THERMAL SPRAY Bulletins, Und Mir Be- SPRAY BULLETIN and to Mine

THERMAL 1⁄2020 Hendrik Heineking Bianca Wagner Noah Jung Annika Krause Damiano Marasci BULLETIN SPRAY Seid Mohammad Finn Seibert Dario Ludwig Danny Rosenkranz Besim Smakaj www.thermal-spray-bulletin.info

• Validierung von Partikelgeschwindigkeits-Messungen von HVOF-Prozessen • Validation of particle velocity of HVOF spraying processes • Substraterwärmung beim Innenbeschichten mittels HVOF • Substrate heating during lining by means of HVOF spray- Franz Hette Luca Schneider Simon Weber Selda Ince Michael Stutzmann ing • Weiterentwicklung von Schichten aus dem System Al2O3-TiO2 • Advanced development of coatings of the Al2O3-TiO2 system • Hochtemperaturversiegelung für thermisch gespritzte Schichten • Sealing of Thermal Spray Coatings for High Temperature

1/20 Sarah Luna Sauter Jens Wilken Silas Leicher Farouk Bouaouina Martin Ferderer

BULLETIN

Arnulf Buhl Sebastian Pfeiffer Tobias Wessler Christian Schmengler Nico Mühlon THERMAL SPRAY

Matthias Link Michael Pfeifer Karin Müller-Roden Friedhold Thiel Dirk Johanntokrax obz coatings multiplying the lifetime Tobias Nauroth Philipp Schäfer Uwe Neske Boris Schnorr Michael Weiss

Johannes Fischer Detlef Zöller Jochen Ermert Tobias Schüler Andreas Wank

Enrico Hauser Dirk Griese Shen Xihua Christoph Koch Heinz Wagner

Im Betrieb seit (Jahren) senority (years) ≤1 ≤5 ≤10 ≤20

obz innovation gmbh, the most selected development partner for coating obz innovation gmbh, the most selected development partner for coating GTV Verschleißschutz GmbH solutions in thermal spraying, cold spraying und suspension spraying. solutions in thermal spraying, cold spraying und suspension spraying. Gewerbegebiet „Vor der Neuwiese“ 7 obz innovation gmbh | [email protected] www.obz-innovation.comobz innovation gmbh | [email protected] | www.coldgascoating.com | www.suspensionspraying.com D-57629 Luckenbach, Germany www.obz-innovation.com | www.coldgascoating.com | www.suspensionspraying.com UnserUnser TeamTeam fürfür IhrenIhren Erfolg!Erfolg! OurOur TeamTeam forfor YourYour Success!Success! HendrikHendrik Heineking Heineking Bianca Bianca Wagner Wagner Noah Noah Jung Jung Annika Annika Krause Krause Damiano Damiano Marasci Marasci SebastianSebastian Uhr Uhr Holger Holger Zöller Zöller

PatrickPatrick SeidSeid Mohammad Mohammad Finn Finn Seibert Seibert Dario Dario Ludwig Ludwig Danny Danny Rosenkranz Rosenkranz Besim Besim Smakaj Smakaj SaschaSascha Barteck Barteck Martina Martina Hoffmann Hoffmann Nicole Nicole Kambeck Kambeck RommelrathRommelrath Dustin Dustin Hägler Hägler

KonstantinKonstantin FranzFranz Hette Hette Luca Luca Schneider Schneider Simon Simon Weber Weber SeldaSelda Ince Ince Michael Michael Stutzmann Stutzmann HarunHarun Öztel Öztel GusTaVGusTaV vonvon Niessen Niessen Sarah Sarah Stegmann Stegmann Ralph Ralph Dittmann Dittmann

20022002

SarahSarah Luna Luna Sauter Sauter Jens Jens Wilken Wilken SilasSilas Leicher Leicher Farouk Farouk Bouaouina Bouaouina Martin Martin Ferderer Ferderer ReinhardReinhard Görg Görg Alexander Alexander Hitzek Hitzek Ringo Ringo Beckert Beckert Sabine Sabine Michaelis Michaelis Jonas Jonas Langenbach Langenbach VIERVIER VON VON VIELEN VIELEN LANGJÄHRIGENLANGJÄHRIGEN

JaquelineJaqueline ArnulfArnulf Buhl Buhl Sebastian Sebastian Pfeiffer Pfeiffer Tobias Tobias Wessler Wessler ChristianChristian Schmengler Schmengler NicoNico Mühlon Mühlon LEISTUNGSTRÄGERNLEISTUNGSTRÄGERN DER DER GTV! GTV! ThomasThomas Heinz Heinz Udo Udo Vohl Vohl Haiying Haiying Luo Luo Simon Simon Dickhausen Dickhausen MüllerMüller JUSTJUST FOUR FOUR OF OF MANY MANY LONGTIMELONGTIME TOP TOP PERFORMERS PERFORMERS OFOF GTV! GTV! MatthiasMatthias Link Link Michael Michael Pfeifer Pfeifer Karin Karin Müller-Roden Müller-Roden Friedhold Friedhold Thiel Thiel Dirk Dirk Johanntokrax Johanntokrax WalterWalter Emil Emil Diﬂ Diﬂ o o RonnyRonny Köllner Köllner Jennifer Jennifer Schulze Schulze Lars Lars Pfeiffer Pfeiffer Philip Philip Müller Müller

TobiasTobias Nauroth Nauroth Philipp Philipp Schäfer Schäfer Uwe Uwe Neske Neske Boris Boris Schnorr Schnorr Michael Michael Weiss Weiss MartinMartin Kohl Kohl Natalia Natalia Botter Botter Sven Sven Schuchmann Schuchmann Patrick Patrick Krist Krist Willi Willi Burandt Burandt

JohannesJohannes Fischer Fischer Detlef Detlef Zöller Zöller Jochen Jochen Ermert Ermert Tobias Tobias Schüler Schüler Andreas Andreas Wank Wank AndreasAndreas Kulik Kulik Markus Markus Hille Hille Marcell Marcell Donath Donath René René Byron Byron Michael Michael Brenner Brenner 20192019

