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Thermisches Spritzen mit der GTV TopGun Typhoon – Parameterentwicklung für Draht und Pulver
Untersucht wurde die mit Gas arbeitende und gasgekühlte HVOF-Spritzpistole GTV TopGun Typhoon, die von IBEDA in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Kompositwerkstoffe der TU Chemnitz entwickelt wurde. Diese nutzt eine konvergent-divergent Düse für maximale Gasgeschwindigkeiten, eine drallbehaftete Kühlgasinjektion zur Einschnürung des Gasstroms in der Brennkammer und kann sowohl Pulver als auch Drahtmaterial verarbeiten. Die Pistole arbeitet mit Druckluft und Stickstoff als Kühlgas. In der vorliegenden Arbeit wurden sechs verschiedene Rohmaterialien verwendet, um die bestmögliche Schichtqualität mit der Spritzpistole zu erzielen. Dies waren kommerzielle Pulver (WC Co 88/12, Cr3C2 NiCr, NiCrBSi, AISI 316L) und zwei Arten von Draht (17 % Cr-Stahl, NiCr 80/20). Zunächst wurden die wichtigsten Parametervariationen in Abhängigkeit vom Spritzwerkstoff in einem DOE-Verfahren untersucht und qualifiziert. Die betrachteten Größen waren der Brenngasstrom, die Stöchiometrie, der Kühlgasstrom, die Rate an Spritzwerkstoff, der Trägergasstrom und der Spritzabstand. Nach den Voruntersuchungen folgte eine Optimierung der Parameter mittels DOE, bei dem jeweils ein Parameter verändert wurde. Ziel war die Verbesserung der Beschichtungseffizienz, der Schichtporosität- und -morphologie sowie der Oxidationsgrad für die verschiedenen Spritzmaterialien.
WOMag 10/2013 Tillmann, W.; Rüther, Bastian; Allebrodt, B.; Schläfer, T.
GTV TopGun Typhoon: parameter development for wire and powder feedstock materials
An investigation was taken with the gas operated and gas cooled HVOF gun GTV TopGun Typhoon, which was developed by IBEDA in cooperation with the Composite Materials Group at Chemnitz University of Technology. It uses a convergent-divergent nozzle for maximum gas velocities, a swirl to constrict the gas stream inside the combustion chamber and is able to process powder and wire feedstock materials. The gun works with compressed air or nitrogen as cooling gas. In the present work, six different feedstock materials are used to optimize the coating quality through a parameter variation using the GTV TopGun Typhoon. The feedstock materials are four common powder feedstock materials (WC Co 88/12, Cr3C2 NiCr, NiCrBSi and AISI 316L) and two wire feedstock materials (17 % Cr-Steel and NiCr 80/20). Ahead of the primary parameter variation, a preliminary, material specific factorial design of experiment has been done to evaluate the correlations and variations between the process parameters. The varied process parameters are fuel gas flow, gas stoichiometry, cooling gas flow, feed rate, carrier gas flow and spraying distance. After the initial process screening, the parameters were optimized by using one-factor-at-a-time design-of-experiment to improve the deposition efficiency, coating porosity/morphology and degree of coating oxidation for each feedstock material.
