EP1358943A1 - Method and apparatus for electric arc spraying - Google Patents
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- EP1358943A1 EP1358943A1 EP03405214A EP03405214A EP1358943A1 EP 1358943 A1 EP1358943 A1 EP 1358943A1 EP 03405214 A EP03405214 A EP 03405214A EP 03405214 A EP03405214 A EP 03405214A EP 1358943 A1 EP1358943 A1 EP 1358943A1
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- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
- C23C4/131—Wire arc spraying
Definitions
- the invention relates to a method for arc spraying, and a Arc spraying device according to the preamble of independent claim of the respective category.
- Arc spraying often more precisely in the specialist literature than Arc wire spraying is a common technology for Production of surface layers on workpieces, for example against mechanical wear, corrosion or against chemical or thermal stresses are to be protected.
- an atomizing gas e.g. by nitrogen, an inert gas or simply by air under a predefinable one Atomized pressure on a material surface.
- the Spray wire from a wire supply continuously through a wire feeder be tracked.
- the device for wire feed can both installed in the spray gun itself or by one wire feed unit located outside the spray gun become.
- the properties of the sprayed layers can be checked various parameters, such as the wire diameter, the Material of the spray wire, the speed of the wire feed, the electrical voltage for generation or electrical current for Maintaining the arc, choosing the atomizing gas as well directly affect its working pressure or spraying distance. That usually means a change in one or more of these (or other parameters not mentioned here for layers with different properties and quality. Because the aforementioned Parameters by choice of materials or by electronic control and / or Control devices are generally easy to influence, draws arc spraying is characterized by a high degree of flexibility. For example can include the drop size or the kinetic energy of the Splash drops in a simple way, even during a running one Coating process, automatically set according to requirements become.
- the spraying process can even be more ordinary Ambient atmosphere, in a vacuum chamber or under one Shielding gas take place. This allows a wide selection of the most varied Workpieces with a wide variety of properties and properties Quality with the process of arc spraying with protective Surfaces are provided.
- the spray wires must have sufficient ductility, i.e. one sufficiently high ductility and / or extensibility and sufficient have high electrical conductivity. Should be electrically bad or not conductive or relatively hard, i.e. less ductile components, such as for example, ceramics, introduced into a layer to be sprayed so-called cored wires must be used. Under Cored wires are spray wires, in which the base material of the Spray wire additional components, mostly in the form of discrete particles are stored, which do not melt in the arc, or only melt and built into the sprayed surface layer.
- the object of the invention is therefore to provide a method for arc spraying propose by means of a spray gun that allows it to be sprayed from the Base material of the spray wires melt produced additional solid particles, in particular electrically poor or non-conductive and / or less ductile Introduce particles in such a way that the stability of the arc is not affected and the use of cored wire is avoided can be. It is also an object of the invention to provide a corresponding one Propose arc spraying device with a spray gun.
- a method for arc spraying is thus used proposed a spray gun, which spray gun two electrically conductive Spray wires and at least one first feed device for feeding a Fluids comprises, wherein an electrical voltage is applied to the spray wires is, the spray wires are tracked by means of a wire guide the electrical voltage is ignited, the spray wires in a melting range can be converted into a melt and the melt is applied by the fluid to the surface of a body. there the melt particles are removed from a reservoir by the fluid fed.
- the method according to the invention additionally particles into the melt and thus into the one to be generated Surface layer are introduced, with the use of Cored wires can be dispensed with.
- the Arc spraying device comprises a spray gun, a Wire guide for feeding two spray wires, a gas supply, the one Fluid, preferably a gaseous fluid under an adjustable working pressure provides an energy source that is suitable for the To supply spray wires with electrical energy, as well as a free programmable control unit for setting various Process parameters.
- the spray wires are made from a storage device fed a wire guide that a wire feed and a Includes management facility.
- the wire feed which is either in the Spray gun itself or in an external facility can, the spray wires from the storage device on the Guide device in a melting range such that between the an arc was ignited and sprayed over both spray wires in the melting area a stable period of time can be maintained.
- the Guide device is preferably designed so that it is electrical conductive device is connectable to the energy source and with the Spray wire is in electrically conductive contact, so that over the Guide device the necessary for the generation of the arc electrical energy can be supplied to the spray wire.
- the guide device can also against the spray wires be electrically isolated, the electrical energy then the Spray wires are fed in a different way. Because with arc spraying in the melting range the material of the spray wire continuously into one The melt wire is transferred, the spray wire to maintain the Arc through the wire guide continuously into the melting area be tracked.
- the gas supply is above a first feed device, which is, for example, in Form of a pressure line can be configured, such with the Melting range in connection with that caused by the arc in the Melting area melt produced from the material of the spray wire acted upon by the fluid with an adjustable working pressure and so on the surface of a workpiece to be coated is applied, wherein the fluid is preferably a gas, in particular an inert gas such as helium or Argon, or an inert gas such as nitrogen or oxygen or Ambient air can include.
- a gas in particular an inert gas such as helium or Argon, or an inert gas such as nitrogen or oxygen or Ambient air can include.
- the inventive device for arc spraying has in Compared to the prior art, a storage container, which in a preferred embodiment of the device according to the invention is connected to the first feed device by suitable means, so that solid particles can be supplied to the fluid.
- the melt is thereby the fluid flow comprising the fluid and the supplied solid particles, via the first feed device with an adjustable working pressure acts on the particles that are fed to the melt and together with the melt formed from the spray wires towards the surface of a coating body are applied.
- the Particles from different storage containers are fed to the melt can, so the number and type of the fluid in the form of particles supplied materials adjusted in a controlled manner during the spraying process can be.
- the reservoir and the Gas supply can be formed by a common container.
- a device for Arc spraying Particles by means of a second feed device through the fluid of the melt fed.
- the device includes in the same way and function that components already described, especially the first Feeding device, which, however, may only be used by the Arc generated in the melting area from the material of the spray wire Melt through the fluid with an adjustable working pressure act and so the melt to the surface of a to apply the coating workpiece.
- this arc spraying device has in addition to the first one Feeder on a second feeder, which second Particle feed device by means of a fluid from a storage container can be fed, two or more storage containers also being present can.
- the storage containers are connected to a gas supply, which is below a specifiable working pressure fluid for transporting the particles to Provides.
- the same gas supply can be used with the first one Feeder, as well as in connection with the storage container.
- two or more gas reserves can also be present, so that for example, the first feed device on the one hand and the storage containers on the other hand, be supplied with fluid from various gas stocks can. If there are several gas stocks, you can of course different fluids can be used simultaneously in one spraying process come.
- the melt passes through the first Feeder from a gas supply with a first gas, e.g. Oxygen, is pressurized while the particles come from another Gas supply with a second gas, for example through an inert gas with a other working pressure applied via the second feed device Melt are fed.
- a first gas e.g. Oxygen
- a second gas for example through an inert gas with a other working pressure applied via the second feed device Melt are fed.
- the fluid becomes the particles by means of the second fluid Feed device fed from the storage container in such a way that the particles are mixed with the melt in the melting area and together with the melt is applied to the surface of the body by the fluid and thus become an integral part of the surface layer.
- the second feed device preferably comprises a nozzle device which is capable of moving the particles through the fluid at working pressure to bring the melt applied.
- particles to pass through the first feed device and via the second feed device of the melt are supplied, wherein an inventive device for Arc spraying in addition to the first and second Feeder can also include other feeders.
- the inventive device for arc spraying comprises As already mentioned, a freely programmable control unit, which it allows various process parameters such as the Working pressure of the fluid and / or the amount or type of Particles and / or the wire feed and / or other process parameters set individually according to a predefinable scheme.
- the particles supplied to the fluid from the storage container can be in one preferred embodiment a ceramic and / or a carbide and / or a boride and / or a nitride, in particular hexagonal boron nitride (hBN) or cubic boron nitride (cBN) and / or a metal and / or a Include metal alloy.
- the size of the particles is between 1 ⁇ m and 200 ⁇ m and is preferably chosen between 5 ⁇ m and 80 ⁇ m.
- the Volume fraction of the particles that are supplied to the fluid from the reservoir be variable or fixed, so that the volume fraction the particles in the layer sprayed by the method according to the invention between 0.1% and 40% of the total volume of the applied Surface layer is.
- the volume fraction of the particles is preferably in the sprayed surface layer between 1% and 20%.
- the device according to the invention can have several storage containers have different types of particles, with the particles coming from different materials and / or different Size can be the fluid from the different storage containers fed and the composition of the particle stream through the Control unit continuously changed according to a predefinable scheme can be.
- This makes it possible to change both the structure and the Composition of the surface layer to be sprayed also during constantly adapting to a spraying process, which means that workpieces can also be strongly structured surfaces always optimal in all surface areas can be coated.
- a particular advantage of the method according to the invention for Arc spraying is that the particles with the fluid in the Melt are introduced and not by using a cored wire the coating process. This makes the particles far less restricted in volume and have no negative Effects on the stability of the arc and the melting process.
- selected parameters can be the particles introduced into the melt already on their way to the surface of the body to be coated either completely or partially enclosed by the molten phase be, for example, within small droplets that form when the Have formed melt, or only on the surface of the coating body from the molten phase, before or during solidification during layer formation.
- a special embodiment variant of the invention Process include the particles, for example oxidic ceramics or Carbides and are essentially not melted in the injection process, but in a carrier layer, which is largely made of the material of the Spray wire is built up, matrix-like in the sprayed surface layer built-in.
