1、Juni 2005DEUTSCHE NORM Normenausschuss Schwei technik (NAS) im DINPreisgruppe 12DIN Deutsches Institut f r Normung e.V. Jede Art der Vervielf ltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut f r Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 01.040.25; 25.220.20A4 9594612www.din.deXD
2、IN EN 657Thermisches Spritzen Begriffe, Einteilung;Deutsche Fassung EN 657:2005Thermal spraying Terminology, classification;German version EN 657:2005Projection thermique Terminologie, classification;Version allemande EN 657:2005Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz f
3、rDIN EN 657:199406www.beuth.deGesamtumfang 23 SeitenDIN EN 657:2005-062Nationales VorwortDie Norm wurde im CEN/TC 240 Thermisches Spritzen und thermisch gespritzte Schichten erarbeitet.Das zustndige deutsche Normungsgremium ist der Gemeinschaftsausschuss DIN/DVS AA 14/AG V 7Thermisches Spritzen und
4、thermisch gespritzte Schichten im Normenausschuss Schweitechnik (NAS).Die im Abschnitt 2 und in den Literaturhinweisen zitierten Europischen Normen sind mit gleichem Inhalt alsDIN-EN-Normen verffentlicht.nderungenGegenber DIN EN 657:1994-06 wurden folgende nderungen vorgenommen:a) der Inhalt wurde n
5、eu strukturiert;b) bestehende Begriffe wurden berarbeitet und ausfhrlicher erlutert;c) neue Begriffe wurden aufgenommen;d) die bildlichen Darstellungen wurden aktualisiert.Frhere AusgabenDIN 32530: 1975-10, 1989-10DIN EN 657: 1994-06EUROPISCHE NORMEUROPEAN STANDARDNORME EUROPENNEEN 657Mrz 2005ICS 01
6、.040.25; 25.220.20 Ersatz fr EN 657:1994 Deutsche FassungThermisches Spritzen Begriffe, EinteilungThermal spraying Terminology, classification Projection thermique Terminologie, classificationDiese Europische Norm wurde vom CEN am 3. Februar 2005 angenommen.Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/
7、CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denendieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listendieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Ze
8、ntrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrageerhltlich.Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Manage
9、ment-Zentrummitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland,Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden,
10、 Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Schweden, derSchweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern.EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNGEUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATIONCOMIT EUROPEN DE NORMALISATIONManagement-Zentrum: rue de Stassar
11、t, 36 B-1050 Brssel 2005 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchemVerfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.Ref. Nr. EN 657:2005 DEN 657:2005 (D)2InhaltSeiteVorwort 31 Anwendungsbereich. 42 Normative Verweisungen . 43 Begriffe. 44 Verfahrensv
12、arianten . 44.1 Einteilung nach Art des Spritzzusatzes 44.2 Einteilung nach Art der Fertigung. 44.3 Einteilung nach Art des Energietrgers Auflistung mit Verfahrenskurzzeichen 55 Verfahrensbeschreibungen 65.1 Schmelzbadspritzen . 65.2 Flammspritzen. 65.3 Hochgeschwindigkeitsflammspritzen. 75.4 Flamms
13、chockspritzen (Detonationsspritzen) 85.5 Kaltgasspritzen . 95.6 Lichtbogenspritzenprozesse . 105.7 Plasmaspritzprozesse 115.8 Andere Plasmaspritzprozesse. 135.9 Laserspritzen. 146 Thermisches Spritzen Begriffe . 156.1 Allgemeine Begriffe 156.2 Begriffe zu Ausrstungen und Gerten zum thermischen Sprit
14、zen 166.3 Verfahrensspezifische Begriffe des thermischen Spritzens 176.4 Schichtspezifische Begriffe . 186.5 Begriffe zu Eigenschaften thermisch gespritzter Schichten 19Anhang A (informativ) Gliederung der Verfahren zum thermischen Spritzen Einteilung nachverwendeten Energietrgern 20Literaturhinweis
15、e 21EN 657:2005 (D)3VorwortDieses Dokument (EN 657:2005) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 240 Thermisches Spritzen undthermisch gespritzte Schichten erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird.Diese Europische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Verffentl
