DE102004022358B3 - Method for coating substrates with hard materials, useful in producing radiation guides, comprises spraying them with induction plasma - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Hartstoffbeschichtungsverfahren, bei dem eine Hartstoffschicht mittels Plasmaspritzen auf einen Träger aufgebracht wird.The The invention relates to a hard material coating method in which a hard material layer applied by means of plasma spraying on a support becomes.
In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2004 008452.1 vom 13. Februar 2004 sind Strukturelemente, welche korrosiven und/oder abrasiven Heißgasströmungen standhalten, beschrieben, welche einen faserkeramischen Grundkörper umfassen, wobei der Grundkörper aus einem C-C-Formkörper gebildet ist, welcher in einem an eine Oberseite des Grundkörpers angrenzenden Volumenbereich eine mit Si zu C/C-SiC umgesetzte faserkeramische Struktur aufweist. Mindestens auf einem Teilbereich der Oberseite des Grundkörpers ist eine durch Plasmaspritzen erzeugte keramische Hartstoffschicht aufgetragen. Dadurch wird gewährleistet, daß das Strukturelement korrosiven und/oder abrasiven Heißgasströmungen standhält und dabei gleichzeitig vorteilhafte dynamische und thermoschockbeständige Eigenschaften aufweist.In the not previously published German Patent Application No. 10 2004 008452.1 of 13 February 2004 are structural elements which withstand corrosive and / or abrasive hot gas flows, described, which comprise a fibrous ceramic body, where the main body from a C-C molding is formed, which in a region adjacent to an upper side of the body volume area comprising a fiber-ceramic structure reacted with Si to C / C-SiC. At least on a portion of the top of the body is a applied by plasma spraying ceramic hard coating applied. This will ensure that this Structural element corrosive and / or abrasive hot gas flows withstands and at the same time has advantageous dynamic and thermal shock resistant properties.
In den Artikeln "Plasma Spraying of Boron Carbide Using Pressures up to Two Bar" von W. Malléner und D. Stöver, Proceedings of the 1993 National Thermal Spray Conference, Anaheim, CA, 7-11 June 1983, Seiten 291 bis 295, "Development and test of B4C-covered heat shields for TJ-II" von C. Fuentes et al, Fusion Engineering and Design 56-57 (2001) 315-319, Seiten 315 bis 319, "Young's modulus and residual stress of plasma-sprayed boron carbide coatings" von Y. Zeng et al, Journal of the European Ceramic Society 21 (2001) 87-91, Seiten 87 bis 91 und "Study on Plasma Sprayed Boron Carbide Coating" von Y. Zeng et al, Journal of Thermal Spray Technology, Seiten 129 bis 133 sind plasmagespritzte Borkarbidbeschichtungen beschrieben.In the articles "Plasma Spraying of Boron Carbide Using Pressures up to Two Bar" by W. Maller and D. Stover, Proceedings of the 1993 National Thermal Spray Conference, Anaheim, CA, 7-11 June 1983, pages 291 to 295, " Development and test of B 4 C-covered heat shields for TJ-II "by C. Fuentes et al, Fusion Engineering and design 56 to 57 (2001) 315-319, pages 315-319,"Young's modulus and residual stress of plasma Sprayed boron carbide coatings "by Y. Zeng et al., Journal of the European Ceramic Society 21 (2001) 87-91, pages 87 to 91 and" Study on Plasma Sprayed Boron Carbide Coating "by Y. Zeng et al., Journal of Thermal Spray Technology, pages 129 to 133 plasma-sprayed boron carbide coatings are described.
In dem Artikel "Besonderheiten bei Aufprall und Abkühlung induktionsplasmagespritzter Keramikpartikel" von B. Dzur et al., Galvanotechnik 91 (2000) Nr. 6, Seiten 1674 bis 1679 sind Untersuchungen der Verformung einzelner Partikel auf einem glatten Substrat beschrieben.In the article "Special features on impact and cooling induction plasma-sprayed ceramic particles "by B. Dzur et al., Galvanotechnik 91 (2000) No. 6, pages 1674 to 1679 are investigations of the deformation individual particles on a smooth substrate described.
