DE2544847A1

DE2544847A1 - Thermische pulverspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE2544847A1
Application number: DE19752544847
Authority: DE
Inventors: Earl Munn Hanna; Charles Carter Mccomas; Larry Steven Sokol
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: GATOR-GARD Inc BOYNTON BEACH FLA US
Priority date: 1974-10-07
Filing date: 1975-10-07
Publication date: 1976-04-15
Also published as: CH604914A5; DE2544847C2; NO148113C; SE7511150L; IL48254A0; IT1043176B; SE427804B; NO753361L; CA1065203A; AU8549475A; JPS5632031B2; BR7506565A; AU503161B2; NO148113B; NL177286B; FR2287276B1; JPS58202062A; JPS6029542B2; GB1529455A; BE834234A

Description

UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION Hartford, CT O6IOI - USA

"Thermische Pulverspritzvorrichtung"

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Beschichtungstechnik und insbesondere auf die Herstellung von Beschichtungen durch thermische Spritztechniken.

Gegenwärtig werden bei der Herstellung von Belägen drei thermische Spritztechniken verwendet, nämlich das Flamm-, Plasma- und Detonationsspritzverfahren. Diese Verfahren beruhen alle auf der Erzeugung eines heißen Gasstromes, der dazu verwendet wird, ein feinzerteiltes Beschichtungsmaterial zu erhitzen und zur zu beschichtenden Oberfläche vorwärtszubewegen.

Beim Flammspritzverfahren ergibt die Verbrennung eines Gasgemisches, wie z.B. aus Sauerstoff und Acetylen, die nötige Wärme. Das Plasmaspritzverfahren beruht nicht auf einem Verbrennungsprozeß. Stattdessen wird ein inertes Gas, üblicherweise Argon, elektrisch angeregt, wodurch ein heißes Plasma entsteht. Beim Detonationsspritzverfahren findet eine kontrollierte Explosion von Gasen,

609816/0374

wie z.B. eines Gemischs aus Sauerstoff, Acetylen und Stickstoff, innerhalb der Detonationspistole statt, wobei die Pulver durch eine Schockwelle aus der Pistole ausgetrieben werden.

Die Gastemperaturen einer Flammpistole werden natürlich durch· die Temperaturen bestimmt, die beim Verbrennungsverfahren erreichbar sind. Beim Detonationsspritzverfahren sind Temperaturen von ungefähr 3315°C und Gasaustrittsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 750 m/sec typisch. Die Plasmagastemperaturen sind jedoch extrem hoch. Sie erreichen 11 015⁰C Außerdem sind sehr hohe Gasgeschwindigkeiten erreichbar.

Wegen der beträchtlichen Unterschiede in den betreffenden Verfahrensparametern, insbesondere Temperatur und Gasgeschwindigkeit, ergeben sich, je nach dem verwendeten Verfahren, bei den abgeschiedenen Belägen erhebliche Unterschiede, trotz der Tatsache, daß Pulver mit der gleichen Zusammensetzung verspritzt werden. Die höheren Temperaturen in den Plasmaspritzpistolen ergeben bei einigen Belagsystemen einen Belag anderer Phasenstruktur, als er mit der Detonationspistole erreicht wird. Dieser Unterschied in der Phasenstruktur hat einen Unterschied in den physikalischen Eigenschaften des Belags zur Folge, wobei dieser Unterschied manchmal so groß sein kann, daß der Belag für den vorgesehenen Zweck annehmbar oder unannehmbar ist.

