Schnelles Metallpulver veredelt Korrosionsschutz

Ihre Entwicklung macht das so genannte Kaltgasspritzen auch deutlich kostengünstiger und erzeugt eine höhere Qualität. Eingesetzt werden könnte das Verfahren beispielsweise als Korrosionsschutz bei Turbinenschaufeln oder bei Maschinenteilen, die rauen Umweltbedingungen ausgesetzt sind. Die Forscher haben bereits zahlreiche Werkstücke beschichtet.

Beim Kaltgasspritzen, das in Fachkreisen als revolutionäres Beschichtungsverfahren gilt, wird Metallpulver mit mehrfacher Schallgeschwindigkeit mit einem Transportgas durch eine Düse auf das zu beschichtende Material geschossen. Durch den Aufprall findet eine Verdichtung des Pulvers zu festen Schichten statt, ohne das Werkstück übermäßig zu erhitzen.

Bei thermischen Spritzprozessen werden dagegen die Metalle für die Beschichtung auf bis zu mehrere tausend Grad Celsius erwärmt. Diese Temperaturen können aber beim Metall chemische Reaktionen hervorrufen und so die Qualität der Beschichtung beeinträchtigen. Beim Kaltgasspritzen wird das Gas gezielt elektrisch erwärmt. Dabei entstehen Temperaturen von maximal 900 Grad Celsius – zu kalt für eine Metallschmelze, jedoch heiß genug, um die für die Beschichtung notwendige Geschwindigkeit zu erreichen.

Forscher von Siemens Corporate Technology haben diese Technologie nun weiterentwickelt und zusätzliche Vorteile erschlossen. So können erstmals metallische Verbundwerkstoffe durch einfaches Mischen verschiedener Metallpulver punktuell so gespritzt werden, dass sie sich optimal an die Endkontur anpassen. Sollen etwa metallische Gegenstände nur partiell mit anderen Metallen beschichtet werden, könnte die Kaltgasspritztechnologie die bisher angewendete teure und chemiereiche Komplettgalvanisierung ersetzen.

Darüber hinaus haben die Forscher das wegen seiner Eigenschaften bisher als Transportgas verwendete Helium ausgetauscht und stattdessen den rund 80-mal billigeren Stickstoff eingesetzt. Möglich machte dies eine eigens entwickelte Prozessdiagnostik, mit der die Experten unter anderem die Stellgrößen Gasdruck und –temperatur, Abstand zwischen Werkstück und Düse oder Pulvervorwärmung analysierten und optimierten. (RN 2008.07.3)