Aus
der
Aus dem Artikel "SiC Coating Synthesis by RF Induction Plasma Spraying from Liquid Silane Precursor" von E. Bouyer et al., Thermal Spray Surface Engineering via Applied Research, Proceedings of the 1St International Thermal Spray Conference, 8. bis 11. Mai 2000, Montreal, Quebec, Kanada, Seiten 919 bis 928 sind Verfahren zur Alpha-/Beta-SiC-Keramiksynthese und -abscheidung beschrieben, bei denen Hochfrequenzinduktionsplasma eingesetzt wird.From the article "SiC Coating Synthesis by RF Induction Plasma Spraying from Liquid Silane Precursor" by E. Bouyer et al., Thermal Spray Surface Engineering via Applied Research, Proceedings of the 1 St International Thermal Spray Conference, May 8 to 11, 2000 , Montreal, Quebec, Canada, pages 919-928 describe methods for alpha / beta SiC ceramic synthesis and deposition utilizing high frequency induction plasma.
Aus dem Artikel "Reactive deposition of tungsten and titanium carbides by induction plasma" von X.L. Jiang et al., Journals of Materials Science 30 (1995), Seiten 2325 bis 2329 ist die Verwendung von Induktionsplasmen für die Vorbereitung von dichten freistehenden Abscheidungen von Wolframcarbid und Titaniumcarbid aus metallischen Pulvern und Methan beschrieben.Out the article "Reactive deposition of tungsten and titanium carbides by induction plasma "by X. L. Jiang et al., Journal of Materials Science 30 (1995), pages 2325 to 2329 is the use of induction plasmas for the preparation of dense freestanding Deposits of tungsten carbide and titanium carbide from metallic Powders and methane described.
Bei dem Plasmaspritzen von Borkarbidschichten treten jedoch erhebliche Probleme auf (siehe den Artikel von W. Malléner und D. Stöver).at However, the plasma spraying of boron carbide layers occur considerably Problems on (see the article by W. Malléner and D. Stöver).
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu verbessern, daß sich auf einfache Weise definierte Hartstoffschichten herstellen lassen.Of the The invention is therefore based on the object described above Process to improve so that can be produced in a simple way defined hard material layers.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hartstoffschicht mittels eines Induktionsplasmas aufgespritzt wird.These The object is achieved according to the invention in the method mentioned solved that the hard material layer is sprayed by means of an induction plasma.
Ein Induktionsplasma läßt sich im Vergleich mit einem Gleichstrom-Plasma bei gleicher Leistungszufuhr in einem größeren Volumen erzeugen. Ein entsprechender Plasmastrahl weist dann bei einem Induktionsplasma ebenfalls ein höheres Volumen auf. Dadurch lassen sich Partikelgeschwindigkeiten in einem Plasmastrahl, welcher einen Träger zur Aufbringung einer Hartstoffbeschichtung beaufschlagt, im Vergleich zu einem Gleichstrom-Plasma stark reduzieren. Die abrasive Wirkung des in einem Plasmastrahl mitgeführten Spritzgutes ist dadurch stark herabgesetzt. Dies bedeutet, daß Beschädigungen des Trägers durch den Plasma- und Partikelstrahl selber stark verringert sind und die Schichtabtragung durch den Plasmastrahl im Vergleich zu einem Gleichstrom-Plasmastrahl stark verringert ist. Bei der erfindungsgemäßen Lösung, bei der ein Induktionsplasmastrahl zur Schichtaufbringung verwendet wird, erhält man deshalb eine erheblich verbesserte Pulveraufschmelzung bei erheblich verringertem abrasiven Angriff des Trägers.One Induction plasma can be in comparison with a DC plasma with the same power supply in a larger volume produce. A corresponding plasma jet then points at an induction plasma also a higher one Volume up. This allows particle velocities in one Plasma jet, which is a carrier for Applying a hard coating applied, in comparison greatly reduce to a DC plasma. The abrasive effect of the entrained in a plasma jet Injection molding is thereby greatly reduced. This means that damage of the carrier are greatly reduced by the plasma and particle beam itself and the layer removal by the plasma jet compared to a DC plasma jet is greatly reduced. In the inventive solution, in which uses an induction plasma jet for coating application will get Therefore, a significantly improved Pulveraufschmelzung at considerable reduced abrasive attack of the vehicle.
