DE4219992A1

DE4219992A1 - Thermisches spritzverfahren und spritz- und beschleunigungsduese zur erzeugung von metallschichten

Info

Publication number: DE4219992A1
Application number: DE4219992A
Authority: DE
Inventors: Goetz Matthaeus
Original assignee: Osu-Maschinenbau 4620 Castrop-Rauxel De GmbH; OSU MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: Matthaeus Goetz 44577 Castrop-Rauxel De
Priority date: 1991-12-23
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1993-06-24
Anticipated expiration: 2012-06-23
Also published as: DE9218287U1; DE4219992C2; DE4219992C3

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein thermisches Spritzver fahren zur Erzeugung von Metall- oder Metall-Hartstoff- Schichten, wobei die die Schichten bildenden Partikel er hitzt und in einer Düse mittels eines Gasstromes beschleu nigt und auf die zu beschichtende Oberfläche gespritzt wer den sowie auf eine Spritz- und Beschleunigungsdüse, insbe sondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Es sind eine Reihe von Hochgeschwindigkeitsspritzverfahren bekannt, bei denen Material durch hohe Temperaturen ver flüssigt und mittels einer schnell strömenden Gasströmung zerstäubt und auf eine Oberfläche, die es zu beschichten gilt, aufgespritzt wird.

Es ist bekannt, in Staubform vorliegende Partikel zentrisch in eine Düse einzusprühen, dort zu schmelzen und dann aus zutragen, oder aber stangenförmiges Material abzuschmelzen, wobei es auch bekannt ist, hier beispielsweise Lichtbögen einzusetzen. Bei den Materialien kann es sich um Metall oder keramisches Material handeln, es ist dabei auch be kannt, etwa durch den Einsatz sogenannter Fülldrähte, die mit einem von der Außenumhüllung abweichenden Material in ihrem Inneren gefüllt sind, verschiedenartige Werkstoffe zu versprühen.

Aus der Fülle existierender Literaturstellen seien hier nur einige genannt, z. B. EP 03 61 709, EP 03 61 710, EP 07 49 790, EP 02 32 919 und EP 00 49 915. Unterschiedliche zu versprühende Materialien sind beispielsweise in der EP 01 18 249 angegeben.

Mit den bekannten Verfahrensweisen und entsprechenden Düsen können nur zum Teil schon die erforderlichen Schichteigen schaften erreicht werden. So zeichnen sich alle in den Li teraturstellen angegebenen Verfahren dadurch aus, daß die Flammenatmosphäre nur durch die Verbrennung zweier Gase, dem Brenngas und Sauerstoff und/oder Luft entsteht. Zur Stabilisierung der Flammenströmung werden meistens hohe Mengen an Sauerstoff, d. h. oxidierende Flammen, benutzt. Die Verwendung dieser typischen Flammenströmung ermöglicht zwar dichte porenarme Schichten, aber der Sauerstoffgehalt der Schichten ist um ein Erhebliches höher als der des Zu satzwerkstoffes. Durch einen Überschuß an Brenngasen ist eine neutrale bis reduzierende Flammenatmosphäre einstell bar, jedoch nur im Bereich der Zusammensetzung Brenngas- Sauerstoff, welcher ausreichend hohe Zündgeschwindigkeiten ermöglicht. Eine Einstellung der Flammenatmosphäre, die ei nen höheren Brenngasgehalt als der Zündbereich des verwen deten Brenngases erlaubt, ist aufgrund der Brennerkonstruk tionen nicht möglich. So enthalten die entsprechend ge spritzten Schichten neben einem in den metallischen Phasen zwangsgelösten Sauerstoff eine erhebliche Menge an Oxidpha sen. Durch diese Oxidphasen werden die mechanischen, tribo logischen und korrosionstechnischen Eigenschaften der Be schichtung wesentlich verschlechtert. Es müssen deshalb, um die Bildung von Oxidoberflächen an den Spritzpartikeln ver hindern zu können, bisher vergleichsweise große Anstrengun gen unternommen werden, etwa muß der gesamte Spritzvorgang in einer Schutzgasatmosphäre oder unter Vakuum mit dem da mit verbundenen großen Aufwand vorgenommen werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der homogene, riß- und spaltenfreie Oberflächenbeschichtun gen geschaffen werden können, die frei von Oxidschichten oder Oxideinbindungen sind, wobei dies mit einfachen Mit teln bei geringem Energiebedarf und guter Energieausbeute erreichbar sein soll.

Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird die se Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Er hitzung der die Oberflächen bildenden Spritzpartikel in ei ner weitgehend sauerstofffreien und reduzierend wirkenden Gasatmosphäre vorgenommen und neben dem die reduzierend wirkende Gasatmosphäre bedingenden Gasstrahl ein weiterer neutral oder reduzierend wirkender Gasstrom in die Düse eingedüst wird.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß eine Oxidbildung bei den Spritzpartikeln schon im Bereich ihrer Erhitzung nicht nur vermieden wird, sondern durch die reduzierende Gas atmosphäre auch sichergestellt wird, daß eventuell kurz fristig erzeugte Oxide sofort reduziert werden. Das Ver fahren arbeitet dabei unter atmosphärischen Bedingungen, ohne den Einsatz einer Vakuumkammer und ermöglicht dichte, porenarme, duktile und fest haftende Beschichtungen. Mit tels dieses Verfahrens sind alle typischen Spritzwerk stoffe, sofern sie metallischen oder hartmetallischen Cha rakter besitzen, zu hochwertigen Beschichtungen verarbeit bar.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zunächst in einem Brennkammerbereich die pulverförmigen Spritzpartikel durch ein erhitzendes Brenn gas vorgewärmt werden und anschließend stromabwärts des Brennkammerbereiches ein konzentrisch umhüllendes weiteres Brenngas sowie konzentrisch zu diesem ein Kühlgas zugeführt wird, derart, daß sich stromabwärts eine Gasatmosphäre mit einer Zusammensetzung einstellt, die unterhalb der unteren Zündgrenze des eingesetzten Brenngas-Sauerstoff-Gas- Gemisches liegt.

Durch das erhitzende Brenngas im Brennkammerbereich wird die notwendige Wärme zur Erhitzung der Spritzpartikel zur Verfügung gestellt, während durch die Zuführung des weite ren Brenngases die gewünschte stark reduzierende Gasatmos phäre eingestellt wird. Da durch diese Gasatmosphäre die Partikeltemperatur unterhalb des Schmelzpunktes der Parti kel verbleibt, können ohne großen Energiebedarf auch große Partikel eingesetzt werden, die eine geringere spezifische Oberfläche aufweisen und somit weniger Oxidationsflächen bieten. Dabei wird durch den Sauerstoff nur eine geringe Menge der Kohlenwasserstoffe oder des Wasserstoffes ver brannt, die dabei entstehende Energie wird zur Aufheizung des Heißgasgemisches verwandt. Durch die Zuführung des Kühlgases ist eine genaue Einstellung der gewünschten Pro zeßtemperatur im Bereich von 200 bis 2500°C möglich.

Vorteilhafte Gaszusammensetzungen für die Gasatmosphäre be stehen aus Propan, Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Helium und/oder Wasserstoff.

Als Brenngase können bevorzugt typische Flüssiggase, wie Propan, Propen, Propylen, Methylacetyl-Propadien, Methan, Crylen, Acetylen und Wasserstoff oder deren Mischungen ein gesetzt werden.

In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Erhitzung der pul verförmigen Spritzpartikel im Brennkammerbereich in einer einen hohen Wasserstoff- bzw. Wasserstoff/Kohlenstoffgehalt aufweisenden Gasatmosphäre vorgenommen wird.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung be steht darin, daß die pulverförmigen Spritzpartikel mittels eines neutralen Gases eingedüst, dazu konzentrisch zur Er zeugung einer Flamme das erhitzende Brenngas und dazu wie derum konzentrisch das weitere Brenngas eingedüst wird. Mit dieser Ausgestaltung wird erreicht, daß die Brenngasatmos phäre der Flamme zwar zur Erhitzung der Spritzpartikel her angezogen wird, durch die Hinzuführung des weiteren Brenn gases jedoch wird die gewünschte, stark reduzierende Gas atmosphäre bereitgestellt.