EnricoEnrico Hauser Hauser Dirk Dirk Griese Griese ShenShen Xihua Xihua Christoph Christoph Koch Koch Heinz Heinz Wagner Wagner AlexanderAlexander Theis Theis Klaus Klaus Nassenstein Nassenstein Thomas Thomas Sohnius Sohnius Melanie Melanie Strauch Strauch Katja Katja Häfele Häfele

ImIm Betrieb Betrieb seit seit (Jahren) (Jahren) senoritysenority (years) (years) ≤1≤1 ≤5≤5 ≤10≤10 ≤20≤20 ≤30≤30 >30>30

GTVGTV Verschleißschutz Verschleißschutz GmbH GmbH

GewerbegebietGewerbegebiet „Vor „Vor der der Neuwiese“ Neuwiese“ 7 7 Phone:Phone: +49 +49 (0)2662 (0)2662 9576-0 9576-0 D-57629D-57629 Luckenbach, Luckenbach, Germany Germany Web:Web: www.gtv-mbh.de www.gtv-mbh.de | |E-mail: E-mail: of of [email protected] [email protected] SeitSeit / Since / Since 1983 1983

Anz_GTV_TSBAnz_GTV_TSB 2020-01_Final2_200406.indd 2020-01_Final2_200406.indd 1 1 06.04.202006.04.2020 09:41:56 09:41:56 Vorwort Editorial

Sehr geehrte Leserinnen, sehr geehrte Leser, Dear Readers, die ganze Welt wird zurzeit von der COVID-19-Pandemie beeinfusst. Das ge- the whole world is currently being infuenced by the COVID-19 pandemic. At samte Ausmaß der damit verbundenen Auswirkungen können wir zu diesem this point in time, we can only guess the full extent of the effects connected Zeitpunkt nur erahnen. Im Falle der diesjährigen ITSC bekommen wir es aller- with it. However, in the case of this year‘s ITSC, we are feeling the full force dings mit voller Wucht zu spüren: Diese international wichtigste Veranstaltung of it: This internationally most important event for the thermal spraying sec- für die Branche des Thermischen Spritzens wurde – kurz vor der Drucklegung tor was cancelled - shortly before the printing of this issue. In everybody‘s in- dieses Heftes – abgesagt. Im Interesse aller ist „soziale“ Distanz das Gebot terest, „social“ distance is essential in order to master the present challeng- der Stunde, um die gegenwärtigen Herausforderungen zu meistern. Was da- es. This will certainly be followed by joint efforts to solve any resulting prob- nach sicherlich folgen wird, ist das gemeinsame Bemühen, entstandene Pro- lems and to create new perspectives. bleme zu lösen und neue Perspektiven zu schaffen. It was and is absolutely similar also in the case of a joining technology process Ganz ähnlich war und ist es auch bei einem Verfahren der Fügetechnik, das which does not live off distance but instead exclusively off proximity: ther- nicht von der Distanz, sondern ausschließlich der Nähe lebt: das Thermische mal spraying which is particularly close to your heart as a reader of THERMAL Spritzen, das Ihnen, als Leser des THERMAL SPRAY BULLETINs, und mir be- SPRAY BULLETIN and to mine. The experts in this feld have always success- sonders am Herzen liegt. Schon immer haben sich die Experten in diesem Be- fully advocated bringing coating technologies and materials so close togeth- reich erfolgreich dafür eingesetzt, Beschichtungstechniken und Werkstoffe so er and to refne them in such a way that they result in multifaceted, exciting nah zusammenzubringen und so weiterzuentwickeln, dass daraus vielseitige and, above all, new solutions for the coating of surfaces. und spannende und vor allem neue Lösungen zum Beschichten von Oberfä- However, I also know that the almost infnite combination possibilities opened chen entstehen. up by the choice of the materials and the processes may quickly unsettle any Ich weiß aber auch, dass die schier unendlichen Kombinationsmöglichkeiten, users who are not at home in the sector. Together with our partner, the Asso- die sich durch die Wahl der Werkstoffe und Verfahren eröffnen, branchen- ciation of Thermal Sprayers (GTS), we as DVS - German Welding Society are ferne Nutzer schnell verunsichern können. Als DVS – Deutscher Verband für actively advocating illustrating the potential of thermal spraying processes Schweißen und verwandte Verfahren e. V. setzen wir uns daher, zusammen more strongly, also in felds related to the sector. mit unserem Partner, der Gemeinschaft Thermisches Spritzen e. V. (GTS), ak- A central role is being played by research too. The trends already formulat- tiv dafür ein, das Potenzial thermischer Spritzverfahren stärker zu verdeutli- ed years ago such as resource and environmental protection, energy supply chen, auch in branchenverwandten Bereichen. or mobility continue to be topical. Here in particular, thermal spraying can Eine zentrale Rolle spielt auch die Forschung. Die bereits vor Jahren formulier- demonstrate its ability and contribute to diverse solution possibilities. ten Trends wie Ressourcen- und Umweltschutz, Energieversorgung oder Mobi- However, in view of the due distance, it is now a matter of treading new paths lität sind ungebrochen aktuell. Besonders hier kann das Thermische Spritzen in the exchange of specialist ideas and of fnding new possibilities for present- sein Können ausspielen und zu vielfältigen Lösungsmöglichkeiten beitragen. ing the results in a way close to practice. Here, projects such as the initiative Nun kommt es aber darauf an, angesichts der gebotenen Distanz neue Wege called „Fascination Surface Technology“ and its digital presence are offering im fachlichen Austausch zu gehen und neue Möglichkeiten für die praxisnahe good possibilities for overcoming the existing obstacles. Präsentation der Ergebnisse zu fnden. Projekte wie die Initiative „Faszinati- I am certain that the sector will fnd further solutions because innovation ca- on Oberfächentechnik“ und deren digitale Präsenz bieten hier gute Möglich- pacity and fexibility were always something with which thermal spraying keiten, die bestehenden Hindernisse zu überbrücken. has been convincing. Ich bin mir sicher, die Branche wird weitere Lösungen fnden, denn Innova- tionsfähigkeit und Flexibilität waren schon immer etwas, mit dem das Ther- mische Spritzen überzeugt hat.