- the resulting surface layer can, depending on the type of built-in particles, have very different properties.
- the Comparison to surface layers which are known with known methods for Arc syringes can be produced, for example, by Use of hard ceramic particles significantly improved Wear resistance of the sprayed surfaces can be achieved.
- Wear protection layers for brake disks can be produced, among other things can be used in vehicles whose brake discs are frequent braking operations are constantly heavily loaded.
- the particles are essentially dry lubricants such as hexagonal boron nitride (hBN) or other materials, resulting in increased lubricity and / or improved abrasive Surface properties can be achieved.
- hBN hexagonal boron nitride
- the high temperatures and / or are exposed to strong mechanical loads and certain have sealing functions with such layers by using the be equipped according to the inventive method.
- the particles are also in the arc be melted so that a more or less homogeneous Mixture of melt and molten particles is formed what then to correspondingly more homogeneous structures in the surface layer leads.
- the particles that make up the fluid from the Storage containers are supplied, materials such as metals or Include metal alloys.
- the properties of the sprayed surface layer can furthermore also be influenced by the fluid itself, which is used in the spraying process Application of pressure to the melt and / or to supply the Particle is used.
- the fluid can have an increased content to include oxygen so that the materials comprising the melt and / or the particles already to a certain extent during the spraying process oxidize, reducing the chemical and physical properties of the sprayed surface can be positively influenced.
- the inventive device for arc spraying with a Spray gun includes a wire guide for tracking two electrical conductive spray wires and at least a first feed device for Supply of a fluid to which spray wires an electrical voltage can be applied so that an arc can be ignited and thereby the spray wires can be converted into a melt in a melting range, the Melt can be applied through the fluid to the surface of a body.
- Means are provided on the device according to the invention in order to Melt through the fluid to supply particles from a storage container.
- means are provided to pass the melt particles through the Feeding fluid can lead to the use of cored wire as spray wire to be dispensed with.
- Different types of particles are the fluid can be fed separately from several different storage containers or in one or more storage containers are mixtures of different types of particles available and the fluid from the Storage containers can be supplied.
- Fig. 1 shows a preferred representation in a schematic representation Embodiment of an inventive device for Arc spraying with spray gun 1, first feed device 3, Storage container 12 and control unit 14 for arc spraying after a method according to the invention.
- the spray gun 1 comprises in known manner two electrically conductive spray wires 2, which are used for supply are connected to an energy source 16 with electrical energy, so that An arc 6 between the spray wires 2 in a melting area 7 ignited and maintained stable for a definable period of time can be.
- the spray wires 2 are from a not shown Storage device of a wire guide 5 can be fed.
- the wire guide 5 comprises a wire feed 13, which is suitable for the spray wire 2 to be fed to the melting region 7 by a guide device 17.
- the Guide device 17 is preferably designed such that it is electrical conductive device can be connected to the energy source 16 and with the Spray wire 2 is in electrically conductive contact, so that over the Guide device 17 necessary for the generation of the arc 6 electrical energy can be supplied to the spray wire 2. Since at Arc spraying in the melting area 7 continuously material of the Spray wire 2 is transferred into a melt 8, the spray wire 2 to Maintaining the arc 6 continuously through the wire guide 5 be tracked into the melting range 7.
- the melt formed from the material of the spray wire 2 in the arc 6 8 is made by a fluid 4 via a first feed device 3 Gas supply 19 applied to a surface 9 of a body 10.
- the Fluid 4 which is preferably a gas, in particular oxygen, nitrogen, argon, Is helium, ambient air or another gas, the melt 8 with a specifiable working pressure, whereby the melt 8 the surface 9 of the body 10 is thrown, the melt 8 on the Surface 9 of the body 10 condensed into a solid state and so one Surface layer 18 with predefinable properties on the surface 9 of the body 10 forms.
- a device for arc spraying according to the invention further has means 15 with which particles 11 can be supplied to the fluid 4 from a storage container 12, wherein, as shown by way of example in FIG. 1, two or more storage containers 12 can also be present.
- the particles 8 are supplied to the melt 8 by the fluid 4 from the storage container 12 in such a way that the particles 11 are mixed with the melt 8 in the melting area 7 and applied together with the melt 8 to the surface 9 of the body 10 by the fluid 4 and thus become an integral part of the surface layer 18.
- the particles 11 preferably comprise a ceramic, in particular aluminum oxide (Al 2 O 3 ), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), and / or a carbide, in particular tungsten carbide (WC), chromium carbide (Cr 3 C 2 ), titanium carbide (TiC), tantalum carbide (TaC), iron carbide (Fe 3 C), niobium carbide, vanadium carbide and / or a boride and / or a nitride, such as hexagonal boron nitride (hBN) or cubic boron nitride (cBN) , and / or a metal and / or a metal alloy.
- a ceramic in particular aluminum oxide (Al 2 O 3 ), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), and / or
- the particles 11 are preferably not melted substantially, but rather are built into the surface 18 in a matrix-like structure. However, it is also conceivable that the particles 11 are also melted and mixed with the melt 8, for example to form an alloy, so as to form an essentially homogeneous surface layer 18.
- an according to the invention Arc spraying device a freely programmable Control unit 14 with which the working pressure with which the fluid 4 Melt 8 applied, and / or the amount and / or type of Particles 11 and / or the wire feed 13 and / or the spray wires 2 supplied electrical energy and / or a further process parameter can be set individually.
- the gas supply 19 and / or the wire guide 5 and / or the reservoir 12 and / or the Energy source 16 and / or further components of the inventive Device connected to the control unit 14 via control lines 20.
- the control unit 14 can include sensor lines 21, by the control unit 14 of sensors, not shown various operating parameters, such as current working pressure, Gas pressure in the process chamber, ambient pressure, temperature, electrical Operating parameters of the energy source or other parameters, communicable are.
- Fig. 2 shows schematically another embodiment of a device for arc spraying according to a method according to the invention Spray gun 1, a first feed device 3, reservoir 12 and Control unit 14.
- the spray gun 1 includes the same Way and function of the known components of a previously described Spray gun 1 for arc spraying.
- the in Fig. 2 device shown also in the same way and function that already described further components of an inventive Device, the first feed device 3 possibly only the Supply of fluid 4 to apply the working pressure to the melt 8 can serve.
- the device shown in FIG. 2 also has an energy source 16 on whose representation here for the sake of Clarity was dispensed with.
- the melt formed from the material of the spray wire 2 in the arc 6 8 is analogous to the previously described embodiment here as well through a fluid 4 via a feed device 3 from a gas supply 19 a surface 9 of a body 10 is applied.
- a gas in particular nitrogen, oxygen, argon, helium, Is ambient air or another gas, the melt 8 with a Predefinable working pressure, whereby the melt 8 on the Surface 9 of the body 10 is thrown, the melt 8 on the Surface 9 of the body 10 condensed into a solid state and so one Surface layer 18 with predefinable properties on the surface 9 of the body 10 forms.
- FIG. 2 of an inventive Arc spraying device also has means 15 with which from a reservoir 12 of a second feed device 31 by means of a Fluids 4 particles 11 can be supplied, as shown by way of example in FIG. 2, two or more storage containers 12 can also be present.
- the Storage containers 12 are connected to a gas supply 19, which is under a Predeterminable working pressure fluid 4 for conveying the particles 11 to Provides.
- the same gas supply 19 can be used with both the first one Feed device 3, as well as with the reservoir 12 and / or second feed device 31 are connected.
- two or more gas supplies 19 are present be, so that for example the first feed device 3 and the Storage container 12 and / or the second feed device 31 various gas supplies 19 are supplied with fluid 4.
- the second preferably comprises Feed device 31 a nozzle device 32 which is suitable for the Particles 11 into the melt pressurized by the fluid 4 8 to bring.
- Fig. 3 shows a schematic representation of an example of a Surface layer 18 by arc spraying after a Method according to the invention on the surface 9 of a body 10 was applied.
- this was done with Working pressure applied fluid 4 from the reservoir 12 to particles 11 supplied and the melt 8 formed in the arc 6 by the fluid 4 and particles 11 formed particle stream on the surface 9 of the body 10 hurled.
- the particles 11 used in this exemplary embodiment were essentially not melted, but in one Carrier layer 22, which largely (from which by the arc 6th melted) material of the spray wire 2, matrix-like built-in.
- the surface layer 18 formed in this way can, for example, each according to the type of particles 11 compared to surface layers 18, which were produced using known methods for arc spraying, have significantly improved wear resistance.
- Surface layers 18 can be produced for brake discs, which, among other things, in Vehicles can be used, the brake discs through frequent braking operations are constantly heavily loaded. Among other things, this applies on trucks, trams, buses and other vehicles, especially in local transport too, which is frequent and at short intervals relative large masses have to slow down.
- This is according to the invention
- the process does not apply to the production of Surface layers 18 limited for brake discs, but can be used
- Next Surface layers 18 on surfaces 9 of workpieces can even free-standing bodies, for example made of MMC (Metal Matrix Composite) be injected.
- MMC Metal Matrix Composite
- the particles 11 essentially Dry lubricants, such as hexagonal boron nitride or others include, increasing lubricity and / or improved abrasive properties of the surface layer 18 can be achieved.
