WO1993009260A1 - Coating for metallic or non-metallic substrates, process and device for producing the same - Google Patents

Coating for metallic or non-metallic substrates, process and device for producing the same Download PDF

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WO1993009260A1
WO1993009260A1 PCT/AT1992/000139 AT9200139W WO9309260A1 WO 1993009260 A1 WO1993009260 A1 WO 1993009260A1 AT 9200139 W AT9200139 W AT 9200139W WO 9309260 A1 WO9309260 A1 WO 9309260A1
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coating
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thermal
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Helmut Strauss
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Helmut Strauss
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • C23C4/11Oxides

Definitions

  • the invention relates to a coating for metallic or non-metallic substrates accessible by thermal material application, wherein at least parts of the surface of the substrate are covered with a heat, thermal shock, wear, impact and / or corrosion-resistant, multi-layer coating applied by means of a thermal process are provided on the basis of at least one coating component from at least one of the groups of the thermal layer-forming substances, “cermets”, oxides, carbides, nitrides, borides, suicides, fluorides, phosphates, silicates, metals, intermetallic compounds and metal alloys, Process for forming the above-mentioned coatings and a device for carrying out the process.
  • the thermal spraying on which the method according to the invention is based is a well-known method for the surface coating of metallic and non-metallic materials.
  • gas-heated sprayers for powder, wire, rod-shaped materials, plasma sprayers for powder and wire-shaped materials and arc sprayers for wire-shaped materials, as well as detonation spraying are used.
  • part 3 cored wires and rods for flame spraying
  • DIN 32529 powder for thermal spraying
  • DIN 65097 aerospace, powder for thermal spraying
  • DIN 55928 powdery additional materials have only been used for grain spraying with powders of substantially more than 1 ⁇ m.
  • coatings and coatings obtainable by known methods are applied only in relatively thin layers can. At higher layer thicknesses, phenomena occur, which are due to various "stress factors", which can lead to crack formation, flattening and mechanical stresses within the layer itself and ultimately also between the respective coating and substrate.
  • EP-AI 275 083 describes a pretreatment agent for metal syringes which is applied to a metallic substrate, e.g. Steel applied with a spray coating based on a material that is supposed to be less noble than the substrate.
  • This agent contains particles with sizes of e.g. 5-200 ⁇ m, based on oxides or carbides of Si, Al or Fe and supports the anchoring of the covering metal spray layer on the substrate.
  • the present invention accordingly relates to a method of the type mentioned at the outset, which is characterized in that the coating essentially comprises at least two layers bonded to one another, an essentially compact, at least single-layer base layer applied to the substrate itself by means of a thermal coating method ("1st layer”), which in turn is bonded with at least one further particle, which is itself very fine or ultra-disperse
  • a thermal coating method (“1st layer”
  • Second layer 1 are entered on the intermediate layer formed intermediate layer.
  • the above-mentioned "-ids” in the individual layers of the coating are primarily those of subgroup elements, in particular the 2nd to 6th subgroup, including those with magnet and / or electret properties, as well as "mixed oxides", silicates or. the like like spinels.
  • As layering agents are enamels, glazes, glasses or the like. called.
  • ultradispersive powders i.e. of particles with dimensions which, from a mechanical point of view, practically no longer cause them to be inhomogeneities, but rather as the homogeneity of multilayer, that is to say thick, coating layers and their integration into one another which promote components thereof appear.
  • Thermal spraying devices apply metallic or non-metallic material to metallic or non-metallic surfaces of a workpiece.
  • a separate apparatus either ultradispersive powder dispersed in a liquid, with or without the addition of surface-activating salts, or salts which contain starting components of the thermal spray layer, are dissolved or suspended in a liquid, e.g. conveyed with a carrier gas, applied to a thermal spray coating.
  • the process of layer formation and in particular the introduction of disperse particles into a subsequent thermal spray layer is carried out by overmolding of ultradispersive particles applied to the base layer covering the workpiece with a further thermally sprayed layer.
  • thermal spray layer on a previously applied thermal spray layer, in which, starting from a respective boundary layer with the previous layer, where there may be a higher concentration of ultradispersive particles, the finely dispersed particles of a previously applied disperse coating are fine distributed.
  • these particles are partly pressed into the surface of the previous layer due to the pressure and temperature conditions, which may melt slightly, and in their quasi-homogeneous distribution form a kind of mediator between the individual layers of the coating .
  • the invention is thus capable of practically eliminating or reducing problems which have previously occurred in the case of thermally sprayed, multi-layer layers of greater thickness, such as microcracks, microcracks, flaking and the like, in such a way that disturbances such as have hitherto occurred with such layers, are no longer to be expected.
  • the process is such that after a thermal base coating, the application of the ultradisperse or latent ultradisperse particles is carried out, and then a spray layer, again an intermediate layer of ultradisperse particles, then a conventional spray layer, etc. are applied sequentially .
  • a particular advantage of this procedure is that an additional device that can be produced with little effort is sufficient to apply the ultradisperse layer in order to supplement a spraying process that would otherwise be carried out conventionally and on existing systems.
  • the invention thus brings about a substantial improvement in the properties of the layers, which can be produced by known thermal spray processes, with respect to layer thickness, porosity and pore distribution, heat protection, wear resistance, heat resistance, long-term fatigue stress, etc.
  • the main characteristic of the invention is that components exist and are distributed in the ultradispersed state in the spray layer formed or in its individual layers.
  • Spray layer made and changes the previously known layer properties advantageous.
  • the presence of components in an ultra-dispersive state in the thermal spray layer improves the wear and heat resistance properties while at the same time maintaining the known good thermal protection properties.
  • the incorporation, formation and distribution of components in the ultra-dispersive state in the coating layer to be formed ensures and increases the active development of the physico-chemical interaction processes in the mass of the material to be formed; furthermore, if desired, the uniformity of the distribution of the pores in the coating composition is ensured and increased, whereby an improvement in wear resistance, heat resistance and heat protection properties is achieved.
  • a very important basis of the invention is that when particles with a specific surface area of less than 6 are introduced
  • the described effects of the ultradisperse state of the particles do not occur, the coating which then forms has pores which are distributed non-uniformly in the coating mass and in size, with the result that the wear resistance and the heat resistance are never longer than 100 hours are guaranteed.
  • the surface (over 6 / g) of the particles introduced into the coating formation zone improve the high temperature and
  • a particularly favorable matching of the thicknesses of the layers of the thermal spray and ultra-dispersive components to one another can be achieved with a preferred coating, which has the properties described in claim
  • a n s r u c h 4 are characterized by particularly favorable properties with regard to thermal, chemical and mechano-stress, whereby the stabilization mentioned further extends these positive effects. If intermediate layers or particles built into and integrated into the spray layer are provided with the preferred dimensions specified in A n s r u c h 5, in addition to practically complete stress reduction within the layer, a decrease in their brittleness can be observed while maintaining their hardness. Particularly preferred due to their high effectiveness and availability are the particulate materials comprised by A n s pr r u c h 6.
  • a multi-layer coating as according to the advantageous
  • Embodiment according to claim 7 is provided, is particularly to be preferred if objects which are exposed to high abrasive, corrosion or hot exhaust gas loads are to be provided with thick layers for increased protection of a substrate.
  • Another essential object of the invention are methods for forming a coating of coatings, as described above, the basic method being characterized in its essential features by the characterizing part of claim 9.
  • the particles as such can be ultra-dispersive as such, e.g. be present in a carrier fluid, which can be a gas or a liquid, but furthermore also as practically monomolecular units dissolved in a solvent, or else e.g. released as such from an organometallic compound or its solution in situ when the next thermal spray layer is sprayed on.
  • the components can be applied to the thermal spray layers in one layer, in multiple layers or in a sandwich process.
  • a thermally applied base layer and a final top layer, which is always a thermal spray layer, are mandatory.
  • the components of the ultradispers intermediate layer must always be overlaid by a thermal spray layer to form the novel character of the spray layer.
  • the particularly preferred multi-layer coating provided in accordance with A n s r u c h 10 enables, for the first time, the production of “high-thickness” layers with unexpectedly favorable properties, which are often quite in the centimeter range, as have already been described above.
  • a layer structure designed specifically for specific later stresses can be achieved, the polyvinyl alcohol provided as a dispersing agent having a particularly homogeneous and low height gradient distribution of the finely dispersed powder in the the person to be applied himself and when the intermediate layer is overmolded, this ensures controlled shock evaporation and entrainment of the particles into the newly applied layer in a particularly advantageous manner.
  • the particles of the intermediate layer can be achieved in the thermal spray layer sprayed onto them.
  • it can decompose an organometallic compound to form ultra-dispersive Metal particles, but also metal oxide particles.
  • the formation of hydroxides, for example titanium hydroxide or aluminum hydroxide, by precipitation, whereby a desired oxide particle and an evaporation of the water released which promotes its entry into the spray layer, can be achieved by shock heating during overmolding.
  • a use of compounds as sForm the preferred embodiments' provides the on s pru c hes 13, on the one hand a particularly high homogeneity of the distribution can be achieved even on the other hand a specific gas of the particles of the intermediary layer in the carrier fluid and Steam development of the organic acid component on contact with the hot, newly applied, thermal spray layer; the homogeneity of the dispersion is also improved.
  • a procedure according to A n s r u c h 15 can advantageously contribute to the prevention of coagulation and a lack of homogeneity when applying the intermediate layer.
  • particularly high fine dispersity of the particles built into the next thermal spray layer can be achieved.
  • a combined process is achieved by an intermediate layer application process according to claim 17.
  • the ultradisperse solid particles are not suspended in an inert carrier liquid or in a binder and applied as such a suspension. Rather, the liquid phase provided for suspending the particles itself forms one or at least one output component for the formation of additional, in many cases even more highly dispersed particles, for example by evaporation of the solvent in the previously practically monomolecular distribution of the particles, for example by decay or decomposition , particle-forming salts or compounds was present.
  • the solid particles are suspended in a liquid element-organic particle-forming compound as the starting component for the further ultradisperse particles, very similar effects can be achieved, the advantage of which is the particularly tension-free homogeneity of the second layer (s) ultimately present.
  • Another object of the invention is a particularly preferred embodiment of a device for preparing the fine particle dispersions provided for the application of the intermediate layer. Their essential features are summarized in claim 18. With the new device, which is specifically targeted to the coating according to the invention and its method for producing it, optimum homogeneity can be achieved in a simple manner, in particular in the particle size and possibly also subsequent breakup of particle agglomerations in individual particles.
  • a further object of the present invention is the use of the intermediate layer-forming components with the characteristics mentioned in A n s r u c h 19 for the purposes mentioned there.
  • the ultra-dispersive powder and / or the further components are dispersed in liquid and filled into the spraying device.
  • the device 100 comprises a pressure vessel 4.
  • the prepared components are filled into the pressure vessel via the filling funnel 14.
  • the fill level in the pressure vessel is indicated by the fill level indicator 11.
  • Via pressure connection 5 and pressure control 6, the pressure vessel is kept continuously under 3 to 10 bar overpressure, depending on the spray layer to be formed.
  • the excess pressure in the pressure vessel is recorded by means of the pressure indicator 13.
  • a pressure relief valve 7 protects the system against impermissibly high pressure and ensures occupational safety.
  • the components filled in the pressure vessel rise over the riser pipe 12 under the pressure conditions of the prevailing in the pressure vessel Pressure for delivery control 8 and fine metering 9 to the spray gun.
  • the flow rate measurement 15 regulates reproducible amounts of the dispersed components.
  • the mixture of the ultradispersive powders, with or without addition, is to be kept in a dispersed state in liquid with a uniform mixture distribution. This is achieved in that the pressure vessel in the arrangement shown is placed in a tub 20 filled with liquid 2. The fill level of the medium transmitting the vibration is displayed on a measuring scale 10.
  • Vibration 1 is generated and transferred to the vibration medium.
  • Vibrating fluid 2 can be refilled through the filler neck 3.
  • the withdrawal quantity of the dispersed liquid is determined either by the difference in the quantity scale display in the pressure vessel, or by a special balance, which is integrated in the spraying system
  • the conveying and spraying of the dispersed components is carried out as follows: from the fine metering unit 9, the pressure vessel content (the dispersed components) is conveyed via a conveying line from the excess pressure prevailing in the pressure vessel to an atomizer gun 16 (not shown) and from a controllable atomizer nozzle provided with a pressure indicator , applied to the workpiece.
  • the application is carried out either pulsating or continuously atomizing, depending on the layer property promoted.
  • the conventional base layer (not described in more detail) and the cover layer ( second layer), which are thermal spray layers, each have the same basic composition.