Eine Belagzusammensetzung, die sich für die Abscheidung durch Spritztechniken eignet, und zwar üblicherweise durch Plasmaoder Detonationsspritzen, ist ein Nickel/Aluminium-Material. Dieses wird dazu verwendet, gewissen aus einer Titanlegierung bestehenden Gasturbinenteilen eine Festfreß- und Abriebbeständigkeit zu erteilen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß viele

609816/0374

Beläge, die durch herkömmliche Plasmaspritztechniken abgeschieden werden, eine gute theoretische Dichte, aber hohe Spannungen aufweisen und deshalb zu Rissen und zum Abblättern neigen, und zwar insbesondere unter Bedingungen, bei denen ein thermischer Schock auftritt. Diejenigen Beläge, die dagegen durch Detonationsspritzen bei niedrigeren Temperaturen erhalten werden, sind vom Standpunkt der Rißbildung und des Abblätterns besser, weisen aber hinsichtlich der Maskierungserfordernisse und der Wirtschaftlichkeit Nachteile auf.

Mit den bestehenden Verfahren und Vorrichtungen ist es zumindest in vielen Fällen unmöglich, Spritzbeläge zu erzeugen, die nicht nur die gewünschte Zusammensetzung und die gewünschte metallurgische Struktur aufweisen, sondern auch die gewünschte Belaghaftung und Dichte besitzen. Es ist außerdem erwünscht, einige der Produktionsschwierigkeiten, die mit den herkömmlichen Spritzverfahren verknüpft sind, zu verringern. Die Detonationsverfahren werden beispielsweise aus Sicherheitsgründen üblicherweise so ausgeführt, daß die Bedienungsperson sich in einem beträchtlichen Abstand vom BeschichtungsVorgang befindet, was eine sorgfältige vorherige Positionierung der zu beschichtenden Teile und/oder eine Fernsteuerung erforderlich macht. Die herkömmlichen Plasmaspritztechniken erfordern eine sorgfältige Oberflächenpräparierung und Maskierung und können die Gefahr einer Erhitzung des Substrats mit sich bringen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf Verbesserungen bei thermischen Spritzbeschichtungsvorrichtungen und -verfahren. Diese Verbesserungen beseitigen nicht nur die Hauptzahl der mit den bisherigen Verfahren und Methoden verknüpften Nachteile, sondern ergeben außerdem eine Anzahl

$09816/0374

von weiteren zusätzlichen Vorteilen.

Ein Hauptvorteil der Erfindung ergibt sich aus der Möglichkeit, optimale Belagstrukturen bei den verschiedensten Beschichtungssysteraen zu erzielen, wobei eine vorzügliche Haftung und Dichte erreicht wird. Dieser Vorteil ist mit Verbesserungen hinsichtlich der Verfahrenswirtschaftlichkeit und der Verfahrenssicherheit verknüpft.

Gemäß der Erfindung wird für den heißen Gasstrom einer thermischen Spritzvorrichtung ein länglicher Kanal vorgesehen, in welchen das zu verspritzende Pulver an ein oder mehreren bestimmten Stellen eingespritzt werden kann, wobei dieser Gasstrom abgekühlt wird und wobei die Verweilzeit der Beschichtungsteilchen derart ist, daß die gewünschte Erhitzung und Geschwindigkeit der Teilchen erreicht wird.

Bei einer Ausführungsform wird ein gekühlter Düsenansatz, der auf eine Plasmaspritzvorrichtung paßt, mit einem aerodynamisch wirksamen Kanal versehen, durch den heißes Plasma hindurchgeführt wird und in den das Beschichtungspulver an ein oder mehreren ausgewählten Stellen eingeführt werden kann. Beim Betrieb wird Helium als Plasmagas verwendet.

In der beigefügten Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Plasmaspritzvorrichtung zu sehen.

Die in der Zeichnung dargestellte Plasmaspritzvorrichtung stellt eine Ausführungsform dar, wie sie tatsächlich für die Abscheidung von Belägen gemäß der Erfindung verwendet wurde.

