1、November 2007DEUTSCHE NORM Normenausschuss Schweitechnik (NAS) im DINPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 25.220.20!,wp“9847796www.din.deDDIN EN 1552
2、0Thermisches Spritzen Empfehlungen zum konstruktiven Gestalten von Bauteilen mitthermisch gespritzten Schichten;Deutsche Fassung EN 15520:2007Thermal spraying Recommendations for constructional design of components with thermally sprayedcoatings;German version EN 15520:2007Projection thermique Recom
3、mandations sur la conception des assemblages dlments comportant unrevtement dpos par projection thermique;Version allemande EN 15520:2007Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlinwww.beuth.deGesamtumfang 18 SeitenDIN EN 15520:2007-11 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 15520
4、:2007) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 240 Thermisches Spritzen und thermisch gespritzte Schichten“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird. Das zustndige deutsche Gremium ist der Gemeinschaftsausschuss NA 092-00-14 AA Thermisches Spritzen und thermisch gespritzte Sch
5、ichten (DVS AG V 7)“ im Normenausschuss Schweitechnik (NAS). Die im Abschnitt 2 und im Literaturhinweis genannten Europischen Normen sind mit gleichem Inhalt als DIN-EN- bzw. DIN-EN-ISO-Normen verffentlicht. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 15520 August 2007 ICS 25.220.20 Deutsch
6、e Fassung Thermisches Spritzen Empfehlungen zum konstruktiven Gestalten von Bauteilen mit thermisch gespritzten Schichten Thermal spraying Recommendations for constructional design of components with thermally sprayed coatings Projection thermique Recommandations sur la conception des assemblages dl
7、ments comportant un revtement dpos par projection thermique Diese Europische Norm wurde vom CEN am 20. Juli 2007 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der
8、 Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum des CEN oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deuts
9、ch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die natio
10、nalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, d
11、er Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. Management-Zentrum: rue de Stassart, 36 B-1050 Brssel 2007 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. EN 15520:2007 DE
12、UROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATION EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EN 15520:2007 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung.4 1 Anwendungsbereich .5 2 Normative Verweisungen5 3 Einsatzbereiche und spezifische Eigenschaften thermisch gespritzter Schichten .5 4 Grundregel
13、n fr die Gestaltung von Bauteilen mit thermisch gespritzten Schichten .6 5 Gestaltung von Bauteilen und Werkstcken zur Vorbereitung zum thermischen Spritzen 7 6 Bearbeiten und Nachbehandeln von thermisch gespritzten Schichten 7 7 Konstruktionsangaben Symbolische Darstellung der Spritzschicht in der
14、Zeichnung Prfungsangaben in der Stckliste .7 8 Beispiele zum spritzgerechten Konstruieren .8 Literaturhinweise . 16 Bilder Bild 1 Thermisches Spritzen ebener Flchen 9 Bild 2 Gestalten rotationssymmetrischer Teile (thermisches Spritzen auf Auenflchen) 10 Bild 3 Gestalten rotationssymmetrischer Teile
15、(thermisches Spritzen auf Innenflchen) 11 Bild 4a Teilbeschichtung einer Innenflche mit einem Standardspritzbrenner . 11 Bild 4b Komplettbeschichtung einer Innenflche mit einem speziellen Innenspritzbrenner . 11 Bild 5a Schicht um angefaste Kante gezogen . 12 Bild 5b Schicht um gerundete Ecke gezoge
16、n 12 Bild 6 Gestalten von Teilen zum Vermeiden von zu hoher Kantenpressung . 12 Bild 7 Ausfhrungsbeispiel Hubkolben, Grundwerkstoff: Stahl EN 10088-3 1.4571, Schichtbezeichnung nach EN 14665 13 Bild 8 Ausfhrungsbeispiel Pumpenwelle, Grundwerkstoff: Stahl EN 10083-1 C35+N 14 Tabellen Tabelle 1 Prozes
17、sbedingte Besonderheiten und spezifische Eigenschaften thermisch gespritzter Schichten . 5 Tabelle 2 Grundregeln und Argumente 6 Tabelle 3 Gngige Mindestabmessungen fr Innenspritzungen . 8 Tabelle 4 Beispiel einer Stckliste fr die fertig bearbeitete Pumpenwelle (siehe Bild 8b) 15 EN 15520:2007 (D) 3
18、 Vorwort Dieses Dokument (EN 15520:2007) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 240 Thermisches Spritzen und thermisch gespritzte Schichten“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird. Diese Europische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Verffentlichung eines