  • the total layer thickness was between 0.35 and 0.8 mm.
  • Example 1 The spraying was carried out on an "Aurora" system.
  • ZrO ⁇ powder stabilized with Y “0" or MgO was used as the material for the coating, and in addition Zr0 2 particles with a specific surface area of 2 15 to 35 m / g introduced into the coating formation zone.
  • the characteristics of the coatings produced were evaluated according to the following criteria: open porosity (0P), heat resistance (T), heat resistance (Sh) and wear resistance (I).
  • the value of the open porosity was determined by hydrostatic weighing, the heat resistance value according to the number of heat changes between 20 and 800 ° C until the moment the coating was destroyed, the heat resistance according to the time (h) until the appearance of cracks when holding the samples with the Coatings in air at 1500 ° C and the wear resistance determined on the basis of the diameter (mm) of the wear spot of a steel ball when rubbed on the sprayed surface for five hours.
  • the coating produced had the following characteristics: 0P: 0.08 to 0.15; T: 847, Sh: 426, I: 0.56.
  • Example 2 As a coating material, 25 to 50 ⁇ m stabilized ZrO "powder with additional fraction of Al 9 0" particles with a specific
  • Example 2 The procedure was carried out as in Example 1.
  • Al O n the powder fraction was 24 microns to 45 with the additional introduction of Al 9 0 particles with a specific
  • the arc current was 800 to 850 A.
  • the coating obtained had the following characteristics:
  • Example 2 The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with Y D of the fraction 25 to 50 ⁇ m was used as the coating material with the additional introduction of an aqueous CrOg solution in the concentration of 1000 g / l into the coating formation zone.
  • the coating obtained had the following characteristics: 0P: 0.08 to 0.09; T: 694; Sh: 492; I: 0.46.
  • Example 2 The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with MgO of the fraction 25 to 45 ⁇ m was used as the coating material with the additional introduction of an aqueous CrOg solution in the concentration of 1200 g / 1 into the coating formation zone. A coating was obtained with the following characteristics: 0P: 0.08 to 0.12; T: 700; Sh: 456; I: 0.37.
  • Example 2 The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with MgO fraction 25 to 45 ⁇ m was used as the coating material with additional introduction of tetraethoxysilane into the coating formation zone.
  • the coating obtained had the following characteristics: 0P: 0.1 to 0.15; T: 652; Sh: 496; I: 0.40.
  • Example 8 The process was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with Y 0 3 of the fraction 25 to 50 ⁇ m was used as the coating material with the additional introduction of aluminum tri-sec-butoxide into the coating formation zone. A coating was obtained with the following characteristics: 0P: 0.1 to 0.3; T: 587; Sh: 362, I: 0.83.
  • Example 2 The procedure was carried out as in Example 1. As The coating material was stabilized with Y "0" of the fraction 25 to 50 ⁇ m ZrOp powder with additional simultaneous introduction of a CrC solution in the concentration of 1000 g / 1 and of Zr0_ particles with a
  • the coating obtained had the following characteristics:
  • Example 2 The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with YO "of the fraction 25 to 50 ⁇ m was used as the coating material with the additional simultaneous introduction of a CrO" solution in the concentration of 1200 g / 1 and AlpO "particles with a specific surface area of 28 to 30 m / g used in the coating formation zone. A coating was obtained with the following characteristics: OP: 0.07 to 0.09; T: 767; Sh: 521; I: 0.46.
  • Coating material was stabilized with YO ,, the fraction 25 to 50 ⁇ m stabilized ZrOp powder with additional simultaneous introduction of a CrO.-.- solution in the concentration of 1200 g / 1 and of SiO p particles with a
  • the coating obtained had the following characteristics:
  • Example 2 As a coating material, YpO , the fraction was stabilized 25 to 50 ⁇ m ZrOp powder with the additional simultaneous introduction of
  • Example 2 The procedure was carried out as in Example 1.
  • the coating material used was YpO., The fraction 25 to 50 ⁇ m stabilized ZrOp powder with the additional separate introduction of aluminum tri-sec-butoxide and of Al 9 0 "particles with a specific
  • Example 16 The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with pO- the fraction 25 to 50 ⁇ m was used as the coating material with additional joint introduction of AlpO ⁇ particles with a specific surface area of 28 to 39 m / g and polyvinyl alcohol into the coating formation zone. A coating with the following characteristics was obtained:
  • Example 2 The procedure was carried out as in Example 1. As a coating material, 25 to 50 ⁇ m of the fraction was stabilized with YpO «
  • Example 18 The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with YpO ,, the fraction 25 to 50 ⁇ m was used as the coating material with the additional joint introduction of a CrO solution in the concentration of 1000 g / l and of polyvinyl alcohol into the coating formation zone. A coating with the following characteristics was obtained:
  • Example 2 The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with Yp0 3 from the fraction 25 to 50 ⁇ m was used as the coating material with the additional joint introduction of a CrO ⁇ solution in the concentration of 1200 g / 1 and of sodium stearate into the coating formation zone.
  • the coating obtained had the following characteristics: 0P: 0.08 to 0.1; T: 913; Sh: 800; I: 0.40.
  • Example 2 The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with MgO of the fraction 25 to 45 ⁇ m was used as the coating material with the additional introduction of AlpO particles with a specific surface area of 28 to 30 m / g and a CrO solution in a concentration of 1000 g / 1 together with polyvinyl alcohol used in the coating formation zone. A coating was obtained with the following characteristics: 0P: 0.09 to 0.11; T: 759; Sh: 637; I: 0.41.
  • Example 2 The procedure was carried out as in Example 1.
  • the coating obtained had the following Characteristics on:

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Abstract

A coating is disclosed for metallic or non-metallic substrates. The surface of the substrate is at least partially provided with a heat-, thermal shock-, wear-, impact- and/or corrosion-resistant coat applied by a thermal process, having several layers based on at least one coating component from at least one of the groups of thermally stratifying substances. The coat has at least two mutually bonded layers. The substrate itself is bonded to a substantially compact, at least unilayer basis layer ('first layer'), applied by a thermal coating process, bonded in turn to at least one at least unilayer additional or covering layer ('second layer') applied by a thermal spraying process and containing finely or ultra-finely dispersed particles of at least one of the abovementioned stratifying agents, compounds, metals and/or alloys having a specific surface area of at least 6 m2/g, in particular at least 8 m2/g (according to Blaine). Said particles from an intermediate layer formed before the additional layer is sprayed on the basis layer are applied into and distributed in the additional layer. A process and equipment for producing this coating are also disclosed.

Description

Beschichtung für metallische oder nicht-metallische Coating for metallic or non-metallic
Substrate, Verfahren und Vorrichtung zu deren HerstellungSubstrates, method and device for their production
Die Erfindung betrifft eine Beschichtung für metallische oder nichtmetallische, einem thermischen Materialauftrag zugängliche Substrate, wobei zumindest Teile der Oberfläche des Substrates mit einem hitze-, thermoschock-, verschleiß-, schlag- und/oder korrosionsfesten, mittels thermischem Verfahren aufgebrachten, mehrere Schichten umfassenden Überzug auf Basis mindestens einer Überzugs-Ko poπeπte aus mindestens einer der Gruppen der thermisch-schichtbildenden Stoffe, "Cermets", Oxide, Carbide, Nitride, Boride, Suizide, Fluoride, Phosphate, Silikate, Metalle, intermetallischen Verbindungen und Metall-Legierungen versehen sind, Verfahren zur Bildung der genannten Beschichtuπgen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a coating for metallic or non-metallic substrates accessible by thermal material application, wherein at least parts of the surface of the substrate are covered with a heat, thermal shock, wear, impact and / or corrosion-resistant, multi-layer coating applied by means of a thermal process are provided on the basis of at least one coating component from at least one of the groups of the thermal layer-forming substances, “cermets”, oxides, carbides, nitrides, borides, suicides, fluorides, phosphates, silicates, metals, intermetallic compounds and metal alloys, Process for forming the above-mentioned coatings and a device for carrying out the process.
Aus der Vielzahl von bekanntgewordenen Beschichtungs-Methoden seien keineswegs vollständig Oberflächenvergütuπg, Beschichtung mit galvanischen, CVD- und PVD-Verfahren, Schmelze- und Pulvertauchen, Plattieren und die verschiedensten Spritztechniken genannt. Als mit dem eingangs genannten Oberflächenschutz ausgestattete Gegen¬ stände seien ebenfalls nur beispielhaft Verbrennungsmotoren-Komponenten, Kolbenringe, Turbolader, Gasturbiπenschaufeln, Triebwerke, Raketendüsen, Ofen- und Kokillenauskleidungen, Gießgefäße, Gießöffnungen, Blaslanzen, Schmiedegesenke, Brecherbacken, Mahlwerkskomponenten und Walzwerkswalzen sowie Auskleidungen und Beschichtungen von Komponenten von Hütten-, Eπergieerzeugungs- und Chemieanlagen genannt.From the multitude of coating methods that have become known, surface treatment, coating with galvanic, CVD and PVD processes, melt and powder dipping, plating and the most varied spraying techniques are by no means fully mentioned. Objects equipped with the surface protection mentioned at the outset are likewise only examples of internal combustion engine components, piston rings, turbochargers, gas turbine blades, engines, rocket nozzles, furnace and mold linings, casting vessels, pouring openings, blow lances, forging dies, crusher jaws, grinder components and rolling mill coatings and rolling mill rolls and coatings of components of metallurgical, energy and chemical plants called.
Das dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegende thermische Spritzen ist ein altbekanntes Verfahren zur Oberflächenbeschichtung von metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen. Hierzu dienen gasbeheizte Spritzgeräte für pulver-, draht-, stabförmige Werkstoffe, Plasmaspritzgeräte für pulver-, und drahtförmige Werkstoffe und Lichtbogenspritzgeräte für drahtförmige Werkstoffe, sowie das Detonationsspritzen.The thermal spraying on which the method according to the invention is based is a well-known method for the surface coating of metallic and non-metallic materials. For this purpose, gas-heated sprayers for powder, wire, rod-shaped materials, plasma sprayers for powder and wire-shaped materials and arc sprayers for wire-shaped materials, as well as detonation spraying are used.
Die gebräuchlichsten Werkstoffe für das thermische Spritzen sind in den DIN-Vorschriften DIN 8566, Teil 1 = Massivdrähte für dasThe most common materials for thermal spraying are in the DIN regulations DIN 8566, Part 1 = solid wires for the
Flammspritzen, DIN 8566, Teil 2 = Massivdrähte zum Lichtbogenspritzen, DINFlame spraying, DIN 8566, part 2 = solid wires for arc spraying, DIN
8566, Teil 3 = Fülldrähte und Stäbe zum Flammspritzen, DIN 32529 = Pulver zum thermischen Spritzen, DIN 65097 = Luft- und Raumfahrt, Pulver zum thermischen Spritzen und DIN 55928 beschrieben. Bis zum derzeitigen Zeitpunkt werden für das thermische Spritzen mit Pulvern pulverförmige Zusatzmaterialien nur in Korngrößen von im wesentlichen über 1 μm eingesetzt. Als Folge der Entwicklung von neuen Technologien, bei denen höchste Tem- peratur-, Korrosions- und auch thermische und mechanische Schockbeständigkeit gefordert sind, besteht der Nachteil von nach τjisher bekannten Verfahren erhältlichen Überzügen und Beschichtungen darin, daß sie nur in relativ geringen Schichtdicken aufgebracht sein können. Bei höheren Schichtdicken treten Phänomene, die ihren Grund in verschiedenen "Streß-Faktoren" haben, auf, welche zur Rißbildung, zu Abplattungen und mechanischen Spannungen innerhalb der Schicht selbst und letztlich auch zwischen jeweiligem Überzug und Substrat führen können.8566, part 3 = cored wires and rods for flame spraying, DIN 32529 = powder for thermal spraying, DIN 65097 = aerospace, powder for thermal spraying and DIN 55928. Up to the present time, powdery additional materials have only been used for grain spraying with powders of substantially more than 1 μm. As a result of the development of new technologies, which require the highest temperature, corrosion and also thermal and mechanical shock resistance, the disadvantage of coatings and coatings obtainable by known methods is that they are applied only in relatively thin layers can. At higher layer thicknesses, phenomena occur, which are due to various "stress factors", which can lead to crack formation, flattening and mechanical stresses within the layer itself and ultimately also between the respective coating and substrate.
