasgemische aus

Argon, Stickstoff und Wasserstoff zu disso-

ziieren und zu ionisieren. Beim Austritt der

Gase aus der Anodendüse kommt es zur

Rekombination, wobei Temperaturen bis

15 000 Kelvin entstehen. In diesen heißen

Plasmastrahl werden die Spritzpulver einge-

blasen. Dabei werden die Pulverteilchen be-

schleunigt, aufgeschmolzen und haften

schließlich auf der definiert sauberen und

rauen Werkstückoberfläche.

Technologischer Prozess

Die zu beschichtenden Teile werden einer

Wareneingangskontrolle unterzogen, bei

der u. a. die geometrischen Maße erfasst

werden. Danach erfolgt die Probenvorbe-

reitung. Die zu beschichtenden Flächen

werden gestrahlt und gereinigt. Die Be-

schichtung erfolgt meist zweistufig. Zu-

nächst wird eine Haftvermittlungsschicht

aufgebracht, auf welche die eigentliche

Funktionsschicht gespritzt wird. Abschlie-

ßend erfolgt die Reinigung und Versiege-

lung der Funktionsschicht.

Ablaufschema Plasmaspritzen.

Nachbehandlung

Messprotokoll – Finishbearbeitung - Versieglung

Beschichtung

Maskierung – Haftgrund – Funktionsschicht – Entmaskierung –Reinigung – Versiegelung

Vorbereitung

Entfetten – Reinigen – Maskieren – Herstellen von Masken zum Strahlen und Spritzen, Sandstrahl – Entmaskieren

Wareneingang

Messprotokoll: Geometrische Maße mit Toleranzen, Form und Lageabweichungen

Fraunhofer-Institut für Keramische

Technologien und Systeme IKTS

Michael-Faraday-Straße 1

07629 Hermsdorf

Ansprechpartner

Bernd Gronde

Telefon 036601 9301-4758

bernd.gronde@ikts.fraunhofer.de

www.ikts.fraunhofer.de

1 Schallschutzspritzkabine.

2 Gleichrichter.

3 Pulverdosiersystem.

4 Plasmatron.

5 Plasmastrahl.

11

1 2 3

F R A U N H O F E R I N S T I T U T E F O R C E R A M I C T E C H N O L O G I E S A N D S Y S T E M S I K T S

COATING BY PLASMA SPRAYING

Principle of plasma spraying

An arc is ignited between anode and cath-

ode. It has a temperature of approx.

3000°C. This temperature is used to disso-

ciate and ionize a plasma gas mixture of ar-

gon, nitrogen and hydrogen. At the exit of

the gases through the anode nozzle, there

are recombination reactions reaching tem-

peratures of 15,000 K. The coating powder

will be blown into this hot plasma beam.

The powder particles are accelerated,

melted and sticked to the defined and

rough workpiece surface.

Technological Process

The work pieces to be coated are checked

to verify the geometric dimensions and

other properties. This is followed by the

sample preparation. The surfaces to be

coated are blasted and cleaned. The coat-

ing is usually two-stage. First, an adhesive

layer is applied, on which the actual func-

tional layer is sprayed.

Finally, the cleaning and sealing of the

functional layer is done.

Process model of plasma spraying.

Post-treatment

Measurement protocol – finish – sealing

Coating

Masking – primer – functional layer – demasking –cleaning – sealing

Preparation

Degrease – cleaning – masking – mask manufacturing for blasting and injecting, sandblast – demasking

Incoming goods

Measurement protocol: geometric dimensions with tolerances, shape and position deviation

1 Spraying system with acoustic

insulation.

2 Rectifier.

3 Powder dosing system.

4 Plasmatron.

5 Plasma jet.

Fraunhofer Institute for Ceramic

Technologies and Systems IKTS

Michael-Faraday-Strasse 1

07629 Hermsdorf, Germany

Contact

Bernd Gronde

Phone +49 36601 9301-4758

bernd.gronde@ikts.fraunhofer.de

www.ikts.fraunhofer.de

4 5

638-W-16-2-23