DE102006047101B4 - Verfahren zum Einspeisen von Partikeln eines Schichtmaterials in einen Kaltgasspritzvorgang - Google Patents

Verfahren zum Einspeisen von Partikeln eines Schichtmaterials in einen Kaltgasspritzvorgang Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Einspeisen von Partikeln (25) eines Schichtmaterials in einen Kaltgas-Spritzvorgang, bei dem die Partikel (25) durch eine Zuführleitung (18) geleitet werden und über die Mündung (19) der Zuführleitung (18) einem Trägergasstrom (23) zugeführt werden, wobei der Trägergasstrom (23) einem Transport der Partikel (25) zu einer zu beschichtenden Oberfläche (22) eines Bauteils (21) dient und hierzu durch eine Stagnationskammer (15) geführt und anschließend durch eine Düse (14) beschleunigt wird dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (25) vor der Einleitung in die Zuführleitung (18) in einem flüssigen oder einem festen Zusatzstoff dispergiert werden, wobei der Zusatzstoff nach Verlassen der Mündung (19) der Zuführleitung (18) im Trägergasstrom (23) in den gasförmigen Zustand überführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspritzen von Partikeln eines Schichtmaterials in einen Kaltgas-Spritzvorgang, bei dem die Partikel durch eine Zuführleitung geleitet werden und über die Mündung der Zuführleitung einem Trägergasstrom zugeführt werden, wobei der Trägergasstrom einem Transport der Partikel zu einer zu beschichtenden Oberfläche des Bauteils dient. Hierzu wird der Trägergasstrom durch eine Stagnationskammer geleitet, in die auch die Zuführleitung mündet, und anschließend auf die zu beschichtende Oberfläche durch eine Düse beschleunigt.
  • Thermische Spritzvorgänge werden im Allgemeinen verwendet, um kostengünstig Schichten auf zu beschichtenden Bauteilen zu erzeugen oder diese mit anders nicht zu erzeugenden Eigenschaften zu versehen. Zu diesem Zweck muss das Schichtmaterial in den Spritzvorgang eingespeist werden, wobei dieses gewöhnlich in Form von Partikeln vorliegt. Diese Partikel werden durch eine Zuführleitung geleitet, welche sie durch eine Mündung verlassen, um von einem Trägergasstrom erfasst zu werden, der zum Zwecke der Beschichtung auf das zu beschichtende Bauteil gerichtet wird. Damit die Partikel auf dem zu beschichtenden Bauteil anhaften, muss diesen ein von Beschichtungsverfahren und Material abhängiger Energiebetrag eingeprägt werden, der zu einem Anhaften der Partikel auf dem zu beschichtenden Bauteil führt. Dieser Energieeintrag kann beispielsweise durch eine Erwärmung der Partikel während des Spritzens oder auch durch eine Beschleunigung der Partikel erfolgen. Beim Kaltgasspritzen wird jedoch die durch eine Be schleunigung in das Verfahren eingebrachte kinetische Energie beim Auftreffen der Partikel auf dem zu beschichtenden Bauteil in eine Verformung bzw. Wärme umgewandelt. Eine Erwärmung der Partikel führt bei einem genügenden Energieeintrag zu einer Erweichung oder sogar zu einem Aufschmelzen der Partikel, wodurch ein Anhaften der auf das zu beschichtende Bauteil auftreffenden Partikel erleichtert wird.
  • Beim Kaltgasspritzen steht ein Energieeintrag in Form von kinetischer Energie im Vordergrund, wobei eine zusätzliche Erwärmung der Partikel erfolgen kann, jedoch üblicherweise nicht zu einem Anschmelzen oder Aufschmelzen der Partikel führt. Auf Grund der hohen kinetischen Energie der Partikel verformen diese sich beim Auftreffen auf die zu beschichtende Oberfläche plastisch, wobei eine gleichzeitige Verformung der Oberfläche ein Anhaften der Partikel bewirkt. Weiterhin wird beispielsweise mit dem Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen ein thermisches Spritzverfahren zur Verfügung gestellt, bei dem an der Schichtbildung sowohl die kinetische Energie als auch die thermische Energie der auf die zu beschichtende Oberfläche auftreffenden Partikel eine nennenswerte Rolle spielt. Das Kaltgasspritzen findet beispielsweise in der DE 197 47 386 A1 Erwähnung.
