Coating-Center-Castrop | Kompetenz in Oberflächenbeschichtungen

Keramikbeschichtungen – Verfahren und Vorteile auf einen Blick

Keramikbeschichtungen – innovative Verfahren mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten

Bei der keramischen Beschichtung handelt es sich um ein thermisches Spritzverfahren. Dabei wird auf das Bauteil, sei es zur Neuanfertigung oder Aufarbeitung, keramisches Pulver aufgespritzt. Ein Großteil der Beschichtungswerkstoffe, die sich in Pulver- oder Drahtform präsentieren, kann zur Verarbeitung kommen. Je nach Energieträger unterscheidet es sich in thermisches Spritzen nach EN 657 sowie ISO 14917. Das Coating Center Castrop nutzt modernste massenflussgeregelte Beschichtungsanlagen, die für hochqualitative Ergebnisse sorgen. Sie kommen unter anderem in folgenden Bereichen zum Einsatz:

  • Verschleißschutz, darunter Abrasion, Erosion, Adhäsion und Fretting
  • elektrische Isolation
  • Korrosionsschutz
  • Modifizierung von Reibwerten
  • Neubeschichtung von verschlissenen Bauteilen
  • thermische Isolation
  • Verhinderung von Reibverschweißung
  • Dichtflächen in der Lebensmittelindustrie

 

Funktionsweise des thermischen Spritzens bei keramischen Beschichtungen

Bei der Anwendung von Keramikbeschichtungen in Form von thermischem Spritzen werden die Werkstoffe einer energiereichen Wärmequelle zugeführt. Darunter fallen beispielsweise Plasmen aus Edelgasen wie Helium, Argon, Wasser- und Stickstoff, Lichtbogen und Brenngas-Sauerstoff-Flammen. Sie schmelzen die Beschichtungswerkstoffe auf. Dabei findet eine Beschleunigung der auf- oder angeschmolzenen Partikel in Richtung des Werkstückes statt, wo sie mit hoher Geschwindigkeit aufprallen. Dort erstarren sie auf dem Objekt, wodurch eine lageweise Schicht entsteht. Zum Erreichen der gewünschten Dicke wird das Werkstück mit dem Brenner wiederholt abgefahren.

Unterschiedliche Schichtdicken

Fast alle metallischen Grundwerkstoffe können durch thermisches Spritzen beschichtet werden. Um ein hochwertiges Resultat zu erhalten, spielt die optimale Schichtdicke eine Rolle. Diese kann – je nach Werkstoff – deutliche Differenzen aufweisen. Es besteht die Möglichkeit, sowohl einige hundert Mikrometer (μm) als auch mehrere Millimeter (mm) aufzubringen. Handelt es sich um die Bearbeitung von Reparaturteilen, bei denen es nicht möglich ist, die Gesamtschichtstärke frei zu wählen, kann mit speziellen Verfahren unterfüttert werden. Aufgrund der Tatsache, dass die Werkstücke bei der Bearbeitung in der Regel nicht wärmer werden als 150° Celsius, sind Veränderungen im Grundmaterial weitestgehend ausgeschlossen.

Vorteile von Keramikbeschichtungen auf einen Blick

Es gibt zahlreiche Eigenschaften, die beim Verfahren der keramischen Beschichtung vorteilhaft sind. Dazu gehören:

  • breite Auswahl an Werkstoffen
  • Verträglichkeit mit Lebensmitteln
  • ein geringer Wärmeeintrag
  • extrem harte Oberflächen
  • Ressourcen schonende Aufarbeitung verschlissener Werkstücke
  • ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit
  • sehr gute Korrosionsbeständigkeit

Plasmaspritzen

Das am besten geeignete Verfahren im Bereich der Keramikbeschichtungen ist das Plasmaspritzen. Dies begründet sich insbesondere durch eine sehr hohe Flammtemperatur von etwa 20.000° Celsius, die für das Aufschmelzen des keramischen Pulvers sorgt. Die Erzeugung des Plasmas erfolgt durch einen Lichtbogen, der innerhalb der Düse zwischen zwei Elektroden erzeugt wird. Dieser brennt in  einer Mischung aus Wasserstoff, Stickstoff und Helium oder Argon. Nahezu alle Beschichtungswerkstoffe lassen sich mit diesem Verfahren verarbeiten, insbesondere aber alle hochschmelzenden Keramikmaterialien.
 

Weitere Informationen zur keramischen Beschichtung

Herausragendes Merkmal der Keramikbeschichtungen vom Coating Center Castrop ist die Tatsache, dass sich das zu beschichtende Bauteil selbst nicht stark erwärmt. Dies ist wichtig in Bezug auf das Gefüge des Grundmaterials, das durch die schwache Hitze nicht verändert wird. Die gleichbleibend hohe Qualität der Beschichtungen wird durch den Einsatz Massenfluss geregelter Prozesse gewährleistet. Dies gilt sowohl für alle gewöhnlichen Plasma-Verfahren als auch für die Verfahren zur Innenbeschichtung. Eine Grundvoraussetzung zur Anwendung ist dennoch eine ausreichende Zugänglichkeit der Fläche durch den Spritzstrahl. Daher gilt: Bereits bei der Konstruktion eines Objektes sollte die Anbringung einer Keramikbeschichtung mit eingeplant werden.

Ein Stoßrand ist ein wichtiger Schutz vor mechanischen Krafteinwirkungen. Empfehlenswert ist die Gestaltung der Beschichtungsbereiche in Form einer Einbettung. Sie schließt ein mögliches Überziehen des Kantenendes aus. In der Regel beträgt die Dicke einer keramischen Beschichtung wenige Zehntel Millimeter. Vorteilhaft ist außerdem die mögliche Einsparung von Kosten und Gewicht, die aufgrund der freien Auswahl des metallischen Grundwerkstoffes besteht. Ein weiterer positiver Aspekt ist die Möglichkeit bei thermischen Keramikbeschichtungen, durch den Einsatz spezieller Endbearbeitungsverfahren auf nahezu jede gewünschte Rauigkeit gemäß Kundenanforderung einzustellen. Das bedeutet  eine reibungsarme und maßgenaue Oberfläche.