Es lassen sich homogene Schichten herstellen, die eine verringerte Variationsbreite beispielsweise bezüglich Dicke, Porosität und Haftung am Substrat aufweisen.It Homogeneous layers can be produced that reduce one Variation width, for example, in terms of thickness, porosity and adhesion on the substrate.
Insbesondere wird eine Hochfrequenz-Plasmaquelle zur Plasmaerzeugung verwendet. Bei einer Hochfrequenz-Plasmaquelle ist mindestens eine Induktionsspule vorgesehen, in welcher ein Plasma induktiv, das heißt durch induktive Kopplung, erzeugt wird. Wie oben erwähnt, lassen sich Induktionsplasmen in einem größeren Volumenbereich erzeugen als Gleichstrom-Plasmen (Lichtbogenplasmen).In particular, a high frequency plasma source is used for plasma generation. At a High-frequency plasma source is provided at least one induction coil, in which a plasma is generated inductively, that is by inductive coupling. As mentioned above, induction plasmas can be produced in a larger volume range than DC plasmas (arc plasmas).
Insbesondere wird ein Plasmastrahl mittels eines Induktionsplasmas erzeugt. Über den Plasmastrahl läßt sich dann eine Hartstoffbeschichtung auf einen Träger aufbringen. Insbesondere lassen sich Pulvermaterialien zur Schichterzeugung aufschmelzen.Especially a plasma jet is generated by means of an induction plasma. On the Plasma jet can be then apply a hard coating on a carrier. Especially can be melted powder materials for layer production.
Als "Aufschmelzmaterial" wird insbesondere ein Hartstoffmaterial einem Plasmaraum, in dem ein Induktionsplasma erzeugt wird, zugeführt. Der Plasmaraum ist der Raum, in dem das Plasma entsteht. Entsprechende Hartstoffmaterialpartikel werden dann durch den Plasmastrahl als Partikelstrahl mitgeführt und aufgeschmolzen und auf den Träger aufgebracht, wo durch Erstarrung der schmelzflüssigen Partikel eine Hartstoffschicht erzeugt wird.As "melting material" is in particular a Hard material a plasma space in which an induction plasma is generated, fed. The plasma space is the space in which the plasma is created. Appropriate Hard material particles are then through the plasma jet as Entrained particle beam and melted and applied to the support, where by solidification the molten particles a hard material layer is produced.
Insbesondere wird das Hartstoffmaterial in Pulverform zugeführt. Dadurch läßt sich ein gleichmäßiger Auftrag zur Schichtherstellung erreichen.Especially the hard material is supplied in powder form. This can be done a uniform order to achieve layer production.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn das Hartstoffmaterial mit einem Trägergas dem Plasmaraum zugeführt wird. Es läßt sich dadurch eine homogene Pulverzufuhr zu dem Plasmaraum sicherstellen, wobei die Pulverzufuhr insbesondere im wesentlichen pulsfrei ist. Dadurch wiederum lassen sich Schichten herstellen, die homogen sind, das heißt wenig variieren beispielsweise bezüglich Dicke, Porosität und Haftung auf dem Träger.It has been considered favorable proved when the hard material with a carrier gas the Plasma room supplied becomes. It can be thereby ensuring a homogeneous supply of powder to the plasma space, wherein the powder feed is in particular substantially pulse-free. This in turn makes it possible to produce layers that are homogeneous, that means little for example, vary Thickness, porosity and liability on the carrier.
Insbesondere wird das Hartstoffmaterial als Aerosol in einem Trägergasstrom dem Plasmaraum zugeführt. Dadurch läßt sich eine gleichmäßige homogene Hartstoffmaterialzufuhr zum Plasmaraum gewährleisten.Especially For example, the hard material is aerosolized in a carrier gas stream supplied to the plasma room. This can be done a uniform homogeneous Ensure hard material supply to the plasma chamber.
