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Keramische Beschichtungen

 

Keramische Beschichtungen finden im Maschinenbau breite Anwendung. Sie zeichnen sich durch hohe Härte, Verschleißbeständigkeit und chemische Inertheit aus. Sie können dauerhaft auf metallische Flächen aufgebracht werden. Geeignete Verfahren sind das atmosphärische Plasmaspritzen (APS), das Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF) sowie das Lichtbogen- und Laserverfahren..

Ein klassisches Beispiel ist die Beschichtung von Wellen. Nach dem Aufspritzen kann die Keramikschicht präzise geschliffen werden. So erhält sie eine spiegelglatte Oberfläche, die sich lediglich farblich vom Grundkörper unterscheidet. Solche Schichten sind mehr als zwanzigmal verschleißresistenter als metallische Werkstoffe. Sie werden bevorzugt bei Lippenabdichtungen oder bei Gleitringdichtungen eingesetzt. Sie erfüllen höchste Oberflächengüte und Abriebfestigkeit.

Auch in der Mischtechnik spielen keramische Beschichtungen eine große Rolle. Werden Mischwerkzeuge oder Mischkessel damit ausgekleidet, sinkt der Verschleiß erheblich. Gleichzeitig wird verhindert, dass abrasive Mischgüter metallischen Abrieb aufnehmen. Dadurch verbessert sich die Produktreinheit. Die Standzeit der Apparate verlängert sich.

amixon® verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Verschleißminimierung und der Applikation keramischer Beschichtungen. Gerade bei der Verarbeitung hochabrasiver Schüttgüter zeigt sich, dass keramisch beschichtete Mischwerkzeuge und mit Keramik ausgekleidete Mischräume die Standzeiten der Apparate deutlich erhöhen.

 

Im Maschinenbau werden unterschiedliche Keramikarten genutzt:

  • Aluminiumoxid (Al₂O₃): sehr hart, elektrisch isolierend, weit verbreitet im Verschleißschutz.
  • Zirkonoxid (ZrO₂): hohe Bruchzähigkeit, gute Temperaturwechselbeständigkeit.
  • Chromoxid (Cr₂O₃): besonders verschleißfest und chemisch beständig.
  • Siliciumcarbid (SiC) und Siliciumnitrid (Si₃N₄): extrem hart, geeignet für Hochtemperaturanwendungen.

Thermische Barriereschichten aus yttriumstabilisiertem Zirkonoxid (YSZ) werden häufig in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, um Turbinenschaufeln gegen hohe Temperaturen zu schützen.

 

Wichtig ist: Aufgespritzte Keramikschichten sind porös. Sie weisen eine mikroskopisch raue Struktur mit offener Porosität auf. Wird eine solche Schicht von Flüssigkeit benetzt, kann diese durch die Poren bis auf die metallische Oberfläche eindringen. Deshalb sind thermisch gespritzte Keramikbeschichtungen nicht geeignet, um einen metallischen Mischraum säurefest auszukleiden. Für korrosionsbeständige Anwendungen müssen stattdessen vollflächig dichte Auskleidungen, etwa aus Emaille, Kunststoff oder Hartmetall, eingesetzt werden.