Dr.-Ing. Roland Boecking Hauptgeschäftsführer General Manager DVS – Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e. V. DVS – German Welding Society

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 3 Contents Inhalt

Autor Seite Veranstaltungen Author Page 6 Viel zu entdecken: Die ITSC in Wien mit neuem Konzept

Berger, Lutz-Michael 28, 52 Aus Unternehmen 8 Die Unitedcoatings Group heißt nun Lincotek Group Bobzin, Kirsten 44 9 Wall Colmonoy feiert 50 Jahre in Pontardawe, Wales, Vereinigtes Königreich

Aus Instituten Boecking, Roland 3 12 Exzellenzcluster „Internet of Production“ (IoP) der RWTH Aachen – Die digitale Welt und Produktion der Zukunft Conze, Susan 52 Fachbeiträge 16 Hochgeschwindigkeitsfammspritzen von Keramiken Forster, Roman 38 GTV Verschleißschutz GmbH, Luckenbach

Wissenschaftliche Fachbeiträge Geldmacher, Anna 20 20 Untersuchung der Substraterwärmung beim Innenbeschichten mittels HVOF und „Warm Spraying“ Technische Universität Dortmund, Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, Dortmund Hagen, Leif 20, 38 28 Hochtemperaturversiegelung für thermisch gespritzte Schichten Fraunhofer IKTS, Dresden Hildebrandt, Stefanie 28 38 Möglichkeiten der Validierung von Partikelgeschwindigkeits-Messungen am Beispiel von HVOF-Prozessen Universität der Bundeswehr, EIT1 (LPT), Neubiberg; Technische Universität Königstein, Tim 44 Dortmund, LWT, Dortmund 44 Weiterentwicklung der eisenbasierten, titankarbidverstärkten thermisch gespritz- Malik, Katarzyna Maria 44 ten Beschichtungen für denVerschleißschutz unter korrosiver Beanspruchung Institut für Oberfächentechnik (IOT) an der RWTH Aachen, Aachen

52 Weiterentwicklung von Schichten aus dem System Al2O3-TiO2 Müller-Roden, Karin 16 Fraunhofer IKTS, Dresden; Forschungszentrum Jülich IEK-1, Jülich

Rademacher, Hans-Georg 38 Weitere Rubriken 61 Inserentenverzeichnis 62 Impressum Richter, Alexei 52

Schaak, Christopher 20, 38 GTS-Strahl Schein, Jochen 38 III Vorwort IV Das Schwarze Brett: „Das Thema Elektromobilität hält widererwarten an!“ VI Bericht der GTS-Geschäftsstelle Tillmann, Wolfgang 20, 38 VII Zahlen und Fakten aus der GTS-Geschäftsstelle / Zertifzierungen GTS-Beiträge Vaßen, Robert 52 X Das GTS-Interview: Respekt ist mir sehr wichtig! XII 27. GTS-Mitgliederversammlung 2019 in Halle (Saale) Wank, Andreas 16 XIV GTS-Regelwerk: Update für GTS-Papiere XVI Faszination Oberfächentechnik Wietheger, Wolfgang M. 44 XVII Die ITSC 2020 in Wien: Die GTS ist „Supporting Partner“ der ITSC XVIII Programm ITSC 2020 Industrial Forum Zhao, Lidong 44 Aus unseren Mitgliedsbetrieben XIX Professor Robert Vaßen zum ASM Fellow ernannt Zimmermann, Stephan 38 XX Die RIPT am Forschungszentrum Jülich XXII Besichtigung des IOT der RWTH Aachen XXIII Weitere Rubriken/GTS-Dienste

4 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Inhalt Contents

Events 6 There’s a lot to discover: At the new concept ITSC in Vienna

From Companies 8 Lincotek is the new name of Unitedcoatings Group 9 Wall Colmonoy Celebrates 50 Years in Pontardawe, Wales, United Kingdom

From Institutes DVS Technical Bulletins on Thermal Spraying 12 Excellence cluster „Internet of Production“ (IoP) of the RWTH Aachen – The book provides English-speaking users with a compact collec- The digital world and production of the future tion of DVS technical bulletins in the ﬁ eld of thermal spraying. The technical bulletins encompass the areas of surface preparation, material selection, processes and testing procedures for quality as- Specialist Articles surance. Information on the hazardous substances ordinance and 16 High-velocity oxy-fuel spraying of ceramics occupational health and safety complete the omnibus volume. GTV Verschleißschutz GmbH, Luckenbach

Peer-reviewed Papers 20 Investigation of the substrate heating during lining by means of HVOF DVS Technical Bulletins spraying and warm spraying on Thermal Spraying Institute of Materials Engineering, TU Dortmund University, Dortmund 22 technical bulletins, ca. 140 pages 1st edition 2015 28 Sealing of Thermal Spray Coatings for High Temperature Service English Edition Vol. 9 Fraunhofer IKTS, Dresden Order No.: 180010

38 Possibilities for the validation of particle velocity measurements using the Price: 38.50 EUR example of HVOF spraying processes Universität der Bundeswehr, EIT1 (LPT), Neubiberg; LWT, TU Dortmund University, Dortmund DVS Media GmbH • Aachener Straße 172 • 40223 Düsseldorf 44 Further development of iron-based, titanium carbide reinforced thermal T +49 211 1591-162 • F +49 211 1591-250 spray coatings for wear protection under corrosive loads [email protected] • www.dvs-media.eu Surface Engineering Institute (IOT), RWTH Aachen University, Aachen

52 Advanced development of coatings of the Al2O3-TiO2 system Fraunhofer IKTS, Dresden; Forschungszentrum Jülich IEK-1, Jülich

Regular Features 61 Advertiser listing 62 Imprint

GTS-Strahl III Editorial IV „Contrary to expectations, the focus on electromobility persists!” Hot or cold particles VI GTS Head Offce Report VII Facts and Figures from the GTS Head Offce / GTS certifcats – contact us first GTS Articles X The GTS Interview: Respect is very important to me! The best thermal spray and cold XII 27th GTS Annual General Meeting 2019 in Halle (Saale) spray diagnostic tools for quality XIV GTS rules and regulations: update for GTS papers control as well as for your XVI Fascination Surface Technology research and development needs. XVII The ITSC 2020 in Vienna: GTS is a Supporting Partner of the ITSC SprayWatch SprayWatch systems for APS, HVOF, HVAF, WA etc. XVIII Program ITSC 2020 Industrial Forum News from our members HiWatch HiWatch systems for cold particle processes. XIX Professor Robert Vassen named Fellow of ASM XX 9th RIPT at the Forschungszentrum Jülich Oseir More information and details at oseir.com XXII A Visit to the IOT of RWTH Aachen University Backed by 20 years of experience in particle measurement! XXIII Regular Features/GTS Services