Es ist aus der FR-PS 853 144 bekannt, zur Herabsetzung der Korrosionsanfälligkeit metallischer Substrate auf deren Oberfläche Teil¬ chen von schwerlöslichen Chromaten oder Dichromaten zusammen mit oder z.B. in überlappender Auftragsweise knapp vor dem thermischen Aufsprühen von Metallschichten aufzubringen.It is known from FR-PS 853 144 to reduce the susceptibility to corrosion of metallic substrates on their surface, particles of poorly soluble chromates or dichromates together with or e.g. to be applied in an overlapping application just before the thermal spraying of metal layers.
Weiters ist z.B. in der EP-AI 275 083 ein Vorbehandlungsmittel für Metallspritzen beschrieben, das auf ein metallisches Substrat, z.B. Stahl aufgebracht mit einer Spritzschicht auf Basis eines Materials, das unedler sein soll als das Substrat, überdeckt wird. Dieses Mittel enthält Partikel mit Größen von z.B. 5-200 μm, auf Basis von Oxiden oder Carbiden von Si, AI oder Fe und unterstützt die Verankerung der deckenden Metallspritz- Schicht am Substrat.Furthermore, e.g. EP-AI 275 083 describes a pretreatment agent for metal syringes which is applied to a metallic substrate, e.g. Steel applied with a spray coating based on a material that is supposed to be less noble than the substrate. This agent contains particles with sizes of e.g. 5-200 μm, based on oxides or carbides of Si, Al or Fe and supports the anchoring of the covering metal spray layer on the substrate.
Es wurde nun aufgrund eingehender Untersuchungen eine Methode gefunden, die die beschriebenen Probleme dadurch in den Griff zu bekommen versucht, daß ein Aufbau der obengenannten Streß-Faktoren innerhalb einer nach bisherigen Begriffen "viel zu dicken" Schicht schon bei deren Herstellung vermieden wird bzw. innerhalb der Schicht schon aufgebauter Streß wieder reduziert wird.Based on detailed investigations, a method has now been found which tries to get the described problems under control by avoiding the build-up of the above-mentioned stress factors within a layer which, according to previous terms, is "much too thick" during manufacture or within the layer of stress already built up is reduced again.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Überzug im wesentlichen zumindest zwei aneinander gebundene Schichten umfaßt, wobei an das Substrat selbst eine mittels thermischem Beschichtungsverfahren aufgebrachte, im wesentlichen kompakte, zumindest einlagige Basis-Schicht ("1.Schicht") gebunden ist, welche ihrerseits mit zumindest einer weiteren, in ihr selbst feinst- bzw. ultradisperse Partikel der obengenannten Schichtbildner, Verbindungen, Metalle und/oder LegierungenThe present invention accordingly relates to a method of the type mentioned at the outset, which is characterized in that the coating essentially comprises at least two layers bonded to one another, an essentially compact, at least single-layer base layer applied to the substrate itself by means of a thermal coating method ("1st layer"), which in turn is bonded with at least one further particle, which is itself very fine or ultra-disperse The above-mentioned layer formers, compounds, metals and / or alloys
2 mit einer spezifischen Oberfläche von zumindest 6 m /g, insbesondere2 with a specific surface area of at least 6 m / g, in particular
2 mindestens 8 m /g, (nach Blaine) verteilt enthaltenden, mittels thermischem Spritzverfahren aufgebrachten, zumindest einlagigen Zweit- oder Deck-Schicht ("2.Schicht") verbunden ist, in welche Zweit-Schicht die genannten Partikel aus einer mit ihnen vor dem Aufspritzen der2 at least 8 m / g, distributed (according to Blaine) containing, applied by means of thermal spraying, at least single-layer second or top layer ("second layer"), into which second layer the particles mentioned are connected with them in front spraying the
Zweit-Schicht1 auf der Basis-Schicht gebildeten Intermediär-Schicht eingetragen sind.Second layer 1 are entered on the intermediate layer formed intermediate layer.
Die obengenannten "-ide" in den einzelnen Lagen der Beschichtung sind vornehmlich solche von Nebengruppenelementen, insbesondere der 2. bis 6. Nebengruppe, wobei auch solche mit Magnet- und/oder Elektret-Eigenschaften eingeschlossen sind, ebenso "Mischoxide", Silikate od.dgl. wie Spinelle. Als Schichtbildner seien Emaillen, Glasuren, Gläser od.dgl. genannt.The above-mentioned "-ids" in the individual layers of the coating are primarily those of subgroup elements, in particular the 2nd to 6th subgroup, including those with magnet and / or electret properties, as well as "mixed oxides", silicates or. the like like spinels. As layering agents are enamels, glazes, glasses or the like. called.
Charakteristisches und, wie gefunden wurde, ganz wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Überzüge und der ihrer Herstellung und Aufbringung zugrundeliegenden Technik ist der Einsatz sogenannter ultradispersiver Pulver, also von Partikeln mit Dimensionen, welche dieselben vom mechanischen Standpunkt aus praktisch nicht mehr als Inhomogenitäten hervorrufende Fremdkörper, sondern als die Homogenität mehrlagiger, also dicker Überzugsschichten und deren Integration ineinander fördernde Bestandteile derselben erscheinen lassen.A characteristic and, as has been found, a very significant feature of the coatings according to the invention and the technology on which their manufacture and application are based is the use of so-called ultradispersive powders, i.e. of particles with dimensions which, from a mechanical point of view, practically no longer cause them to be inhomogeneities, but rather as the homogeneity of multilayer, that is to say thick, coating layers and their integration into one another which promote components thereof appear.
Die neuen Überzüge erhalten die beschriebenen Eigenarten vereinfachend dargestellt auf folgende Weise: Durch thermische Spritzgeräte wird metallischer oder nichtmetallischer Werkstoff auf metallische oder nichtmetallische Oberflächen eines Werkstückes aufgetragen. Mit einer separaten Apparatur wird entweder ultradispersives Pulver, das in einer Flüssigkeit dispergiert ist, zusammen mit oder ohne Zusatz von oberflächenaktivierenden Salzen, oder Salze, die Ausgangskomponenten der thermischen Spritzschicht enthalten, in einer Flüssigkeit gelöst oder suspendiert, z.B. mit einem Trägergas gefördert, auf eine thermische Spritzschicht aufgebracht. Der Prozeß der Schichtbildung und insbesondere des Eintrages disperser Partikel in eine jeweils nächstfolgende thermische Spritzschicht erfolgt durch ein Überspritzen von auf die das Werkstück überziehende Gruπdschicht aufgetragenen, ultradispersiven Teilchen mit einer weiteren thermisch gespritzten Schicht.The new coatings receive the described characteristics in a simplified way in the following way: Thermal spraying devices apply metallic or non-metallic material to metallic or non-metallic surfaces of a workpiece. With a separate apparatus, either ultradispersive powder dispersed in a liquid, with or without the addition of surface-activating salts, or salts which contain starting components of the thermal spray layer, are dissolved or suspended in a liquid, e.g. conveyed with a carrier gas, applied to a thermal spray coating. The process of layer formation and in particular the introduction of disperse particles into a subsequent thermal spray layer is carried out by overmolding of ultradispersive particles applied to the base layer covering the workpiece with a further thermally sprayed layer.
Beim Aufspritzen der "2." und jeder folgenden Lage der Beschichtung erfolgt eine Art mechanischer "Aufwirbelung" der von vornherein ultradispersiv vorliegenden oder als Lösung bzw. als chemische Verbindung monomolekular vorliegenden, also "latent ultradispersiven" Teilchen, wobei durch "BlitzVerdampfung" z.B. des Lösungsmittels infolge schockartiger Erhitzung beim Aufspritzen der "nächsten" thermischen Spritzschicht diese Aufwirbelung noch unterstützt wird. Eine Steuerung der Aufwirbelung erfolgt durch einen "Niederhalteeffekt", der durch die gerade im Auftrag befindlichen,'- aufgespritzen Partikel erreicht wird, so daß- eine Aufwirbelung der ultradispersiven Teilchen in Gebiete außerhalb der Beschichtung praktisch nicht erfolgt. Letztlich liegt also auf einer vor- hergehend aufgetragenen Thermo-Spritzschicht eine weitere thermische Spritzschicht vor, in welcher, ausgehend von einer jeweiligen Grenzschicht zur vorhergehenden Schicht, wo eventuell eine höhere Konzentration an ultradispersiven Teilchen vorliegt, die feindispersen Partikel einer vorher aufgetragenen Dispers-Beschichtung feinst verteilt vorliegen. Diese Teilchen werden beim Spritzen einer nächstfolgenden Schicht in¬ folge der Druck- und Temperaturverhältnisse auch teilweise in die Oberfläche der jeweils vorhergehenden Schicht, die dabei eventuell leicht anschmilzt, eingepreßt und bilden in ihrer quasi - homogenen Verteilung eine Art Vermittler zwischen den einzelnen Lagen der Beschichtung. Mit diesen Partikeln sind ein Abbau des Stresses, der allein infolge der Tem eraturdifferenz zwischen vorher aufgetragener und frisch gespritzer Schicht, aber auch infolge der hohen mechanischen Beanspruchung beim Spritzvorgang selbst auftritt, und eine integrale Haftung der einzelnen Lagen aneinander sichergestellt. Damit ist die Erfindung imstande, die bisher bei thermisch gespritzen, mehrlagigen Schichten höherer Dicke auftretenden Probleme, wie Mikrorisse, Mikrocracks, Abplatzungen u'.dgl., praktisch zu beseitigen oder derart zu vermindern, daß Störungen, wie sie bisher bei solchen Schichten auftraten, nicht mehr zu erwarten sind. Beim Auftragen eines Mehrlagen-Überzugs ist also der Vorgang so, daß nach einer thermischen Grundbeschichtung der Auftrag der ultradispers oder latent ultradispers verteilten Partikel erfolgt, und darauf eine Spritzschicht, wieder eine Intermediärschicht ultradisperser Teilchen, darauf wieder eine herkömmliche Spritzschicht usw. , sequentiell aufgetragen werden. Besonderer Vorteil dieser Vorgangsweise ist, daß eine nur mit geringem Aufwand zu erstellende Zusatzeinrichtung zur Aufbringung der Ultradispersschicht ausreicht, um ein sonst ganz konventionell und auf vorhandenen Anlagen durchgeführtes Spritzverfahren zu ergänzen. Die Erfindung bringt also eine wesentliche Verbesserung der Eigen¬ schaften der Schichten, die durch bekannte, thermische Spritzverfahren erzeugt werden können, in bezug auf Schichtdicke, Porosität und Porenverteilung, Wärmeschutz, Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Dauerwechselbeanspruchuπg usw.When spraying the "2." and each subsequent layer of the coating is a kind of mechanical "whirl" from the outset ultradisperse or as a solution or as a chemical compound monomolecularly present, ie "latent ultradispersive" particles, this whirling is further supported by "flash evaporation" of the solvent, for example, as a result of shock-like heating when the "next" thermal spray layer is sprayed on. Control of the resuspension is carried out by a "hold-down" effect of 'by the straight contained in the order - the sprayed particles is achieved, so that- a resuspension of ultradispersiven particles in areas outside the coating practically does not occur. Ultimately, therefore, there is a further thermal spray layer on a previously applied thermal spray layer, in which, starting from a respective boundary layer with the previous layer, where there may be a higher concentration of ultradispersive particles, the finely dispersed particles of a previously applied disperse coating are fine distributed. When a next layer is sprayed, these particles are partly pressed into the surface of the previous layer due to the pressure and temperature conditions, which may melt slightly, and in their quasi-homogeneous distribution form a kind of mediator between the individual layers of the coating . With these particles, a reduction of the stress that occurs solely as a result of the temperature difference between the previously applied and freshly sprayed layer, but also as a result of the high mechanical stress during the spraying process itself, and an integral adhesion of the individual layers to one another is ensured. The invention is thus capable of practically eliminating or reducing problems which have previously occurred in the case of thermally sprayed, multi-layer layers of greater thickness, such as microcracks, microcracks, flaking and the like, in such a way that disturbances such as have hitherto occurred with such layers, are no longer to be expected. When applying a multi-layer coating, the process is such that after a thermal base coating, the application of the ultradisperse or latent ultradisperse particles is carried out, and then a spray layer, again an intermediate layer of ultradisperse particles, then a conventional spray layer, etc. are applied sequentially . A particular advantage of this procedure is that an additional device that can be produced with little effort is sufficient to apply the ultradisperse layer in order to supplement a spraying process that would otherwise be carried out conventionally and on existing systems. The invention thus brings about a substantial improvement in the properties of the layers, which can be produced by known thermal spray processes, with respect to layer thickness, porosity and pore distribution, heat protection, wear resistance, heat resistance, long-term fatigue stress, etc.