  • Zur Erreichung eines qualitativ hochwertigen Beschichtungsergebnisses ist es von besonderer Bedeutung, dass die für die Beschichtung vorgesehenen Partikel dem Trägergasstrom in wohl definierter Weise zugeführt werden können. Um dies zu gewährleisten, muss insbesondere ein Agglomerieren der Partikel unterdrückt werden, damit diese möglichst gleichmäßig und nicht als große Cluster in den Trägergasstrom eingespeist werden können. Wie der US 6,715,640 B2 zu entnehmen ist, kann die Reduzierung bzw. Aufhebung einer Agglomeration der Beschich tungspartikel beispielsweise auf mechanischem Wege erfolgen. Die Partikel werden dabei in einem trichterförmigen Behälter bevorratet und diesem in der jeweils benötigten Menge entnommen. Durch Vibration und Rühren kann die entnommene Menge derart behandelt werden, dass eine Vereinzelung der Partikel erfolgt und diese einem Transportgas zugeführt werden können. Hierdurch entsteht ein Partikel-Gasgemisch, welches sich durch eine Zuführleitung dem Trägergasstrom eines thermischen Spritzverfahrens zuführen lässt.
  • Aus A. Killinger u. a., „High-Velocity Suspension Flame Spraying (HVSFS), a new approach for spraying nanoparticles with hypersonic speed”, Surface & Coatings Technology 201 (2006) 1922–1929 sowie der US 6,579,573 B2 , der US 6,491,967 B1 , der EP 1 134 302 A1 und der DE 103 92 691 T5 sind thermische Beschichtungsverfahren bekannt, bei denen der Energieeintrag in den Strahl mit den Beschichtungsteilchen durch eine Flamme wie z. B. eine Plasmaflamme erfolgt. Bei diesen Flammspritz-Beschichtungsverfahren wird die Herstellung der Haftung der Beschichtungspartikel auf dem zu beschichtenden Substrat mit der Flamme als Energiequelle mit verhältnismäßig hoher Energiedichte gewährleistet. Diese Energiequelle befindet sich in Form einer Flamme im Zentrum einer Beschichtungsdüse, so dass Beschichtungspartikel in Form einer Flüssigdispersion direkt der Flamme zugeführt werden können. Die hohe Energiedichte der Flamme garantiert dabei eine vollständige Verdampfung des Dispersionsmittels, wobei durch geeignete Regelung der Energiezufuhr für die Flamme der für die Verdampfung notwendige Energiebetrag zur Verfügung gestellt werden kann. Die Flamme kann den für die Verdampfung des Dispersionsmittels notwendigen Energiebetrag aufgrund der hohen Energiedichte ohne weiteres zur Verfügung stellen.
  • Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Einspeisen von Partikeln in einen Kaltgas-Spritzvorgang anzugeben, mit dem der thermische Spritzvorgang mit vergleichsweise gleichmäßigen Schichtergebnissen durchführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Partikel vor der Einleitung in die Zuführleitung dispergiert werden, wobei der Zusatzstoff nach Verlassen der Mündung der Zuführleitung im Trägergasstrom in den gasförmigen Zustand überführt wird. Erfindungsgemäß ist damit vorgesehen, die Partikel des Schichtmaterials nicht als reines Pulver zu transportieren bzw. zu handhaben, sondern die Partikel in einem flüssigen oder festen Zusatzstoff fein zu verteilen. Dieser Zusatzstoff weist den Vorteil auf, dass er als solcher leichter zu handhaben ist, als die als trockenes Pulver vorliegenden Partikel. Hierdurch kann vorteilhaft eine einfachere und insbesondere auch genauere Dosierung erfolgen, sodass ein Verfahren zum Einspeisen dieser Partikel hiervon profitieren kann.
  • Da es der thermische Spritzvorgang jedoch erfordert, dass die Partikel in dem Trägergasstrom spätestens bei Erreichen der Bauteiloberfläche wieder im Reinzustand vorliegen, ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, dass der Zusatzstoff nach Verlassen der Mündung der Zuführleitung einen gasförmigen Zustand im Trägergasstrom annimmt. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass das Material des Zusatzstoffs keine partikuläre oder tröpfchenförmige Phase bildet, sondern nur einen Patialdruck zum Trägergas beisteuert. Durch Überführung des Zusatzstoffes in den gasförmigen Zustand, also durch Verdampfen eines flüssigen Zusatzstoffes bzw. durch Sublimieren oder Schmelzen und Verdampfen eines festen wird also die Trennung der Partikel im Trägergasstrom vom Zusatzstoff erzwungen. Vorteilhaft werden die Partikel andererseits durch den festen bzw. flüssigen Zusatzstoff während des Transportes durch die Zuführleitung an einem Verklumpen gehindert.
