Das Flammspritzen ist ein flexibles thermisches Beschichtungsverfahren. Beim Flammspritzen werden verschiedene Materialien – unter anderem Metalle, Keramiken und Kunststoffe – in Form von Pulver, Draht oder Stäben durch die Hitze einer Brenngas-Sauerstoff-Flamme geschmolzen und auf die zu behandelnde Oberfläche aufgespritzt. Das Verfahren generiert eine dichte, haftende Beschichtung, die vor allem für Korrosions- und Verschleißschutz Verwendung findet, aber auch in der Elektronikindustrie und für dekorative Zwecke eingesetzt wird. Es zeichnet sich durch seine Flexibilität in der Materialauswahl und die Möglichkeit aus, Oberflächen mit unterschiedlichen Merkmalen wie erhöhter Härte, Korrosionsbeständigkeit oder speziellen elektrischen Eigenschaften zu versehen. Als Brenngase kommen Acetylen, Propan oder Hochleistungsgase wie FLAMAL 31 und FLAMAL 29 von Air Liquide zum Einsatz.
Wie funktioniert Flammspritzen?
Thermisches Flammspritzen wird in unterschiedlichsten Industriezweigen für die Beschichtung von Oberflächen eingesetzt. Die Kombination aus zuverlässig hoher Haftung der Beschichtung und einem breiten Spektrum an Materialien, die für die Optimierung der Oberflächen eingesetzt werden können, macht das Verfahren sehr flexibel.
Für das Flammspritzen-Verfahren wird ein gewünschtes Material, häufig Metalle, Legierungen, Keramiken oder Kunststoffe, durch eine Brenngas-Sauerstoff-Flamme geschmolzen. Das Material liegt dabei wahlweise als Draht oder Pulver vor, auch stab- oder schnurförmige Spritzzusatzwerkstoffe sind weit verbreitet. Durch die kinetische Energie der Gasströmung – die bei Bedarf durch zusätzliche Inertgase oder Druckluft verstärkt werden kann – wird das geschmolzene Material anschließend beschleunigt. Die geschmolzenen Partikel treffen mit extrem hoher Geschwindigkeit auf der Zieloberfläche auf, erkalten beim Auftreffen umgehend und bilden so eine feste Schicht. Diese Schicht ist typischerweise zwischen 80 und 150 Mikrometer stark und durch eine besonders gute Haftung auf der Oberfläche des zu behandelnden Werkstücks gekennzeichnet.
Flammspritzen in der Anwendung: Wofür wird das Verfahren eingesetzt?
Das Verfahren wird hauptsächlich für einen hochwertigen, langlebigen Korrosions- und Verschleißschutz von Oberflächen eingesetzt, dient aber auch zur Reparatur und Wiederherstellung von beschädigten Werkstückoberflächen. Abhängig vom verwendeten Beschichtungsmaterial sind auch Änderungen der Oberflächeneigenschaften, beispielsweise eine höhere Härte oder Anpassungen der elektrischen Leitfähigkeit, möglich.
Aluminium-Flammspritzen
Mit Aluminiumbeschichtungen lässt sich ein hervorragender Schutz gegen Korrosion erzielen, was das Flammspritzen insbesondere in maritimen Umgebungen – unter anderem Werften oder Offshore-Bohrinseln – zu einem der wertvollsten Verfahren im Bereich der Oberflächenbeschichtungen macht. Aluminium haftet sehr gut auf unterschiedlichsten Werkstoffen und ermöglicht eine dauerhafte und stabile Beschichtung.
Flammspritzen mit Kunststoff
Mit Flammspritzen lassen sich unterschiedlichste Werkstoffe kunststoffbeschichten. Kunststoff ist zum einen ein guter elektrischer Isolator, zum anderen sind viele Kunststoffe gegenüber Chemikalien resistent. Durch ihre Eigenschaft, sich auch an komplexe Geometrien anpassen zu können, ist das Flammspritzen von Kunststoff in zahlreichen Branchen, vom Automobilbau über die Elektronikindustrie bis hin zu dekorativen Anwendungen, sehr weit verbreitet.
Metall-Flammspritzen: Ideal für Reparaturen und Verschleißschutz
Das Flammspritzen von Metallen kann für einen ausgezeichneten Verschleißschutz sorgen, vor allem wenn harte Metalle wie Titan für die Beschichtung eingesetzt werden. Da viele Metalle ihre Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen beibehalten, eignet sich das Verfahren auch für Hochtemperaturanwendungen. Durch die Schichtstärke können Metallbeschichtungen sehr gut verwendet werden, um beschädigte oder stark abgenutzte Oberflächen zu reparieren oder auszubessern. Je nach Auswahl der Metalle können Werkstücke durch Flammspritzen technologisch in den Bereich Härte, Zähigkeit oder Korrosionsbeständigkeit angepasst werden.
Welche Gase werden für das Flammspritzen verwendet?
Die für das klassische Flammspritzen notwendige Prozessenergie wird durch die Verbrennung eines Brenngas-Sauerstoff-Gemisches realisiert. Meist werden Acetylen oder Propan als Brenngase eingesetzt. Je nach eingesetztem Brenngas-Gemisch sind dabei Temperaturen bis rund 3.160 °C möglich. In Sonderanwendungen wie dem Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF, High-Velocity-Oxygen-Fuel) werden neben Gasen auch flüssige Brennstoffe wie Diesel oder Kerosin eingesetzt. Wenn besonders hohe Flammtemperaturen oder kurze Zündgeschwindigkeiten gefordert sind, kommen beim Flammspritzen Hochleistungsbrenngase wie FLAMAL 29 oder FLAMAL 31 von Air Liquide zur Verwendung.
Plasmaspritzen: Wenn besonders hohe Temperaturen gefordert sind
Eng mit dem Flammspritzen verwandt ist ein weiteres thermisches Beschichtungsverfahren: das Plasmaspritzen. Bei diesem Spezialverfahren wird ein Plasmastrahl genutzt, der durch das Ionisieren eines inerten Gases (oft Argon oder Stickstoff, manchmal in Kombination mit Wasserstoff oder Helium) in einem Plasmabrenner erzeugt wird. Dieser Plasmastrahl kann Temperaturen von bis zu 15.000 °C oder höher erreichen. Das Beschichtungsmaterial, in der Regel in Pulverform, wird in den Plasmastrahl eingeführt. Durch die extrem hohen Temperaturen können beim Plasmaspritzen auch Materialien verarbeitet werden, die sich durch konventionelles Flammspritzen nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand schmelzen lassen. Plasmaspritzen ist in der Luft- und Raumfahrt für die Beschichtung von Turbinenblättern oder Hochtemperaturkomponenten verbreitet, wird aber auch in der Automobilindustrie oder der Energiebranche zum Verschleißschutz eingesetzt. Auch beim Plasmaspritzen werden Hochleistungsgase von Air Liquide benutzt.
Haben Sie Fragen zu unseren Gasen für die Verwendung mit Flammspritzen oder möchten Sie mit uns ein konkretes Projekt besprechen? Bitte nutzen Sie zur Kontaktaufnahme das Formular auf dieser Seite, unsere Experten melden sich zeitnah bei Ihnen zurück!