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 5 Events Veranstaltungen

Viel zu entdecken: Die ITSC in Wien mit neuem Konzept There’s a lot to discover: At the new concept ITSC in Vienna

So leicht war der Zugang zur ITSC Das „Industrieforum“ präsentiert Access to the ITSC has never been so try – from practical experience for noch nie: Denn erstens fndet die anwendungsnah Produkte, Dienst- easy: First, this year’s ITSC – Inter- practical application. ITSC – International Thermal Spray leistungen und Lösungen aus der national Thermal Spray Conference The “Thermal Spray in a Nutshell” Conference & Exposition in die- Branche – aus der Praxis für die & Exposition will take place in Vien- forum is new at the ITSC. It occurs sem Jahr in der Mitte von Europa, Praxis. na, right in the middle of Europe. In on the frst day of the conference und zwar in Wien, statt. Und zwei- Das Forum „Thermal Spray in a addition, three free-entrance events and examines the main applicati- tens richten sich drei kostenlose Ver- nutshell” ist neu auf der ITSC. Es within the ITSC framework are aimed on areas of thermal spraying in a anstaltungsformate im Rahmen der fndet am ersten Konferenztag statt at parties interested in new coating clear and concise manner. Short, ITSC an Interessierte, die neue Be- und zeigt komprimiert und über- solutions that want to learn without focused presentations provide in- schichtungslösungen suchen und die sichtlich die Hauptanwendungsbe- obligation about the practical possi- formation on the importance and praktisch umsetzbaren Möglichkei- reiche des thermischen Spritzens. bilities of using various surface treat- practical application of processes ten der verschiedenen Technologien Hier informieren kompakte Kurz- ment technologies. Not only are ther- across various industries. zur Oberfächenbearbeitung unver- vorträge über die Bedeutung der mal spraying techniques included this The ITSC – International Thermal bindlich kennenlernen wollen. Nicht Verfahren für verschiedene Bran- year, but also cladding and additive Spray Conference & Exposition takes nur thermische Spritztechniken ge- chen und über ihre praktische An- manufacturing processes. place in Vienna from June 10 to 12, hören in diesem Jahr dazu, sondern wendung. The ITSC in Vienna offers an attracti- 2020 at the Austria Center Vien- auch das Auftragschweißen und ad- Die ITSC – International Thermal ve opportunity to explore the many na (ACV). It is organised by DVS – ditive Fertigungsverfahren. Spray Conference & Exposition fn- diverse application opportunities as- Deutscher Verband für Schweißen Die ITSC in Wien bietet attraktive An- det vom 10. bis zum 12. Juni 2020 sociated with different coating pro- und verwandte Verfahren e. V. (Ger- gebote, die vielseitigen Anwendungs- im Austria Center Vienna (ACV) in cesses: man Welding Society) in cooperation möglichkeiten von verschiedenen Be- Wien statt. Sie wird veranstaltet vom Under the topic label “Surface So- with the ASM International Associa- schichtungsverfahren zu entdecken: DVS – Deutscher Verband für Schwei- lutions”, the ITSC invites visitors to tion and the International Institute of Unter dem Slogan „Surface Solu- ßen und verwandte Verfahren e. V. in experience the “3-Days-Expositi- Welding (IIW). tions“ lädt die ITSC Besucher ein, Kooperation mit der ASM Internatio- on”. Here, companies show what Source: DVS – German Welding sich die Ausstellung („3-Days-Ex- nal Association und dem Internatio- they can accomplish across all as- Society, Düsseldorf position“) anzusehen. Hier zeigen nal Institute of Welding (IIW). pects of surface coating. Unternehmen, was sie können in Quelle: DVS – Deutscher Verband für The “Industry Forum” presents allen Fragen der Oberfächenbe- Schweißen und verwandte Verfahren application-related products, ser- schichtung. e. V., Düsseldorf vices and solutions from the indus-

Das Schloss Schönbrunn in Wien The Schönbrunn castle in vienna

6 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Surface and Material Challenges … SOLVED!

Materials Coating Services n Pure Metals n Thermal Spray n Alloys and Superalloys n Laser Cladding n Oxide Ceramics n Laser Surface Hardening n Carbides n Pre and Post Inspection n Mechanically and Chemically Clad Powders n Pre-Coat and Post-Coat Machining and Finishing n Blended Powders n Solid and Composite Wires and Rods Support Services n Sintered and Dipped Electrodes n Technical Queries n Tapes and Preforms n Remote Assistance n Auxiliary Supplies n Preventative Maintenance n Breakdown Services Equipment / Systems n Service Agreements n Thermal Spray n Calibrations n Laser Cladding n Training n Standard Systems n Coating Development n Customized Systems n Coating Optimization n System Retrofits n Material Recovery Services n System Relocation n System-to-System Coating Standardization n Individual Components n Wear and Spare Parts

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Die Unitedcoatings Group heißt nun Lincotek Group Lincotek is the new name of Unitedcoatings Group