Hauptcharakteristik der Erfindung ist, daß in der gebildeten Spritz¬ schicht bzw. in deren Einzellagen Komponenten im ultradispersen Zustand existent und verteilt sind.The main characteristic of the invention is that components exist and are distributed in the ultradispersed state in the spray layer formed or in its individual layers.
Die Einfügung von Teilchen mit einer spezifischen Oberfläche von mehrThe insertion of particles with a specific surface area of more
2 als 6 /g wird also zusätzlich zum Auftrag einer bekannten thermischen2 as 6 / g is therefore in addition to the application of a known thermal
Spritzschicht vorgenommen und verändert die bisher bekannten Schichteigenschaften vorteilhaft. Das Vorhandensein von Komponenten in ultradispersivem Zustand in der thermischen Spritzschicht verbessert die Verschleiß- und Hitzebeständigkeitseigenschaften bei gleichzeitiger Erhaltung der bekannt guten Wärmeschutzeigenschaften. Durch die Einbringung, Bildung und Verteilung von Komponenten im ultradispersiven Zustand in der zu formierenden Überzugsschicht wird eine aktive Entwicklung der physikalisch-chemischen Wechselwirkungsvorgäπge in der Masse des zu formierenden Materials gesichert und gesteigert; dabei wird weiters, wenn gewünscht, die Einheitlichkeit der Verteilung der Poren der Größe nach in der Überzugsmasse gesichert und gesteigert, wodurch eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Wärmeschutzeigenschaft erreicht wird.Spray layer made and changes the previously known layer properties advantageous. The presence of components in an ultra-dispersive state in the thermal spray layer improves the wear and heat resistance properties while at the same time maintaining the known good thermal protection properties. The incorporation, formation and distribution of components in the ultra-dispersive state in the coating layer to be formed ensures and increases the active development of the physico-chemical interaction processes in the mass of the material to be formed; furthermore, if desired, the uniformity of the distribution of the pores in the coating composition is ensured and increased, whereby an improvement in wear resistance, heat resistance and heat protection properties is achieved.
Eine ganz wesentliche Basis der Erfindung besteht darin, daß bei ei- ner Einführung von Teilchen mit einer spezifischen Oberfläche von unter 6A very important basis of the invention is that when particles with a specific surface area of less than 6 are introduced
2 m /g, die beschriebenen Effekte des ultradispersen Zustands der Partikel nicht auftreten, der sich bildende Überzug weist dann Poren auf, die in der Überzugsmasse und der Größe nach uneinheitlich verteilt sind, was zur Folge hat, daß die Verschleißfestigkeit und die Hitzefestigkeit nie länger als 100 Stunden gewährleistet sind. Mit der Vergrößerung der spezifischen2 m / g, the described effects of the ultradisperse state of the particles do not occur, the coating which then forms has pores which are distributed non-uniformly in the coating mass and in size, with the result that the wear resistance and the heat resistance are never longer than 100 hours are guaranteed. With the enlargement of the specific
2 Oberfläche (über 6 /g) der Teilchen, die in die Uberzugsformierungszone eingeführt werden, verbessern sich die Hochtemperatur- undThe surface (over 6 / g) of the particles introduced into the coating formation zone improve the high temperature and
Verschleißeigenschaften, wie gefunden wurde, sprungartig.Wear properties, as found, abruptly.
Eine besonders günstige Abstimmung der Dicken der Schichten der thermischen Spritz- und Ultradispersivkomponenten aufeinander läßt sich mit einer bevorzugten Beschichtung erreichen, welche die im AnspruchA particularly favorable matching of the thicknesses of the layers of the thermal spray and ultra-dispersive components to one another can be achieved with a preferred coating, which has the properties described in claim
2 genannten Merkmale aufweist.2 features mentioned.
Wird besondere Immunität der Überzüge gegenüber thermischen und mechanischen "Schocks" angestrebt, hat sich eine Variante der Beschichtung gemäß A n s p r u c h 3 als besonders günstig erwiesen. Damit sind aufgrund von aufeinander angeordneten Lagen unterschiedlicher Wärmeausdeh¬ nung bisher resultierende, negative Phänomene praktisch ausgeschaltet. Beschichtungen mit den besonders bevorzugten Komponenten gemäßWill special coatings immunity to thermal and Aiming for mechanical "shocks", a variant of the coating according to claim 3 has proven to be particularly favorable. As a result, negative phenomena resulting so far have been practically eliminated due to layers of different thermal expansion arranged one on top of the other. Coatings with the particularly preferred components according to
A n s p r u c h 4 zeichnen sich durch besonders günstige Eigenschaftsbilder im Hinblick auf Thermo-, Chemo- und Mechano-Streß aus, wobei die genannte Stabilisierung diese positiven Effekte noch weiter ausbaut. Sind Intermediärschichten bzw. in die Spritzschicht eingebaute und integrierte Teilchen mit den in A n s p r u c h 5 angegebenen, bevorzugten Dimensionen vorgesehen, kann neben praktisch vollständigem Streßabbau innerhalb der Schicht sogar ein Rückgang von deren Spröde unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung ihrer Härte beobachtet werden. Besonders bevorzugt infolge ihrer hohen Wirksamkeit und Verfügbarkeit sind die vom A n s p r u c h 6 umfaßten Partikelmaterialien.A n s r u c h 4 are characterized by particularly favorable properties with regard to thermal, chemical and mechano-stress, whereby the stabilization mentioned further extends these positive effects. If intermediate layers or particles built into and integrated into the spray layer are provided with the preferred dimensions specified in A n s r u c h 5, in addition to practically complete stress reduction within the layer, a decrease in their brittleness can be observed while maintaining their hardness. Particularly preferred due to their high effectiveness and availability are the particulate materials comprised by A n s pr r u c h 6.
Eine Mehrlagenbeschichtung, wie sie gemäß der vorteilhaftenA multi-layer coating, as according to the advantageous
Ausführungsform nach Anspruch 7 vorgesehen ist, ist besonders dann zu bevorzugen, wenn Gegenstände, die hoher Abrasiv-, Korrosions- oder Heißabgas-Belastuπg ausgesetzt sind, mit Dickschichten zum erhöhten Schutz eines Substrates zu versehen sind.Embodiment according to claim 7 is provided, is particularly to be preferred if objects which are exposed to high abrasive, corrosion or hot exhaust gas loads are to be provided with thick layers for increased protection of a substrate.
Bei der bevorzugten Ausbildung der einzelnen Lagen der erfindungs- gemäßeπ Beschichtung gemäß A n s p r u c h 8 wird eine besonders streßresistente Form zur Bindung der einzelnen Schichten aneinander erzielt.In the preferred configuration of the individual layers of the coating according to the invention in accordance with A n s r u c h 8, a particularly stress-resistant shape for binding the individual layers to one another is achieved.
Wesentlicher weiterer Gegenstand der Erfindung sind Verfahren zur Bildung einer Beschichtung von Überzügen, wie sie vorher beschrieben sind, wobei das Grund-Verfahren vom kennzeichnenden Teil des A n s pruches 9 in seinen wesentlichen Zügen charakterisiert ist. Ultradispersiv können die Teilchen als solche vorliegend, z.B. in ei¬ nem Trägerfluid, das ein Gas oder eine Flüssigkeit sein kann, vorhanden sein, weiters aber auch als praktisch monomolekulare Einheiten in einem Lösungsmittel gelöst, oder aber z.B. als solche aus einer metallorgani¬ schen Verbindung oder deren Lösung in situ beim Aufspritzen der jeweils nächsten thermischen Spritzschicht, freigesetzt.Another essential object of the invention are methods for forming a coating of coatings, as described above, the basic method being characterized in its essential features by the characterizing part of claim 9. The particles as such can be ultra-dispersive as such, e.g. be present in a carrier fluid, which can be a gas or a liquid, but furthermore also as practically monomolecular units dissolved in a solvent, or else e.g. released as such from an organometallic compound or its solution in situ when the next thermal spray layer is sprayed on.
Wesentlich ist, daß durch Auftrag von erhitzten Partikeln der bzw. einer "Zweit-Schicht" eine Aufwirbelung der Teilchen der ultradispersiven Intermediärschicht mechanisch i puls-induziert und durch Schockverdampfung des Lösungsmittels oder eines Zersetzungsproduktes elemeπt-organischer Verbindungen usw. erfolgt, und daß die entweder schon ohnedies als Ultradisperspartikel vorliegenden, oder in situ als solche, z.B. aus einem Lösungsmittel gebildeten ultradispersiven Partikel in die nächste Schicht echt eingetragen werden. Damit läßt sich eine optimale Verteilung der in die Schicht integrierten Streßabbaukomponente, welche diese feinen Teilchen bilden, sicherstellen.It is essential that by applying heated particles of the or a "second layer", a whirling up of the particles of the ultradispersive intermediate layer is mechanically pulse-induced and by shock evaporation of the solvent or a decomposition product of organic-organic compounds, etc., and that either the already present as ultradisperse particles or in situ as such, for example, ultradispersive particles formed from a solvent are genuinely introduced into the next layer. This ensures an optimal distribution of the stress reduction components integrated into the layer, which form these fine particles.
Es erfolgt beim Schichtbildungsprozeß eine innige Integration, welche die Ultradisperskomponente mit der thermischen Spritzschicht durch bis jetzt noch nicht voll durchschaubar physikalisch-chemische Wechselvorgänge verbindet, wobei letztlich die oberflächlich "angerauhte, angesinterte, ankorrodierte oder/und angeschmolzene" Komponente in ultradispersivem Zustand in die thermische Spritzschicht integriert ist. Die Komponenten können erfindungsgemäß einlagig, mehrlagig oder im Sandwichverfahren auf die thermischen Spritzschichten aufgetragen werden. Eine thermisch aufgebrachte Basislage und eine letzte Decklage, die jedoch immer eine thermische Spritzschicht ist, sind obligat. Die Komponenten der Ultradispers-Intermediär-Schicht müssen immer von einer thermischen Spritzschicht zur Ausbildung des neuartigen Charakters der Spritzschicht überlagert werden.There is an intimate integration in the layer formation process, which connects the ultradisperse component with the thermal spray layer by means of physico-chemical alternating processes that have not yet been fully understood, whereby ultimately the superficially "roughened, sintered, corroded or / and melted" component in the ultradispersive state into the thermal Spray layer is integrated. According to the invention, the components can be applied to the thermal spray layers in one layer, in multiple layers or in a sandwich process. A thermally applied base layer and a final top layer, which is always a thermal spray layer, are mandatory. The components of the ultradispers intermediate layer must always be overlaid by a thermal spray layer to form the novel character of the spray layer.
Die gemäß A n s p r u c h 10 vorgesehene, besonders bevorzugte Mehrlagenbeschichtung ermöglicht zum ersten Mal die Herstellung oft auch durchaus im Zentimeterbereich liegender, "hochdicker" Schichten mit unerwartet günstigen Eigenschaften, wie sie schon oben beschrieben wurden. Bei Einsatz von Intermediärschicht-Kompoπenteπ mit den schon vorher definierten Partikelgrößen gemäß A n s p r u c h 11 läßt sich ein ganz gezielt auf bestimmte, spätere Beanspruchung konzipierter Schichtaufbau erreichen, wobei der als Dispersionsmittel vorgesehene Polyvinylalkohol eine besonders homogene und einen geringen Höhengradienten aufweisende Verteilung des feindispersen Pulvers in der aufzutragenden Disperson selbst und beim Überspritzen der Intermediär-Schicht eine kontrollierte Schockverdampfung und ein Mitreißen der Partikel in die jeweils neu aufgetragene Lage in besonders günstiger Weise sicherstellt.The particularly preferred multi-layer coating provided in accordance with A n s r u c h 10 enables, for the first time, the production of “high-thickness” layers with unexpectedly favorable properties, which are often quite in the centimeter range, as have already been described above. When using intermediate layer components with the previously defined particle sizes according to claim 11, a layer structure designed specifically for specific later stresses can be achieved, the polyvinyl alcohol provided as a dispersing agent having a particularly homogeneous and low height gradient distribution of the finely dispersed powder in the the person to be applied himself and when the intermediate layer is overmolded, this ensures controlled shock evaporation and entrainment of the particles into the newly applied layer in a particularly advantageous manner.