- the particles 11 are also in the Arc 6 are melted, so that a more or less homogeneous mixture of melt 8 and melted particles 11 is formed, which then leads to correspondingly more homogeneous structures in the Surface layer 18 leads.
- the inventive method for arc spraying by means of a Spray gun allows in the generated from the material of the spray wires Melt additional solid particles controlled by a working pressure to apply pressurized fluid, so that the use of expensive Cored wires can be dispensed with.
- a Predeterminable scheme can be supplied if necessary at the same time different types of particles of different sizes and chemical Composition are introduced into the layer to be sprayed. Thereby it becomes possible to use surface spraying with arcing improved properties and a greater variety of possible structures and composition.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lichtbogenspritzen, sowie eine Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs der jeweiligen Kategorie.The invention relates to a method for arc spraying, and a Arc spraying device according to the preamble of independent claim of the respective category.
Lichtbogenspritzen, häufig in der Fachliteratur auch genauer als Lichtbogendrahtspritzen bezeichnet, ist eine gängige Technologie zur Herstellung von Oberflächenschichten auf Werkstücken, die beispielsweise gegen mechanischen Verschleiss, Korrosion oder gegen chemische oder thermische Beanspruchungen geschützt werden sollen.Arc spraying, often more precisely in the specialist literature than Arc wire spraying is a common technology for Production of surface layers on workpieces, for example against mechanical wear, corrosion or against chemical or thermal stresses are to be protected.
Beim Lichtbogenspritzen wird mit einer Spritzpistole ein draht- oder röhrenförmiges Spritzmedium in Form zweier Spritzdrähte in einem elektrischen Lichtbogen aufgeschmolzen und durch ein Zerstäubungsgas, z.B. durch Stickstoff, ein Edelgas oder einfach durch Luft unter einem vorgebbaren Druck auf eine Werkstoffoberfläche zerstäubt. Dabei wird der Lichtbogen zwischen den beiden Enden der Spritzdrähte durch Anlegen einer elektrischen Spannung und Kontaktzündung initiiert. Das ist der Unterschied zum sogenannten "Flammspritzen", ein Verfahren bei dem die Wärmeenergie zum Aufschmelzen des Spritzdrahtes durch eine Brenngas-Sauerstoff-Flamme aufgebracht wird, während beim Lichtbogenspritzen die im Lichtbogen freigesetzte elektrische Energie die notwendige Wärmeenergie zum Aufschmelzen der Spritzdrähte liefert.In arc spraying, a wire or tubular spray medium in the form of two spray wires in one melted electric arc and by an atomizing gas, e.g. by nitrogen, an inert gas or simply by air under a predefinable one Atomized pressure on a material surface. This is the arc between the two ends of the spray wires by applying one electrical voltage and contact ignition initiated. That is the difference for so-called "flame spraying", a process in which the thermal energy for melting the spray wire through a fuel gas-oxygen flame is applied while the arc spraying in Arc released electrical energy the necessary thermal energy for melting the spray wires.
Da das Material der Spritzdrähte im Bereich des Lichtbogen in die Schmelze überführt und auf die Oberfläche des Werkstücks gespritzt wird, muss der Spritzdraht aus einem Drahtvorrat kontinuierlich durch einen Drahtvorschub nachgeführt werden. Je nach Anforderung sind stationäre Spritzpistolen bekannt, die häufig im automatisierten Betrieb zur Bearbeitung grosser Serien Anwendung finden, oder aber auch relativ kleine Handpistolen, die einen flexibleren Einsatz gestatten. Die Einrichtung zum Drahtvorschub kann dabei sowohl in der Spritzpistole selbst installiert sein oder aber durch eine ausserhalb der Spritzpistole liegende Drahtvorschubeinheit bewerkstelligt werden.Because the material of the spray wires in the area of the arc in the melt transferred and sprayed onto the surface of the workpiece, the Spray wire from a wire supply continuously through a wire feeder be tracked. Depending on the requirement, there are stationary spray guns known, often in automated operation for processing large series Find application, or also relatively small hand guns that one Allow more flexible use. The device for wire feed can both installed in the spray gun itself or by one wire feed unit located outside the spray gun become.
Dabei lassen sich die Eigenschaften der gespritzten Schichten durch verschiedene Parameter, wie beispielsweise den Drahtdurchmesser, das Material des Spritzdrahtes, die Geschwindigkeit des Drahtvorschubs, die elektrische Spannung zur Erzeugung bzw. den elektrischen Strom zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens, die Wahl des Zerstäubungsgases sowie dessen Arbeitsdruck oder den Spritzabstand, unmittelbar beeinflussen. Dass heisst, in aller Regel wird eine Änderung eines oder mehrerer dieser (oder auch anderer hier nicht genannter) Parameter zu Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften und Qualität führen. Da die zuvor genannten Parameter durch Wahl der Materialien oder durch elektronische Steuer- und /oder Regeleinrichtungen im allgemeinen leicht beeinflussbar sind, zeichnet sich das Lichtbogenspritzen durch eine hohe Flexibilität aus. Beispielsweise kann unter anderem die Spritztropfengrösse oder die kinetische Energie der Spritztropfen auf einfache Weise, auch während eines laufenden Beschichtungsvorgang, je nach Anforderungen automatisch eingestellt werden. Darüber hinaus kann der Spritzvorgang selbst unter gewöhnlicher Umgebungsatmosphäre, in einer Vakuumkammer oder unter einem Schutzgas stattfinden. Dadurch kann eine breite Auswahl verschiedenster Werkstücke mit unterschiedlichsten Anforderungen an Eigenschaften und Qualität mit dem Verfahren des Lichtbogenspritzens mit schützenden Oberflächen versehen werden.The properties of the sprayed layers can be checked various parameters, such as the wire diameter, the Material of the spray wire, the speed of the wire feed, the electrical voltage for generation or electrical current for Maintaining the arc, choosing the atomizing gas as well directly affect its working pressure or spraying distance. That usually means a change in one or more of these (or other parameters not mentioned here for layers with different properties and quality. Because the aforementioned Parameters by choice of materials or by electronic control and / or Control devices are generally easy to influence, draws arc spraying is characterized by a high degree of flexibility. For example can include the drop size or the kinetic energy of the Splash drops in a simple way, even during a running one Coating process, automatically set according to requirements become. In addition, the spraying process can even be more ordinary Ambient atmosphere, in a vacuum chamber or under one Shielding gas take place. This allows a wide selection of the most varied Workpieces with a wide variety of properties and properties Quality with the process of arc spraying with protective Surfaces are provided.
Ein Nachteil der bekannten Verfahren zum Lichtbogenspritzens ist darin zu sehen, dass an die Drahtwerkstoffe, die als Material für die Herstellung der Spritzdrähte in Frage kommen, ganz spezifische Anforderungen zu stellen sind. So müssen die Spritzdrähte eine ausreichende Duktilität, also eine genügend hohe Verformbarkeit und / oder Dehnbarkeit und eine genügend hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Sollen elektrisch schlecht oder nicht leitende oder relativ harte, also wenig duktile Komponenten, wie beispielsweise Keramiken, in eine zu spritzende Schicht mit eingebracht werden, muss auf sogenannte Fülldrähte zurückgegriffen werden. Unter Fülldrähten versteht man Spritzdrähte, bei welchen in das Basismaterial des Spritzdrahtes zusätzliche Komponenten, meist in Form von diskreten Partikeln eingelagert sind, die im Lichtbogen nicht schmelzen, bzw. nur anschmelzen und in die aufgespritzte Oberflächenschicht mit eingebaut werden. Dabei sind die Partikel in ihrem Volumen stark beschränkt und können zum Teil bereits durch den Schmelzvorgang des Spritzdrahtes in ihrer Struktur verändert werden, was häufig zu nicht gewünschten Modifikationen in der Schicht führt. Auch kann der Volumenanteil der Partikel in der Schmelze praktisch nicht kontrolliert verändert werden, da dieser durch die Verteilung der Partikel im Fülldraht fest vorgegeben ist. Auch die Grösse, Form und Art der Teilchen kann nur durch Austausch des Fülldrahtes und damit während des Spritzvorgangs selbst nicht verändert werden. Zudem können elektrisch nicht leitende Partikel im Spritzdraht die Stabilität des Lichtbogens stören und damit die Qualität der gespritzten Oberflächenschicht nachhaltig negativ beeinflussen. Darüber hinaus ist die Herstellung von Fülldrähten im Vergleich zu gewöhnlichen Spritzdrähten entsprechend aufwendig und teuer.One disadvantage of the known methods for arc spraying is therein see that at the wire materials that are used as material for the manufacture of the Spray wires come into question to have very specific requirements are. The spray wires must have sufficient ductility, i.e. one sufficiently high ductility and / or extensibility and sufficient have high electrical conductivity. Should be electrically bad or not conductive or relatively hard, i.e. less ductile components, such as for example, ceramics, introduced into a layer to be sprayed so-called cored wires must be used. Under Cored wires are spray wires, in which the base material of the Spray wire additional components, mostly in the form of discrete particles are stored, which do not melt in the arc, or only melt and built into the sprayed surface layer. Are the volume of the particles is severely limited and some can already changed in structure by the melting process of the spray wire which often leads to undesired modifications in the layer. Also, the volume fraction of the particles in the melt is practically impossible can be changed in a controlled manner, as this is caused by the distribution of the particles in Cored wire is fixed. Also the size, shape and type of the particles can only be replaced by replacing the cored wire and thus during the Spraying process itself can not be changed. In addition, electrically can not Conductive particles in the spray wire disturb the stability of the arc and therefore the quality of the sprayed surface layer lastingly negative influence. In addition, the production of cored wire is compared to ordinary spray wires correspondingly complex and expensive.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Lichtbogenspritzen mittels einer Spritzpistole vorzuschlagen, das es gestattet, in die aus dem Basismaterial der Spritzdrähte erzeugten Schmelze zusätzliche feste Partikel, insbesondere elektrisch schlecht oder nicht leitende und / oder wenig duktile Partikel, derart kontrolliert einzubringen, dass die Stabilität des Lichtbogens nicht beeinträchtigt wird und auf die Verwendung von Fülldrähten verzichtet werden kann. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen mit einer Spritzpistole vorzuschlagen.The object of the invention is therefore to provide a method for arc spraying propose by means of a spray gun that allows it to be sprayed from the Base material of the spray wires melt produced additional solid particles, in particular electrically poor or non-conductive and / or less ductile Introduce particles in such a way that the stability of the arc is not affected and the use of cored wire is avoided can be. It is also an object of the invention to provide a corresponding one Propose arc spraying device with a spray gun.