16、ichungeines identischen Textes oder durch Anerkennung bis September 2005, und etwaige entgegenstehendenationale Normen mssen bis September 2005 zurckgezogen werden.Dieses Dokument ersetzt EN 657:1994.Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgendenLnde
17、r gehalten, diese Europische Norm zu bernehmen: Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland,Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande,Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, TschechischeRepu
18、blik, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern.EN 657:2005 (D)41 AnwendungsbereichDieses Dokument definiert Verfahren und allgemeine Begriffe des thermischen Spritzens. Die thermischenSpritzverfahren werden eingeteilt nach Art des Spritzzusatzes, Art der Fertigung und Art des Energietrgers.2 Normati
19、ve VerweisungenDie folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datiertenVerweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzteAusgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen).EN ISO 14923,
20、 Thermisches Spritzen Merkmale und Prfung von thermisch gespritzten Schichten (ISO14923:2003)EN ISO 17836, Thermisches Spritzen Bestimmung der Auftragrate beim thermischen Spritzen(ISO 17836:2004)3 BegriffeFr die Anwendung dieses Dokumentes gilt der folgende Begriff.3.1thermisches Spritzen (TS)Verfa
21、hren, bei denen Spritzzustze innerhalb oder auerhalb der Spritzpistole zugefhrt und bis zumplastischen oder geschmolzenen Zustand aufgeheizt und dann auf die vorbereitete Oberflche geschleudertwerden; die Oberflche wird dabei nicht aufgeschmolzenANMERKUNG Um spezifische Eigenschaften der Schicht zu
22、erreichen, kann ein thermisches oder mechanischesNachbehandeln oder Versiegeln angewendet werden.4 Verfahrensvarianten4.1 Einteilung nach Art des SpritzzusatzesUnterschieden wird nach folgenden Varianten:Gbe Drahtspritzen;Gbe Stabspritzen;Gbe Schnurspritzen;Gbe Pulverspritzen;Gbe Schmelzbadspritzen.
23、4.2 Einteilung nach Art der Fertigung4.2.1 Manuelles SpritzenAlle den Ablauf des Spritzens kennzeichnenden Vorgnge werden manuell durchgefhrt.EN 657:2005 (D)54.2.2 Mechanisches SpritzenAlle den Ablauf des Spritzens kennzeichnenden Vorgnge sind mechanisiert.4.2.3 Automatisches SpritzenAlle den Ablauf
24、 des Spritzens kennzeichnenden Funktionen einschlielich aller Nebenttigkeiten (z. B.Wechseln der Werkstcke) sind mechanisiert und laufen nach einem Programm ab.4.3 Einteilung nach Art des Energietrgers Auflistung mit VerfahrenskurzzeichenBei der Einteilung nach Energietrgern werden durch die untersc
25、hiedliche Art der Spritzzustze Unter-gliederungen erforderlich. Anhang A zeigt eine graphische Darstellung der Verfahren mit Untergliederungen.Tabelle 1 Einteilung und Kurzzeichen der SpritzverfahrenSpritzverfahren Einteilung nach EnergietrgernVerfahrens-kurzzeichenVerfahrensbeschreibungim Abschnitt
26、TS mittels Zerstubeneiner SchmelzeSchmelzbadspritzen MBS 5.1Drahtflammspritzen WFS 5.2.2Hochgeschwindigkeitsdrahtflammspritzen HVWFS 5.2.3Pulverflammspritzen PFS 5.2.4Hochgeschwindigkeitsflammspritzen HVOF 5.3 / 5.3.1 / 5.3.2TS mittels gasfrmigeroder flssigerBrennstoffeFlammschockspritzen (Detonatio
27、nsspritzen) DGS 5.4TS mittels Expansionvon komprimiertenGasen ohneVerbrennungKaltgasspritzen CGS 5.5Lichtbogenspritzen AS 5.6.1Schutzgaslichtbogenspritzen SAS 5.6.2Atmosphrisches Plasmaspritzen APS 5.7.1Schutzgasplasmaspritzen SPS 5.7.2Plasmaspritzen in einer Kammer im Vakuum VPS 5.7.3Plasmaspritzen
28、 in einer Kammer bei ber1 barHPPS 5.7.3Flssigkeitsstabilisiertes Plasmaspritzen LSPS 5.8.1TS durch elektrischenLichtbogen oderGasentladungInduktionsplasmaspritzen ICPS 5.8.2TS mittels gebndeltemLichtstrahlLaserspritzen LS 5.9EN 657:2005 (D)65 Verfahrensbeschreibungen5.1 SchmelzbadspritzenBeim Schmel