19、identischen Textes oder durch Anerkennung bis Februar 2008, und etwaige entgegenstehende nationale Normen mssen bis Februar 2008 zurckgezogen werden. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nicht dafr verantwort
20、lich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalten, diese Europische Norm zu bernehmen: Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechen
21、land, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. EN 15520:2007 (D) 4 Einleitung Das thermische Spritzen wir
22、d zur gezielten Verbesserung der Oberflcheneigenschaften von Werkstcken eingesetzt, um den Verschleiwiderstand, die elektrische Leitfhigkeit oder den elektrischen Widerstand zu erhhen, eine Korrosionsbestndigkeit bei gegebenen Betriebsbedingungen zu erzielen, Gleiteigenschaften zu verbessern, eine W
23、rmeisolation zu gewhrleisten. Empfehlungen zum thermischen Spritzen enthlt EN 14616. EN 15520:2007 (D) 5 1 Anwendungsbereich Diese Europische Norm gilt fr thermische Spritzschichten. Sie enthlt grundstzliche Empfehlungen zur Gestaltung von Bauteilen, die komplett oder teilweise beschichtet werden ms
24、sen. Die Empfehlungen gelten sowohl bei der Neufertigung als auch bei der Instandsetzung von z. B. verschlissenen Bauteilen. Die Beschichtung kann aus metallischen, metallkeramischen, oxidkeramischen Werkstoffen oder aus Kunststoff bestehen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente
25、 sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). EN 14665, Thermisches Spritzen Thermisch gespritzte Schich
26、ten Symbolische Darstellung in Zeich-nungen 3 Einsatzbereiche und spezifische Eigenschaften thermisch gespritzter Schichten Aufgrund ihrer Struktur besitzen thermisch gespritzte Schichten Eigenschaften, die sie deutlich von Massiv-werkstoffen unterscheiden. Eine geeignete konstruktive Grundgestaltun
27、g und ein geeigneter Grundwerkstoff mssen die mechanische Belastung tragen. Thermisch gespritzte Schichten erhhen blicherweise nicht die Festigkeitswerte des Grundwerkstoffes des Werkstckes. Einige prozessbedingte Besonderheiten und spezifische Eigenschaften thermisch gespritzter Schichten sind in T
28、abelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1 Prozessbedingte Besonderheiten und spezifische Eigenschaften thermisch gespritzter Schichten Prozessbedingte Besonderheiten Spezifische Eigenschaften thermisch gespritzter Schichten Bauteile aus nahezu allen Werkstoffen knnen thermisch beschichtet werden. Nicht je
29、des Spritzverfahren ist fr alle Anwendungen geeignet. Beschichtungen mit ganz anderen Eigenschaften im Vergleich zum Grundwerkstoff sind mglich. Schichten knnen mit unterschiedlichen Spritzzustzen nebeneinander, bereinander gespritzt werden oder flieend ineinander bergehen (gradierte Schichten). bli
30、cherweise steigt der Einfluss der Eigenspannung in der Schicht mit zunehmender Schichtdicke. blicherweise ist der Wrmeeintrag durch das Spritzen so gering, dass es mglich ist, Gefgever-nderungen oder Verzug zu vermeiden. Der Wrmeeintrag beim Einschmelzen von selbst-flieenden Legierungen oder bei Dif
31、fusionsgl-hungen kann Gefgeumwandlungen oder Verzug hervorrufen. Falls die Schicht nicht nachtrglich wrmebehandelt wurde, ist die Haftfestigkeit vornehmlich abhngig von mechanischen Hafteigenschaften. Falls die Schicht nachtrglich wrmebehandelt wurde, ist die Haftfestigkeit abhngig von der Diffusion
32、; die Schicht wird dabei verdichtet. Die Anwendung des Verfahrens ist von der Gre des Bauteils nahezu unabhngig. Einige geometrische Dimensionen z. B. Bohrungen mit zu geringem Innendurchmesser knnen die Spritzmglichkeit einschrnken. EN 15520:2007 (D) 6 Tabelle 1 (fortgesetzt) Prozessbedingte Besond
33、erheiten Spezifische Eigenschaften thermisch gespritzter Schichten Kompliziert geformte Bauteile knnen beschichtet werden, wenn entsprechende Spritzeinrichtungen verwendet werden. Spritzschichten reagieren empfindlich auf Kanten-pressung, punkt- und linienfrmige Belastungen und Schlagbeanspruchungen
34、. Bereiche eines Bauteils, die frei von Spritzgut sein mssen, knnen z. B. durch Maskierung geschtzt werden. Die unbehandelte Oberflche der Spritzschicht stellt einen guten Untergrund fr Anstriche oder Imprgnierungen dar. Mehrere thermische Spritzverfahren knnen sowohl auf der Baustelle als auch in d