Ein Spritzdüseriansatz 2 paßt auf eine Düse H einer Standardplasmaspritzpistole 6, wie z.B. die METCO 3MB Plasma Gun

609816/0374

mit GP Nozzle. Der Düsenansatz besitzt ein rohrförmiges geripptes Teil 8 mit einem durchgehenden Kanal 10. Wie gezeigt, besteht das gerippte Teil aus einem Material, hoher thermischer Leitfähigkeit, wie z.B. Kupfer. Es ist von einem Stahlwassermantel 14 umgeben, der einen Kühlwassereinlaß 16 und einen Kühlwasserauslaß 18 aufweist. Das Kühlmedium, das durch die Wasserkammer 19 hindurchgeht, kühlt das gerippte Teil, wobei es ein Schmelzen oder andere Wärmeschäden durch das heiße Plasma verhindert, das während des Betriebs der Vorrichtung durch den Kanal 10 hindurchgeht. Beim Durchgang durch den Kanal im gekühlten gerippten Teil erfährt das heiße Plasma selbst eine beträchtliche Abkühlung.

Zur Aufrechterhaltung einer hohen Gasgeschwindigkeit in der Vorrichtung ist der Kanal 10 so ausgebildet, daß er aerodynamisch wirksam ist, wobei ein Eintrittsteil 20, ein Düsenteil 22 und ein Austrittsteil 24 vorhanden ist. Die dargestellte Ausführungsform besitzt eine Länge von 16 cm mit einem Eintrittstell von 4 χ 0,545 cm, einem Düsenteil mit einer Länge von 0,63 cm und einem Halsdurchmesser von 0,35 cm, und einem Austrittsteil mit einem Durchmesser von 0,38 cm. Somit ist die Düse konvergent/leicht divergent.

Es ist erwünscht, die Pulver der zu beschichtenden Oberfläche nicht nur mit hoher Geschwindigkeit und großer Wärme, sondern in einem plastischen und weniger in einem geschmolzenen Zustand zuzuführen. Während das Plasmagas den Kanal durchtritt, wird es abgekühlt, weshalb eine Einführung der Pulver an einem stromabwärtigen Teil eine verringerte Erhitzung der Pulver ergibt, da nämlich die Temperatur dort niedriger als im stromaufwärtigen Teil ist. Demgemäß wird die Düse so hergestellt, daß sie eine ausreichende Länge aufweist, um die Plasmatemperatur in der Düse be-

609816/0374

trächtllch zu verringern. Das Wort "länglich", wie es hier verwendet wird, bedeutet eine ausreichende Länge für eine beträchtliche Abkühlung des Plasmas. Aus den obigen Angaben 1st ersichtlich, daß gemäß der Erfindung die Beschichtungspulver einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur während einer langen Zeit ausgesetzt werden, was im Gegensatz zur hohen Temperatur und kurzen Zeit bei den herkömmlichen Plasmaspritzvorgängen steht.

Der Düsenansatz besitzt Eintrittsöffnungen 40 und 42, durch welche Pulver in den Plasmagasstrom eingeführt werden kann. Der Ort dieser Eintrittsöffnungen für das Pulver hängt vom zu verspritzenden Pulver und von den jeweiligen Verfahrensparametern und der jeweils verwendeten Vorrichtung ab. Grundlegend wird Jedoch der Ort so ausgewählt, daß die richtige Erhitzung der Pulver erhalten wird.

Beim Spritzen von Nickel/Aluminium in der beschriebenen Vorrichtung werden die Pulver in einem inerten Trägergas durch die Eintrittsöffnung 42, die aus einem Loch mit einem Durchmesser von 0,16 cm besteht und ungefähr 9 cm stromabwärts vom Düsenansatz vorliegt oder kurz stromaufwärts des Düsenteils angeordnet ist, eingeführt.

Ein oder mehrere Eintrittsöffnungen können für die Einführung verschiedener Pulverzusammensetzungen verwendet werden, wenn solche Pulver gleichzeitig oder aufeinanderfolgend gespritzt werden sollen. Es ist auch möglich, mehrere öffnungen für die Einführung ein und desselben Pulvers zu verwenden, wenn die Verfahrensparameter geändert werden sollen. Es können leicht Beläge mit abgestufter Zusammensetzung hergestellt werden, indem die Zuführung einer Zusammensetzung allmählich verringert und die Zuführung einer anderen Zusammen-

609816/0374

Setzung allmählich gesteigert wird.