Lincotek Group (former Unitedcoat- Lincotek Medical (Eurocoating, Sur- ings Group) is a global contract man- face Dynamics, Nanosurface In- ufacturer with main focus on thermal dustries, Coorstek Medical, Ante- spray and additive technologies. The co), with its ten plants, is one of the group is specialised in four industri- leaders in complex integrated supply al sectors: Gas Turbines and Ener- chain solutions for the orthopedic de- gy (former Turbocoating), Biomedi- vice OEMs. cal (former Eurocoating), Aerospace Lincotek Medical was established in (former Turbocoating Aviation – La the nineties as a pioneer for thermal Mètalisation Tarbaise - ACC) and spray coatings on orthopedic devices turnkey thermal spray Equipment and developing his porous titanium and Bild 1: Der Hauptsitz der Firma Lincotek Fig. 1: The headquarter of the company spare parts (former Artec). hydroxyapatite functional coatings to in Italien Lincotek in Italy The new name Lincotek replaces help prostheses, such as hip, shoulder, Unitedcoatings Group and all indi- knee, etc, in their osseointegration. Lincotek Group (ehemals United- face Dynamics, Nanosurface Indus- vidual brands of the group, includ- With the acquisition of Nanosurface coatings Group) ist ein globaler Auf- tries, Coorstek Medical, Anteco) ist ing the Medical AM Services division, Industries (2018) and Coorstek Med- tragsfertiger mit Schwerpunkt auf mit seinen zehn Werken einer der which is now called Lincotek Addi- ical (2019), today, Lincotek Medical thermischen Spritztechniken und ad- führenden Anbieter von komplexen tives. Lincotek Group represents one can cover the entire value chain from ditiver Technik. Das Unternehmen ist integrierten Lieferkettenlösungen für global brand under the same own- device engineering and prototyping, spezialisiert auf vier Industriesekto- die OEMs orthopädischer Geräte. ership, customer service, and quali- to serial production with casting and ren: Gasturbinen und Energie (ehe- Lincotek Medical galt in den neunzi- ty, being divided into four different machining. mals Turbocoating), Biomedizin (ehe- ger Jahren als Pionier für thermische divisions. The rebranding also extends to Lin- mals Eurocoating), Luft- und Raum- Spritzschichten auf orthopädischen cotek Additive, the global 3D print- fahrt (ehemals Turbocoating Aviati- Vorrichtungen und entwickelte seine Four different divisions ing brand that includes activities on - La Mètalisation Tarbaise - ACC) porösen Funktionsschichten aus Ti- Lincotek Surface Solutions (Turbo- from the Surface Solutions and Med- und schlüsselfertige Anlagen und Er- tan und Hydroxylapatit, um Prothe- coating, LMT) with fve one-stop- ical divisions. satzteile für das thermische Spritzen sen für beispielsweise Hüfte, Schul- shops equipped with the new ther- Lincotek Equipment (Artec) supplies (ehemals Artec). ter und Knie bei der Osseointegra- mal spray coating, pre-coating and complete coating solutions (APS, Der neue Name Lincotek ersetzt die tion zu unterstützen. Mit der Über- post-coating solutions delivering VCS, LPCS, HVOF) and spare parts Unitedcoatings Group sowie alle nahme von Nanosurface Industries customer specifc “One Stop Shop with a guarantee on quality and pro- einzelnen Marken der Gruppe, ein- (2018) und Coorstek Medical (2019) Solutions” as well as prototype de- ductivity at the start of production. schließlich des Geschäftsbereichs kann Lincotek Medical heute die ge- velopment for the industrial gas tur- Being part of Lincotek group allows Medical AM Services, der jetzt Lin- samte Wertschöpfungskette von der bine and aviation market allowing for Lincotek Equipment to know the cotek Additive heißt. Die Linco- Geräteentwicklung und der Prototy- a signifcant reduction of the supply whole Thermal Spray process and tek-Gruppe, eine globale Marke mit penerstellung bis hin zur Serienpro- chain complexity/costs for the cus- work on every aspect of it. den gleichen Eigentumsverhältnis- duktion mit Guss und Bearbeitung tomers. Source: Lincotek Rubbiano S.p.A., Italy sen, dem gleichen Kundenservice abdecken. und der gleichen Qualität, ist in vier Das Rebranding erstreckt sich auch verschiedene Geschäftsbereiche un- auf Lincotek Additive, die globale terteilt. 3D-Druck-Marke, welche Aktivitäten von den Bereichen Surface Solutions Vier Geschäftsbereiche und Medical umfasst. Lincotek Surface Solutions (Turbo- Lincotek Equipment (Artec) liefert coating, LMT) mit fünf One-Stop- komplette Beschichtungslösungen Shops, die mit neuen thermischen (APS, VCS, LPCS, HVOF) und Ersatz- Spritzbeschichtungs- sowie Vor- und teile mit einer Garantie auf Qualität Nachbeschichtungslösungen ausge- und Produktivität bei Produktions- stattet sind, liefert kundenspezif- beginn. Die Zugehörigkeit zur Linco- sche One-Stop-Shop-Lösungen und tek-Gruppe ermöglicht es Lincotek entwickelt Prototypen für den indus- Equipment, den gesamten Prozess triellen Gasturbinen- und Luftfahrt- des Thermischen Spritzens zu ken- markt, was eine Reduzierung der nen und an jedem Aspekt davon zu Komplexität und der Kosten der Lie- arbeiten. Bild 2: Nelso Antolotti, seine Tochter Fig. 2: Nelso Antolotti, his daughter ferkette für die Kunden ermöglicht. Quelle: Lincotek Rubbiano S.p.A., Linda (die Eigentümer) und Winfried Linda (the owners) and Winfried Schaller Schaller (CEO) von Lincotek (CEO) of Lincotek Lincotek Medical (Eurocoating, Sur- Italien

8 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Flammspritzen - HVOF - Verschleissschutz - Korrosionsschutz www.cremer–beschichtungen.de [email protected]

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Bild 1: Wall Colmonoy Wall Colmonoy feiert 50 Jahre Limited (UK) in Pontardawe, Wales. in Pontardawe, Wales, Vereinigtes Canal-Side-Gebäude in den 1970er Jahren. Standort des heutigen Königreich Gebäudes.

Fig. 1: Wall Colmonoy Wall Colmonoy Celebrates Limited (UK) in Pon- tardawe, Wales. Canal 50 Years in Pontardawe, Wales, Side building in the 1970s. Site of current United Kingdom building.

