(pi) Gemeinsames Merkmal der verschiedenen thermischen Spritzverfahren ist das Aufschmelzen und Verdüsen des aufzubringenden Materials zu Tröpfchen, die in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche geschossen werden. Beim Aufprall auf das Ziel schmiegt sich das flüssige Material eng an die Oberfläche an und verklammert sich bei der Erstarrung mechanisch mit deren winzigen Unebenheiten. Je nach Prozessdauer kann die Dicke der so entstehenden Beschichtung zwischen einigen Hundertstel bis hin zu 20 mm liegen.
Eine metallurgische Verbindung im Sinne einer oberflächlichen Verschmelzung findet dagegen nicht statt, weshalb sich auch Werkstoffe wie Gusseisen oder Aluminium beschichten lassen. Die Schichten sind mikroporös, was vielfach ein Vorteil ist, da sich so Schmierstofftaschen bilden können. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Verfahrens ist der geringe Wärmeeintrag in das Werkstück, weshalb es kaum Probleme mit Eigenschaftsänderungen oder Verzug gibt.
Kaum Verzug, da nur geringer Wärmeeintrag
Üblicherweise reicht die Stabilität der Verbindung aus, um selbst hohen Kräften standzuhalten. Dennoch gibt es Grenzen, beispielsweise bei extrem starken mechanischen Belastungen, bei korrosiver Beanspruchung oder bei zu grober spanabhebender Bearbeitung. Auch deshalb, so Martin Bührer, Inhaber der Bührer AG, Otelfingen, lege er grossen Wert darauf, mit seinen Kunden bei Annahme eines Neuauftrags ein Beratungsgespräch zu führen. Aufgrund langjähriger Erfahrung aus zahlreichen unterschiedlichen Anwendungsfällen kann er seinen Kunden helfen, teure Fehler zu vermeiden. Falls Neuland betreten werden muss, engagiert er sich auch gerne gemeinsam mit ihnen bei Entwicklung und Erprobung neuer Lösungen.
Je nach Aufgabenstellung setzt die Bührer AG vier unterschiedliche Prozessvarianten ein. Basisprozess ist das klassische Lichtbogenspritzen, bei dem zwei Drähte mit der aufzutragenden Legierung durch einen Lichtbogen verflüssigt werden. Das geschmolzene Metall wird mithilfe eines scharfen Pressluftstrahls fein zerstäubt und auf das Werkstück geschleudert, wo es anhaftet und erstarrt. Mit diesem Verfahren kann man nicht nur Metalle, sondern im Prinzip auch zahlreiche andere Substrate wie Glasfasergewebe beschichten.
Nächstes Verfahren ist das Drahtflammspritzen. Hier wird der Draht durch einen Sauerstoff-Azetylenbrenner statt durch einen Lichtbogen aufgeschmolzen. Eine weitere Verfahrensvariante ist das Pulverflammspritzen. Dabei werden vor allem solche Materialien verarbeitet, die nicht in Drahtform verfügbar sind. Vorteil des Einsatzes von Pulvern ist die Möglichkeit, mit eigenen Mischungen zu arbeiten und so die für ein gegebenes Problem optimale Zusammensetzung zu finden.
Eine spezielle Variante in diesem Bereich ist das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOS). Das Pulver wird extrem hoch beschleunigt und entsprechend fein auf der Zieloberfläche verteilt. So lassen sich dünne und gleichmässige Schichten mit geringer Porosität erzielen. Meist kommt das Verfahren dort zum Einsatz, wo hohe Anforderungen an Korrosions- und Verschleissschutz gestellt werden. «Da beim Spritzprozess keine Verschmelzung zwischen Grundwerkstoff und aufgespritzter Schicht erfolgt, kann man unterschiedlichste Werkstoffe fast beliebig kombinieren», erklärt Martin Bührer.
Verschiedene Werkstoffe beliebig kombinierbar
Sein Unternehmen verfügt dazu über viel Know-how. Eines der wichtigsten Anwendungsgebiete sind Gleitlagerungen, wobei sowohl Kupfer- und Bronzewerkstoffe als auch Zinnlegierungen (Babbit) zum Einsatz kommen. Die Einsatzgebiete reichen von Hauptlagern für Zementmühlen bis zu Gleitbeschichtungen für Konservendosen-Fertigungslinien.
In anderen Fällen kommt Molybdän (Mo) zum Einsatz, weil es bei bestimmten Anwendungen anderen Gleitwerkstoffen überlegen ist. So eignet es sich hervorragend für Gleitpaarungen mit Stahl und besitzt gute Eigenschaften als Kontaktmaterial für die Übertragung von Strom. Sehr geschätzt wird der Werkstoff auch deswegen, weil sich damit besonders enge Passungen realisieren lassen. Deshalb kommt er häufig für die Lagerung von Spindeln, beispielsweise in Präzisionsschleifmaschinen, zum Einsatz.
«Da viele Anwendungen mit herkömmlichen Anlagen nicht zu bewältigen sind, arbeiten wir ständig an der Weiterentwicklung der Systeme», verrät Martin Bührer. Im Vordergrund stehen vor allem Innenbeschichtungen an Bohrungen und Sacklöchern, da handelsübliche Spritzköpfe nicht in enge Löcher passen. So wurde für das Lichtbogenspritzen ein Kopf entwickelt, mit dem man in Bohrungen ab einem Durchmesser von 100 mm seitlich auftragen kann. Auch für das Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen verfügt man über einen speziellen Winkelkopf, den man in Bohrungen, Büchsen oder Rohre ab einem Innendurchmesser von 250 mm bis zu 1000 mm weit einführen kann.
Bührer AG
8112 Otelfingen, Tel. 044 844 25 50