29、zbadspritzen wird ein Spritzzusatz meist in einem Tiegel geschmolzen und durch ein vorge-wrmtes Zerstubergas (z. B. Druckluft) auf die vorbereitete Werkstckoberflche geschleudert (siehe Bild 1).Legende1 Zerstubergas2 Gaszufuhr3Schmelzbad4 Widerstandsheizung5 Spritzstrahl6 Spritzschicht7Grundwerkstof
30、Bild 1 Schmelzbadspritzen5.2 Flammspritzen5.2.1 AllgemeinesFlammspritzen ist ein Verfahren, bei dem ein Beschichtungsmaterial in einer Brenngas-Sauerstoffflammeaufgeheizt und dann auf die Werkstckoberflche aufgespritzt wird. Der Spritzzusatz kann pulver-, stab-,schnur- oder drahtfrmig sein. Das heie
31、 Spritzmaterial wird durch die Verbrennungsgase der Brenngas-Sauerstoffflamme allein oder mit Untersttzung durch ein Zerstubergas, z. B. Druckluft, auf dieWerkstckoberflche geschleudert.5.2.2 DrahtflammspritzenBeim Drahtflammspritzen wird der drahtfrmige Spritzzusatz dem Brenner kontinuierlich zugef
32、hrt. Er wird ineiner Brenngas-Sauerstoffflamme bis zum Schmelzzustand aufgeheizt und mit Hilfe eines Zerstubergases,z. B. Druckluft, auf die vorbereitete Werkstckoberflche geschleudert (siehe Bild 2).Legende1Druckluft2 Brenngas3 Sauerstoff4 Draht oder Stab5 Drahtvorschubeinrichtung6 Spritzschicht7Gr
33、undwerkstof8 abschmelzende Drahtspitze9 SpritzstrahlBild 2 DrahtflammspritzenDie berwiegend verwendeten Brenngase sind z. B. Acetylen, Propan und Wasserstoff.Varianten des Drahtspritzens sind Stabflammspritzen bei stabfrmigem Spritzzusatz und Schnurflamm-spritzen bei schnurfrmigem Spritzzusatz.EN 65
34、7:2005 (D)75.2.3 HochgeschwindigkeitsdrahtflammspritzenBeim Hochgeschwindigkeitsdrahtflammspritzen werden gegenber den blichen Verfahren wesentlich hhereGasdrcke verwendet. Dadurch wird eine feinere Zerstubung der aufgeschmolzenen Drahtspitze und einehhere Partikelgeschwindigkeit erreicht. Zustzlich
35、 verwenden diese Systeme einen Druckluftstrom, dersowohl fr eine Beschleunigung des Spritzstrahls als auch fr Khlung sorgt. Die Schichteigenschaftenwerden durch geringere Porositt und hhere Haftzugfestigkeit verbessert.5.2.4 PulverflammspritzenBeim Pulverflammspritzen wird der Spritzzusatz dem Brenn
36、er pulverfrmig zugefhrt und in einer Brenngas-Sauerstoffflamme in den plastischen oder teilweise oder vollstndig geschmolzenen Zustand aufgeheizt undmit Hilfe der expandierenden Verbrennungsgase auf die vorbereitete Werkstckoberflche geschleudert. Fallserforderlich, kann ein zustzlicher Gasstrahl zu
37、r Beschleunigung der Pulverteilchen verwendet werden (sieheBild 3).Legende1 Flamme2 Brenngas3 Sauerstoff4 Pulver und Trgergas5 Spritzstrahl6 Spritzschicht7GrundwerkstofBild 3 Pulverflammspritzen5.3 Hochgeschwindigkeitsflammspritzen5.3.1 Hochgeschwindigkeitsflammspritzen mit gasfrmigen BrennstoffenBe
38、im Hochgeschwindigkeitsflammspritzen erfolgt eine kontinuierliche Verbrennung innerhalb einerBrennkammer, die in Verbindung mit der Verwendung einer nachgeordneten Expansionsdse eine besondershohe Strmungsgeschwindigkeit im Gasstrahl erzeugt. Der Spritzzusatz wird axial in die Brennkammer oderradial
39、 in den Hochgeschwindigkeitsgasstrahl injiziert.Je nachdem, an welcher Stelle das Pulver injiziert wird, ergibt sich eine unterschiedliche Verweildauer derPartikel im Spritzstrahl, die die Partikelgeschwindigkeit und -temperatur beeinflusst. Durch die hohe kinetischeEnergie ergeben sich Schichten ho
40、her Dichte und Haftfestigkeit (siehe Bild 4).Brenngase wie Acetylen, Propan, Propylen, Methylacetylen-Propadien und Wasserstoff knnen verwendetwerden.EN 657:2005 (D)8Legende1Druckluft2 Brenngas3 Sauerstoff4 Pulver und Trgergas5 Spritzstrahl6 Spritzschicht7GrundwerkstofBild 4 Hochgeschwindigkeitsflam
41、mspritzen mit gasfrmigen Brennstoffen5.3.2 Hochgeschwindigkeitsflammspritzen mit flssigen BrennstoffenBeim Hochgeschwindigkeitsflammspritzen mit flssigen Brennstoffen wie N-Paraffinen, Petroleum u. a. wirdgegenber dem Spritzen mit gasfrmigen Brennstoffen mit noch hheren Brennkammerdrcken gearbeitet.