Bei einem Vorgehen gemäß A n s p r u c h 12 lassen sich be- sonders feine Verteilung und Homogenität der Partikel der Intermediär-Schicht in der jeweils auf sie aufgespritzten thermischen Spritzschicht erreichen. Es kann z.B. die Zersetzung einer metallorganischen Verbindung zur Bildung von ultradispersiven Metallpartikeln, aber auch von Metalloxidpartikeln vorgesehen sein. Eine Bildung von Hydroxiden, z.B. von Titanhydroxid oder Aluminiumhydroxid durch eine Fällung, wobei durch Schockerhitzung beim Überspritzen ein ge¬ wünschtes Oxidpartikel und eine dessen Eintrag in die Spritzschicht fördernde Verdampfung des frei werdenden Wassers erreicht werden, kann, ebenfalls vorgesehen sein.In a procedure according to claim 12, particularly fine distribution and homogeneity of the particles of the intermediate layer can be achieved in the thermal spray layer sprayed onto them. For example, it can decompose an organometallic compound to form ultra-dispersive Metal particles, but also metal oxide particles. The formation of hydroxides, for example titanium hydroxide or aluminum hydroxide, by precipitation, whereby a desired oxide particle and an evaporation of the water released which promotes its entry into the spray layer, can be achieved by shock heating during overmolding.
Ein Einsatz von Verbindungen, wie es die bevorzugte Ausführung'sform des An s pru c hes 13 vorsieht, läßt sich einerseits eine besonders hohe Homogenität der Verteilung der Partikel der Intermediär-Schicht im Träger-Fluid selbst erreichen und andererseits eine gezielte Gas- bzw. Dampfeπtwicklung der organischen Säurekomponente beim Kontakt mit der heißen, neu aufgetragenen, thermischen Spritzschicht; außerdem ist die Homogenität der Dispersion verbessert.A use of compounds as sForm the preferred embodiments' provides the on s pru c hes 13, on the one hand a particularly high homogeneity of the distribution can be achieved even on the other hand a specific gas of the particles of the intermediary layer in the carrier fluid and Steam development of the organic acid component on contact with the hot, newly applied, thermal spray layer; the homogeneity of the dispersion is also improved.
Bei Einhaltung der Mengenverhältnisse gemäß dem A n s p ru c h 14 können Beschichtuπgen mit besonders günstigen Gesamteigenschaftsbild erhalten werden.If the quantity ratios according to A n s ru c h 14 are observed, coatings with a particularly favorable overall property profile can be obtained.
Ein Vorgehen gemäß A n s p r u c h 15 kann vorteilhaft zur Verhinderung von Koagulation und mangelnder Homogenität beim Auftrag der Zwischenschicht beitragen. Bei einer vorteilhaften Arbeitgsweise gemäß Anspruch 16 läßt sich besonders hohe Feindispersität der in die jeweils nächste Ther ospritzschicht eingebauten Teilchen erzielen.A procedure according to A n s r u c h 15 can advantageously contribute to the prevention of coagulation and a lack of homogeneity when applying the intermediate layer. In an advantageous mode of operation according to claim 16, particularly high fine dispersity of the particles built into the next thermal spray layer can be achieved.
Ein kombiniertes Verfahren wird durch einen Iπtermediärschicht-Auf- bringungs-Vorgang gemäß A n s p r u c h 17 erreicht. Es werden die ultradispersen Feststoffpartikel nicht in einer inerten Trägerflüssigkeit oder in einem Bindemittel suspendiert und als derartige Suspension aufge¬ tragen. Vielmehr bildet die zur Suspendierung der Partikel vorgesehene flüssige Phase selbst eine bzw. mindestens eine Ausgaπgskompoπente für die Ausbildung zusätzlicher, in vielen Fällen noch wesentlich höherdisperser Partikelchen, z.B. durch Verdampfung des Lösungsmittels in dem vorher praktisch eine monomolekulare Verteilung der schließlich, z.B. durch Zerfall oder Zersetzung, partikelbildenden Salze oder Verbindungen vor¬ gelegen war. Bei Suspension der Feststoffpartikel in einer flüssigen ele- ment-organischen partikelbildenden Verbindung als Ausgangskomponente für die weiteren ultradispersen Teilchen können ganz ähnliche Effekte erzielt werden, deren Vorteil in besonderer spannungsfreier Homogenität der letzt¬ lich vorliegenden Zweit-Schicht(en) liegt. Diese kommt vermutlich dadurch zustande, daß die schon in den derartigen Suspensionen als Feststoff vor- liegenden ultradispersen Partikel von höchstultradispersen, erst durch Zersetzung od.dgl. der in der flüssigen Phase vorliegenden Ausgangs¬ komponenten gebildeten Partikelcheπ umhüllt sind. Es dürfte dadurch eine vorteilhafte Ultradispers-Oberflächenrauhheit der ultradispersen Partikel erreicht werden. Teilweise wird beim energiereichen Auftreffen des heißen Materials der Zweit-Schicht auf diese höchstdispers umhüllten Ultra- fein-Partikel auch ein Abtrag der höchstdispersen Partikel und -deren Eintrag als solche in die Zweit-Schicht erreicht, welche beiden Phäno¬ mene den Streßabbau offenbar besonders fördern. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Bereitung der zum Auftrag der Zwischenschicht vorgesehenen Feinstpartikel-Dispersioneπ. Ihre wesentlichen Merkmale sind im Anspruch 18 zusammengefaßt. Mit der neuen, auf die erfindungsgemäße Beschichtung und deren Verfahren zur Herstellung besonders gezielt ausgerichteten Einrichtung läßt sich auf einfache Weise optimale Homogenität, insbesondere in der Partikelgeröße und gegebenenfalls auch nachträgliche Aufbrechung von Teilchenagglomerationen in Einzelteilchen erzielen.A combined process is achieved by an intermediate layer application process according to claim 17. The ultradisperse solid particles are not suspended in an inert carrier liquid or in a binder and applied as such a suspension. Rather, the liquid phase provided for suspending the particles itself forms one or at least one output component for the formation of additional, in many cases even more highly dispersed particles, for example by evaporation of the solvent in the previously practically monomolecular distribution of the particles, for example by decay or decomposition , particle-forming salts or compounds was present. When the solid particles are suspended in a liquid element-organic particle-forming compound as the starting component for the further ultradisperse particles, very similar effects can be achieved, the advantage of which is the particularly tension-free homogeneity of the second layer (s) ultimately present. This probably arises from the fact that the solids already present in such suspensions lying ultradisperse particles of ultra-ultradisperse, only by decomposition or the like. the particle particles formed in the liquid phase are encased. This should result in an advantageous ultradisperse surface roughness of the ultradisperse particles. Sometimes the energy impact of the hot material of the second layer is achieved in this höchstdispers coated ultra fine particles a removal of the höchstdispersen particles and -whose entry as such in the second layer, which both Phäno¬ mene to reduce stress seems to be particularly promote. Another object of the invention is a particularly preferred embodiment of a device for preparing the fine particle dispersions provided for the application of the intermediate layer. Their essential features are summarized in claim 18. With the new device, which is specifically targeted to the coating according to the invention and its method for producing it, optimum homogeneity can be achieved in a simple manner, in particular in the particle size and possibly also subsequent breakup of particle agglomerations in individual particles.
Schließlich besteht ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung in der Verwendung der Iπtermediär-Schicht-bildenden Komponenten mit den im A n s p r u c h 19 genannten Charakteristika für die dort genannten Zwecke.Finally, a further object of the present invention is the use of the intermediate layer-forming components with the characteristics mentioned in A n s r u c h 19 for the purposes mentioned there.
Anhand der Zeichnung wird die bevorzugte, zum Einsatz kommende erfin¬ dungsgemäße Spritzvorrichtung erläutert. Bei der gezeigten Vorrichtung sind die im folgenden beschriebenen, wesentlichen Bestandteile und die gleichzeitig dort angegebene Arbeitsweise vorgesehen.The preferred spraying device according to the invention to be used is explained with the aid of the drawing. In the device shown, the essential components described below and the method of operation specified there are provided.
Das ultradispersive Pulver und/oder die weiteren Komponenten werden in Flüssigkeit dispergiert und in die Spritzvorrichtung eingefüllt. Die Vorrichtung 100 umfaßt ein Druckgefäß 4. Über den Einfülltrichter 14 werden die aufbereiteten Komponenten in das Druckgefäß gefüllt. Der Füllstand im Druckgefäß wird über den Füllstandsaπzeiger 11 angezeigt. Über Druckanschluß 5 und Druckregelung 6 wird der Druckbehälter kontinuierlich unter 3 bis 10 bar Überdruck gehalten, in Abhängigkeit von der zu formierenden Spritzschicht. Der Überdruck im Druckgefäß wird mittels des Druckanzeigers 13 festgehalten. Ein Überdruckventil 7 sichert das System vor unzulässig hohem Druck ab und gewährleistet die Arbeitssicherheit. Die im Druckgefäß eingefüllten Komponenten steigen über das Steigrohr 12 unter den Druckbedingungen des im Druckgefäß herrschenden Druckes zur Förderregelung 8 und Feindosierung 9 zur Spritzpistole. Über die Durchflußmengenmessung 15 werden reproduzierbare Mengen der dispergierten Komponenten eingeregelt.The ultra-dispersive powder and / or the further components are dispersed in liquid and filled into the spraying device. The device 100 comprises a pressure vessel 4. The prepared components are filled into the pressure vessel via the filling funnel 14. The fill level in the pressure vessel is indicated by the fill level indicator 11. Via pressure connection 5 and pressure control 6, the pressure vessel is kept continuously under 3 to 10 bar overpressure, depending on the spray layer to be formed. The excess pressure in the pressure vessel is recorded by means of the pressure indicator 13. A pressure relief valve 7 protects the system against impermissibly high pressure and ensures occupational safety. The components filled in the pressure vessel rise over the riser pipe 12 under the pressure conditions of the prevailing in the pressure vessel Pressure for delivery control 8 and fine metering 9 to the spray gun. The flow rate measurement 15 regulates reproducible amounts of the dispersed components.
Die Entmischungsverhinderung der dispergierten Komponenten erfolgt wie nachstehend beschrieben: Erfinduπgsgemäß ist die Mischung der- ultradispersiven Pulver mit oder ohne Zusatz in Flüssigkeit in dispergiertem Zustand bei gleichmäßiger Mischverteilung zu halten. Dies wird dadurch erreicht, daß das Druckgefäß in der gezeigten Anordnung in eine mit Flüssigkeit 2 gefüllte Wanne 20 gestellt ist. Der Füllstand des die Vibration übertragenden Mediums wird über eine Meßskala 10 angezeigt.The dispersed components are prevented from segregating as described below: According to the invention, the mixture of the ultradispersive powders, with or without addition, is to be kept in a dispersed state in liquid with a uniform mixture distribution. This is achieved in that the pressure vessel in the arrangement shown is placed in a tub 20 filled with liquid 2. The fill level of the medium transmitting the vibration is displayed on a measuring scale 10.
Unter dieser Wanne (Vibrationsbehälter) wird die notwendige VibrationUnder this tub (vibration container) is the necessary vibration
(Schwingung) entweder durch Ultraschall, oder durch konventionelle(Vibration) either by ultrasound, or by conventional
Vibration 1 erzeugt und auf das Vibrationsmedium übertragen. DieVibration 1 is generated and transferred to the vibration medium. The
Vibratioπsflüssigkeit 2 kann durch den Einfüllstutzen 3 nachgefüllt werden. Die Entnahmemenge der dispergierten Flüssigkeit wird entweder durch die Differenz der Mengenskalaanzeige beim Druckgefäß bestimmt, oder durch eine spezielle Waage, die im Spritzsystem iπtgegriert istVibrating fluid 2 can be refilled through the filler neck 3. The withdrawal quantity of the dispersed liquid is determined either by the difference in the quantity scale display in the pressure vessel, or by a special balance, which is integrated in the spraying system
(Fördermengenzähler) , erfaßt.(Delivery counter).
Die Förderung und das Verspritzen der dispergierten Komponenten wird e folgt vorgenommen: Von der Feindosieruπg 9 wird über eine Förderleitung der Druckgefäßinhalt (die dispergierten Komponenten) vom im Druckgefäß herrschenden Überdruck zu einer nicht dargestellten Zerstäuberpistole 16 gefördert.und von einer regelbaren, mit Druckanzeige versehenen Zerstäuberdüse, auf das Werkstück aufgebracht. Erfindungsgemäß wird je nach geförderter Schichteigenschaft der Auftrag entweder pulsierend oder kontinuierlich zerstäubend vorgenommen.The conveying and spraying of the dispersed components is carried out as follows: from the fine metering unit 9, the pressure vessel content (the dispersed components) is conveyed via a conveying line from the excess pressure prevailing in the pressure vessel to an atomizer gun 16 (not shown) and from a controllable atomizer nozzle provided with a pressure indicator , applied to the workpiece. According to the invention, the application is carried out either pulsating or continuously atomizing, depending on the layer property promoted.