Wall Colmonoy feiert in Pontardawe, William P. Clark Sr., Vorsitzender der Wall Colmonoy celebrates its gold- Clark was attracted to the re- Wales, sein goldenes 50-jähriges Ju- Gruppe, 1969 ein Angebot der wa- en anniversary of 50 years in Pon- gion’s 200-year metallurgical histo- biläum. Wall Colmonoy, ein familien- lisischen Regierung an, die Europa- tardawe, Wales. Wall Colmonoy, a ry, the available skilled workforce, geführtes Unternehmen mit Nieder- zentrale in Pontardawe, Wales, zu er- family- owned and operated organ- highly qualifed graduates from lassungen in den USA und Großbri- richten und eine größere Anlage zu isation with facilities throughout the local universities, and the close tannien, ist ein weltweit führendes bauen, um die wachsende Nachfra- the USA and UK, is a global lead- proximity to a major metal suppli- Unternehmen im Bereich der Werk- ge zu befriedigen. er in materials engineering, main- er, Inco (now known as Vale), in Cly- stofftechnik und genießt einen gu- Clark fühlte sich von der 200-jähri- taining a proud reputation for ex- dach. ten Ruf für Kompetenz, Vertrauen, gen metallurgischen Geschichte der pertise, trust, partnership and qual- Over the half-century, Wall Col- Partnerschaft und Qualität in der Region, den verfügbaren qualifzier- ity throughout aerospace, automo- monoy has increased capacity of Luft- und Raumfahrt, der Automo- ten Arbeitskräften, den hochquali- tive, glass, oil & gas, mining, ener- the Pontardawe facility from 33,000 bilindustrie, der Glasindustrie, der fzierten Absolventen der örtlichen gy and other industrial sectors. The to 70,000ft2, opening a 23,500ft2 Öl- und Gasindustrie, dem Bergbau, Universitäten und der Nähe zu ei- UK company exports over 80% of its advanced machine shop to support der Energiewirtschaft und anderen nem großen Metallzulieferer, Inco products into the Eurozone, Scandi- its casting manufacturing facility in Industriezweigen. Das britische Un- (heute als Vale bekannt), in Clydach navia, South Africa, Russia, Middle 2012. Today, its workforce continues ternehmen exportiert über 80% sei- angezogen. East and India. to grow, with 215 employees; a quar- ner Produkte in die Eurozone, nach Im Laufe eines halben Jahrhun- Wall Colmonoy began its European ter of whom have been with the com- Skandinavien, Südafrika, Russland, derts hat Wall Colmonoy die Kapa- footprint in 1952, frst as a sales of- pany for more than a decade. in den Nahen Osten und nach Indien. zität der Anlage in Pontardawe von fce and distribution centre in Lon- In 2015, Wall Colmonoy launched a Wall Colmonoy begann seine euro- 33.000 auf 70.000ft2 erhöht und don, importing products from Wall tailor-made apprenticeship program päische Präsenz im Jahr 1952, zu- 2012 eine moderne Maschinenhal- Colmonoy Canada. As the company to train and develop a new gener- nächst als Verkaufsbüro und Ver- le mit einer Größe von 23.500ft2 zur grew and a need for local manufac- ation of engineers. There has also triebszentrum in London, das Pro- Unterstützung der Gussfertigungs- turing became apparent, alloy manu- been a concentration on developing dukte von Wall Colmonoy Kanada anlage eröffnet. Heute wächst die facturing began in Motherwell, Scot- employees through an active learn- importierte. Als das Unternehmen Belegschaft weiter, mit 215 Mitar- land before transferring to a larger ing culture, while sponsoring employ- wuchs und der Bedarf an lokaler beitern, von denen ein Viertel seit facility in Brackley, England. ees in their pursuits of further edu- Fertigung offensichtlich wurde, be- mehr als einem Jahrzehnt im Unter- Due to continued and rapid growth in cation; ensuring the business devel- gann die Legierungsherstellung in nehmen tätig ist. the UK and European markets, Wil- ops employees’ skillsets to meet its Motherwell, Schottland, bevor sie Im Jahr 2015 startete Wall Colmo- liam P. Clark Sr., Group Chairman, ac- future needs. in eine größere Anlage in Brackley, noy ein maßgeschneidertes Ausbil- cepted an offer by the Welsh Govern- Bill Clark, Chairman & CEO, explains: England, verlegt wurde. dungsprogramm, um eine neue Ge- ment, in 1969, to establish its Euro- “Wall Colmonoy is proud to be in Aufgrund des anhaltenden und neration von Ingenieuren auszubil- pean Headquarters in Pontardawe, Wales. We have been there for 50 schnellen Wachstums auf dem briti- den. Außerdem wurde der Schwer- Wales and build a larger facility to years and plan to be there for many, schen und europäischen Markt nahm punkt auf die Entwicklung der Mit- fulfll growing demand. many more years.”

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 9 from Companies aus Unternehmen