Die diese Aufgaben in verfahrenstechnischer und apparativer Hinsicht lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs der jeweiligen Kategorie gekennzeichnet.These tasks in terms of process engineering and equipment Solving objects of the invention are characterized by the features of marked independent claim of the respective category.
Die jeweiligen abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The respective dependent claims relate to particular advantageous embodiments of the invention.
Erfindungsgemäss wird somit ein Verfahren zum Lichtbogenspritzen mittels einer Spritzpistole vorgeschlagen, welche Spritzpistole zwei elektrisch leitende Spritzdrähte und mindestens eine erste Zuführeinrichtung zur Zuführung eines Fluids umfasst, wobei an die Spritzdrähte eine elektrische Spannung angelegt wird, die Spritzdrähte mittels einer Drahtführung nachgeführt werden, durch die elektrische Spannung ein Lichtbogen gezündet wird, die Spritzdrähte in einem Schmelzbereich in eine Schmelze überführt werden und die Schmelze durch das Fluid auf die Oberfläche eines Körpers aufgebracht wird. Dabei werden der Schmelze durch das Fluid Partikel aus einem Vorratsbehälter zugeführt. Durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens können zusätzlich Partikel in die Schmelze und damit in die zu erzeugende Oberflächenschicht eingebracht werden, wobei auf die Verwendung von Fülldrähten verzichtet werden kann.According to the invention, a method for arc spraying is thus used proposed a spray gun, which spray gun two electrically conductive Spray wires and at least one first feed device for feeding a Fluids comprises, wherein an electrical voltage is applied to the spray wires is, the spray wires are tracked by means of a wire guide the electrical voltage is ignited, the spray wires in a melting range can be converted into a melt and the melt is applied by the fluid to the surface of a body. there the melt particles are removed from a reservoir by the fluid fed. By using the method according to the invention additionally particles into the melt and thus into the one to be generated Surface layer are introduced, with the use of Cored wires can be dispensed with.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Lichtbogenspritzen kommt in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung mit einer an sich bekannten Spritzpistole zum Einsatz. Die Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen umfasst eine Spritzpistole, eine Drahtführung zur Zuführung zweier Spritzdrähte, einen Gasvorrat, der ein Fluid, bevorzugt ein gasförmiges Fluid unter einem einstellbaren Arbeitsdruck zur Verfügung stellt, eine Energiequelle, die dazu geeignet ist, die Spritzdrähte mit elektrischer Energie zu versorgen, sowie eine frei programmierbare Ansteuereinheit zur Einstellung verschiedener Prozessparameter. Die Spritzdrähte werden aus einer Vorratseinrichtung einer Drahtführung zugeführt, die einen Drahtvorschub und eine Führungseinrichtung umfasst. Der Drahtvorschub, der entweder in der Spritzpistole selbst oder in einer externen Einrichtung untergebracht sein kann, befördert die Spritzdrähte aus der Vorratseinrichtung über die Führungseinrichtung derart in einen Schmelzbereich, dass zwischen den beiden Spritzdrähten im Schmelzbereich ein Lichtbogen gezündet und über einen vorgebbaren Zeitraum stabil aufrecht erhalten werden kann. Die Führungseinrichtung ist bevorzugt so ausgelegt, dass sie als elektrisch leitende Einrichtung mit der Energiequelle verbindbar ist und mit dem Spritzdraht elektrisch leitend in Kontakt steht, so dass über die Führungseinrichtung die für die Erzeugung des Lichtbogens notwendige elektrische Energie dem Spritzdraht zugeführt werden kann. Selbstverständlich kann die Führungseinrichtung gegen die Spritzdrähte auch elektrisch isoliert werden, wobei die elektrische Energie dann den Spritzdrähten auf andere Weise zugeführt wird. Da beim Lichtbogenspritzen im Schmelzbereich kontinuierlich das Material des Spritzdrahtes in eine Schmelze überführt wird, muss der Spritzdraht zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens durch die Drahtführung kontinuierlich in den Schmelzbereich nachgeführt werden.To carry out the inventive method for Arc spraying comes in a preferred embodiment Device with a known spray gun for use. The Arc spraying device comprises a spray gun, a Wire guide for feeding two spray wires, a gas supply, the one Fluid, preferably a gaseous fluid under an adjustable working pressure provides an energy source that is suitable for the To supply spray wires with electrical energy, as well as a free programmable control unit for setting various Process parameters. The spray wires are made from a storage device fed a wire guide that a wire feed and a Includes management facility. The wire feed, which is either in the Spray gun itself or in an external facility can, the spray wires from the storage device on the Guide device in a melting range such that between the an arc was ignited and sprayed over both spray wires in the melting area a stable period of time can be maintained. The Guide device is preferably designed so that it is electrical conductive device is connectable to the energy source and with the Spray wire is in electrically conductive contact, so that over the Guide device the necessary for the generation of the arc electrical energy can be supplied to the spray wire. Of course, the guide device can also against the spray wires be electrically isolated, the electrical energy then the Spray wires are fed in a different way. Because with arc spraying in the melting range the material of the spray wire continuously into one The melt wire is transferred, the spray wire to maintain the Arc through the wire guide continuously into the melting area be tracked.
Der Gasvorrat steht über eine erste Zuführeinrichtung, die zum Beispiel in Form einer Druckleitung ausgestaltet sein kann, derart mit dem Schmelzbereich in Verbindung, dass die durch den Lichtbogen im Schmelzbereich aus dem Material des Spritzdrahtes erzeugte Schmelze durch das Fluid mit einem einstellbaren Arbeitsdruck beaufschlagt und so auf die Oberfläche eines zu beschichtenden Werkstücks aufgebracht wird, wobei das Fluid vorzugsweise ein Gas, insbesondere ein Edelgas wie Helium oder Argon, oder ein Inertgas wie Stickstoff oder auch Sauerstoff oder Umgebungsluft umfassen kann.The gas supply is above a first feed device, which is, for example, in Form of a pressure line can be configured, such with the Melting range in connection with that caused by the arc in the Melting area melt produced from the material of the spray wire acted upon by the fluid with an adjustable working pressure and so on the surface of a workpiece to be coated is applied, wherein the fluid is preferably a gas, in particular an inert gas such as helium or Argon, or an inert gas such as nitrogen or oxygen or Ambient air can include.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen weist im Vergleich zum Stand der Technik zusätzlich einen Vorratsbehälter auf, der in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung durch geeignete Mittel mit der ersten Zuführeinrichtung in Verbindung steht, so das dem Fluid feste Partikel zuführbar sind. Die Schmelze wird dabei durch den Fluidstrom, der das Fluid und die zugeführten festen Partikel umfasst, über die erste Zuführeinrichtung so mit einem einstellbaren Arbeitsdruck beaufschlagt, dass die Partikel der Schmelze zugeführt und gemeinsam mit der aus den Spritzdrähten gebildeten Schmelze auf die Oberfläche eines zu beschichtenden Körpers aufgebracht werden. Dabei ist es möglich, dass die Partikel aus verschiedenen Vorratsbehältern der Schmelze zugeführt werden können, so dass die Zahl und die Art der dem Fluid in Form von Partikeln zugeführten Materialien während des Spritzvorgangs kontrolliert eingestellt werden kann. Ferner ist es möglich, dass der Vorratsbehälter und der Gasvorrat durch einen gemeinsamen Behälter gebildet werden.The inventive device for arc spraying has in Compared to the prior art, a storage container, which in a preferred embodiment of the device according to the invention is connected to the first feed device by suitable means, so that solid particles can be supplied to the fluid. The melt is thereby the fluid flow comprising the fluid and the supplied solid particles, via the first feed device with an adjustable working pressure acts on the particles that are fed to the melt and together with the melt formed from the spray wires towards the surface of a coating body are applied. It is possible that the Particles from different storage containers are fed to the melt can, so the number and type of the fluid in the form of particles supplied materials adjusted in a controlled manner during the spraying process can be. It is also possible that the reservoir and the Gas supply can be formed by a common container.
