Vakuum-Plasma-Spritzverfahren

Das Plasmaspritzen (auch: Plasmabeschichtung) ist ein thermisches Beschichtungsverfahren zur Oberflächenbehandlung.

Aufbringen einer Cordieritschicht auf Substrat im Vakuum-Plasma-Spritzverfahren (VPS)

Funktionsprinzip

Üblicherweise sind in einem Plasmabrenner eine Anode und bis zu drei Kathoden durch einen schmalen Spalt getrennt. Durch eine Gleichspannung wird ein Lichtbogen zwischen Anode und Kathode erzeugt. Das durch den Plasmabrenner strömende Gas oder Gasgemisch wird durch den Lichtbogen geleitet und hierbei ionisiert. Die Dissoziation, beziehungsweise anschließende Ionisation, erzeugt ein hochaufgeheiztes (bis 20000 K), elektrisch leitendes Gas aus positiven Ionen und Elektronen. In diesem erzeugten Plasmajet wird Pulver (übliche Kornverteilung: 5–120 µm, bei bestimmten Geräten ist auch eine Körnung von bis hinunter zu 100 nm möglich) eingedüst, das durch die hohe Plasmatemperatur aufgeschmolzen wird. Der Plasmastrom reißt die Pulverteilchen mit und schleudert sie auf das zu beschichtende Werkstück / Bauteil / Substrat. Die Gasmoleküle kehren bereits nach kürzester Zeit wieder in einen stabilen Zustand zurück und so sinkt die Plasmatemperatur bereits nach kurzer Wegstrecke wieder ab. Die Plasmabeschichtung erfolgt in normaler Atmosphäre, inerter Atmosphäre (unter Schutzgas wie Argon), in Vakuum oder auch unter Wasser. Für die Schichtqualität sind die Geschwindigkeit, Temperatur als auch die Zusammensetzung des Plasmagases von Bedeutung.

Verwendete Gase sind Argon, Stickstoff, Wasserstoff oder Helium.

Verwandte Verfahren sind:

• Flammspritzen,
• Hochgeschwindigkeit-Flammspritzen,
• Detonationsspritzen,
• Kaltgasspritzen,
• Lichtbogenspritzen,
• Plasma-Pulver-Auftragschweißen,
• Laserspritzen.