Die Erfindung sieht auch vor, daß zusätzlich konzentrisch zur ersten Flamme außen wenigstens ein weiteres Brenngas zur Erzeugung wenigstens einer weiteren Flamme und/oder ein weiteres neutrales oder reduzierend wirkendes Gas zugeführt wird, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, daß zur Er zeugung einer ersten schnell brennenden Flamme ein H₂/O₂- Gas und zur Erzeugung einer zweiten langsam abbrennenden Flamme ein Propan-Luftgemisch zugeführt wird.

Durch eine schnellbrennende Flamme einerseits und eine zweite nahezu konzentrisch angeordnete langsam abbrennende Flamme andererseits in Verbindung mit dem Schutzgasstrom und dem Förderstrom der Spritzpartikel kann eine exakte Temperatureinstellung und eine entsprechend exakte Steue rung vorgenommen werden. Hier sei angemerkt, daß statt des angegebenen H₂/O₂-Gases als schnell abbrennendes Brenngas und statt des Propan-Luftgemisches als langsam abbrennendes Brenngas auch gleichwirkende andere Gase bzw. Gasgemische erfindungsgemäß herangezogen werden können.

Die Erfindung sieht auch vor, daß die Beschleunigung der Spritzpartikel in einer Beschleunigungsdüse mit einem Län gen/Durchmesserverhältnis l/d von 10 bis 200 vorgenommen wird. Diese sogenannten Langdüsen haben den Vorteil, daß in ihnen die Verfahrensparameter den jeweiligen Wünschen ent sprechend eingestellt werden können. Mit der Erfindung ist es dabei gleichzeitig möglich, vergleichsweise nahe an die zu beschichtende Oberfläche heranzurücken, so ist ein Spritzabstand unter 120 mm problemlos möglich.

Erfindungsgemäß erfolgt die Erhitzung der Spritzpartikel auf eine Temperatur knapp unterhalb des jeweiligen Schmelz punktes. Mit dieser Maßnahme wird nicht nur Erhitzungsener gie gespart, sie kann je nach Material auch dem Ziel die nen, die eingangs bereits beschriebene, ungewünschte Oxid bildung zu vermeiden.

Ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt wäre, kann zur Erzeugung einer neutralen Gasatmosphäre Stickstoff und zur Erzeugung einer reduzierenden Gasatmosphäre Wasserstoff eingesetzt werden, zusätzlich auch Argon oder Kohlenwas serstoff, wie Propan, Propylen, Methan oder dgl.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß eine Be schleunigung der Spritzpartikel auf eine Geschwindigkeit oberhalb 100 m/sek., insbesondere auf 300 bis 800 m/sek. am Düsenausgang vorgenommen wird. Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise wird erreicht, daß die Partikel in optima ler Weise zur Oberflächenbeschichtung und zur Erzeugung ho mogener Beschichtungen geeignet sind, da sie mit hoher Par tikelgeschwindigkeit, nämlich insbesondere mit Schallge schwindigkeit, und gleichwohl unter vergleichsweise hoher Partikeltemperatur aufgespritzt werden. Damit ergibt sich ein Verschmieden der Partikel auf der Oberfläche, wobei durch die reduzierenden Gasatmosphären oxidfreie Spritz partikel vorliegen, so daß ein Verschweißen dieser Partikel untereinander stattfinden kann, was ansonsten eine Oxidhaut in der Grenzschicht zwischen den Partikeln verhindert.

Zur Lösung der oben angegebenen Aufgabe sieht die Erfindung auch eine Spritz- und Beschleunigungsdüse mit einer zentri schen Spritzpartikelzuführung, unterschiedlichen Gaszufüh rungen und mit einem gekühlten Düsenkanal vor, die sich da durch auszeichnet, daß sie neben der zentrischen Spritzpar tikelzuführung im Düsengrund eine Heizeinrichtung aufweist sowie einen Düsenkanal mit einem Längendurchmesserverhält nis l/d von 10 bis 200.