In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen nach einem erfindungsgemässen Verfahren werden die Partikel mittels einer zweiten Zuführeinrichtung durch das Fluid der Schmelze zugeführt . Dabei umfasst die Vorrichtung in gleicher Weise und Funktion, die bereits beschriebenen Komponenten, insbesondere auch die erste Zuführeinrichtung, die gegebenenfalls jedoch nur dazu dient, die durch den Lichtbogen im Schmelzbereich aus dem Material des Spritzdrahtes erzeugte Schmelze durch das Fluid mit einem einstellbaren Arbeitsdruck zu beaufschlagen und so die Schmelze auf die Oberfläche eines zu beschichtenden Werkstücks aufzubringen.In another preferred embodiment of a device for Arc spraying according to a method according to the invention Particles by means of a second feed device through the fluid of the melt fed. The device includes in the same way and function that components already described, especially the first Feeding device, which, however, may only be used by the Arc generated in the melting area from the material of the spray wire Melt through the fluid with an adjustable working pressure act and so the melt to the surface of a to apply the coating workpiece.
Somit weist diese Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen zusätzlich zur ersten Zuführeinrichtung eine zweite Zuführeinrichtung auf, welcher zweiten Zuführeinrichtung mittels eines Fluids Partikel aus einem Vorratsbehälter zuführbar sind, wobei auch zwei oder mehr Vorratsbehälter vorhanden sein können. Die Vorratsbehälter sind mit einem Gasvorrat verbunden, der unter einem vorgebbaren Arbeitsdruck Fluid zur Beförderung der Partikel zur Verfügung stellt. Dabei kann derselbe Gasvorrat sowohl mit der ersten Zuführeinrichtung, als auch mit dem Vorratsbehälter in Verbindung stehen. Es können jedoch auch zwei oder mehr Gasvorräte vorhanden sein, so dass beispielsweise die erste Zuführeinrichtung einerseits und die Vorratsbehälter andererseits aus verschiedenen Gasvorräten mit Fluid versorgt werden können. Sind mehrere Gasvorräte vorhanden, so können selbstverständlich auch verschiedene Fluide bei einem Spritzvorgang gleichzeitig zum Einsatz kommen. So ist es beispielsweise möglich, dass die Schmelze durch die erste Zuführeinrichtung aus einem Gasvorrat mit einem ersten Gas, z.B. Sauerstoff, mit Arbeitsdruck beaufschlagt wird, während die Partikel aus einem anderen Gasvorrat mit einem zweiten Gas, beispielsweise durch ein Edelgas mit einem anderen Arbeitsdruck beaufschlagt, über die zweite Zuführeinrichtung der Schmelze zugeführt werden. Selbstverständlich können je nach Erfordernis auch andere Fluide, als die hier beispielhaft angeführten Gase, in Frage kommen. Wenn mehrere Vorratsbehälter vorhanden sind, die gleiche oder verschiedene Partikel bereitstellen, kann selbstverständlich jeder Vorratsbehälter aus einem oder mehreren Gasvorräten gespeist werden, die gleiche oder verschiedene Fluide bereitstellen können.Thus, this arc spraying device has in addition to the first one Feeder on a second feeder, which second Particle feed device by means of a fluid from a storage container can be fed, two or more storage containers also being present can. The storage containers are connected to a gas supply, which is below a specifiable working pressure fluid for transporting the particles to Provides. The same gas supply can be used with the first one Feeder, as well as in connection with the storage container. It However, two or more gas reserves can also be present, so that for example, the first feed device on the one hand and the storage containers on the other hand, be supplied with fluid from various gas stocks can. If there are several gas stocks, you can of course different fluids can be used simultaneously in one spraying process come. For example, it is possible for the melt to pass through the first Feeder from a gas supply with a first gas, e.g. Oxygen, is pressurized while the particles come from another Gas supply with a second gas, for example through an inert gas with a other working pressure applied via the second feed device Melt are fed. Of course, depending on your needs other fluids than the gases listed here as examples are also possible come. If there are several storage containers, the same or of course, everyone can provide different particles Storage containers are fed from one or more gas stores that can provide the same or different fluids.
Dabei werden der Schmelze durch das Fluid die Partikel mittels der zweiten Zuführeinrichtung derart aus dem Vorratsbehälter zugeführt, dass die Partikel im Schmelzbereich mit der Schmelze vermischt werden und gemeinsam mit der Schmelze auf die Oberfläche des Körpers durch das Fluid aufgebracht und damit zum integralen Bestandteil der Oberflächenschicht werden. Bevorzugt umfasst die zweite Zuführeinrichtung eine Düseneinrichtung, die dazu geeignet ist, die Partikel in die durch das Fluid mit Arbeitsdruck beaufschlagte Schmelze einzubringen.The fluid becomes the particles by means of the second fluid Feed device fed from the storage container in such a way that the particles are mixed with the melt in the melting area and together with the melt is applied to the surface of the body by the fluid and thus become an integral part of the surface layer. The second feed device preferably comprises a nozzle device which is capable of moving the particles through the fluid at working pressure to bring the melt applied.
Selbstverständlich ist es auch möglich, dass Partikel gleichzeitig über die erste Zuführeinrichtung und über die zweite Zuführeinrichtung der Schmelze zugeführt werden, wobei eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen darüber hinaus neben der ersten und der zweiten Zuführeinrichtung durchaus auch weitere Zuführeinrichtungen umfassen kann.Of course, it is also possible for particles to pass through the first feed device and via the second feed device of the melt are supplied, wherein an inventive device for Arc spraying in addition to the first and second Feeder can also include other feeders.
Dabei umfasst die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen wie bereits erwähnt, bevorzugt eine frei programmierbare Ansteuereinheit, die es erlaubt, verschiedene Prozessparameter wie beispielsweise den Arbeitsdruck des Fluids und / oder die zugeführte Menge oder Art von Partikeln und / oder den Drahtvorschub und / oder weitere Prozessparameter nach einem vorgebbaren Schema einzeln einzustellen.The inventive device for arc spraying comprises As already mentioned, a freely programmable control unit, which it allows various process parameters such as the Working pressure of the fluid and / or the amount or type of Particles and / or the wire feed and / or other process parameters set individually according to a predefinable scheme.
Die dem Fluid aus dem Vorratsbehälter zugeführten Partikel können in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Keramik und / oder ein Karbid und / oder ein Borid und / oder ein Nitrid, insbesondere hexagonales Bornitrid (hBN) oder kubisches Bornitrid (cBN) und / oder ein Metall und / oder eine Metallegierung umfassen. Die Grösse der Partikel liegt zwischen 1 µm und 200 µm und wird vorzugsweise zwischen 5 µm und 80 µm gewählt. Der Volumenanteil der Partikel, die dem Fluid aus dem Vorratsbehälter zugeführt werden, kann variabel oder fest eingestellt werden, so dass der Volumenanteil der Partikel in der durch das erfindungsgemässe Verfahren gespritzen Schicht zwischen 0.1 % und 40 % des Gesamtvolumens der aufgebrachten Oberflächenschicht beträgt. Bevorzugt liegt der Volumenateil der Partikel in der gespritzten Oberflächenschicht zwischen 1 % und 20 %.The particles supplied to the fluid from the storage container can be in one preferred embodiment a ceramic and / or a carbide and / or a boride and / or a nitride, in particular hexagonal boron nitride (hBN) or cubic boron nitride (cBN) and / or a metal and / or a Include metal alloy. The size of the particles is between 1 µm and 200 µm and is preferably chosen between 5 µm and 80 µm. The Volume fraction of the particles that are supplied to the fluid from the reservoir be variable or fixed, so that the volume fraction the particles in the layer sprayed by the method according to the invention between 0.1% and 40% of the total volume of the applied Surface layer is. The volume fraction of the particles is preferably in the sprayed surface layer between 1% and 20%.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann dabei mehrere Vorratsbehälter mit verschiedenen Sorten von Partikeln aufweisen, wobei die Partikel, die aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut und / oder von unterschiedlicher Grösse sein können, dem Fluid aus den verschiedenen Vorratsbehältern zugeführt und die Zusammensetzung des Partikelstroms durch die Ansteuereinheit nach einem vorgebbaren Schema kontinuierlich verändert werden kann. Dadurch ist es möglich, sowohl die Struktur, als auch die Zusammensetzung der zu spritzenden Oberflächenschicht auch während eines Spritzvorgangs ständig anzupassen, wodurch auch Werkstücke mit stark strukturierten Oberflächen in allen Oberflächenbereichen immer optimal beschichtet werden können.The device according to the invention can have several storage containers have different types of particles, with the particles coming from different materials and / or different Size can be the fluid from the different storage containers fed and the composition of the particle stream through the Control unit continuously changed according to a predefinable scheme can be. This makes it possible to change both the structure and the Composition of the surface layer to be sprayed also during constantly adapting to a spraying process, which means that workpieces can also be strongly structured surfaces always optimal in all surface areas can be coated.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens zum Lichtbogenspritzen besteht darin, dass die Partikel mit dem Fluid in die Schmelze eingeführt werden und nicht durch Verwendung eines Fülldrahtes in den Beschichtungsprozess eingebracht werden. Dadurch sind die Partikel weit weniger in ihrem Volumen eingeschränkt und haben keine negative Auswirkungen auf die Stabilität des Lichtbogens und des Schmelzprozesses. Je nach eingesetzten Materialien und / oder den beim Lichtbogenspritzen gewählten Parametern können die in die Schmelze eingebrachten Partikel bereits während ihrem Weg zur Oberfläche des zu beschichtenden Körpers entweder von der schmelzflüssigen Phase ganz oder teilweise umschlossen sein, beispielsweise innerhalb kleiner Tröpfchen, die sich beim Zerstäuben der Schmelze gebildet haben, oder erst auf der Oberfläche des zu beschichtenden Körpers von der schmelzflüssigen Phase, vor oder während dem Erstarren bei der Schichtbildung, umschlossen werden.A particular advantage of the method according to the invention for Arc spraying is that the particles with the fluid in the Melt are introduced and not by using a cored wire the coating process. This makes the particles far less restricted in volume and have no negative Effects on the stability of the arc and the melting process. Depending on the materials used and / or those used in arc spraying selected parameters can be the particles introduced into the melt already on their way to the surface of the body to be coated either completely or partially enclosed by the molten phase be, for example, within small droplets that form when the Have formed melt, or only on the surface of the coating body from the molten phase, before or during solidification during layer formation.
