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Keramische SchichtenWenn Stahl schlapp macht

dann hilft unter Umständen eine keramische Beschichtung weiter: Hält nämlich ein metallisches Werkstück erhöhten Anforderungen an Verschleißschutz, Korrosionsbeständigkeit, elektrischer Isolation oder Wärmedämmung nicht stand, verleiht die Beschichtung der Oberfläche mit einer technischen Keramik wie etwa Aluminiumoxid oder Titanoxid die geforderten Eigenschaften. Nur, wie gelangt die Schicht aufs Bauteil? Das Werkstoffzentrum Rheinbach setzt dazu das Flammspritzen ein, das neben dem Plasmaspritzen heute breite industrielle Verwendung findet.

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Keramische Schichten: Wenn Stahl schlapp macht

Das Flammspritzen gehört zu den thermischen Verfahren, bei denen der Schichtwerkstoff mittels Spritzgerät auf-, an- oder abgeschmolzen wird. Die Methode nutzt die Gas-Sauerstoff-Verbrennung zum Erhitzen (<3.000°C) und zum Transport der Keramik-Partikel auf die Oberfläche des Metalls. Das Resultat sind dichte und haftfeste Schichten mit Lamellenstruktur und Dicken von 30 bis 100 µm. Welches oxidkeramische Pulver aufgespritzt wird, richtet sich nach der Anwendung: Aluminiumoxid als elektrische Isolation oder Verschleißschutz; Zirconiumoxid, wenn die thermische Isolation optimiert werden soll; Gemische aus Aluminiumoxid und Titanoxid für zähe, bruch- und stoßfeste Schicht bei erhöhtem Verschleißschutz. Je nach Lage der Dinge können keramische Schichten die Standzeit der beschichteten Werkstücke „um das 2- bis-100-fache verlängern,“ sagt Wolfgang Kollenberg, Geschäftsführer des Werkstoffzentrums Rheinbach.

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Die Hersteller von Lagern und Pumpen nutzen die positiven Reibungseigenschaften von Chromoxid; der Papiermaschinenbau veredelt damit seine Farbübertragungswalzen; die Produzenten von Flugzeugturbinen setzen Zirconiumoxid als Wärmedämmung ein; und Gießereien lassen ihre Gießlöffel und -tiegel mit schmelzabweisenden Oberflächen versehen. Dabei gilt es als Vorteil des Flammspritzens, dass bestehende metallische Komponenten – unter Beibehaltung der Konstruktion – ohne großen Aufwand beschichtet werden können.

Das Werkstoffzentrum Rheinbach bietet über die technische Dienstleistung des Flammspritzens hinaus bereits in der ersten Planungsphase einen Beratungs- und Entwicklungsservice. Dabei gehören die Beschreibung von Einsatzbedingungen, das Erstellen konkreter Anforderungsprofile und die daraus abgeleitete Wahl des Werkstoffs zu den Basisleistungen der Rheinbacher. ms

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