Wie bereits erörtert, kann die Pulvertemperatur leicht in einem gegebenen System durch sorgfältige Auswahl der Anordnung des Punkts, an dem die Pulver in den heißen Gasstrom eingeführt werden, erreicht werden. Die Vorrichtung kann auch leicht an andere Mittel für die Temperaturkontrolle des Pulvers angepaßt werden. Die öffnung ^O oder eine andere öffnung kann beispielsweise zum Einführen eines die Temperatur modifizierenden Gases in den Plasmastrom verwendet werden. Dieses die Temperatur modifizierende Gas kann einfach ein kalter Gasstrom der Plasmagaszusammensetzung sein, kann aber auch ein solches sein, welches die Wärmeübergangseigenschaften oder andere Eigenschaften des Plasmas verändert.

Wie gezeigt, kann der Düsenansatz eine von der Plasmapistole getrennte Vorrichtung sein. Diese spezielle Konstruktion wurde aus praktischen Gründen gewählt, damit die vorliegende Erfindung mit einer vorhandenen Plasmavorrichtung verwendet werden konnte. Es besteht natürlich kein Grund, warum nicht der Düsenansatz mit der Pistole selbst integral ausgebildet sein kann. Zwar ist das gerippte Teil als gesondertes Stück ausgebildet, jedoch können verschiedene Teile davon als gesonderte Teile ausgebildet werden, um entweder die Anpassung der Vorrichtung an andere Beschichtungsoperationen oder -vorrichtungen zu ermöglichen oder um eine Reparatur oder einen Ersatz von abgenutzten Teilen zu erleichtern.

Um die optimale Phasenstruktur im aufgebrachten Belag zu entwickeln, ist es üblicherweise vorteilhaft, daß die Pulverteilchen, die auf die zu beschichtende Oberfläche

609816/0374

auf treffen, einen plastischen Zustand aber eine so niedrige Temperatur wie möglich besitzen. Je kühler die Teilchen sind, desto höher muß jedoch die Auftreffgeschwindigkeit sein, um eine maximale Dichte und eine maximale Haftung zu erzielen. Somit wird ein beträchtlicher Vorteil erreicht, wenn es möglich wird, eine hohe Teilchengeschwindigkeit zu erzielen.

Die Teilchengeschwindigkeiten sind von Haus aus durch die Gasgeschwindigkeit im jeweiligen System beschränkt. Beim Detonationsspritzverfahren unterliegen die Teilchen typischerweise Schockwellengeschwindigkeiten in der Größenordnung von 750 m/sec. Plasmaspritzpistolen, bei denen das von den Herstellern empfohlene Argon verwendet wird, können Gasgeschwindigkeiten bis zu 1200 m/sec erreichen. Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung können Gasgeschwindigkeiten bis zu 36OO m/sec oder noch mehr erreicht werden.

Im Gegensatz zur üblichen industriellen Praxis wird gemäß der Erfindung die Verwendung von Helium als Plasmagas bevorzugt. Zwar ist von Helium bekannt, daß es bei Plasmaspritzoperationen verwendet werden kann, jedoch haben sein geringes Gewicht und seine schlechten Wärmeübergangseigenschaften zur Folge gehabt, daß in der Industrie die Verwendung von Helium in üblichen Plasmaspritzvorrichtungen abgelehnt wurde. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist seine Verwendung nicht nur möglich, sondern sogar vorteilhaft.