42、Das Spritzpulver wird radial an einer Stelle injiziert, an der die Verbrennungsgase bereits vollstndigexpandiert und schon etwas abgekhlt sind. Das fhrt zu noch dichteren Schichten und hherenHaftfestigkeiten. Gegebenenfalls knnen Druckeigenspannungen in der Schicht erzeugt werden (siehe Bild 5).Lege
43、nde1 Brennkammer2 Flssiger Brennstoff3 Sauerstoff4 Pulver und Trgergas5 Spritzstrahl6 Spritzschicht7GrundwerkstofBild 5 Hochgeschwindigkeitsflammspritzen mit flssigen Brennstoffen5.4 Flammschockspritzen (Detonationsspritzen)Beim Flammschock-/Detonationsspritzen werden bestimmte Mengen eines pulverfr
44、migen Spritzzusatzes ineine Brennkammer eingefhrt, in der das Gasgemisch in gesteuerten Intervallen zur Detonation gebrachtwird. Dadurch entsteht ein heier Gasstrahl hoher Geschwindigkeit, in dem das Pulver zum plastischen oderteilweise oder vollstndig geschmolzenen Zustand aufgeheizt wird und ber e
45、in Austrittsrohr auf hoheTeilchengeschwindigkeit beschleunigt wird.Die Detonationskanone besteht aus der Brennkammer und dem Austrittsrohr. Das eingefhrte Gas-Pulvergemisch wird durch einen elektrischen Funken gezndet. Die im Rohr entstehende Schockwellebeschleunigt die Spritzteilchen. In der Flamme
46、nfront werden die Partikel weiter aufgeheizt und in einemgerichteten Strahl auf eine vorbereitete Werkstckoberflche geschleudert. Nach jeder Detonation erfolgt einReinigungssplen der Brennkammer und des Rohres mit Stickstoff (siehe Bild 6).EN 657:2005 (D)9Legende1 Zndung2 Brenngas3 Sauerstoff4 Pulve
47、r und Trgergas5 Spritzstrahl6 Spritzschicht7Grundwerkstof8 Splgas, StickstoffBild 6 Detonationsspritzen5.5 KaltgasspritzenBeim Kaltgasspritzen wird ein Prozessgas (vornehmlich Stickstoff) in einer De-Laval-Dse auf berschall-geschwindigkeit beschleunigt. Der Spritzzusatz wird in Pulverform vor der Ds
48、e in den Gasstrahl injiziert undmit hoher kinetischer und niedriger thermischer Energie auf die Werkstckoberflche hin beschleunigt.Oberhalb einer fr den jeweiligen Spritzzusatz charakteristischen Partikelgeschwindigkeit bilden die Partikelbeim Aufprall eine dichte und festhaftende Schicht. Ein exter
49、nes Aufheizen z. B. in einem elektrischbeheizten Durchlauferhitzer erhht die Strmungsgeschwindigkeit des Gases und auch diePartikelgeschwindigkeit. Die damit verbundene Partikelerwrmung begnstigt das Verformen beim Aufprall.Die Gastemperatur liegt aber deutlich unter der Schmelztemperatur des Spritzzusatzes, so dass die Partikelim Gasstrom nicht geschmolzen werden knnen.Deshalb lassen si