Wie an sich bekannt, kann erfindungsgemäß eine solche Düse konzentrisch zur Düsenmittelachse wenigstens zwei Gaszufüh rungen zur Erzeugung der gewünschten Gasatmosphäre aufwei sen. Es sei darauf hingewiesen, daß eine derartige kon struktive Ausgestaltung für sich gesehen bekannt ist, z. B. aus DE 39 30 726 A1.

Die Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung auch vor, daß die Kühleinrichtung des Düsenkanals von getrennt beauf schlagten, nacheinander abgestuften Kühlzonen gebildet ist, wobei insbesondere auch vorgesehen sein kann, daß insbeson dere im Düsengrund Gaszuführungen vorgesehen sind, deren wirksame Einströmrichtung zur Düsenmittelachse einen von 0 abweichenden Winkel aufweist.

Zur Einstellung der einzelnen zuzuführenden Gasgemische, insbesondere Brenngasgemische, ist vorgesehen, daß den Gas zuführungen Injektoren vorgeschaltet sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Düsenkanal wenig stens bereichsweise porös ausgebildet und in diesem Bereich mit einer Kühlluftzuführung versehen ist. Mit dieser zu sätzlichen Zuführung von Kühlluft am Düsenrand senkrecht zur Hauptströmungsrichtung in der Düse wird eine stabile Grenzschicht am Düsenrand geschaffen, wobei durch die Ver brennung des Sauerstoffes der zugeführten Kühlluft ein gleichbleibendes Temperaturprofil über der gesamten Länge der Düse ermöglicht wird.

Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Oberflächenschicht ist gekennzeichnet durch die Verschmie dung von an ihrer Oberfläche oxidfreien Partikeln und weist einen Gesamtsauerstoffgehalt kleiner/gleich demjenigen des Spritzmaterials auf.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur das Prinzipbild einer Spritz- und Beschleunigungsdüse nach der Erfindung.

In der Figur ist lediglich schematisch eine Spritz- und Be schleunigungsdüse, allgemein mit 1 bezeichnet, wiedergege ben. Der mit 1a bezeichnete Düsenkanal soll ein Längen durchmesserverhältnis l/d von 10 bis 200 aufweisen.

Im dargestellten Beispiel ist jeweils nur andeutungsweise zentrisch eine Spritzpartikelzuführung 2, eine diese kon zentrisch umgebende Zuführung eines neutralen bzw. reduzie rend wirkenden Gases 3, eine diese wiederum zentrisch umge bende erste Brenngaszuführung 4 wiedergegeben und eine die se wiederum zentrisch umgebende weitere zweite Brenngaszu führung 5.

Durch seitlich horizontal angedeutete Pfeile 3a, 4a und 5a soll angedeutet sein, daß noch weitere gasförmige Komponen ten hier mit eingebracht werden können. Eine weitere kon zentrische Gaseinführung ist weiter unten durch zusätzliche Pfeile 6 angedeutet, deren Einspeisung etwa im Düsengrund liegt, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt wäre. Durch diese Einführung wird im Gleichstrom Kühlgas einge führt, mittels welchem eine exakte Steuerung der Prozeß- bzw. Flammentemperatur zwischen 200 und 2500°C möglich ist.

Schließlich ist in der Figur noch angedeutet, daß ein Kühl medium, z. B. im Gegenstrom, den Düsenkanal 1a kühlt, dies ist durch Pfeile 7 angedeutet. Zusätzlich kann hier auch vorgesehen sein, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist, daß der Düsenkanal 1a im Randbereich wenigstens be reichsweise porös ausgebildet und mit einer Kühlluftzufüh rung versehen ist.

Alle Eindüsungen sind konzentrisch zu der mit 8 bezeichne ten Mittelachse der Düse angeordnet, seitliche Eindüsungen können auch im Winkel zur Mittelachse vorgenommen werden.