  • Vorteilhaft wird der Trägergasstrom durch eine Stagnationskammer geführt und anschließend durch eine Düse beschleunigt. Diese Verfahrensführung für den thermischen Spritzvorgang ist insbesondere erforderlich, wenn der Spritzvorgang unter Eintrag eines nennenswerten Betrages an kinetischer Energie in die Partikel erfolgen soll, wie dies bei den schon erwähnten Verfahren des Hochgeschwindigkeits-Flammspritzens und des Kaltgasspritzens notwendig ist. Dadurch, dass der Trägergasstrom vorher durch eine Stagnationskammer geführt wird, kann vorteilhaft die Verweildauer der Moleküle des Trägergasstroms in der thermischen Spritzvorrichtung erhöht werden. Dies erleichtert die Zuführung von thermischer Energie, wobei diese vorzugsweise während der Verweildauer der Moleküle des Trägergasstroms in der Stagnationskammer übertragen wird. Als Stagnationskammer ist hierbei eine im Vergleich zur Düse im Querschnitt erweiterte Leitungsstruktur für den Trägergas strom zu verstehen. Die Querschnittserweiterung bewirkt jedoch nicht eine Stagnation im engeren Sinne, sondern verringert lediglich die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergasstromes, sodass die Verweildauer der Gasmoleküle in der Stagnationskammer im Vergleich zur Düse erhöht ist.
  • Die Übertragung von Wärmeenergie in die Stagnationskammer kann durch alle bekannten Energiequellen erfolgen. Beispielsweise kann die Wand der Stagnationskammer erhitzt werden, sodass die thermische Energie in das Innere der Stagnationskammer abgestrahlt wird, bzw. auf an die Wand stoßende Gasmoleküle des Trägergasstroms übertragen wird. Weiterhin ist es möglich, einen Energieeintrag in das Volumen der Stagnationskammer vorzunehmen. Dies kann beispielsweise durch Zündung eines Lichtbogens im Inneren der Stagnationskammer, durch elektromagnetische Induktion oder durch Lasereinstrahlung erfolgen. Weiterhin ist es auch möglich, neben der Stagnationskammer die Düse zu beheizen. Der Energieeintrag in die thermische Spritzvorrichtung ist notwendig, damit eine Überführung des Zusatzstoffes in den gasförmigen Zustand erfolgt. Dieser muss zur Änderung seines Aggregatzustandes nämlich thermische Energie aufnehmen.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Trägergasstrom vor der Zuführung zur Düse derart erwärmt wird, dass ein Kondensieren (und damit auch ein Verfestigen) und/oder Resublimieren des Zusatzstoffes insbesondere in der Düse verhindert wird. Bei der Bemessung der dem Trägergasstrom zugeführten Wärmemenge muss berücksichtigt werden, dass durch die näherungsweise adiabatische Expansion des Trägergases hinter der Düsenkehle eine starke Abkühlung desselben erfolgt. Durch diese Abkühlung kann es in Extremfällen auch zu einem Resublimieren bzw. einer Kondensation und Verfestigung des Zusatzstoffes kommen. Auf diese Weise können sich neue Partikel oder Tröpfchen aus dem Zusatzstoff bilden, welche zusammen mit den zur Abscheidung vorgesehenen Partikeln auf die zu beschichtende Oberfläche treffen. Hier kann der Zusatzstoff zu einer ungewünschten Kontamination der Schicht führen. Erfolgt jedoch eine ausreichende Erwärmung des Trägergases, so verbleiben die Moleküle des mit diesem vermischten Zusatzstoffes im gasförmigen Zustand, sodass diese nicht oder nur in vernachlässigbarer Menge in der sich ausbildenden Schicht abgeschieden werden können.
  • Nahe dem Düsenaustritt der thermischen Spritzvorrichtung herrschen hinsichtlich eines Resublimierens oder Kondensierens oder einer Verfestigung des Zusatzstoffes im Allgemeinen die kritischsten Bedingungen, da dort neben einem Unterdruck gegenüber der Umgebung auch ein Temperaturminimum des Trägergasstromes auftritt. Für die Bemessung der mindestens notwendigen Erwärmung des Trägergasstromes ist letztendlich jedoch der Zustand des Trägergasstromes beim Auftreffen auf das zu beschichtende Bauteil maßgeblich und nicht der Zustand in der Düse.