In einer besonderen Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Verfahrens umfassen die Partikel beispielsweise oxidische Keramiken oder Karbide und werden im Spritzprozess im wesentlichen nicht aufgeschmolzen, sondern in eine Trägerschicht, die weitestgehend aus dem Material des Spritzdrahtes aufgebaut ist, matrixartig in die gespritzte Oberflächenschicht eingebaut. Die so entstandene Oberflächenschicht kann, je nach Art der eingebauten Partikel, ganz unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Im Vergleich zu Oberflächenschichten, die mit bekannten Verfahren zum Lichtbogenspritzen hergestellt wurden, kann beispielsweise durch Verwendung harter keramischer Partikel eine deutlich verbesserte Verschleissfestigkeit der gespritzten Oberflächen erreicht werden. Beispielsweise sind durch das erfindungsgemässe Verfahren Verschleissschutzschichten für Bremsscheiben herstellbar, die unter anderem in Fahrzeugen zum Einsatz kommen können, deren Bremsscheiben durch häufige Bremsvorgänge ständig stark belastet sind. Dies trifft beispielsweise auf Lastkraftwagen, Strassenbahnen, Autobusse und andere Fahrzeuge, insbesondere im Nahverkehr zu, die häufig und in kurzen Intervallen relativ grosse Massen abbremsen müssen. Durch die Verwendung des erfindungsgemässen Verfahren können auf die Bremsscheiben solcher Fahrzeuge erstmals Verschleisschutzschichten aufgespritzt werden, die sogar die Lebensdauer des entsprechenden Fahrzeugs überdauert. Die wirtschaftlichen Vorteile, die sich durch Einsatz solcher Verschleissschutzschichten ergeben liegen auf der Hand. Dabei ist das erfindungsgemässe Verfahren selbstverständlich nicht auf die Herstellung von Verschleisschutzschichten für Bremsscheiben beschränkt, sondern kann zum Beispiel auch zur Beschichtung von Glatt- oder Kreppzylindern (sogenannten Trockenzylindern) für die Herstellung von Papieren in der Papierindustrie oder in vielen anderen Bereichen erfolgreich eingesetzt werden. Neben Schutzschichten auf Oberflächen von Werkstücken können sogar freistehende Körper aus MMC (Metal Matrix Composite) gespritzt werden.In a special embodiment variant of the invention Process include the particles, for example oxidic ceramics or Carbides and are essentially not melted in the injection process, but in a carrier layer, which is largely made of the material of the Spray wire is built up, matrix-like in the sprayed surface layer built-in. The resulting surface layer can, depending on the type of built-in particles, have very different properties. in the Comparison to surface layers, which are known with known methods for Arc syringes can be produced, for example, by Use of hard ceramic particles significantly improved Wear resistance of the sprayed surfaces can be achieved. For example, by the method according to the invention Wear protection layers for brake disks can be produced, among other things can be used in vehicles whose brake discs are frequent braking operations are constantly heavily loaded. This is the case, for example on trucks, trams, buses and other vehicles, especially in local transport too, which is frequent and at short intervals relative large masses have to slow down. By using the Methods according to the invention can be applied to the brake discs of such Vehicles for the first time are sprayed on with wear protection layers that even the lifespan of the corresponding vehicle lasts. The economic benefits arising from the use of such Wear protection layers are obvious. It is Of course, the method according to the invention does not relate to the production of Wear protection layers for brake discs limited, but can be used Example also for the coating of smooth or crepe cylinders (so-called Drying cylinders) for the production of papers in the paper industry or can be used successfully in many other areas. Next Protective layers on surfaces of workpieces can even free-standing body made of MMC (Metal Matrix Composite).
Ferner ist es möglich, dass die Partikel im wesentlichen Trockenschmierstoffe sind, wie beispielsweise hexagonales Bornitrid (hBN) oder andere Materialien, wodurch eine erhöhte Schmierfähigkeit und / oder verbesserte abrasive Eigenschaften der Oberfläche erreicht werden. So können beispielsweise bewegliche Komponenten in Turbinen aller Art, die hohen Temperaturen und /oder starken mechanischen Belastungen ausgesetzt sind und gewisse dichtende Funktionen haben, mit solchen Schichten durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ausgestattet werden.It is also possible that the particles are essentially dry lubricants such as hexagonal boron nitride (hBN) or other materials, resulting in increased lubricity and / or improved abrasive Surface properties can be achieved. For example moving components in turbines of all kinds, the high temperatures and / or are exposed to strong mechanical loads and certain have sealing functions with such layers by using the be equipped according to the inventive method.
Darüber hinaus ist es sogar möglich, dass die Partikel ebenfalls im Lichtbogen aufgeschmolzen werden, so dass eine mehr oder weniger homogene Mischung von Schmelze und geschmolzenen Partikeln gebildet wird, was dann zu entsprechend homogeneren Strukturen in der Oberflächenschicht führt. Beispielsweise können die Partikel, die dem Fluid aus dem Vorratsbehälter zugeführt werden, Materialien wie Metalle oder Metallegierungen umfassen. Durch Zuführung solcher Partikel in die aus dem Material des Spritzdrahtes gebildeten Schmelze, kann in der Schmelze zum Beispiel eine Legierung gebildet werden, die eine vom Material des Spritzdahtes abweichende Zusammensetzung bzw. vom Material des Spritzdrahtes abweichende Eigenschaften aufweist.In addition, it is even possible that the particles are also in the arc be melted so that a more or less homogeneous Mixture of melt and molten particles is formed what then to correspondingly more homogeneous structures in the surface layer leads. For example, the particles that make up the fluid from the Storage containers are supplied, materials such as metals or Include metal alloys. By feeding such particles into the from the Material of the spray wire formed melt can in the melt Example, an alloy can be formed, one of the material of the Spray wire different composition or from the material of the Spray wire has different properties.
Die Eigenschaften der gespritzten Oberflächenschicht können darüberhinaus auch durch das Fluid selbst beeinflusst werden, das im Spritzprozess zur Beaufschlagung der Schmelze mit Arbeitsdruck und / oder zur Zuführung der Partikel verwendet wird. Beispielsweise kann das Fluid einen erhöhten Gehalt an Sauerstoff umfassen, so dass die die Schmelze umfassenden Materialien und / oder die Partikel bereits beim Spritzvorgang zu einem gewissen Grad oxidieren, wodurch die chemischen und physikalischen Eigenschaften der gespritzten Oberfläche positiv beeinflusst werden können.The properties of the sprayed surface layer can furthermore also be influenced by the fluid itself, which is used in the spraying process Application of pressure to the melt and / or to supply the Particle is used. For example, the fluid can have an increased content to include oxygen so that the materials comprising the melt and / or the particles already to a certain extent during the spraying process oxidize, reducing the chemical and physical properties of the sprayed surface can be positively influenced.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen mit einer Spritzpistole umfasst eine Drahtführung zum Nachführen zweier elektrisch leitender Spritzdrähte und mindestens eine erste Zuführeinrichtung zur Zuführung eines Fluids, an welche Spritzdrähte eine elektrische Spannung anlegbar ist, so dass ein Lichtbogen zündbar ist und dadurch die Spritzdrähte in einem Schmelzbereich in eine Schmelze überführbar sind, wobei die Schmelze durch das Fluid auf die Oberfläche eines Körpers aufbringbar ist. Dabei sind an der erfindungsgemässen Vorrichtung Mittel vorgesehen, um der Schmelze durch das Fluid Partikel aus einem Vorratsbehälter zuzuführen.The inventive device for arc spraying with a Spray gun includes a wire guide for tracking two electrical conductive spray wires and at least a first feed device for Supply of a fluid to which spray wires an electrical voltage can be applied so that an arc can be ignited and thereby the spray wires can be converted into a melt in a melting range, the Melt can be applied through the fluid to the surface of a body. Means are provided on the device according to the invention in order to Melt through the fluid to supply particles from a storage container.
Dadurch, dass Mittel vorgesehen sind, um der Schmelze Partikel durch das Fluid zuzuführen, kann auf die Verwendung von Fülldrähten als Spritzdrähte verzichtet werden. Unterschiedliche Sorten von Partikel sind dem Fluid entweder aus mehreren verschiedenen Vorratsbehältern getrennt zuführbar oder in einem oder mehreren Vorratsbehältern sind Mischungen von verschiedenen Sorten von Partikeln verfügbar und dem Fluid aus den Vorratsbehältern zuführbar.The fact that means are provided to pass the melt particles through the Feeding fluid can lead to the use of cored wire as spray wire to be dispensed with. Different types of particles are the fluid can be fed separately from several different storage containers or in one or more storage containers are mixtures of different types of particles available and the fluid from the Storage containers can be supplied.