Es
hat sich als günstig
erwiesen, wenn das Hartstoffmaterial mittels eines Pulverförderers
und insbesondere eines Wirbelschichförderers dem Plasmaraum zugeführt wird.
Ein Beispiel eines solchen Pulverförderers ist in der
Insbesondere ist der Pulverförderer so ausgebildet, daß die Zuführung von Hartstoffmaterial in den Plasmaraum im wesentlichen pulsfrei ist. Dies gewährleistet eine homogene gleichmäßige Hartstoffmaterialzuführung in den Plasmaraum. Dadurch wiederum lassen sich homogene Schichten herstellen.Especially is the powder conveyor designed so that the feed of hard material in the plasma space substantially pulse-free is. This ensures a homogeneous uniform hard material supply in the plasma room. This in turn allows homogeneous layers produce.
Günstig ist es, wenn die Förderung des Hartstoffmaterials in einen Plasmaraum an die Plasmaleistung angepaßt wird. Dadurch lassen sich gute Beschichtungsergebnisse erzielen. Wenn die Plasmaleistung im Vergleich zu der Fördermenge zu gering ist, dann läßt sich nur ein Teil des geförderten Materials aufschmelzen. Wenn die Plasmaleistung zu groß ist, dann wird Energie nicht genutzt und unter Umständen wird das Beschichtungsergebnis verschlechtert, weil der Plasmastrahl zu energiereich ist und dadurch das Hartstoffmaterial ganz oder teilweise verdampft wird.Cheap is it, if the promotion of the hard material in a plasma space to the plasma power customized becomes. As a result, good coating results can be achieved. If the plasma power is too low compared to the flow, then let yourself only part of the subsidized material melt. If the plasma power is too high, then energy will not used and under circumstances the coating result is degraded because the plasma jet is too high in energy and thus the hard material completely or partially evaporated.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das Hartstoffmaterial axial einem Plasmaraum zugeführt wird. Durch eine axiale Hartstoffmaterialinjektion in den Plasmaraum läßt sich eine bessere Pulveraufschmelzung erreichen.All It is particularly advantageous if the hard material axially Plasma space is supplied. By an axial Hartstoffmaterialinjektion in the plasma space can be achieve a better powder melting.
Insbesondere wird das Hartstoffmaterial dem Plasmaraum zentral zugeführt. Auch dies trägt zu einer verbesserten Pulveraufschmelzung bei.Especially the hard material is supplied to the plasma chamber centrally. Also this carries to an improved powder reflow.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das Hartstoffmaterial im wesentlichen koaxial zu einer Achse des Plasmaraums dem Plasmaraum zugeführt wird. Dadurch haben sich die besten Aufschmelzungsergebnisse erreichen lassen.All It is particularly advantageous if the hard material substantially coaxially to an axis of the plasma chamber is supplied to the plasma chamber. As a result, the best melting results have been achieved to let.
Konstruktiv günstig ist es, wenn zur Hartstoffschichtaufbringung der Träger relativ zu einer Plasmaquelle bewegt wird und insbesondere in einer Ebene bewegt wird. Dadurch läßt sich eine flächige Schicht herstellen, ohne daß die Plasmaquelle selber bewegt werden muß.constructive Cheap it is when relative to the hard material layer application of the carrier is moved to a plasma source and in particular in a plane is moved. This can be done a flat layer produce without the Plasma source itself must be moved.
Zur Plasmabildung wird ein Arbeitsgas eingesetzt. Es ist günstig, wenn dieses Arbeitsgas Helium umfaßt. Helium erhöht die "Zähigkeit" des Plasmas, das heißt der Wärme- und Impulsübertrag vom Plasma auf das Spritzgut wird verbessert.to Plasma formation is a working gas used. It is cheap, though this working gas includes helium. Helium increased the "toughness" of the plasma that is called the heat and momentum transfer from the plasma to the sprayed material is improved.
Es ist ferner günstig, wenn das Arbeitsgas Argon umfaßt. Argon läßt sich leicht ionisieren.It is also cheap when the working gas comprises argon. Argon relaxes ionise easily.