In einer herkömmlichen Vorrichtung divergieren die in der Plasmapistole angeregten Gase rasch. Pulver, die in einen

609816/0374

solchen Strom eingeführt werden, bleiben in diesem nur eine sehr kurze Zeit. Bei diesen kurzen Verweilzeiten würde die Verwendung von Helium mit seiner schlechten Wärmeübergangseigenschaften anstelle von Argon die Schwierigkeiten erhöhen, dem Pulver die richtige Wärme zu geben. Diese kurze Verweilzeit und das rasch divergierende Gas verstärken außerdem das Problem dem Pulver die erwünschte Geschwindigkeit zu erteilen.

Die bevorzugte Verwendung von Helium gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt eine kontrollierte Erhitzung und eine hohe Geschwindigkeit. Weiterhin bestehen andere Vorteile. Bei jedem Beschichtungsverfahren ist es wesentlich, nicht nur den Effekt der Beschichtungskomponenten und der Verfahrensparameter bei der Beschichtung zu betrachten, sondern auch ihre Effekte auf das zu beschichtende Substrat. Oftmals sind die Eigenschaften des Substrats derart, daß gewisse Temperaturen des Substrats nicht überschritten werden dürfen. Die verhältnismäßig schlechten Wärmeübergangsqualitäten von Helium im Vergleich zu Argon ergeben einen verringerten Wärmeübergang zum Substrat.

Bei den herkömmlichen Plasmaspritzoperationen ergibt das Divergieren der erhitzten Gase eine ziemlich große Substratfläche, die erhitzt wird, und zwar insbesondere auch an Stellen, wo kein Belag erforderlich ist und die maskiert werden sollten. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine viel größere Fokussierung des Stroms möglich. Somit werden üblicherweise kleinere Flächen des Substrats zu jedem Zeitpunkt den heißen Gasen ausgesetzt, wobei die Substrate vregen des größeren Wärme ab falls kühler blei ben. Als zusätzlicher Nutzen wurde gefunden, daß wegen der leichteren Kontrolle der erhitzten Fläche die Notwendigkeit und das Ausmaß einer Maskierung verringert werden. Außer-

609816/0374

dem können die Belagstruktur und die Dicke leichter unter Kontrolle gehalten werden. Schließlich besteht auch weniger Vergeudung an Pulver, was die Wirtschaftlichkeit hebt.

Die Beschichtungsoperationen werden beim erfindungsgemäßen Verfahren auch noch in anderer Hinsicht vereinfacht. Bei der Verwendung einer Detonationspistole werden die Arbeiten üblicherweise so ausgeführt, daß die Bedienungsperson sich aus Sicherheitsgründen in einem gewissen Abstand vom BeschichtungsVorgang befindet. Bei herkömmlichen Plasmaspritzpistolen besitzt das angeregte Gas eine solche hohe Temperatur, daß Augenschäden aus der UV-Strahlung rasch eintreten können und ein geeigneter Augenschutz nötig ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Gastemperaturen geringer und ist die Möglichkeit von Augenschäden kleiner, obwohl natürlich auch hier gewisse Sicherheitsmaßnahmen in jedem Fall eingehalten werden sollen.

Bei einem herkömmlichen Verfahren wird ein Teil für die Beschichtung typischerweise dadurch präpariert, daß man erstens zunächst eine Maskierung vornimmt, so daß nur die zu beschichtenden Bereiche frei bleiben, daß man zweitens sandstrahlt, drittens eine Reinigung zur Beseitigung der Nachwirkung der Sandstrahlung vornimmt und schließlich erneut maskiert. Die vorliegende Erfindung beseitigt die Notwendigkeit für diese herkömmlichen Stufen in vielen Fällen. Da die Fokussierung stark verbessert ist, ist das Ausmaß der notwendigen Maskierung geringer. Da außerdem die Teilchengeschwindigkeiten sehr hoch sind, wurde es für möglich gefunden* die Sandstrahloperationen und die dami;t verbundenen Maskierungen und Reinigungen wegzulassen. !Ein einfaches Abwischen der Oberfläche zum Zwecke der Entfettung mit Freon hat sich als ausreichend erwiesen.