35、er Werkstatt eingesetzt werden. Schichteigenschaften z. B. Porositt knnen verndert werden, um bestimmte Anwendungen zu ermglichen. Spritzschichten sind mikropors, ausgenommen davon sind Schichten von nachtrglich wrme-behandelten selbstflieenden Legierungen. 4 Grundregeln fr die Gestaltung von Bautei
36、len mit thermisch gespritzten Schichten Wenn bestimmte Voraussetzungen bei der konstruktiven Gestaltung fr das thermische Spritzen von Schichten nicht beachtet werden, kann es mglich sein, dass gewnschte Eigenschaften der Spritzschicht nicht erzielt werden. Eine konstruktive Gestaltung, die geeignet
37、 ist fr das thermische Spritzen, wird auch geeignet sein fr Vorbereiten, Strahlen und Sichtprfung. Weitere Konstruktionsangaben fr spezielle Anwendungen enthalten EN ISO 14921 und EN ISO 17834 und zum Schutz von Stahlbauteilen gegen Korrosion EN ISO 12944-3, EN ISO 14713 und EN ISO 2063, die Angaben
38、 zum Bewerten von Beschichtungswerkstoffen, zum Durchfhren des Spritzens, zum Prfen enthalten und Empfehlungen fr Schichtdicken fr verschiedene Korrosionsbedingungen geben. Die wichtigsten Regeln fr die Gestaltung sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Tabelle 2 Grundregeln und Argumente Grundregeln Arg
39、umente Erklrungen Ausreichende Zugnglichkeit der Beschichtungsbe-reiche. Verfahren, Spritzpistole samt ihren elektrischen und/oder Gasanschlssen, notwendiger Spritzab-stand und Spritzwinkel mssen alle bercksichtigt werden. Die zu beschichtende Flche muss einsehbar und erreichbar sein. Einsehbar und
40、erreichbar fr den Spritzstrahl oder das Werkzeug, welches vom Bediener oder vom Handhabungs-system bewegt wird. Scharfe Kanten sind zu vermeiden. blicherweise knnen sie nicht mit einer geeigneten und gleichmigen Schichtdicke beschichtet werden. Beschich-tungen knnen an scharfen Kanten beschdigt werd
41、en. Scharfe Kanten an Lchern und entlang von Schnitt- oder Frskanten mssen angefast oder gerundet werden. EN 15520:2007 (D) 7 Tabelle 2 (fortgesetzt) Grundregeln Argumente Erklrungen Enge innere Radien sind zu vermeiden. Verwirbelung des Spritzstrahls, ungnstige Auftreff-winkel und unregelmig zurckf
42、liegende Spritz-partikel werden auftreten, was zu ungengender Haftfestigkeit und Dichte fhren wird. Beschichtungen in engen Bohrungen, Schlitzen oder Sack-lchern sind zu vermeiden. Verwirbelung und lose an den Wnden anhaftende Spritz-teilchen knnen auftreten. Staubeinschlsse sind beim Spritzen von I
43、nnenflchen zu minimieren, siehe Bild 4. Besondere Sorgfalt beim Entfernen von Staub und Abfhren von Wrme. Der Spritzstrahl sollte rechtwinklig auf die Oberflche auf-treffen. Der Auftreffwinkel darf nicht kleiner als 45 sein. Ungengende Spritzwinkel beeintrchtigen Haftfestigkeit, Wirkungsgrad und Sch
44、ichtstruktur. Siehe Bilder 4a und 4b. Die Gefahr von Abhebungen der Schicht ist zu minimieren. Die Schicht muss um abgerundete oder angefaste Kanten herumgezogen werden. Siehe Bilder 5a und 5b. Die Gefahr der Beschdigung der Schicht ist zu minimieren. Eine Sttzkante oder Mulde (z. B. nach Bild 8 Ein
45、zelheit X) kann vorgesehen werden. Zu beschichtende Schweinhte mssen frei von Spritzern, Einbrandkerben und Poren sein. Ein Gltten muss gefordert werden. Wrmebeeinflusste Zonen (WEZ) durch thermisches Schneiden sind zu minimieren. Aufgehrtete scharfe Schnittkanten sind zu entfernen. 5 Gestaltung von
46、 Bauteilen und Werkstcken zur Vorbereitung zum thermischen Spritzen Wenn Bauteile oder Werkstcke nur partiell zu beschichten sind, muss die Bearbeitung auf Fertigma des ganzen Bauteils nach dem Spritzen der Schicht ausgefhrt werden. Wenn rotationssymmetrische Bauteile herzustellen sind, sollte der R
47、ohling nur im Spritzbereich auf den fr die aufzubringende Schichtdicke geeigneten Durchmesser vorgedreht werden. Ein Ausfhrungsbeispiel zeigt Bild 7. Beim thermischen Spritzen fertig bearbeiteter Teile oder bei Instandsetzung von Teilen durch Beschichten knnen die Bereiche, die nicht beschichtet wer
48、den mssen, durch geeignete Manahmen (z. B. Maskierung) beim Strahlen und beim thermischen Spritzen geschtzt werden. 6 Bearbeiten und Nachbehandeln von thermisch gespritzten Schichten Die gegenber Massivwerkstoffen stark abweichenden Eigenschaften von thermisch gespritzten Schichten mssen bei der mec
49、hanischen Bearbeitung bercksichtigt werden. Einzelheiten zur Vorgehensweise bei Bearbeitung, thermischem Nachbehandeln oder Versiegeln von Spritzschichten sind in EN ISO 14924 und in EN ISO 14920 angegeben. Eine Beeintrchtigung des Grundwerkstoffes durch alle Arten thermischen Nachbehandelns mssen bercksichti