Es hat sich auch gezeigt, daß es günstig ist, wenn das Arbeitsgas Wasserstoff umfaßt. Über Wasserstoff im Arbeitsgas läßt sich eine Enthalpieerhöhung am Ende des Flugwegs aufgrund von Rekombinationswärme bewirken. Darüber hinaus läßt sich mit Wasserstoff einer Oxidation des Trägers vorbeugen.It has also been shown that it Cheap is when the working gas comprises hydrogen. About hydrogen in the working gas let yourself an enthalpy increase at the end of the flight path due to recombination heat. About that out can be with hydrogen to prevent oxidation of the carrier.
Insbesondere ist das Arbeitsgas zur Plasmabildung ein Gemisch, um die günstigen Eigenschaften verschiedener Gase wie leichte Ionisierbarkeit, Verbesserung der Wärmeübertragung und Enthalpieerhöhung auf dem Flugweg nutzen zu können.Especially is the working gas for plasma formation a mixture to the cheap Properties of various gases such as easy ionizability, improvement the heat transfer and enthalpy increase to use on the flight path.
Günstigerweise ist dabei der größte Volumenanteil im Gemisch der Anteil desjenigen Gases, welches wesentlich zur Plasmabildung beiträgt, das heißt desjenigen Gases, welches leicht ionisierbar ist. Insbesondere handelt es sich dabei um einen Argon-Anteil.Conveniently, the largest volume fraction in the mixture is the proportion of that gas which contributes significantly to the plasma formation, the means the gas which is easily ionizable. In particular, it is an argon fraction.
Es ist dann günstig, wenn der kleinste Volumenanteil im Gemisch ein Wasserstoff-Anteil ist, da Wasserstoff schwer zu ionisieren ist.It is then cheap, if the smallest volume fraction in the mixture is a hydrogen component is because hydrogen is hard to ionize.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Partikelgeschwindigkeit (der Hartstoffmaterialpartikel) beim Auftreffen auf den Träger kleiner als 100 m/s und insbesondere kleiner als 50 m/s ist. Dadurch ist die abrasive Wirkung des Plasma-/Partikelstrahls verringert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem ein Induktionsplasma eingesetzt wird, lassen sich auch Partikelgeschwindigkeiten deutlich kleiner als 100 m/s erreichen.All it is particularly advantageous if the particle velocity (the Hard material particles) when hitting the carrier smaller than 100 m / s and in particular less than 50 m / s. This is reduces the abrasive effect of the plasma / particle beam. at the method according to the invention, at When an induction plasma is used, particle velocities can also be determined reach significantly less than 100 m / s.
Es kann vorgesehen sein, daß der Träger ein Faserverbundwerkstoff ist. Es lassen sich dadurch beispielsweise Strukturelemente mit niedrigem Gewicht herstellen. Der Faserverbundwerkstoff, welcher grundsätzlich hochempfindlich ist gegenüber Heißgaskorrosion bzw. abrasiven Partikeln, läßt sich durch die Hartstoffbeschichtung eben schützen.It can be provided that the carrier is a fiber composite material. It can be characterized, for example Producing structural elements with low weight. The fiber composite, which basically is highly sensitive to Hot gas corrosion or abrasive particles, can be through just protect the hard coating.
Beispielsweise enthält der Faserverbundwerkstoff Kohlenstofffasern und/oder keramische Fasern wie SiC-Fasern oder Aluminiumoxid-Fasern.For example contains the fiber composite carbon fibers and / or ceramic Fibers such as SiC fibers or alumina fibers.
Der Träger kann aus einem C/C-SiC-Faserkeramikmaterial hergestellt sein.Of the carrier may be made of a C / C-SiC fiber ceramic material.
Als Hartstoffmaterialien lassen sich beispielsweise Karbide, Boride oder Nitride einsetzen.When Hard material materials can be, for example, carbides, borides or nitrides.