Im folgenden wird die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
- Fig. 1
- die wesentlichen Teile eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen nach einem erfindungsgemässen Verfahren;
- Fig. 2
- wie Fig. 1 für ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen;
- Fig. 3
- ein Beispiel einer Schicht auf einer Oberfläche eines Körpers, aufgebracht durch Lichtbogenspritzen nach einem erfindungsgemässen Verfahren.
- Fig. 1
- the essential parts of an embodiment of a device for arc spraying according to a method according to the invention;
- Fig. 2
- as Figure 1 for a further embodiment of a device for arc spraying.
- Fig. 3
- an example of a layer on a surface of a body, applied by arc spraying according to a method according to the invention.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum
Lichtbogenspritzen mit Spritzpistole 1, erster Zuführeinrichtung 3,
Vorratsbehälter 12 und Ansteuereinheit 14 zum Lichtbogenspritzen nach
einem erfindungsgemässen Verfahren. Die Spritzpistole 1 umfasst in
bekannter Weise zwei elektrisch leitende Spritzdrähte 2, die zur Versorgung
mit elektrischer Energie mit einer Energiequelle 16 verbunden sind, so dass
zwischen den Spritzdrähten 2 in einem Schmelzbereich 7 ein Lichtbogen 6
gezündet und über einen vorgebbaren Zeitraum stabil aufrecht erhalten
werden kann. Die Spritzdrähte 2 sind aus einer nicht dargestellten
Vorratseinrichtung einer Drahtführung 5 zuführbar. Die Drahtführung 5
umfasst einen Drahtvorschub13, der dazu geeignet ist, den Spritzdraht 2
durch eine Führungseinrichtung 17 dem Schmelzbereich 7 zuzuführen. Die
Führungseinrichtung 17 ist bevorzugt so ausgelegt, dass sie als elektrisch
leitende Einrichtung mit der Energiequelle 16 verbindbar ist und mit dem
Spritzdraht 2 elektrisch leitend in Kontakt steht, so dass über die
Führungseinrichtung 17 die für die Erzeugung des Lichtbogens 6 notwendige
elektrische Energie dem Spritzdraht 2 zugeführt werden kann. Da beim
Lichtbogenspritzen im Schmelzbereich 7 kontinuierlich Material des
Spritzdrahtes 2 in eine Schmelze 8 überführt wird, muss der Spritzdraht 2 zur
Aufrechterhaltung des Lichtbogens 6 kontinuierlich durch die Drahtführung 5
in den Schmelzbereich 7 nachgeführt werden.Fig. 1 shows a preferred representation in a schematic representation
Embodiment of an inventive device for
Arc spraying with spray gun 1,
Die aus dem Material des Spritzdrahtes 2 im Lichtbogen 6 gebildete Schmelze
8 wird durch ein Fluid 4 über eine erste Zuführeinrichtung 3 aus einem
Gasvorrat 19 auf eine Oberfläche 9 eines Körpers 10 aufgebracht. Durch das
Fluid 4, das bevorzugt ein Gas, insbesondere Sauerstoff, Stickstoff, Argon,
Helium, Umgebungsluft oder ein anderes Gas ist, wird die Schmelze 8 mit
einem vorgebbaren Arbeitsdruck beaufschlagt, wodurch die Schmelze 8 auf
die Oberfläche 9 des Körpers 10 geschleudert wird, die Schmelze 8 auf der
Oberfläche 9 des Körpers 10 in einen festen Zustand kondensiert und so eine
Oberflächenschicht 18 mit vorgebbaren Eigenschaften auf der Oberfläche 9
des Körpers 10 bildet.The melt formed from the material of the
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen weist weiter
Mittel 15 auf, mit welchen dem Fluid 4 Partikel 11 aus einem Vorratsbehälter
12 zuführbar sind, wobei wie in Fig. 1 beispielhaft gezeigt, auch zwei oder
mehr Vorratsbehälter 12 vorhanden sein können. Dabei werden der Schmelze
8 durch das Fluid 4 die Partikel 11 derart aus dem Vorratsbehälter 12
zugeführt, dass die Partikel 11 im Schmelzbereich 7 mit der Schmelze 8
vermischt werden und gemeinsam mit der Schmelze 8 auf die Oberfläche 9
des Körpers 10 durch das Fluid 4 aufgebracht und damit zum integralen
Bestandteil der Oberflächenschicht 18 werden. Die Partikel 11 umfassen
bevorzugt eine Keramik, insbesondere Aluminiumoxid (Al2O3), Chromoxid
(Cr2O3), Titanoxid (TiO2), Zirkonoxid (ZrO2), und / oder ein Karbid,
insbesondere Wolframkarbid (WC), Chromkarbid (Cr3C2), Titankarbid (TiC),
Tantalkarbid (TaC), Eisenkarbid (Fe3C), Niobiumkarbid, Vanadiumkarbid und /oder
ein Borid und / oder ein Nitrid, wie hexagonales Bornitrid (hBN) oder
kubisches Bornitrid (cBN), und / oder ein Metall und / oder eine
Metallegierung. Dabei werden vorzugsweise die Partikel 11 im wesentlichen
nicht aufgeschmolzen, sondern in einer matrixartigen Struktur in die
Oberfläche 18 eingebaut. Allerdings ist es auch denkbar, dass die Partikel 11
ebenfalls aufgeschmolzen und mit der Schmelze 8, z.B. unter Bildung einer
Legierung, vermischt werden um so eine im wesentlichen homogene
Oberflächenschicht 18 auszubilden.A device for arc spraying according to the invention further has means 15 with which
Zur Steuerung und / oder Regelung weist eine erfindungsgemässe
Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen eine frei programmierbare
Ansteuereinheit 14 auf, mit welcher der Arbeitsdruck, mit dem das Fluid 4 die
Schmelze 8 beaufschlagt, und / oder die zugeführte Menge und /oder Art von
Partikeln 11 und / oder der Drahtvorschub 13 und / oder die den Spritzdrähten
2 zugeführte elektrische Energie und / oder ein weiterer Prozessparameter
einzeln eingestellt werden können. Dazu sind zum Beispiel der Gasvorrat 19
und / oder die Drahtführung 5 und / oder der Vorratsbehälter 12 und / oder die
Energiequelle 16 und / oder weitere Komponenten der erfindungsgemässen
Vorrichtung über Ansteuerleitungen 20 mit der Ansteuereinheit 14 verbunden.