  • Unter bestimmten Voraussetzungen kann es auch wünschenswert sein, dass ein Resublimieren oder Kondensieren oder eine Verfestigung des Zusatzstoffes erfolgt. In diesem Fall besteht der Zusatzstoff aus einem Material, welches in der sich ausbildenden Schicht abgeschieden werden soll und evtl. mit den abgeschiedenen Partikeln eine Reaktion eingehen soll. Die hierzu evtl. notwendige Energie wird ebenfalls aus der dem Trägergasstrom zugeführten thermischen Energie bezogen.
  • Bei der Wahl des Zusatzstoffes ist zu berücksichtigen, dass dieser im Trägergasstrom keine explosionsartigen exothermen Reaktionen hervorrufen darf. Dieses wäre insbesondere dann der Fall, wenn durch das Sublimieren oder Verdampfen ein Gasgemisch mit dem Trägergas entsteht, welches Sauerstoff und eine leicht oxidierbare, also feuergefährliche Substanz enthält. Dabei ist es ohne Bedeutung, welche dieser Substanzen vom Trägergas und welche der Substanzen vom Zusatzstoff beigesteuert werden. Die Erwärmung sowie Druckerhöhung vor dem Düsenaustritt würden bei einem Vorliegen einer explosionsgefährdeten Gasmischung schnell zu unkontrollierbaren Explosionserscheinungen führen. Andererseits könnte jedoch eine kontrollierbare Reaktion im Trägergasstrom zusätzliche Energie für die Beschichtung zur Verfügung stellen, bzw. bei einer Reaktion mit den zur Beschichtung vorgesehenen Partikeln auch die chemische Zusammensetzung der zu bildenden Beschichtung direkt in einer gewünschten Weise beeinflussen.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird zur Gewinnung des Zusatzstoffes ein bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck gasförmiger Ausgangsstoff durch Druckerhöhung und/oder Abkühlung verfestigt oder verflüssigt. Ein auf diesem Wege gewonnener Zusatzstoff hat den Vorteil, dass er bei Normalbedingungen, wie sie außerhalb der thermischen Spritzvorrichtung normalerweise herrschen, wieder gasförmig wird. Daher ist ein derartiger Zusatzstoff bei Austritt aus der Düsenöffnung der thermischen Spritzvorrichtung vorteilhaft auch besonders einfach in einen gasförmigen Zustand zu überführen.
  • Allerdings herrschen in der thermischen Spritzvorrichtung Temperaturen, die über den Normbedingungen liegen. Daher kann gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung als Zusatzstoff auch Wasser verwendet werden. Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass die Temperatur am Düsenaustritt eine Temperatur von 100°C zumindest nicht wesentlich unterschreitet, da eine Ausbildung von Wassertröpfchen in diesem Falle nicht verhindert werden könnte. Die Verwendung von Wasser als Zusatzstoff hat insbesondere den Vorteil, dass diese Flüssigkeit bei einem verhältnismäßig niedrigen Siedepunkt chemisch verhältnismäßig stabil ist und daher eine Reaktion mit den meisten zur Beschichtung vorgesehenen Partikeltypen ausbleibt. Außerdem ist Wasser auch im Falle eines Austrittes in die Umgebung als unproblematisch hinsichtlich seiner Umweltverträglichkeit zu bewerten.
  • Für den Fall, dass der Zusatzstoff in flüssigem Zustand verwendet wird, ist es vorteilhaft, unter Rühren eine Suspension herzustellen und zu bevorraten. Diese Suspension kann dann in die Zuführleitung eingespeist werden, wobei zur Dosierung der Partikel auf eine zur Leitung von Flüssigkeiten bereits bewährte Technologie zurückgegriffen werden kann. Hierdurch lassen sich die suspendierten Partikel durch Handhaben des Zusatzstoffes vorteilhaft auf einfache Weise dosieren. Die Dosierung der Partikel für den Spritzvorgang kann insbesondere unter Berücksichtigung der Partikelkonzentration in der Suspension durch eine Einstellung des Volumenstroms in der Zuführleitung erfolgen. Hierbei ist es von großer Bedeutung, dass durch Rühren oder Bewegen der Suspension die Konzentration an Partikeln konstant gehalten wird, sodass diese mit bekanntem Volumenstrom direkt in die Zuführleitung eingespeist werden kann.