Ein besonders vorteilhaftes Material ist Borkarbid. Borkarbid läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren definiert beispielsweise auf einen Faserverbundwerkstoff aufbringen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich Borkarbidschichten herstellen, welche insbesondere eine Dicke kleiner als 1 mm aufweisen. Es lassen sich Schichten mit großer Homogenität insbesondere bezüglich Dicke, Porosität und Haftung auf dem Träger herstellen. Die Beeinflussung des Trägers durch den Plasma-/Partikelstrahl läßt sich minimieren. Borkarbid selber hat den Vorteil, daß ab ca. 1100°C eine höhere Härte als Diamant bei dieser Temperatur hat und deshalb auch vorteilhaft in heißen Atmosphären eingesetzt werden kann. Gemäß dem derzeitigen Forschungsstand ist Borkarbid bei Temperaturen ab 1100°C eine der härtesten bekannten Materialien.One particularly advantageous material is boron carbide. Boron carbide settles with the method according to the invention defined example, apply to a fiber composite material. By the method according to the invention can be produced Borkarbidschichten, which in particular a Thickness smaller than 1 mm. It can be layers with great homogeneity in particular in terms of Thickness, porosity and create adhesion to the carrier. The influence of the carrier by the plasma / particle beam can be minimized. boron carbide itself has the advantage that from about 1100 ° C a higher one Hardness as Diamond at this temperature has and therefore also beneficial in be called Atmospheres used can be. According to the current state of research Boron carbide is one of the hardest known materials at temperatures above 1100 ° C.
Insbesondere wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Hartstoffschicht für ein Strahlruder hergestellt. Strahlruder werden in der Nähe von Austrittsenden von Triebwerken eingesetzt. Mit ihnen läßt sich ein Flugkörper steuern. Strahlruder sind dabei korrosiven und/oder abrasiven Heißgasströmungen ausgesetzt. Durch das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren läßt sich eine Hartstoffbeschichtung herstellen, welche einen entsprechenden Schutz für den Grundkörper des Strahlruders darstellt.Especially is with the method according to the invention a hard material layer for a thruster made. Thrusters are near outlet ends used by engines. With them a missile can be controlled. Thrusters are exposed to corrosive and / or abrasive hot gas flows. By the coating method according to the invention let yourself produce a hard material coating, which provides appropriate protection for the body represents the thruster.
Das erfindungsgemäße Hartstoffbeschichtungsverfahren läßt sich zur Herstellung von Strahlrudern verwenden.The Hard material coating method according to the invention let yourself for the production of jet thrusters use.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The The following description of preferred embodiments is used in conjunction with the drawing of the closer explanation the invention. Show it:
Ein
Ausführungsbeispiel
einer Plasmaspritzanlage, mit welcher sich das erfindungsgemäße Hartstoffbeschichtungsverfahren
durchführen
läßt, ist
in
Die
mindestens eine Induktionsspule
Durch
die mindestens eine Induktionsspule
Zur
Plasmaausbildung wird ein Arbeitsgas in den Plasmaraum
Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
wird Arbeitsgas als Zentralgas zentral in den Plasmaraum
Ferner
wird Arbeitsgas als Hüllgas
in den Plasmaraum
Zur
Zuführung
von Hartstoffmaterial
Ein
Beispiel für
einen Wirbelschichtförderer ist
in der
Über den
Pulverförderer
In
der Hochfrequenz-Plasmabrennervorrichtung
Der
Träger
In
einem Arbeitsraum
Das
erfindungsgemäße Hartstoffbeschichtungsvertahren
funktioniert wie folgt:
In dem Plasmaraum
In the plasma room
Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Arbeitsgas ein Gemisch
ist aus einem Gas, welches leicht ionisierbar ist, wie beispielsweise
Argon und einem Gas, welches für
einen guten Wärmeübertrag
sorgt, wie beispielsweise Helium. Ferner ist es günstig, wenn
Wasserstoff hinzu gemischt wird, da über Wasserstoff eine Enthalpieerhöhung im
Flugweg erzielt wird. Über
Wasserstoff läßt sich
weiterhin einer Oxidation des Trägers
Es
hat sich als günstig