In der Figur ist zusätzlich auch angedeutet, daß im Bereich des mit 9 bezeichneten Düsengrundes eine Heizeinrichtung 10 vorgesehen sein kann, etwa eine Induktionsheizung, eine elektrische Heizeinrichtung oder dgl.

Durch die Zuführung des ersten Brenngases durch die Brenn gaszuführung 4 entsteht ein Brennkammerbereich, der ge strichelt wiedergegeben ist und mit dem Bezugszeichen 11 angedeutet ist. In diesem Bereich werden die Spritzpartikel bis unterhalb des Schmelzpunktes erhitzt.

Stromabwärts dieses Brennkammerbereiches 11 stellt sich durch die Zuführung des weiteren Brenngases durch die Brenngaszuführung 5 durch eine konzentrische Umhüllung, die gestrichelt wiedergegeben ist (Bezugszeichen 12), eine Gas atmosphäre mit einer Zusammensetzung ein, die unterhalb der unteren Zündgrenze des eingesetzten Gemisches liegt.

Des weiteren wird durch die Zuführung 6 ein inertes oder reaktives Kühlgas, z. B. Stickstoff oder Stickstoff- Wasserstoff, zugemischt, mittels welchem eine exakte Steuerung der Prozeßtemperatur erfolgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet somit im wesentli chen mit einer Gasatmosphäre, welche in ihrer Zusammenset zung außerhalb des Zündbereiches eines Brenngas-Sauerstoff- Gemisches liegt. So ist ein Propan-Sauerstoff-Gemisch innerhalb des Mischungsbereiches von 1 : 2,4 bis 1 : 5 m³ Brenngasmenge/m³ Sauerstoffmenge zündfähig und kann ver brannt werden. Der Zündbereich wird dabei durch die soge nannte obere und untere Zündgrenze beschrieben. Das er findungsgemäße Verfahren benutzt eine reaktive Heißgas strömung, deren Zusammensetzung unterhalb der sogenannten unteren Zündgrenze liegt. Bei Propan wäre das ein Propan- Sauerstoff-Gemisch <1 : 2,4 m³ pro m³.

In der folgenden Tabelle sind typische Heißgaszusammenset zungen angegeben:

Heißgaszusammensetzung A
Propan\|5 m³
Sauerstoff	8 m³
Stickstoff	40 m³
Wasserstoff	5 m³

Heißgaszusammensetzung B
Wasserstoff\|20 m³
Sauerstoff	5 m³
Propan	8 m³
Stickstoff	8 m³

Heißgaszusammensetzung C
Wasserstoff\|8 m³
Sauerstoff	2 m³
Propan	1,5 m³
Stickstoff	70 m³

Die stark reduzierend wirkende Heißgaszusammensetzung des Verfahrens liegt unterhalb der typischen unteren Zündgrenze eines Brenngas-Sauerstoff-Gemisches, wobei als Brenngas ty pische Flüssiggase, wie Propan, Propylen, Methylacetyl-Pro padien, Methan, Crylen, Acetylen und Wasserstoff oder deren Mischungen eingesetzt werden.

Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Oberflächenschicht weist abhängig von den eingesetzten Werkstoffen beispielsweise die nachfolgenden Eigenschaften auf:

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr läßt sie sich in vielfacher Hinsicht abändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. Statt der erwähnten gasförmigen Brennstoffe kön nen auch Flüssigbrennstoffe eingedüst werden, z. B. um nur langsam brennende Flammen zu erreichen. Hierzu kann bei spielsweise Kerosin, Benzinalkohol eingesetzt werden und dgl. mehr.