  • Wird ein fester Zusatzstoff verwendet, so ist es vorteilhaft, in diesem die Partikel dispers zu verteilen und eine Konditionierung, insbesondere ein Mahlen oder eine Verdüsung vorzunehmen, wodurch der feste Zusatzstoff zu einem Pulver verarbeitet wird. Hierdurch entsteht ein Pulver, welches im allgemeinen grobkörniger ist als die Partikel selbst und welches auf Grund seiner Eigenschaften leichter zu führen und dosieren ist als die Partikel selbst. Da der Zusatzstoff nicht in der zu bildenden Schicht abgeschieden werden soll, muss bei der Wahl des Zusatzstoffes der Schichtbildungsprozess selbst nicht berücksichtigt werden. Daher können für die Leitung und Dosierung optimierte Zusatzstoffe ausgewählt werden, welche eventuelle Dosierungsprobleme der zur Beschichtung vorgesehenen Partikel kompensieren. Das Pulver kann daher einem durch die Zuführleitung geleiteten Gasstrom ohne Probleme dosiert zugesetzt werden, wobei die Dosierung unter Berücksichtigung des Schichtbildungsprozesses beim thermischen Spritzen gewählt werden kann.
  • Die Herstellung einer Suspension bzw. eines Pulvers mit fein verteilten Partikeln zur Beschichtung hat den Vorteil, dass neben einer größeren Vielfalt von Partikelmaterialien auch feinere Partikel Verwendung finden können. Diese würden bei direkter Zugabe in einen Gasstrom nicht mehr ohne ein Verklumpen transportierbar sein. Die Hilfestellung durch einen flüssigen oder festen Zusatzstoff vereinfacht jedoch den Transport in der Zuführleitung und somit auch die Dosierung in den thermischen Spritzprozess.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Elemente in den einzelnen Figuren sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen
  • 1 eine Kaltgasspritzpistole, die für ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, im Längsschnitt und
  • 2 schematisch eine thermische Spritzvorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, als Blockschaltbild.
  • Eine Kaltgasspritzpistole 11 gemäß 1 stellt das Kernstück einer thermischen Spritzvorrichtung 12 gemäß 2 dar. Die Kaltgasspritzpistole 11 gemäß 1 besteht im Wesentlichen aus einer in einem einzigen Gehäuse 13 ausgebildeten Laval-Düse 14 und Stagnationskammer 15. Im Bereich der Stagnationskammer 15 ist in die Wand des Gehäuses 13 eine Heizspirale 16 eingebettet, welche die Beheizung eines Trägergases bewirkt, welches durch einen Einlass 17 der Stagnationskammer 15 zugeführt wird.
  • Das Trägergas gelangt durch den Einlass 17 zunächst in die Stagnationskammer 15 und verlässt diese durch die Laval-Düse 14. Dabei kann das Trägergas in der Stagnationskammer bis zu 800°C aufgeheizt werden. Durch eine Zuführleitung 18, deren Mündung 19 in der Stagnationskammer 15 und Laval-Düse 14 angeordnet ist, wird beispielsweise ein flüssiger Zusatzstoff mit den zur Beschichtung vorgesehenen Partikeln eingespeist. Durch eine Entspannung des mit den Partikeln und dem Zusatzstoff beaufschlagten Trägergasstromes durch die Laval-Düse 14 wird eine Abkühlung des Trägergasstromes bewirkt, der im Bereich der Düsenöffnung Temperaturen unter 300°C aufweist. Diese Temperaturverringerung ist auf eine im wesentlichen adiabatische Expansion des Trägergases zurückzuführen, welches in der Stagnationskammer beispielsweise einen Druck von 30 bar aufweist und außerhalb der Düsenöffnung auf Atmosphärendruck entspannt wird.
