Gängige Karbide in thermischen Spritzschichten

Einführung

Thermische Spritzschichten werden in verschiedenen Industriezweigen zum Schutz und zur Verschleißfestigkeit eingesetzt. Ein Hochtemperaturspray erweicht oder schmilzt das Beschichtungsmaterial, bevor es aushärtet. Aufgrund ihrer Härte und Verschleißfestigkeit werden in solchen Anwendungen überwiegend Karbide eingesetzt. Für die meisten Ingenieure und Techniker sind Hartmetalle seit Jahrzehnten die beliebteste Wahl.

Wolframkarbid

Wolframkarbid ist ein sehr beliebtes Material für thermische Spritzschichten. Es ist sehr hart und hat sehr gute Verschleißeigenschaften. Wolframkarbid wird von Spezialisten in Bereichen wie der Metallzerspanung und dem Bergbau verwendet. So werden in den meisten Schneidwerkzeugen Hartmetalleinsätze verwendet. Aufgrund seiner hohen Dichte ist es sehr widerstandsfähig gegen Erosion. Statistiken zeigen, dass die Standzeit von Werkzeugen bei der Schwerzerspanung mit Hartmetallbeschichtungen um 30 bis 50 % erhöht werden kann. Es wird in den meisten Geschäften verwendet, in denen Ausfallzeiten kostspielig sind. Aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit ist es für harte Arbeiten geeignet.

Chromkarbid

Chromkarbid weist eine hohe Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit auf. Es kann sehr gut mit hohen Temperaturen umgehen. Diese Karbide werden in der Regel dort eingesetzt, wo sowohl Verschleiß- als auch Korrosionsbeständigkeit gefordert sind. Ein typisches Anwendungsgebiet sind Gasturbinen, bei denen Chromkarbid zur Beschichtung von Motorteilen verwendet wird. Aufgrund seiner Mikrostruktur ist es resistent gegen chemische Angriffe. Berichten der Industrie zufolge können Chromkarbidbeschichtungen die Wartungskosten um bis zu 40 % senken. Es wird dort eingesetzt, wo die Industrie unter sauren oder salzigen Bedingungen arbeitet.

Titankarbid

Titankarbid ist dichter als Wolframkarbid, aber härter. Dieses Karbid wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, bei denen Gewicht und Leistung entscheidend sind. Titankarbid wird von vielen Ingenieuren für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt und im Automobilsektor bevorzugt. In diesen Sektoren müssen die Beschichtungen leicht sein und gleichzeitig der Reibung standhalten. Bei der Verwendung von Titankarbid in Motorkomponenten wurde in verschiedenen Fällen eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit um 25 % festgestellt. Seine Beständigkeit bei hohen Temperaturen und mechanischer Beanspruchung macht es zu einem wertvollen Aktivposten in anspruchsvollen Anwendungen. Seine stabile Produktzuverlässigkeit gibt den Ingenieuren Vertrauen in ihre Fähigkeit, mit diesem Material zu arbeiten.

Niobkarbid

Niobkarbid wird aufgrund seiner Härte und günstigen thermischen Stabilität sehr geschätzt. Obwohl es weniger verbreitet ist als Wolfram- und Chromkarbide, wird es dort eingesetzt, wo bestimmte Eigenschaften erreicht werden müssen. Bei der Metallbearbeitung haben sich Niobkarbidbeschichtungen als sehr verschleißmindernd erwiesen. Die Forschung hat ergeben, dass Niobkarbid unter Bedingungen eingesetzt werden kann, die für andere Karbide nicht ideal sind. Erfahrungen aus der Praxis zeigen eine geringere Reibung und eine glattere Oberfläche. Selbst bei zyklischer thermischer Belastung bleibt die Leistung konstant. Dies macht es zu einer idealen Wahl für spezielle Anwendungen in der Industrie.

Andere Karbide für thermische Spritzschichten

Es gibt noch andere Karbide, wie Molybdänkarbid und Vanadiumkarbid, die ebenfalls für thermische Spritzschichten verwendet werden. Sie werden zwar nicht so häufig verwendet wie Wolfram- oder Chromkarbide, sind aber für bestimmte Anwendungen nützlich. Molybdänkarbid bietet beispielsweise einen ausreichenden Schutz gegen chemische Angriffe und einen guten Verschleiß. In der Metallurgie werden Molybdänkarbidbeschichtungen manchmal auf Ofenteilen oder auf kohlebefeuerten Kesselteilen verwendet. Vanadiumkarbid gilt ebenfalls als hart und wird in Schneidwerkzeugen bei hohen Drehzahlen eingesetzt. Diese Karbide sind eine Alternative, wenn Kosten oder spezifische Leistungsmerkmale ausschlaggebend sind.

Faktoren, die die Leistung von Hartmetall in thermischen Spritzschichten beeinflussen

Mehrere Faktoren beeinflussen, wie eine Hartmetallbeschichtung in der Praxis funktioniert. Zunächst einmal spielt die Spritztechnik eine Rolle. Hochdruck-, Flamm- oder Plasmaspritzverfahren verändern die Dichte und Haftung der Beschichtung. Zweitens ist die Oberfläche, auf die die Beschichtung aufgetragen wird, wichtig. Auf einer unregelmäßigen Oberfläche haftet eine Hartmetallbeschichtung möglicherweise besser als auf einer polierten. Auch die Temperatur beim Auftragen ist wichtig. Wenn ein Material zu heiß ist, kann sich seine Form verändern. Auch die Qualität des Ausgangsmaterials wirkt sich auf die Endeigenschaften aus. Die Reinheit des Materials vor der Verwendung zu prüfen, ist für die meisten Ingenieure selbstverständlich. Schließlich können Nachbehandlungen wie Wärmebehandlung und Versiegelung die Leistung der Beschichtung weiter verbessern. Die Vergangenheit hat gezeigt, dass eine genaue Kontrolle dieser Parameter zu haltbareren Teilen und weniger kostspieliger Wartung führt.

Fazit

Karbide sind ein wichtiger Bestandteil von thermischen Spritzschichten. Sie verleihen industriellen Bauteilen Härte, Verschleißfestigkeit und Stabilität. Wolframkarbid eignet sich für den Einsatz in Schneidwerkzeugen und Schwerlastanwendungen. Chromkarbid ist bei korrosiven und Hochtemperaturanwendungen überlegen. Titankarbid bietet einen Kompromiss aus Gewicht und Zähigkeit, während Niobkarbid wegen seiner Zähigkeit geschätzt wird. Andere Karbide haben ihre eigenen Nischen, jedes für eine bestimmte Anwendung.

Häufig gestellte Fragen

F: Welche Funktion hat eine thermisch gespritzte Beschichtung?

F: Thermische Spritzschichten verleihen industriellen Teilen Verschleißfestigkeit sowie Wärme-, Korrosions- und Erosionsschutz.

F: Wie verbessert Wolframkarbid die Leistung?

F: Wolframkarbid weist eine hohe Härte und Stabilität bei hohen Temperaturen auf und verbessert so die Lebensdauer der Werkzeuge und die Verschleißfestigkeit.

F: Weist Chromkarbid eine gute Hochtemperaturleistung auf?

F: Ja, Chromkarbid ist oxidationsbeständig und zeigt gute Leistungen in korrosiven Umgebungen und bei hohen Temperaturen.