arbeiter durch eine aktive Lernkul- Bild 2: Luftauf- tur gelegt, wobei die Mitarbeiter nahme nach der bei ihren Weiterbildungsbemühun- Erweiterung in den 2000er gen unterstützt werden. Es wurde Jahren aufgrund sichergestellt, dass die Fähigkeiten der gestiegenen Nachfrage nach der Mitarbeiter des Unternehmens der Pulverher- so weiterentwickelt werden, dass stellung sie den zukünftigen Bedürfnissen Fig. 2: Aerial view entsprechen. after expansion Bill Clark, Vorsitzender und CEO, er- in the 2000s due to increased klärt: “Wall Colmonoy ist stolz da- demands for rauf, in Wales zu sein. Wir sind seit powder manufacturing 50 Jahren dort und planen, noch viele, viele Jahre dort zu sein.“ Das Unternehmen investiert nicht nur um die Kapazität und das Angebot Not only does the company invest rapid prototyping of parts, the team stark in seine Mitarbeiter, sondern zu erweitern. heavily in its people, but invest- deploys 3D printed investment pat- auch in seine Fertigungs- und In- Der Geschäftsführer Rob Davies er- ment has extended to its manufac- terns and tooling. In addition, the genieurseinrichtungen. Vor kurzem läutert die Entwicklungen: “Es ist turing and engineering facilities. Re- company procured a 5-axis CNC mill- hat das Unternehmen fast 500.000 eine aufregende Zeit, in der sich die cently, the company invested near- ing machine, new Mazak twin spin- Pfund in sein Forschungs- und Ent- Produktionslandschaft verändert, ly £500,000 in its Research & Devel- dle CNC lathes, and expanded a pre- wicklungslabor investiert. Es wur- und unser Team passt sich täglich opment Laboratory. State of the art cision turning cell to grow capacity de eine hochmoderne Analyseaus- an. Wir haben den Antrieb, das Wis- analytical equipment has been in- and offerings. rüstung eingeführt, die es zu einem sen und den Rückhalt, um uns in un- troduced making it one of the best- Managing Director, Rob Davies dis- der am besten ausgestatteten Labo- serem nächsten halben Jahrhundert equipped laboratories in the UK, cusses the developments: “It’s an ex- re in Großbritannien macht, das auf weiter fortzuentwickeln.“ aimed at product development, tech- citing time, where the landscape of Produktentwicklung, technische Un- Auch im 50. Jahr seines Bestehens nical support and advancement. manufacturing is changing, and our terstützung und Weiterentwicklung besteht die Kernstrategie von Wall In addition to the high-tech lab, Wall team is adapting daily. We have the ausgerichtet ist. Colmonoy darin, innovativ zu sein Colmonoy implemented new tech- drive, the knowledge and the backing Zusätzlich zum High-Tech-Labor hat und die Herausforderungen der nologies in powder processing, au- to thrive into our next half-century.” Wall Colmonoy neue Technologien Kunden mit Fokus und Leiden- tomated brazing paste mixing which In its 50th year, Wall Colmonoy’s in der Pulververarbeitung, der auto- schaft zu lösen. Mit ständig wach- its expert engineers designed and continued core strategy is to be in- matischen Lötpastenmischung, die sendem technischem Fachwissen developed; and 3D printing. This novative with a focus and passion von seinen Fachingenieuren ent- von Ingenieuren vor Ort, im Ma- has aided and propelled the devel- for solving customers’ challenges. worfen und entwickelt wurde, und nagement und in der Unterneh- opment of Colmonoy, Wallex and With ever-growing technical exper- beim 3D-Druck implementiert. Dies mensleitung bietet Wall Colmo- Nicrobraz products; the launch of tise, from engineers on the ground, hat die Entwicklung von Colmo- noy weiterhin Lösungen mit Mehr- ColWear, the vacuum-fused wear in management, and in the compa- noy-, Wallex- und Nicrobraz-Pro- wert und High-Tech-Qualitätspro- plates, and entrances into the den- ny directorate, Wall Colmonoy con- dukten, die Einführung von Col- dukte an. Das Unternehmen plant, tal industry and the developing in- tinues to provide value-added solu- Wear, den vakuumverschmolzenen diesen Meilenstein noch in diesem dustry of Additive Manufacturing. tions and high-tech quality products. Verschleißplatten, sowie den Ein- Jahr mit Mitarbeitern, lokalen Re- Within Precision Components, Wall Wall Colmonoy plans to celebrate stieg in die Dentalindustrie und die gierungsbeamten, Kunden und Lie- Colmonoy is working jointly with lo- this milestone with employees, local sich entwickelnde Industrie der Ad- feranten zu feiern. cal academia to embrace Industry government offcials, customers and ditivherstellung unterstützt und vo- Quelle: Wall Colmonoy Limited, Pon- 4.0, by modernising casting equip- suppliers later this year. rangetrieben. tardawe, Wales, Vereinigtes König- ment and automation techniques Source: Wall Colmonoy Limited, Pon- Im Bereich Präzisionskomponen- reich through collaborative robots. For tardawe, Wales, United Kindom ten arbeitet Wall Colmonoy gemeinsam mit der lokalen akademischen Bild 3: Im Jahr Welt an der Einführung von „Indus- 2012 wurde trie 4.0“ durch die Modernisierung eine moderne Maschinenhalle von Gießanlagen und Automatisie- mit 23.500 ft2 rungstechniken durch kollabora- zur Unter- tive Roboter. Für die schnelle Pro- stützung der Gussfertigung totypenerstellung von Teilen setzt eröffnet. das Team gedruckte 3D-Investiti- Fig. 3: A onsmuster und Werkzeuge ein. Da- 23,500ft2 rüber hinaus schaffte das Unterneh- advanced machine shop was men eine 5-Achsen-CNC-Fräsma- opened in 2012 schine sowie neue Mazak-Doppel- to support its spindel-CNC-Drehmaschinen an und casting manufacturing facility. erweiterte eine Präzisionsdrehzelle,

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from Institutes aus Instituten

Exzellenzcluster „Internet of Production“ (IoP) der RWTH Aachen – Die digitale Welt und Produktion der Zukunft Excellence cluster „Internet of Production“ (IoP) of the RWTH Aachen – The digital world and production of the future