609816/0374

BEISPIEL Vorrichtung

Plasmapistole Pulverzuführung

Pulverzuführer

Düsenansatz

Pulver (METCO 450)

Zusammensetzung (Gew.-*)

Teilchengröße

Verfahrensparameter

Plasmagas

Gasgeschwindigkeit

Abstand Pistole/Substrat

Größe des Fokusses Substrat

Beschichtungsfläche

Abscheidung METCO 3MB mit GP Nozzle PLASMADYNE

350 A im Bogen Gleichstrom

50-56 V im Bogen Gleichstrom

ASS AIRABRASIVE unit (Miniatursandstrahler) Pulverzuführung 162 kg/st

wie in der Zeichnung

95 % Nickel

5 % Aluminium -0,089 mm; + 0,0^3 mm (ASTM B214)

Helium
7787 l/min

5 - 7,6 cm 0,95 cm Titanlegierung flache Scheibe

Unter Verwendung der in der Hand gehaltenen Beschichtungspistole mit dem Düsenansatz wurde ein Belag alt einer Dicke von 0,020 bis 0,025 cm aufgebracht, um die Oberfläche der

609816/0374

flachen Scheibe abriebfest und festfreßbeständig zu machen.

Ergebnisse

Es wurde eine Belagdichte mit mehr als 992 der theoretischen Dichte erreicht. Dies ist mehr, als es beim herkömmlichen Plasmaverfahren möglich ist. Die Haftung war vorzüglich. Wiederholte thermische Schocks von hohen Temperaturen ergaben keinerlei Anzeichen von Rißbildung oder Abblättern.

609816/0374

Claims

PATENTANSPRÜCHE

l.y Thermische Pulverspritzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile aufweist: eine Einrichtung zur Erzeugung eines Gases mit hoher Temperatur;

eine längliche Düse, die einen Ausgang für das Gas aufweist und durch die das Gas mit hoher Geschwindigkeit hindurchgeführt wird;

eine Einrichtung zum Abkühlen des Gases, um einen gekühlten Gasstrom in mindestens einem Teil der Düse zu erzeugen; und

eine Einrichtung zum Einspritzen des zu verspritzenden Pulvers in den abgekühlten Gasstrom stromaufwärts des Austrittsendes der Düse an einer Stelle, die ausreichend Verweilzeit des Pulvers im abgekühlten Gasstrom gestattet, so daß die gewünschte Erhitzung und eine hohe Geschwindigkeit des Pulvers erreicht werden.

2. Plasmapulverspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile aufweist: eine Einrichtung zur Erzeugung eines Plasmas; eine längliche Düse, die einen Ausgang für das Gas bildet und durch die das Gas mit hoher Geschwindigkeit hindurchgeführt wird;

eine Einrichtung zum Abkühlen des Gases, um einen gekühlten Gasstrom in mindestens einem Teil der Düse zu erzeugen; und

eine Einrichtung zum Einspritzen des zu verspritzenden Pulvers in den abgekühlten Gasstrom stromaufwärts des Austrittsendes der Düse an einer Stelle, die ausreichend Verweilzeit des Pulvers im abgekühlten Gasstrom gestattet, so daß die gewünschte Erhitzung und eine hohe Geschwindigkeit des Pulvers erreicht werden.

609816/0374

Plasmapulverspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile aufweist:

eine Plasmapistole mit einer Plasmaerzeugungskammer; eine Düse mit einem länglichen Kanal, der mit der Kammer in Verbindung steht;

eine Einrichtung zur Abkühlung der Düse; und einen Zugang, durch welchen das zu verspritzende Pulver in den Kanal eingespritzt werden kann, und zwar an einer Stelle zwischen den Enden des Kanals, die so ausgewählt ist, daß die gewünschte Erhitzung und eine hohe Geschwindigkeit des Pulvers erreicht werden.

Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Zugang stromabwärts eines abgekühlten Teils der Düse angeordnet ist, wodurch das durch den Kanal strömende Plasma abgekühlt wird, bevor es die Pulvereintrittsstelle erreicht, so daß die Temperatur beschränkt wird, welcher das Pulver ausgesetzt wird.

Plasmapulverspritzvorrichtung mit einer Plasmaerzeugungskammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile aufweist:

eine Düse mit einem länglichen Kanal, der mit dem Austritt der Plasmaerzeugungskammer in Verbindung steht; eine Einrichtung für die Abkühlung eines durch den Kanal strömenden Plasmas;

und einen Zugang zum Einspritzen des zu verspritzenden Pulvers in den Kanal zwischen seinen Enden und stromabwärts der ersten Stelle der Abkühlung des Plasmas.

609816/0374

6. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abkühlung des den Kanal durchströmenden Plasmas eine Einrichtung zum Abkühlen der Wandungen des Kanals aufweist.

7» Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abkühlung des den Kanal durchströmenden Plasmas einen Zugang aufweist, der mit dem Kanal in Verbindung steht, so daß ein Kühlgas eingespritzt werden kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Zugang für das Einspritzen des Pulvers in
den Kanal so gewählt ist, daß eine ausreichende Verweilzeit des Pulvers im abgekühlten Gasstrom sichergestellt wird, um die gewünschte Erhitzung und eine
hohe Geschwindigkeit dem Pulver zu erteilen.

9. Düsenansatz für eine Plasmaspritzpistole gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
er folgende Teile aufweist:

ein inneres Teil mit einem durchgehenden länglichen
Kanal, wobei ein Ende des inneren Teils an eine Gasaustrittsöffnung der Plasmapistole angepaßt ist
und der Kanal mit dieser Öffnung ausgerichtet ist;
einen Kühlmittelmantel, der das innere Teil umgibt,
wobei der Kühlmittelmantel mit dem inneren Teil zusammenarbeitet, so daß dazwischen eine Kühlmittelkammer gebildet wird;

eine Einrichtung für die Einführung von Kühlmittel
in die Kühlmittelkammer;

einen Zugang zum Kanal zwischen den Enden des Kanals für die Einführung von Pulver in den Kanal; und

609816/0374

eine Einrichtung für die Verbindung des Düsenansatzes mit der Plasmapistole.

10. Plasmapulverspritzverfahren mit Hilfe einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man

ein Plasma erzeugt;

das Plasma mit hoher Geschwindigkeit durch eine längliche Düse führt;

das Plasma abkühlt, um einen kühleren Plasmagasstrom zu erzeugen;

Beschichtungspulver in den kühlen Gasstrom in der Düse einführt, so daß eine ausreichende Verweilzeit des Pulvers im kühleren Gasstrom erhalten wird, damit das Pulver weichgemacht wird und eine hohe Geschwindigkeit erhält; und

das weichgemachte Pulver auf die zu beschichtende Oberfläche richtet und darauf einen Belag der gewünschten Dicke aufbaut.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Plasma ein Heliumplasma verwendet wird.

12. Plasmapulverspritzverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man

ein Heliumplasma mit hoher Temperatur erzeugt, das Plasma mit hoher Geschwindigkeit durch eine längliche Düse führt;

das Plasma abkühlt, um einen kühleren Plasmagasstrom zu erzeugen;

Beschichtungspulver in den kühlen Gasstrom in der Düse einführt, so daß eine ausreichende Verweilzeit des Pulvers im kühleren Gas strom erhalten wird, damit das

60981670374

Pulver weichgemacht wird und eine hohe Geschwindigkeit erhält; und

das weichgemachte Pulver auf die zu beschichtende Oberfläche richtet und darauf einen Belag der gewünschten Dicke aufbaut.

609816/0374

Le e rsei t e