Anhand der folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele wird die Er¬ findung im einzelnen erläutert:The invention is explained in detail on the basis of the following examples and comparative examples:
In den Beispielen sind jeweils die nicht näher beschriebene, konven- tioπelle Basisschicht und die Deckschicht (= zweite Schicht) , die thermische Spritzschichteπ sind, von gleicher Grund-Zusammensetzung. Die Gesamtschichtdicke betrug zwischen 0,35 und 0,8 mm.In the examples, the conventional base layer (not described in more detail) and the cover layer (= second layer), which are thermal spray layers, each have the same basic composition. The total layer thickness was between 0.35 and 0.8 mm.
Beispiel 1: Das Aufspritzen wurde auf einer "Aurora"-Anlage vorgenommen. Als Werkstoff für den Überzug wurde mit Y„0„ oder MgO stabilisiertes ZrO^-Pulver verwendet, und zusätzlich wurden Zr02-Teilchen mit einer spezifischen Oberfläche von 2 15 bis 35 m /g in die Überzugsformierungszone eingeführt. Dabei betrug dieExample 1: The spraying was carried out on an "Aurora" system. ZrO ^ powder stabilized with Y "0" or MgO was used as the material for the coating, and in addition Zr0 2 particles with a specific surface area of 2 15 to 35 m / g introduced into the coating formation zone. The was
Bogenstromstärke 800 bis 950 A, die Spannung 40 bis 50 V, der Verbrauch der plasmabildenden Gase Ar und H„ 46 bis 75 1/min bzw. 0,12 bis 0,21 1/min. Die Charakteristika der erzeugten Überzüge wurden nach folgenden Kriterien bewertet: Offene Porosität (0P) , Wärmefestigkeit (T) , Hitzefestigkeit (Sh) und Verschleißfestigkeit (I) .Arc current strength 800 to 950 A, the voltage 40 to 50 V, the consumption of the plasma-forming gases Ar and H "46 to 75 1 / min or 0.12 to 0.21 1 / min. The characteristics of the coatings produced were evaluated according to the following criteria: open porosity (0P), heat resistance (T), heat resistance (Sh) and wear resistance (I).
Der Wert der offenen Porosität wurde durch hydrostatische Wägung, der Wärmefestigkeitswert nach der Anzahl der Wärmewechsel zwischen 20 und 800°C bis zum Augenblick der Zerstörung des Überzugs, die Hitzefestigkeit nach der Zeit (h) bis zum Auftreten von Rissen beim Halten der Muster mit den Überzügen an der Luft bei 1500°C und die Verschleißfestigkeit anhand des Durchmessers (mm) des Abnützungsflecks einer Stahlkugel beim Reiben während fünf Stunden an der aufgespritzten Oberfläche ermittelt. Der erzeugte Überzug wies folgende Charakteristika auf: 0P: 0,08 bis 0,15; T: 847, Sh: 426, I: 0,56.The value of the open porosity was determined by hydrostatic weighing, the heat resistance value according to the number of heat changes between 20 and 800 ° C until the moment the coating was destroyed, the heat resistance according to the time (h) until the appearance of cracks when holding the samples with the Coatings in air at 1500 ° C and the wear resistance determined on the basis of the diameter (mm) of the wear spot of a steel ball when rubbed on the sprayed surface for five hours. The coating produced had the following characteristics: 0P: 0.08 to 0.15; T: 847, Sh: 426, I: 0.56.
Beispiel 2:Example 2:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerk¬ stoff wurde mit Y O der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes Zr0„-Pulver bei zusätzlicher Einführung von Al90„-Teilchen mit einer spezifischenThe procedure was carried out as in Example 1. As a coating material, 25 to 50 μm stabilized ZrO "powder with additional fraction of Al 9 0" particles with a specific
2 •• Oberfläche von 28 bis 30 m /g in die Uberzugsformierungszone verwendet. Es wurde ein Überzug mit folgenden Charakteristika erhalten:2 •• surface of 28 to 30 m / g used in the coating formation zone. A coating with the following characteristics was obtained:
OP: 0,07 bis 0,09; T: 956, Sh: 394; I: 0,54.OP: 0.07 to 0.09; T: 956, Sh: 394; I: 0.54.
Beispiel 3:Example 3:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde Al On-Pulver der Fraktion 24 bis 45 μm bei zusätzlicher Einführung von Al90 -Teilchen mit einer spezifischenThe procedure was carried out as in Example 1. As a coating material Al O n the powder fraction was 24 microns to 45 with the additional introduction of Al 9 0 particles with a specific
2 Oberfläche von 28 bis 30 m /g in die Uberzugsformierungszone verwendet, wobei die Bogenstromstärke 800 bis 850 A betrug. Der erhaltene Überzug wies folgende Charakteristika auf:2 surface of 28 to 30 m / g used in the coating formation zone, the arc current was 800 to 850 A. The coating obtained had the following characteristics:
OP: 0,09 bis 0,11, T: 821, Sh: 400, 1:0,75.OP: 0.09 to 0.11, T: 821, Sh: 400, 1: 0.75.
Beispiel 4:Example 4:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 3 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde Al^O^-Pulver der Fraktion 24 bis 45 μm bei zusätzlicher Einführung von Si02_Teilchen mit einer spezifischen Oberfläche von 10 bis 15 /g in die Uberzugsformierungszone verwendet. Es wurde ein Überzug mit folgenden Charakteristika erhalten:The procedure was carried out as in Example 3. Al ^ O ^ powder of the fraction 24 to 45 μm was used as the coating material with the additional introduction of SiO 2 particles with a specific Surface from 10 to 15 / g used in the coating formation zone. A coating with the following characteristics was obtained:
OP: 0,07 bis 0,09; T: 701; Sh: 365; I: 0,7.OP: 0.07 to 0.09; T: 701; Sh: 365; I: 0.7.
Beispiel 5:Example 5:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit Y D der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher Einführung einer wässerigen CrOg-Lösung in der Konzentration von 1000 g/1 in die Uberzugsformierungszone verwendet. Der erhaltene Überzug wies folgende Charakteristika auf: 0P: 0,08 bis 0,09; T: 694; Sh: 492; I: 0,46.The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with Y D of the fraction 25 to 50 μm was used as the coating material with the additional introduction of an aqueous CrOg solution in the concentration of 1000 g / l into the coating formation zone. The coating obtained had the following characteristics: 0P: 0.08 to 0.09; T: 694; Sh: 492; I: 0.46.
Beispiel 6:Example 6:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit MgO der Fraktion 25 bis 45 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher Einführung einer wässerigen CrOg-Lösung in der Konzentration von 1200 g/1 in die Uberzugsformierungszone verwendet. Es wurde ein Überzug mit folgenden Charakteristika erhalten: 0P: 0,08 bis 0,12; T: 700; Sh: 456; I: 0,37.The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with MgO of the fraction 25 to 45 μm was used as the coating material with the additional introduction of an aqueous CrOg solution in the concentration of 1200 g / 1 into the coating formation zone. A coating was obtained with the following characteristics: 0P: 0.08 to 0.12; T: 700; Sh: 456; I: 0.37.
Beispiel 7:Example 7:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit MgO der Fraktion 25 bis 45 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher Einführung von Tetraethoxysilan in die Uberzugsformierungszone verwendet. Der erhaltene Überzug wies folgende Charakteristika auf: 0P: 0,1 bis 0,15; T: 652; Sh: 496; I: 0,40.The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with MgO fraction 25 to 45 μm was used as the coating material with additional introduction of tetraethoxysilane into the coating formation zone. The coating obtained had the following characteristics: 0P: 0.1 to 0.15; T: 652; Sh: 496; I: 0.40.
Beispiel 8: °as Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit Y„03 der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher Einführung von Aluminium-tri-sek.-butylat in die Uberzugsformierungszone verwendet. Es wurde ein Überzug mit folgenden Charakteristika erhalten: 0P: 0,1 bis 0,3; T: 587; Sh: 362, I: 0,83.Example 8: The process was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with Y 0 3 of the fraction 25 to 50 μm was used as the coating material with the additional introduction of aluminum tri-sec-butoxide into the coating formation zone. A coating was obtained with the following characteristics: 0P: 0.1 to 0.3; T: 587; Sh: 362, I: 0.83.
Beispiel 9:Example 9:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit Y„0„ der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher gleichzeitiger Einführung einer CrC -Lösung in der Konzentration von 1000 g/1 und von Zr0_-Teilchen mit einerThe procedure was carried out as in Example 1. As The coating material was stabilized with Y "0" of the fraction 25 to 50 μm ZrOp powder with additional simultaneous introduction of a CrC solution in the concentration of 1000 g / 1 and of Zr0_ particles with a
2 .. spezifischen Oberfläche von 15 bis 35 m /g in die Uberzugsformierungszone verwendet. Der erhaltene Überzug wies folgende Charakteristika auf:2nd .. specific surface of 15 to 35 m / g used in the coating formation zone. The coating obtained had the following characteristics:
0P: 0,09 bis 0,13; T: 607; Sh: 349; I: 0,64.0P: 0.09 to 0.13; T: 607; Sh: 349; I: 0.64.
Beispiel 10:Example 10:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit Y O„ der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher gleichzeitiger Einführung einer CrO„-Lösung in der Konzentration von 1200 g/1 und von AlpO„-Teilchen mit einer spezifischen Oberfläche von 28 bis 30 m /g in die Uberzugsformierungszone verwendet. Es wurde ein Überzug mit folgenden Charakteristika erhalten: OP: 0,07 bis 0,09; T: 767; Sh: 521; I: 0,46.The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with YO "of the fraction 25 to 50 μm was used as the coating material with the additional simultaneous introduction of a CrO" solution in the concentration of 1200 g / 1 and AlpO "particles with a specific surface area of 28 to 30 m / g used in the coating formation zone. A coating was obtained with the following characteristics: OP: 0.07 to 0.09; T: 767; Sh: 521; I: 0.46.
Beispiel 11:Example 11:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. AlsThe procedure was carried out as in Example 1. As
Überzugswerkstoff wurde mit Y O,, der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher gleichzeitiger Einführung einer CrO.-.-Lösung in der Konzentration von 1200 g/1 und von SiOp-Teilchen mit einerCoating material was stabilized with YO ,, the fraction 25 to 50 μm stabilized ZrOp powder with additional simultaneous introduction of a CrO.-.- solution in the concentration of 1200 g / 1 and of SiO p particles with a
2 •• spezifischen Oberfläche von 10 bis 15 /g in die Uberzugsformierungszone verwendet. Der erhaltene Überzug wies folgende Charakteristika auf:2 •• specific surface area of 10 to 15 / g used in the coating formation zone. The coating obtained had the following characteristics:
OP: 0,08 bis 0,1; T: 756; Sh: 508, I: 0,51.OP: 0.08 to 0.1; T: 756; Sh: 508, I: 0.51.
Beispiel 12:Example 12:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit YpO,, der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher gleichzeitiger Einführung vonThe procedure was carried out as in Example 1. As a coating material, YpO ,, the fraction was stabilized 25 to 50 μm ZrOp powder with the additional simultaneous introduction of
Aluminium-tri-sek.-butylat und von Al»0„-Teilchen mit einer spezifischenAluminum tri-sec-butoxide and Al »0" particles with a specific
2 •• Oberfläche von 28 bis 30 m /g in die Uberzugsformierungszone verwendet.2 •• surface of 28 to 30 m / g used in the coating formation zone.
Es wurde ein Überzug mit folgenden Charakteristika erhalten:A coating with the following characteristics was obtained:
OP: 0,09 bis 0,16; T: 801; sH: 632, I: 045.OP: 0.09 to 0.16; T: 801; sH: 632, I: 045.
Beispiel 13:Example 13:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit MgO der Fraktion 25 bis 45 μm stabilisiertes Zrθ2-Pul er bei gleichzeitiger getrennter Einführung einer CrO -Lösung in der Konzentration von 1000 g/1 und von Al90„-Teilchen mit einerThe procedure was carried out as in Example 1. Zrθ2 powder stabilized with MgO fraction 25 to 45 μm as coating material with simultaneous separate introduction of a CrO solution in the concentration of 1000 g / 1 and Al 9 0 "particles with a
2 - spezifischen Oberfläche von 28 bis 30 m /g in die Uberzugsformierungszone verwendet. Der erhaltene Überzug wies folgende Charakteristika auf:2 - Specific surface area of 28 to 30 m / g used in the coating formation zone. The coating obtained had the following characteristics:
OP: 0,09 bis 0,18; T: 844; sH: 462; 1:0,49.OP: 0.09 to 0.18; T: 844; sH: 462; 1: 0.49.