  • In 2 ist schematisch dargestellt, wie eine Kaltgasspritzpistole 11 gemäß 1 zu einer thermischen Spritzvorrichtung 12 komplettiert werden kann. Die thermische Spritzpistole 11 ist in einem nicht näher dargestellten Gehäuseraum 20 angeordnet, in dem auch ein zu beschichtendes Bauteil 21 angeordnet werden kann, welches mit einer zu beschichtenden Oberfläche 22 zur Düsenöffnung der Kaltgasspritzpistole 11 weist. Weiterhin ist der Trägergasstrom 23 durch einen Pfeil angedeutet, wobei deutlich wird, dass der Trägergasstrom auf die Oberfläche 22 ausgerichtet ist und dort unter Ausbildung einer Schicht 24, die aus den im Trägergasstrom befindlichen Partikeln 25 gebildet wird, auftrifft. Anstelle einer Heizspirale 16 gemäß 1 sind an der Kaltgasspritzpistole 11 verschiedene Energiequellen für eine Wärmezufuhr angeordnet. Ein Mikrowellengenerator 26 ist geeignet, um das in der Stagnationskammer 15 befindliche Trägergas sowie die Partikel und den Zusatzstoff durch elektromagnetische Induktion zu erwärmen. Weiterhin sind zwei Laser 27 an der Kaltgasspritzpistole 11 angebracht, welche einen Laserstrahl in das Innere der Stagnationskammer 15 einstrahlen, wobei diese sich genau vor der Mündung der Zuführleitung 18 kreuzen. Hierdurch ist ein gezielter Energieeintrag in den mit den Partikeln versehenen Zusatzstoff möglich, wobei durch Überführung des Zusatzstoffes in den gasförmigen Zustand diese Energie absorbiert wird und die thermische Belastung der Partikel 25 damit begrenzt wird.
  • Weiterhin ist ein Vorratsbehälter 28 für das verwendete Trägergas vorgesehen, welcher über eine Leitung 29 einer Vorwärmeinheit 30 und anschließend dem Einlass 17 zur Stagnationskammer 15 zugeführt werden kann. Eine Regulierung des Gasstroms ist über nicht dargestellte Drosselventile möglich.
  • Weiterhin sind Vorratsbehälter für die Partikel vorgesehen, welche alternativ beschickt werden können. Ein Vorratstrichter 31 kann ein in geeigneter Weise konditioniertes Pulver eines Zusatzstoffes enthalten, in dessen Pulverteilchen die zur Beschichtungen vorgesehenen Partikel fein dispers verteilt sind. Das Pulver ist derart konditioniert, dass die Zuführung in die Zuführleitung 18 unproblematisch erfolgen kann. Hierbei wird ein Gasstrom durch die Zuführleitung geleitet, dem die Pulverteilchen zugesetzt werden. Weiterhin ist ein Vorratstank 32 vorgesehen, in dem eine Suspension aus einem flüssigen Zusatzstoff und darin dispergierten Partikeln zur Beschichtung aufbewahrt werden kann. In diesem ist eine Rührvorrichtung 33 vorgesehen, die die Homogenität der Dispersion sicherstellt. Der Vorratstrichter 31 und der Vorratstank 32 sind mit einer thermischen Isolation 34 umgeben, was den wirtschaftlichen Einsatz von gekühlten Zusatzstoffen, beispielsweise bei Raumtemperatur gasförmig vorliegenden Stoffen, ermöglicht.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Einspeisen von Partikeln (25) eines Schichtmaterials in einen Kaltgas-Spritzvorgang, bei dem die Partikel (25) durch eine Zuführleitung (18) geleitet werden und über die Mündung (19) der Zuführleitung (18) einem Trägergasstrom (23) zugeführt werden, wobei der Trägergasstrom (23) einem Transport der Partikel (25) zu einer zu beschichtenden Oberfläche (22) eines Bauteils (21) dient und hierzu durch eine Stagnationskammer (15) geführt und anschließend durch eine Düse (14) beschleunigt wird dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (25) vor der Einleitung in die Zuführleitung (18) in einem flüssigen oder einem festen Zusatzstoff dispergiert werden, wobei der Zusatzstoff nach Verlassen der Mündung (19) der Zuführleitung (18) im Trägergasstrom (23) in den gasförmigen Zustand überführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägergasstrom (23) vor der Zuführung zur Düse (14) derart erwärmt wird, dass ein Kondensieren und Verfestigen und/oder Resublimieren des Zusatzstoffes verhindert wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägergasstrom in der Stagnationskammer (15) erwärmt wird.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewinnung des Zusatzstoffes ein bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck gasförmiger Ausgangsstoff durch Druckerhöhung und/oder Abkühlung verfestigt oder verflüssigt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzstoff Wasser verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem flüssigen Zusatzstoff und den Partikeln (25) unter Rühren eine Suspension hergestellt und bevorratet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung der Partikel (25) für den Spritzvorgang unter Berücksichtigung der Partikelkonzentration in der Suspension durch eine Einstellung des Volumenstroms in der Zuführleitung (18) erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Zusatzstoff, in dem die Partikel (25) dispers verteilt sind, durch eine Konditionierung, insbesondere Mahlen oder Verdüsen, zu einem Pulver verarbeitet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver einem durch die Zuführleitung (18) geleiteten Gasstrom dosiert zugesetzt wird.
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