Thermisch spuiten

Thermisch spuiten is een techniek waarbij een metaal, een metaallegering of metaalverbinding in draad- of poedervorm wordt gesmolten en verstoven op een oppervlak. Wanneer de gesmolten deeltjes in aanraking komen met het substraat ontstaat er een coating. Door het opspuiten van een coating verkrijgt men verbeterde eigenschappen voor de functie van het onderdeel.

Om een optimale hechting te krijgen tussen de coating en het substraat is het belangrijk dat het substraat goed gereinigd is. De onderdelen worden vetvrij gemaakt en vervolgens gestaald om de hechting te vergroten. Tussen de spuitdeeltjes onderling en het substraat kunnen de volgende hechtingprincipes ontstaat

Thermisch spuiten is, met slechts één uitzondering, een koud proces. Hiermee wordt bedoeld dat ongeacht de warmtebron waarin het metaal gesmolten en verstoven wordt, het werkstuk slechts een geringe temperatuurverhoging krijgt. Bij de gebruikelijke substraat temperatuur van 50 tot 200 °C kan geen vervorming, structuurverandering of opmenging plaatsvinden.

De structuur van een koud gespoten laag is lamellair, enigszins gelijkend op een gietijzerstructuur. Van sommige gespoten metaallagen zijn microporiën en oxide-insluitingen mede de oorzaak van een laag wrijvingscoëfficiënt en een hoge hardheid. Een voordeel van microporeuze spuitlagen is dat ze zeer goed een smeermiddel opnemen. Hierdoor wordt slijtage door metaal op metaalcontact voor een deel voorkomen.

De thermische spuittechniek heeft één groep van materialen die bekend staan onder de naam zelfvloeiende legeringen of hardmetalen. De materialen krijgen na opspuiten een warmtebehandeling op 1050 – 1150 °C. Dit wordt ook wel fusen genoemd. De structuur van deze warm gespoten lagen “hardfacing materialen”, die vergelijkbaar zijn met Stellieten of opgelaste materialen, is homogeen en de mechanische sterkte is daardoor belangrijk hoger. Deze lagen kunnen in tegenstelling tot andere thermisch gespoten lagen wel een stoot, lijn of puntbelasting weerstaan.

Warm gespoten lagen hebben als basismateriaal Nikkel, Chroom of Cobalt, eventueel met toevoeging van Wolframcarbiden en kunnen geleverd worden in de hardheid van Rc 30 tot en met Rc 75. Dergelijke ingesmolten lagen hebben een zeer grote weerstand tegen chemische corrosie, slijtage, hitte oxidatie en stotende of zware mechanische belasting.