Beispiel 14:Example 14:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt.* Als Überzugswerkstoff wurde mit YpO.-. der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher getrennter Einführung der CrO^-Lösung in der Konzentration von 1200 g/1 und von SiOp-Teilchen mit einer spezifischenThe procedure was carried out as in Example 1. * YpO.-. the fraction 25 to 50 μm stabilized ZrOp powder with additional separate introduction of the CrO ^ solution in the concentration of 1200 g / 1 and of SiO p particles with a specific
2 -2 -
Oberfläche von 10 bis 15 /g in die Uberzugsformierungszone verwendet. Es wurde ein Überzug mit folgenden Charakteristika erhalten: OP: 0,12 bis 0,15; T: 736; Sh: 501; I: 0,52.Surface from 10 to 15 / g used in the coating formation zone. A coating was obtained with the following characteristics: OP: 0.12 to 0.15; T: 736; Sh: 501; I: 0.52.
Beispiel 15:Example 15:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit YpO., der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher getrennter Einführung von Alumi¬ nium-tri-sek.-butylat und von Al90„-Teilchen mit einer spezifischenThe procedure was carried out as in Example 1. The coating material used was YpO., The fraction 25 to 50 μm stabilized ZrOp powder with the additional separate introduction of aluminum tri-sec-butoxide and of Al 9 0 "particles with a specific
2 -- Oberfläche von 28 bis 30 m /g in die Uberzugsformierungszone verwendet.2 - surface of 28 to 30 m / g used in the coating formation zone.
Der erhaltene Überzug wies folgende Charakteristika auf:The coating obtained had the following characteristics:
OP: 0,09 bis 0,12; Z: 797; Sh: 566; I: 0,43.OP: 0.09 to 0.12; Z: 797; Sh: 566; I: 0.43.
Beispiel 16: Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit pO- der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher gemeinsamer Einführung von AlpO^-Teilchen mit einer spezifischen Oberfläche von 28 bis 39 m /g und Polyvinylalkohol in die Uberzugsformierungszone verwendet. Es wurde ein Überzug mit folgenden Charakteristika erhalten:Example 16: The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with pO- the fraction 25 to 50 μm was used as the coating material with additional joint introduction of AlpO ^ particles with a specific surface area of 28 to 39 m / g and polyvinyl alcohol into the coating formation zone. A coating with the following characteristics was obtained:
OP: 0,1 bis 0,15; T: 646; Sh: 491; I: 0,61.OP: 0.1 to 0.15; T: 646; Sh: 491; I: 0.61.
Beispiel 17:Example 17:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit YpO« der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertesThe procedure was carried out as in Example 1. As a coating material, 25 to 50 μm of the fraction was stabilized with YpO «
ZrOp-Pulver bei zusätzlicher gemeinsamer Einführung von AlpO^-Teilchen mit einer spezifischen Oberfläche von 28 bis 30 m /g und Natriu stearat inZrOp powder with additional joint introduction of AlpO ^ particles with a specific surface area of 28 to 30 m / g and sodium stearate in
Wasser in die Uberzugsformierungszone verwendet. Der erhaltene Überzug wies folgende Charakteristika auf:Water is used in the coating formation zone. The coating received had the following characteristics:
OP: 0,1 bis 0,12; T: 835, Sh: 709; I: 0,46.OP: 0.1 to 0.12; T: 835, Sh: 709; I: 0.46.
Beispiel 18: Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit YpO,, der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher gemeinsamer Einführung einer CrO„-Lösύng in der Konzentration von 1000 g/1 und von Polyvinylalkohol in die Uberzugsformierungszone verwendet. Es wurde ein Überzug mit folgenden Charakteristika erhalten:Example 18: The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with YpO ,, the fraction 25 to 50 μm was used as the coating material with the additional joint introduction of a CrO solution in the concentration of 1000 g / l and of polyvinyl alcohol into the coating formation zone. A coating with the following characteristics was obtained:
0P: 0,08 bis 0,12; T: 684; Sh: 562; I: 0,5.0P: 0.08 to 0.12; T: 684; Sh: 562; I: 0.5.
Beispiel 19:Example 19:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit Yp03 der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher gemeinsamer Einführung einer CrO^-Lösuπg in der Konzentration von 1200 g/1 und von Natriumstearat in die Uberzugsformierungszone verwendet. Der erhaltene Überzug wies folgende Charakteristika auf: 0P: 0,08 bis 0,1; T: 913; Sh: 800; I: 0,40.The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with Yp0 3 from the fraction 25 to 50 μm was used as the coating material with the additional joint introduction of a CrO ^ solution in the concentration of 1200 g / 1 and of sodium stearate into the coating formation zone. The coating obtained had the following characteristics: 0P: 0.08 to 0.1; T: 913; Sh: 800; I: 0.40.
Beispiel 20:Example 20:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit MgO der Fraktion 25 bis 45 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher Einführung von Alp0_-Teilchen mit einer spezifischen Oberfläche von 28 bis 30 m /g und einer CrO„-Lösung in der Konzentration von 1000 g/1 zusammen mit Polyvinylalkohol in die Uberzugsformierungszone verwendet. Es wurde ein Überzug mit folgenden Charakteristika erhalten: 0P: 0,09 bis 0,11; T: 759; Sh: 637; I: 0,41.The procedure was carried out as in Example 1. ZrOp powder stabilized with MgO of the fraction 25 to 45 μm was used as the coating material with the additional introduction of AlpO particles with a specific surface area of 28 to 30 m / g and a CrO solution in a concentration of 1000 g / 1 together with polyvinyl alcohol used in the coating formation zone. A coating was obtained with the following characteristics: 0P: 0.09 to 0.11; T: 759; Sh: 637; I: 0.41.
Beispiel 21:Example 21:
Das Verfahren wurde wie im Beispiel 1 ausgeführt. Als Überzugswerkstoff wurde mit Yp03 der Fraktion 25 bis 50 μm stabilisiertes ZrOp-Pulver bei zusätzlicher Einführung von Alp0„-Teilchen mit einer spezifischen Oberfläche von 28 bis 30 /g und einer Cr03~Lösung in der Konzentration von 1000 g/1 zusammen mit Natriumstearat in die Uberzugsformierungszone verwendet. Der erhaltene Überzug wies folgende Charakteristika auf:The procedure was carried out as in Example 1. As a coating material, Yp0 3 of the fraction stabilized 25 to 50 μm ZrOp powder with the additional introduction of Alp0 "particles with a specific surface area of 28 to 30 / g and a Cr0 3 solution in a concentration of 1000 g / 1 together with Sodium stearate is used in the coating formation zone. The coating obtained had the following Characteristics on:
OP: 0, 09 bis 0,15; T: 946; Sh: 821; I: 0,39. OP: 0.09 to 0.15; T: 946; Sh: 821; I: 0.39.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : Patent claims:
1. Beschichtung für metallische oder nichtmetallische, einem thermi- sehen Materialauftrag zugängliche Substrate, wobei zumindest Teile der1. Coating for metallic or non-metallic substrates that are accessible to thermal material application, at least parts of the
Oberfläche des Substrates mit einem hitze-, thermoschock-, verschleiß-, schlag- und/oder korrosionsfesten, mittels thermischem Verfahren aufgebrachten, mehrere Schichten umfassenden Überzug auf Basis mindestens einer Überzugs-Komponente aus mindestens einer der Gruppen der ther isch- schichtbildenden Stoffe, "Cermets", Oxide, Carbide, Nitride, Boride, Suizide, Fluoride, Phosphate, Silikate, Metalle, intermetallischen Verbindungen und Metall-Legierungen versehen sind, wobei in mindestens einer Schicht feine Partikel einer festen Phase verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug im wesentlichen zumindest zwei aneinander gebundene Schichten umfaßt, wobei an das Substrat selbst eine mittels thermischem Beschichtungsverfahren aufgebrachte, im wesentlichen kompakte, zumindest einlagige Basis-Schicht ("1. Schicht") gebunden ist, welche ihrerseits mit zumindest einer weiteren, selbst feinst- bzw. ultradisperse Partikel mindestens eines bzw. einer der obengenannten Schichtbildner, Verbindungen, Metalle und/oder Legierungen mit einer spezifischenSurface of the substrate with a heat, thermal shock, wear, impact and / or corrosion resistant, multi-layer coating applied by means of a thermal process based on at least one coating component from at least one of the groups of the thermal layer-forming substances, " Cermets ", oxides, carbides, nitrides, borides, suicides, fluorides, phosphates, silicates, metals, intermetallic compounds and metal alloys are provided, fine particles of a solid phase being distributed in at least one layer, characterized in that the coating in essentially comprises at least two layers bonded to one another, wherein an essentially compact, at least single-layer base layer (“1st layer”) applied by means of a thermal coating process is bonded to the substrate itself, which in turn is coated with at least one further, even very fine or ultra-disperse particles of at least one or one of the above-mentioned layer images ner, compounds, metals and / or alloys with a specific
2 22 2
Oberfläche von zumindest 6 /g, insbesondere zumindest 8 m /g, (nachSurface area of at least 6 / g, in particular at least 8 m / g, (after
Blaine) verteilt enthaltenden, mittels thermischem Spritzverfahren auf¬ gebrachten, zumindest einlagigen Zweit- oder Deck-Schicht ("2.Schicht") verbunden ist, in welche Zweit-Schicht die genannten Partikel aus einer mit ihnen vor dem Aufspritzen der Zweit-Schicht auf der Basis-Schicht gebildeten Intermediär-Schicht eingetragen und darin verteilt sind.Blaine) distributed containing, applied by means of thermal spraying, at least single-layer second or top layer ("second layer") is connected, in which second layer said particles from one with them before spraying the second layer intermediate layer formed in the base layer and are distributed therein.
2. Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Basis- Schicht und Zweit-Schicht(en) jeweils eine Gesamtdicke von etwa 20 bis 100 μm, vorzugsweise von etwa 30 bis 50 μm, aufweisen und die ultradispersen Partikel aus einer Intermediärschicht mit einer Dicke von etwa 0,5 bis 5 μm, vorzugsweise von etwa 0,5 bis 1 μ , in die Zweit-Schicht eingetragen sind.2. Coating according to claim 1, characterized in that the base layer and second layer (s) each have a total thickness of about 20 to 100 microns, preferably from about 30 to 50 microns, and the ultradisperse particles from an intermediate layer with a thickness from about 0.5 to 5 μm, preferably from about 0.5 to 1 μm, are entered in the second layer.
. .
3. Beschichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis- und Zweit-Schicht, gegebenenfalls auch die der Intermediärschicht entstammmenden Partikel der Zweit-Schicht, des Überzugs mit bezüglich Materialzusammensetzung untereinander im wesentlichen identischen Überzugs-Komponenten gebildet sind.3. Coating according to claim 1 or 2, characterized in that the base and second layer, optionally also the particles of the second layer originating from the intermediate layer, of the coating are formed with substantially identical coating components with respect to the material composition.
4. Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten des Überzugs untereinander material-verschieden oder -gleich mit jeweils zumindest einem Oxid der Übergangsmetalle der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems sowie der Elemente Be, Mg, B, AI, Si, Sn, Cu und Zn als Hauptkomponente gebildet sind, wobei die Basis- und/oder Zweit-Schicht, wenn sie mit. Übergangsmetalloxiden gebildet sind, gegebenenfalls mit mindestens einem Oxid des Y und/oder Mg mit einer Partikelgrößen-Fraktion von 25 bis"50 μm stabilisiert sind.4. Coating according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the layers of the coating mutually different or the same material with at least one oxide of the transition metals of the 4th to 6th subgroup of the periodic table and the elements Be, Mg, B, Al, Si, Sn, Cu and Zn as the main component are formed, the base and / or second layer, if with. Transition metal oxides are formed, optionally stabilized with at least one oxide of Y and / or Mg with a particle size fraction of 25 to " 50 microns.
5. Beschichtuπg nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Intermediär-Schicht entstammenden ultradispersen Partikel in der Zweit-Schicht eine Partikelgröße entsprechend einer spezifischen Oberfläche von 10 bis 45 mz/g, vorzugsweise von 25 bis 40 m2/g (jeweils nach Blaine) , aufweisen.5. Coating according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ultradisperse particles originating from the intermediate layer in the second layer have a particle size corresponding to a specific surface area of 10 to 45 m z / g, preferably 25 to 40 m 2 / g (according to Blaine).
6. Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß die feindispersen Partikel mit mindestens einem Material aus der Gruppe der Oxide von AI, Si, Ti, Zr und Cr gebildet sind.6. Coating according to one of claims 1 to 5, characterized in that the finely dispersed particles are formed with at least one material from the group of oxides of Al, Si, Ti, Zr and Cr.
7. Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß sie zur Erreichung jeweils gewünschter Gesamtstärke des Überzugs mit einer Mehrzahl von auf der Basis-Schicht aufgetragenen, jeweils einer eigenen Intermediär-Schicht entstammende, ultradisperse Partikel verteilt enthaltenden "Zweit-Schichteπ" gebildet ist.7. Coating according to one of claims 1 to 6, characterized gekenn¬ characterized in that it to achieve the desired overall thickness of the coating with a plurality of applied to the base layer, each with its own intermediate layer, originating, containing ultradisperse particles distributed "second -Schichteπ "is formed.
8. Beschichtuπg nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweit-Schicht bzw. eine sich innerhalb eines mehrere Zweit-Schichten umfassenden Überzuges befindende einzelne Zweit-Schicht, jeweils ausgehend von der Basis-Schicht oder einer jeweils direkt unter ihr angeordneten Zweit-Schicht einen negativen Gradienten der Menge ultradisperser Partikel pro Volumseinheit (sinkende "Partikelkonzentration") aufweist.8. Coating according to one of claims 1 to 7, characterized in that the second layer or a single second layer located within a coating comprising a plurality of second layers, in each case starting from the base layer or one directly below it arranged second layer has a negative gradient of the amount of ultradisperse particles per unit volume (decreasing "particle concentration").
9. Verfahren zur Bildung einer Beschichtung von Überzügen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest auf9. A method for forming a coating of coatings according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least
Teile der Oberfläche des Substrates ein zumindest drei Schichten umfassender Überzug auf Basis mindestens einer Überzugs-Komponente aus mindestens einer der im Anspruch 1 genannten Gruppen aufgebracht wird, wobei an das Substrat mittels Auftrag, thermischer Ablagerung, thermischem Spritzen, Sputtern oder Schmelze-Tauchen eine zumindest eiπlagige Basis-Schicht ("1.Schicht") gebunden wird, auf welche durch Zuführung feinst- bzw. ultradispers verteilter Partikel mindestens einer der Überzugskomponenten selbst oder entsprechender Ausgangsstoffe zur in situ-Bildung ultradispersiver Partikel derselben eine an die genannte Basis-Schicht gebundene, zumindest einlagige, Intermediär-Schicht aufge¬ bracht wird, welche Partikel mindestens einer der genannten Überzugs-Komponenten mit einer spezifischen Oberfläche von zumindest 6 m2/g (nach Blaine) aufweist, auf welche mittels thermischem und/oder elektrischem Spritzen eine weitere, zumindest einlagige, Zweit- bzw. Deck-Schicht : ("2.Schicht") auf Basis mindestens einer " der Überzugskomponenten aufgebracht wird, wobei während des Spritzvorganges und/oder durch ihn ein unmittelbarer Eintrag der ultradisperseπ Partikel der Intermediär-Schicht in die sich bildende Zweit-Schicht erfolgt.Parts of the surface of the substrate, a coating comprising at least three layers based on at least one coating component from at least one of the groups mentioned in claim 1 is applied, at least one of which is applied to the substrate by means of application, thermal deposition, thermal spraying, sputtering or melt dipping a single-layer base layer ("1st layer") is bound, onto which at least one of the coating components themselves or corresponding starting materials for in. by the supply of very finely or ultra-dispersely distributed particles In situ formation of ultradispersive particles of which an at least single-layer intermediate layer bonded to the above-mentioned base layer is applied, which particles of at least one of the above-mentioned coating components with a specific surface area of at least 6 m 2 / g (according to Blaine) on which by means of thermal and / or electrical spraying a further, at least single-layer, second or top layer : ("2nd layer") is applied on the basis of at least one "of the coating components, during the spraying process and / or by there is an immediate entry of the ultradisperseπ particles of the intermediate layer into the forming second layer.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von Überzügen gewünschter höherer Dicke nach Bindung der Basis-Schicht an das Substrat in einer Mehrzahl von Arbeitsgängen jeweils, bevorzugt hintereinander, eine Iπtermediär-Beschichtung mit ultradispersen Partikeln und, vorzugsweise daran direkt anschließend, der Auftrag einer "Zweit-Schicht" - bei gleichzeitigem Eintrag der ultradispersen Partikel in dieselbe - vorgenommen wird.10. The method according to claim 9, characterized in that to form coatings of desired higher thickness after binding the base layer to the substrate in a plurality of operations each, preferably in succession, an intermediate coating with ultradisperse particles and, preferably directly thereafter , the application of a "second layer" - with simultaneous entry of the ultradisperse particles into it - is carried out.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Intermediär-Schicht durch Aufbringen, vorzugsweise Aufsprühen, einer Dispersion von feinst- bzw. ultradispersiv verteilten, eine spezifische Oberfläche von zumindest 6 m2/g, insbesondere zumindest 8 m2/g (nach Blaine) aufweisenden Partikeln der intermediärschicht-bildenden Komponente(n) selbst in eine .Trägerfluid, vorzugsweise Polyvinylalkohol, auf die Basis-Sr.hicht gebildet wird. 11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the intermediate layer by applying, preferably spraying, a dispersion of finely or ultra-dispersively distributed, a specific surface area of at least 6 m 2 / g, in particular at least 8 m 2 / g (according to Blaine) having particles of the intermediate layer-forming component (s) itself in a carrier fluid, preferably polyvinyl alcohol, on which the base layer is not formed.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Intermediär-Schicht, vorzugsweise in einem Trägerfluid, feinst- bzw. ultradisperse Partikel von durch Zersetzung, Umwandlung und/oder chemische Reaktion zur jeweils vorgesehenen Zusammensetzung der intermediärschicht-bildenden Komponente(n) führenden Ausgangs-Komponenteπ, insbesondere von Salzen oder metallorganischen Verbindungen, auf die Basis-Schicht bzw. einer jeweils vorher aufgebrachte Zweit-Schicht aufgebracht werden.12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that to form the intermediate layer, preferably in a carrier fluid, very fine or ultra-disperse particles of by decomposition, conversion and / or chemical reaction to the intended composition of the intermediate layer forming component (s) leading starting componentπ, in particular salts or organometallic compounds, are applied to the base layer or to a previously applied second layer.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung der Intermediär-Schicht den dafür vorgesehenen Komponenten oder Ausgangs-Komponenten bzw. deren Partikeln oberflächenaktive Salze oder Tenside, bevorzugt solche auf Basis aliphatischer Säuren, insbesondere Alkalipalmitate oder -stearate, zugesetzt werden. 13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that in the formation of the intermediate layer the intended components or starting components or their particles surface-active salts or surfactants, preferably those based on aliphatic acids, especially alkali palmitates or - stearates.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeich¬ net, daß zur Bildung der Intermediär-Schicht das Verhältnis der Masse der feinst- bzw. ultradispersiv verteilten Partikel der intermediär¬ schicht-bildenden Komponenten bzw. Ausgangs-Komponenten zur Gesamt-Masse Trägerfluid und Partikel auf Werte von 0,5:100 bis 50:100, vorzugsweise von 0,8:100 bis 14:100, eingestellt wird.14. The method according to any one of claims 9 to 13, characterized gekennzeich¬ net that the formation of the intermediate layer, the ratio of the mass of the very finely or ultra-dispersively distributed particles of the intermediate layer-forming components or starting components to the total Mass carrier fluid and particles to values from 0.5: 100 to 50: 100, preferably from 0.8: 100 to 14: 100.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die ultradispersen Partikel oder Komponenten bzw. der Ausgangs-Komponenten für die Bildung der Intermediär-Schicht zumindest während des Au bringens derselben durch Vibration in dem Trägerfluid gleichmäßig verteilt gehalten werden.15. The method according to any one of claims 9 to 14, characterized in that the ultradisperse particles or components or the starting components for the formation of the intermediate layer are kept uniformly distributed by vibration in the carrier fluid at least during the Au bring them.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als ultradisperse Partikel der Ausgaπgs-Komponenten für die Bildung der Intermediär-Schicht diese in Form einer Lösung oder Suspension mindestens eines Salzes der im Anspruch 4 genannten Elemente eingesetzt und feindispers auf die Basis- oder eine vorher aufgebrachte Zweit-Schicht aufgetragen werden.16. The method according to any one of claims 9 to 15, characterized in that as the ultradisperse particles of the Ausgaπgs components for the formation of the intermediate layer used in the form of a solution or suspension of at least one salt of the elements mentioned in claim 4 and finely dispersed on the Base or a previously applied second layer can be applied.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine Mischung bzw. eine Suspension von ultradispersen Fest- stoff-Partikeln in der Lösung mindestens eines Salzes der im Anspruch 4 genannten Elemente oder einer flüssigen Verbindung derselben (Ausgangs¬ komponenten für Ultradispersteilchen) eingesetzt und feindispers auf die Basis- oder eine vorher aufgebrachte Zweit-Schicht aufgetragen wird.17. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized gekenn¬ characterized in that a mixture or a suspension of ultradisperse solid particles in the solution of at least one salt of the elements mentioned in claim 4 or a liquid compound thereof (starting components for ultra-disper particles) and is applied finely dispersed to the base layer or a previously applied second layer.
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 17 für die Bereitung einer zum Auftrag der ultradispersiven Teilchen einer Intermediär-Schicht in einem Überzug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 vorgesehenen Partikel-Dispersion, gekennzeichnet durch ein mit einer Druckregel-Eiπrichtung (6) mit Druck beaufschlagbares Dispergier-Gefäß (4) mit durchflußsteuerbarer Zuleitung (5) zur druckgeförderten Einbringung einer Suspension von in einem Trägerfluid aufgeschlämmten Partikeln der für die Bildung der Intermediär-Schicht vorgesehenen Komponenten oder Ausgangs-Komponenten und mit einer vom Inneren des Gefäßes (4) ausgehenden, durchfluß-steuerbaren Ableitung (12) zur Zuführung einer Dispersion von im Trägerfluid feinst- bzw. ultradispersiv verteilten Partikeln in eine Zerstäubungs- bzw. SprühauftragsEinrichtung (16) , wobei das Dispergiergefäß (4) mit einer amplituden- und/oder frequenzsteuerbaren Vibrations-Einrichtung im wesentlichen direkt verbunden oder zumindest Teilbereiche des Dispergier-Gefäßes (4) innerhalb eines mittels Vibrationseinrichtung (1) in Oszillation versetzbaren Vibrations-Mediums (2) angeordnet sind.18. Device for carrying out the method according to one of claims 9 to 17 for the preparation of a particle dispersion provided for applying the ultradispersive particles of an intermediate layer in a coating according to one of claims 1 to 8, characterized by a with a pressure control device (6) pressure-sensitive dispersing vessel (4) with flow-controllable feed line (5) for the pressure-promoted introduction of a suspension of particles suspended in a carrier fluid of the components or starting components intended for the formation of the intermediate layer and with one from the inside of the vessel (4) outgoing, flow-controllable discharge line (12) for supplying a dispersion of particles dispersed in the carrier fluid in a very fine or ultra-dispersive manner into an atomization or spray application device (16), the dispersion vessel (4) having an amplitude and / or frequency controllable vibration device essentially directly connected or at least Partial areas of the dispersion vessel (4) are arranged within a vibration medium (2) which can be oscillated by means of a vibration device (1).
19. Verwendung mindestens einer bzw. einer in der Hitze zersetzbaren, metallorganischen Verbindung und/oder Salzes der in Anspruch 4 genannten Elemente allein, gelöst in einem Lösungsmittel oder suspendiert in einem Trägerfluid, mit der Maßangabe, daß sie als Partikel mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens 6 m /g vorliegen oder auf diese gebracht werden, zur Herstellung der Intermediär-Schicht einer hitze-, thermoschock-, verschleiß-, schlag- und/oder korrosionsfesten Beschichtung von metallischen oder nichtmetallischen Substraten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 17. 19. Use of at least one or one heat-decomposable, organometallic compound and / or salt of the elements mentioned in claim 4 alone, dissolved in a solvent or suspended in a carrier fluid, with the proviso that they are particles with a specific surface area of at least 6 m / g are present or are brought to this for the production of the intermediate layer of a heat, thermal shock, wear, impact and / or corrosion-resistant coating of metallic or non-metallic substrates according to one of claims 1 to 8, in particular in a method according to any one of claims 9 to 17.
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