Claims

1. Thermisches Spritzverfahren zur Erzeugung von Metall- oder Metall-Hartstoff-Schichten, wobei die die Schichten bilden den Partikel erhitzt und in einer Düse mittels eines Gas stromes beschleunigt und auf die zu beschichtende Oberflä che gespritzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung der die Oberfläche bildenden Spritzparti kel in einer weitgehend sauerstofffreien und reduzierend wirkenden Gasatmosphäre vorgenommen und neben dem die re duzierend wirkende Gasatmosphäre bedingenden Gasstrahl ein weiterer neutral oder reduzierend wirkender Gasstrom in die Düse eingedüst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in einem Brennkammerbereich die pulverförmigen Spritzpartikel durch ein erhitzendes Brenngas vorgewärmt werden und anschließend stromabwärts des Brennkammerberei ches ein konzentrisch umhüllendes weiteres Brenngas sowie konzentrisch zu diesem ein Kühlgas zugeführt wird, derart, daß sich stromabwärts eine Gasatmosphäre mit einer Zusam mensetzung einstellt, die unterhalb der unteren Zündgrenze dieser Gasatmosphäre liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasatmosphäre aus Propan, Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Helium und/oder Wasserstoff gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Brenngase Propan, Propen, Propylen, Methylacetyl- Propadien, Methan, Crylen, Acethylen und Wasserstoff oder deren Mischungen eingesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung der pulverförmigen Spritzpartikel im Brennkammerbereich in einer einen hohen Wasserstoff bzw. Wasserstoff/Kohlenstoffgehalt aufweisenden Gasatmosphäre vorgenommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmigen Spritzpartikel mittels eines neu tralen Gases eingedüst, dazu konzentrisch zur Erzeugung einer Flamme das erhitzende Brenngas und dazu wiederum kon zentrisch das weitere Brenngas eingedüst wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich konzentrisch zur ersten Flamme außen wenig stens ein weiteres Brenngas zur Erzeugung wenigstens einer weiteren Flamme und/oder ein weiteres neutrales oder redu zierend wirkendes Gas zugeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer ersten schnell brennenden Flamme ein H₂/O₂-Gas und zur Erzeugung einer zweiten langsam ab brennenden Flamme ein Propan-Luftgemisch zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung der Spritzpartikel in einer Be schleunigungsdüse mit einem Längen/Durchmesserverhältnis l/d von 10 bis 200 vorgenommen wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung der Spritzpartikel auf eine Temperatur knapp unterhalb des jeweiligen Schmelzpunktes vorgenommen wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer neutralen Gasatmosphäre Stickstoff und zur Erzeugung einer reduzierenden Gasatmosphäre Wasser stoff eingesetzt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Argon oder Kohlenwasserstoffe, wie Propan, Propylen, Methan oder dgl. als Gasbestandteile mit zuge führt werden.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschleunigung der Spritzpartikel auf eine Ge schwindigkeit oberhalb 100 m/sek., insbesondere auf 300 bis 800 m/sek. am Düsenausgang vorgenommen wird.

14. Spritz- und Beschleunigungsdüse, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer zentrischen Spritzpartikelzuleitung, unterschiedlichen Gaszuführungen und mit einem gekühlten Düsenkanal, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben der zentrischen Spritzpartikelzuführung (2) im Düsengrund eine Heizeinrichtung aufweist sowie einen Dü senkanal mit einem Längen/Durchmesserverhältnis l/d von 10 bis 200.

15. Spritz- und Beschleunigungsdüse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, konzentrisch zur Düsenmittelachse (8) wenigstens zwei Gaszuführungen (3, 4) zur Erzeugung der gewünschten Gasatmosphäre vorgesehen sind.

16. Spritz- und Beschleunigungsdüse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (7) des Düsenkanals (1a) von ge trennt beaufschlagten, nacheinander abgestuften Kühlzonen gebildet ist.

17. Spritz- und Beschleunigungsdüse nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere im Düsengrund (9) Gaszuführungen (6) vor gesehen sind, deren wirksame Einströmrichtung zur Düsen mittelachse einen von 0 abweichenden Winkel aufweist.

18. Spritz- und Beschleunigungsdüse nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß den Gaszuführungen (3, 4, 5) Injektoren vorgeschaltet sind.

19. Spritz- und Beschleunigungsdüse nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal (1a) wenigstens bereichsweise porös aus gebildet und in diesem Bereich mit einer Kühlluftzuführung versehen ist.

20. Oberflächenschicht, hergestellt durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung einen Gesamtsauerstoffgehalt klei ner/gleich demjenigen des Spritzmaterials aufweist.