erwiesen, wenn der größte Anteil
im Gemisch der Argon-Anteil ist und der kleinste Anteil im Gemisch
der Wasserstoff-Anteil ist. Beispielsweise werden auf ca. 90 Liter
Argon
In
dieses Induktionsplasma wird das Hartstoffmaterial
Der
(Unterschall-)Plasma-/Partikelstrahl
Über die
Beweglichkeit in Z-Richtung läßt sich
der Abstand zwischen der Hochfrequenz-Plasmabrennervorrichtung
Es
hat sich als günstig
erwiesen, wenn das Plasmaspritzen unter atmosphärennahem Druck erfolgt. Beispielsweise
liegt der Druck im Reaktor
Bei
einem konkreten Ausführungsbeispiel hat
eine Plasmakammer
Die
Fördermenge
des Hartstoffmaterials
Ein
Abstand A in der Richtung Z zwischen einem vorderen Ende der Hochfrequenz-Plasmabrennervorrichtung
Als Hartstoffmaterialien eignen sich beispielsweise Karbide, Boride oder Nitride. Ein vorteilhaftes Material ist Borkarbid. Mittels Borkarbid lassen sich sehr harte Beschichtungen erzeugen, die korrosionsfest sind und eine hohe abrasive Festigkeit aufweisen. Eine solche Beschichtung weist eine sehr hohe Härte bei ca. 1100°C auf, so daß entsprechend beschichtete Strukturelemente auch bei entsprechend hohen Temperaturen eine hohe Korrosionsfestigkeit und Abrasionsfestigkeit aufweisen.When Hard materials are, for example, carbides, borides or nitrides. An advantageous material is boron carbide. through Boron carbide can produce very hard coatings that are corrosion resistant are and have a high abrasive strength. Such a coating has a very high hardness at about 1100 ° C on, so that coated accordingly Structural elements even at correspondingly high temperatures a high Have corrosion resistance and abrasion resistance.
Strukturelemente, welche korrosiven und/oder abrasiven Heißgasströmungen standhalten und einen faserkeramischen Grundkörper umfassen, wobei der Grundkörper aus einem C-C-Formkörper gebildet ist, welcher in einem an eine Oberseite des Grundkörpers angrenzenden Volumenbereich eine mit Si zu C-C-SiC umgesetzte faserkeramische Struktur aufweist und bei der mindestens auf einen Teilbereich der Oberseite des Grundkörpers eine durch Plasmaspritzen hergestellte keramische Hartstoffschicht aufgetragen ist, sind in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2004 008452.1 des gleichen Anmelders (Anmeldedatum 13. Februar 2004) beschrieben. Auf diese Anmeldung wird ausdrücklich Bezug genommen.Structural elements, which corrosive and / or abrasive hot gas flows withstand and a fibrous ceramic body include, wherein the main body formed from a C-C molded body which is in an adjacent to an upper side of the body Volume range one with Si to C-C-SiC reacted fiber-ceramic structure and in at least a portion of the top of the basic body a ceramic hard material layer produced by plasma spraying is applied in the non-prepublished German patent application No. 10 2004 008452.1 of the same Applicant (Filing date 13 February 2004). This application is expressly referred to taken.
Eine
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Schicht ist ein Schliffbild in
Die
in
Erfindungsgemäß wird eine
Hartstoffschicht mittels eines Induktionsplasmas, das heißt mittels
eines Hochfrequenz-Plasmas aufgespritzt. Bei einem Hochfrequenz-Plasmabrenner
läßt sich
der Plasmaraum
Weiterhin
wird durch die axiale Injektion des Hartstoffmaterials
Durch
die Verwendung eines im wesentlichen pulsfreien Pulverförderers
Durch
die Verwendung eines Induktionsplasmas konnten die in der Literatur
(Artikel von W. Malléner
und D. Stöver)
beschriebenen Probleme gelöst werden
und es konnten (siehe
In
Bei
dem Triebwerk
An
ein üblicherweise
rückwärtiges Ende
Die
Strahlruder
Beispielsweise
umfaßt
der Heckkonus
Da
die Heißgasströmung
Auch
eine die Heißgasströmung
Es wird auf die oben erwähnte nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung Nr. 10 2004 008452 verwiesen.It will be on the above mentioned not pre-published German Patent Application No. 10 2004 008452.
Strahlruder
Claims (29)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102004022358A DE102004022358B3 (en) | 2004-04-30 | 2004-04-30 | Method for coating substrates with hard materials, useful in producing radiation guides, comprises spraying them with induction plasma |
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