Desweiteren kann die Ansteuereinheit 14 Sensorleitungen 21 umfassen,
durch die der Ansteuereinheit 14 von nicht dargestellten Sensoren
verschiedene Betriebsparameter, wie beispielsweise aktueller Arbeitsdruck,
Gasdruck in der Prozesskammer, Umgebungsdruck, Temperatur, elektrische
Betriebsparameter der Energiequelle oder andere Parameter, übermittelbar
sind.For control and / or regulation, an according to the invention
Arc spraying device a freely
Fig. 2 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
zum Lichtbogenspritzen nach einem erfindungsgemässen Verfahren mit
Spritzpistole 1, einer ersten Zuführeinrichtung 3, Vorratsbehälter 12 und
Ansteuereinheit 14. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel werden die
Partikel 11 jedoch mittels einer zweiten Zuführeinrichtung 31 der Schmelze 8
durch das Fluid 4 zugeführt. Dabei umfasst die Spritzpistole 1 in gleicher
Weise und Funktion die bereits beschriebenen bekannten Komponenten einer
Spritzpistole 1 zum Lichtbogenspritzen. Selbstverständlich umfasst auch die in
Fig. 2 gezeigte Vorrichtung, ebenfalls in gleicher Weise und Funktion, die
bereits beschriebenen weiteren Komponenten einer erfindungsgemässen
Vorrichtung, wobei die erste Zuführeinrichtung 3 gegebenenfalls nur der
Zuführung von Fluid 4 zur Beaufschlagung der Schmelze 8 mit Arbeitsdruck
dienen kann. Insbesondere weist die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung auch
eine Energiequelle 16 auf, auf deren Darstellung hier aus Gründen der
Übersichtlichkeit verzichtet wurde. Fig. 2 shows schematically another embodiment of a device
for arc spraying according to a method according to the invention
Spray gun 1, a
Die aus dem Material des Spritzdrahtes 2 im Lichtbogen 6 gebildete Schmelze
8 wird analog zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel auch hier
durch ein Fluid 4 über eine Zuführeinrichtung 3 aus einem Gasvorrat 19 auf
eine Oberfläche 9 eines Körpers 10 aufgebracht. Durch das Fluid 4, das
bevorzugt ein Gas, insbesondere Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Helium,
Umgebungsluft oder ein anderes Gas ist, wird die Schmelze 8 mit einem
vorgebbaren Arbeitsdruck beaufschlagt, wodurch die Schmelze 8 auf die
Oberfläche 9 des Körpers 10 geschleudert wird, die Schmelze 8 auf der
Oberfläche 9 des Körpers 10 in einen festen Zustand kondensiert und so eine
Oberflächenschicht 18 mit vorgebbaren Eigenschaften auf der Oberfläche 9
des Körpers 10 bildet.The melt formed from the material of the
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen
Vorrichtung zum Lichtbogenspritzen weist weiter Mittel 15 auf, mit welchen
aus einem Vorratsbehälter 12 einer zweiten Zuführeinrichtung 31 mittels eines
Fluids 4 Partikel 11 zuführbar sind, wobei wie in Fig. 2 beispielhaft gezeigt,
auch zwei oder mehr Vorratsbehälter 12 vorhanden sein können. Die
Vorratsbehälter 12 sind mit einem Gasvorrat 19 verbunden, der unter einem
vorgebbaren Arbeitsdruck Fluid 4 zur Beförderung der Partikel 11 zur
Verfügung stellt. Dabei kann derselbe Gasvorrat 19 sowohl mit der ersten
Zuführeinrichtung 3, als auch mit dem Vorratsbehälter 12 und / oder der
zweiten Zuführeinrichtung 31 in Verbindung stehen. Es können jedoch auch,
wie in Fig.2 beispielhaft dargestellt, zwei oder mehr Gasvorräte 19 vorhanden
sein, so dass beispielsweise die erste Zuführeinrichtung 3 und die
Vorratsbehälter 12 und / oder die zweite Zuführeinrichtung 31 aus
verschiedenen Gasvorräten 19 mit Fluid 4 versorgt werden. Sind mehrere
Gasvorräte 19 vorhanden, so können selbstverständlich auch verschiedene
Fluide 4 bei einem Spritzvorgang gleichzeitig zum Einsatz kommen. So ist es
beispielsweise möglich, dass die Schmelze 8 durch die erste
Zuführeinrichtung 3 aus einem Gasvorrat 19 durch Sauerstoff mit Arbeitsdruck
beaufschlagt wird, während die Partikel 11 aus einem anderen Gasvorrat 19,
beispielsweise durch ein Edelgas mit einem anderen Arbeitsdruck
beaufschlagt, über die zweite Zuführeinrichtung 31 der Schmelze 8 zugeführt
werden. Selbstverständlich können je nach Erfordernis auch andere Fluide 4,
als die hier beispielhaft angeführten Gase, in Frage kommen. Wenn mehrere
Vorratsbehälter 12 vorhanden sind, die gleiche oder verschiedene Partikel 11
bereitstellen können, kann selbstverständlich jeder Vorratsbehälter 12 aus
einem oder mehreren Gasvorräten 19 gespeist werden, die gleiche oder
verschiedene Fluide 4 bereitstellen können.The embodiment shown in FIG. 2 of an inventive
Arc spraying device also has means 15 with which
from a
Dabei werden der Schmelze 8 durch das Fluid 4 die Partikel 11 mittels der
zweiten Zuführeinrichtung 31 derart aus dem Vorratsbehälter 12 zugeführt,
dass die Partikel 11 im Schmelzbereich 7 mit der Schmelze 8 vermischt
werden und gemeinsam mit der Schmelze 8 auf die Oberfläche 9 des Körpers
10 durch das Fluid 4 aufgebracht und damit zum integralen Bestandteil der
Oberflächenschicht 18 werden. Bevorzugt umfasst die zweite
Zuführeinrichtung 31 eine Düseneinrichtung 32, die dazu geeignet ist, die
Partikel 11 in die durch das Fluid 4 mit Arbeitsdruck beaufschlagte Schmelze
8 einzubringen.Here, the melt 8 through the
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel einer
Oberflächenschicht 18, die durch Lichtbogenspritzen nach einem
erfindungsgemässen Verfahren auf die Oberfläche 9 eines Körpers 10
aufgebracht wurde. Bei dem hier gezeigten Beispiel wurden dem mit
Arbeitsdruck beaufschlagten Fluid 4 aus dem Vorratsbehälter 12 Partikel 11
zugeführt und die im Lichtbogen 6 gebildete Schmelze 8 durch den aus Fluid
4 und Partikel 11 gebildeten Partikelstrom auf die Oberfläche 9 des Körpers
10 geschleudert. Die in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Partikel 11
wurden dabei im wesentlichen nicht aufgeschmolzen, sondern in einer
Trägerschicht 22, die weitestgehend das (aus dem durch den Lichtbogen 6
aufgeschmolzenen) Material des Spritzdrahtes 2 umfasst, matrixartig
eingebaut. Die so entstandene Oberflächenschicht 18 kann zum Beispiel je
nach Art der eingebauten Partikel 11 im Vergleich zu Oberflächenschichten
18, die mit bekannten Verfahren zum Lichtbogenspritzen hergestellt wurden,
eine deutlich verbesserte Verschleissfestigkeit aufweisen.Fig. 3 shows a schematic representation of an example of a
Beispielsweise sind so durch das erfindungsgemässe Verfahren
Oberflächenschichten 18 für Bremsscheiben herstellbar, die unter anderem in
Fahrzeugen zum Einsatz kommen können, deren Bremsscheiben durch
häufige Bremsvorgänge ständig stark belastet sind. Dies trifft unter anderem
auf Lastkraftwagen, Strassenbahnen, Autobusse und andere Fahrzeuge,
insbesondere im Nahverkehr zu, die häufig und in kurzen Intervallen relativ
grosse Massen abbremsen müssen. Dabei ist das erfindungsgemässe
Verfahren selbstverständlich nicht auf die Herstellung von
Oberflächenschichten 18 für Bremsscheiben beschränkt, sondern kann zum
Beispiel auch zur Beschichtung von Glatt- oder Kreppzylindern (sogenannten
Trockenzylindern) für die Herstellung von Papieren in der Papierindustrie oder
in vielen anderen Bereichen erfolgreich eingesetzt werden. Neben
Oberflächenschichten 18 auf Oberflächen 9 von Werkstücken können sogar
freistehende Körper, beispielsweise aus MMC (Metal Matrix Composite)
gespritzt werden.For example, by the method according to the invention
Surface layers 18 can be produced for brake discs, which, among other things, in
Vehicles can be used, the brake discs through
frequent braking operations are constantly heavily loaded. Among other things, this applies
on trucks, trams, buses and other vehicles,
especially in local transport too, which is frequent and at short intervals relative
large masses have to slow down. This is according to the invention
Of course, the process does not apply to the production of
Surface layers 18 limited for brake discs, but can be used
Example also for the coating of smooth or crepe cylinders (so-called
Drying cylinders) for the production of papers in the paper industry or
can be used successfully in many other areas. Next
Surface layers 18 on
Ferner ist es möglich, dass die Partikel 11 im wesentlichen
Trockenschmierstoffe, wie beispielsweise hexagonales Bornitrid oder andere
umfassen, wodurch eine erhöhte Schmierfähigkeit und / oder verbesserte
abrasive Eigenschaften der Oberflächenschicht 18 erreicht werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Partikel 11 ebenfalls im
Lichtbogen 6 aufgeschmolzen werden, so dass eine mehr oder weniger
homogene Mischung von Schmelze 8 und geschmolzenen Partikeln 11
gebildet wird, was dann zu entsprechend homogeneren Strukturen in der
Oberflächenschicht 18 führt. It is also possible that the
Dadurch, dass die Zufuhr der Partikel 11 zur Schmelze 8 aus verschiedenen
Vorratsbehältern 12 erfolgen und die Menge und / oder Art von zugeführten
Partikeln 11 für jeden Vorratsbehälter 12 einzeln eingestellt werden kann, ist
es möglich in einem Arbeitsgang auch Oberflächenschichten 18 herzustellen,
deren Eigenschaften über die Oberflächenschicht 18 von Ort zu Ort und / oder
über die Dicke der Oberflächenschicht 18 variieren, d.h. es können auch
vorgebbare Konzentrationsprofile von Partikeln 11 in der Oberflächenschicht
18 erzeugt werden. So ist es zum Beispiel möglich, Oberflächenschichten 18
herzustellen, deren abrasive Eigenschaften und / oder deren
Verschleissfestigkeit von Ort zu Ort variieren oder sich mit wachsendem
Schichtabtrag in vorgebbarer Weise verändern.The fact that the supply of the
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Lichtbogenspritzen mittels einer Spritzpistole gestattet es, in die aus dem Material der Spritzdrähte erzeugte Schmelze zusätzlich feste Partikel kontrolliert durch ein mit Arbeitsdruck beaufschlagtes Fluid einzubringen, so dass auf die Verwendung von teuren Fülldrähten verzichtet werden kann. Dadurch, dass die Partikel aus verschiedenen Vorratsbehältern durch das Fluid der Schmelze nach einem vorgebbaren Schema zugeführt werden, können bei Bedarf gleichzeitig verschiedene Partikelsorten unterschiedlicher Grösse und chemischer Zusammensetzung in die zu spritzende Schicht eingebracht werden. Dadurch wird es möglich, durch Lichtbogenspritzen Oberflächenschichten mit deutlich verbesserten Eigenschaften und einer grösseren Vielfalt möglicher Strukturen und Zusammensetzung herzustellen.The inventive method for arc spraying by means of a Spray gun allows in the generated from the material of the spray wires Melt additional solid particles controlled by a working pressure to apply pressurized fluid, so that the use of expensive Cored wires can be dispensed with. By making the particles out various storage containers through the fluid of the melt after a Predeterminable scheme can be supplied if necessary at the same time different types of particles of different sizes and chemical Composition are introduced into the layer to be sprayed. Thereby it becomes possible to use surface spraying with arcing improved properties and a greater variety of possible structures and composition.
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