Wir leben heute in einem Zeital- ter, wo ein Leben ohne den schnellen Blick auf die kleinen nützlichen Apps auf unserem Smartphone nahezu undenkbar erscheint: Wo fn- de ich den nächsten Bankautoma- ten? Welchen Stau muss ich umfah- ren, um am schnellsten und vor allem pünktlich von A nach B zu kommen? Benötige ich heute meinen Re- genschirm, wenn ich das Haus ver- lasse? Apps mit Antworten auf diese banalen Fragen haben unser Le- ben in jeglicher Form als kleine All- tags-Helfer beeinfusst. Vor allem aber haben sie es vereinfacht und helfen uns dabei, die richtigen Ent- scheidungen unmittelbar – und damit dann, wenn wir diese Entschei- dungen brauchen, nämlich in Echt- zeit – zu treffen. Bild 1: Visionsgrafk des IoP: The World becomes a Lab. (Die Fig. 1: Visions of the IoP: The World becomes a Lab. Wie wäre es, wenn diese kleinen Hel- Welt wird zum Labor.) Quelle: Dr. Martin Riedel Source: Dr. Martin Riedel fer, uns nicht nur für unseren privaten, sondern auch für den Alltag in- die eine erfolgreiche und effzien- We are living in an age in which it could just open an app and ask for nerhalb einer Produktion effzien- te Produktion von Morgen bestim- seems unimaginable to live with- the most effective, most cost-eff- te Hilfestellungen und intelligente men soll: Vernetzt, intelligent ko- out the comforts of a smartphone. cient steps for operating, remode- Antworten geben könnten? Wir be- operierend und mit den wichtigsten Whether you are looking for the ling or optimizing our production. fragen einfach eine App, was die ef- Daten aus dem gigantischen Daten- closest ATM, the fastest route from Such a simple and evident idea fektivsten, besten und kostengüns- pool (Big Data) optimal mit hieraus A to B without getting stuck in traf- could easily facilitate an entire pro- tigsten nächsten Schritte wären, eine generierten intelligenten Daten bzw. fc or whether or not it is advisa- duction routine. Produktion zu steuern, umzugestal- „Smart Data“ ausgestattet. ble to take your umbrella when leav- ten und mit nur einem Klick zu op- Mit dem neuen Cluster wird dabei ing the house – there are apps guid- The Vision of the IoP: The World timieren. Eine einfache und sicher- die erfolgreiche Arbeit des von 2006 ing us through all the trivial issues becomes a Lab lich naheliegende Idee, die auch un- bis 2018 existierenden Exzellenzclus- of our day-to-day lives. These apps It is this simple idea that has formed seren Produktionsalltag deutlich er- ters „Integrative Produktionstechnik provide the information we need the basis for researchers at the leichtern würde. für Hochlohnländer“ mit Blick auf die at any given time and thus help us RWTH Aachen University within the Anforderungen der kommenden Jah- make decisions – more important- frame of the excellence cluster “In- Die Vision des IoP: Die Welt re nahtlos fortgesetzt. Der Exzellenz- ly: the right decisions – in real time. ternet of Production” (IoP) since Jan- wird zum Labor cluster „Integrative Produktions- Now, imagine these little help- uary 2019. Their objective? Imple- Was so einfach klingt, ist für die Aa- technik für Hochlohnländer“ hat sich ing apps not only equipped with menting apps for a successful and chener Wissenschaftler des Exzel- dabei in den vergangenen Jahren mit answers important to our private effcient production of the future: lenzclusters „Internet of Producti- der Entwicklung innovativer Model- lives. What if they were able to pro- connected, smart cooperating, and on“ (IoP) an der RWTH Aachen seit le und Prozesse beschäftigt, um die vide assistance for an effcient dai- equipped with Smart Data skillfully Januar 2019 eine der Grundideen, Zukunfts- und Wettbewerbsfähigkeit ly routine in production? What if we carved out of the pool of Big Data.

12 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 aus Instituten from Institutes des hiesigen produzierenden Gewer- rechten Datenanalyse und der An- bes zu gewährleisten. Zu den Erfol- wendung von Algorithmen des ma- gen zählen beispielsweise Entwick- schinellen Lernens birgt großes Po- lungen neuer intelligenter Produkti- tenzial und wichtige Impulse für die onssysteme, integrierte Technologi- gesamte Produktionstechnik. Das IoP en, Lösungen zur Fertigung individu- soll dabei die echtzeitfähige, sichere This cluster forms a seamless contin- connect the highly specialized felds eller Bauteile, das durchgängige Pro- Informationsverfügbarkeit aller rele- uation of the successful work with- of the production process through duct-Life-Cycle-Management (PLM) vanten Daten zu jeder Zeit, an jedem in the frame of the excellence clus- the Internet. Knowledge is gener- sowie die zunehmende Vernetzung Ort ermöglichen und damit Prognose- ter “integrative production technol- ated and implemented across mul- und Kollaboration. fähigkeit mit dem Ziel einer durchweg ogy for high wage countries” (2006- tiple domains, ranging from the en- Im Sinne des Zeitalters der vier- kontrollierten Produktion. 2018). In the fnal stages, the excel- tire production development all the ten industriellen Revolution – un- Kernelement des IoP ist hierbei das lence cluster “integrative production way to a fawless execution of quick- ter dem Stichwort Industrie 4.0 – Konzept der „Digitalen Schatten“. technology for high wage countries” ly required changes in mass produc- steht mit dem IoP ein wichtiger Mei- Diese sind mit Echtzeit-Daten ver- focused on the development of inno- tion. It forms an approach to a de- lenstein zur weiteren Schaffung an- knüpfte Simulationen, die in redu- vative models and processes to in- mand-driven data analysis whose wendungsorientierter und innova- zierter Form auf den mathemati- sure the future and competitiveness application of algorithms of ma- tiver Lösungen im Bereich der Pro- schen Modellen basieren, die in den of the local industry. Achievements chine learning show great potential duktionstechnik auf dem Programm. einzelnen Ingenieursdisziplinen ent- include the development of novel and important stimuli for the entire Denn obwohl in der modernen Pro- wickelt wurden – so zum Beispiel intelligent production systems, inte- production technology. duktionstechnik sehr große Mengen Modelle aus der Werkstoffkunde grated technologies, problem solv- In this context, the task of the IoP an Daten vorhanden sind, sind die- zur Vorhersagung von Fließverhal- ing in the production of individual is to enable a real-time and secure se weder unmittelbar einfach zu- ten verschiedener Materialien oder components, a continuous product availability of all relevant data at any gänglich, interpretierbar, geschwei- deren Simulation in Verformungs- life cycle management (PLM) as well place, at any time. This way, a predic- ge denn noch so vernetzt, dass dar- prozessen. as increasing networking and collab- tive power is guaranteed that aims aus Wissen und demnach Mehrwert Mit der in der Infrastruktur enthal- oration. at a fully controlled production. The generiert werden kann. tenen „intelligenten Datenschicht“ In line with the age of the fourth in- core element of the IoP is the con- (Smart-Data-Layer), die die digita- dustrial revolution – Industry 4.0 – cept of a “digital shadow”. This is a Das IoP-Prinzip: len Schatten enthält und verarbei- the IoP represents an important combination of simulations linked to Ingenieur trifft Informatiker tet, zielt das IoP darauf ab, Men- milestone in the further creation of real-time data. This combination, in Ganz einfach ausgedrückt: Im Exzel- schen den Zugang zur schnellen application-oriented and innovative reduced form, is based on the math- lenzcluster treffen und verbinden sich domänenübergreifenden Entschei- solutions in the feld of production ematical models developed by indi- nun Ingenieurswissenschaften und dungsfndung in mehreren Aufö- technology. Even though there is a vidual engineering disciplines. For Informatik und schaffen gemeinsam sungsgraden im Produktionskontext large amount of data on modern pro- instance, materials science models eine Basis, um Konzepte der Vernet- zu bieten. Aufgaben können dabei duction technology, the data itself is are used to predict fow properties zung der hochspezialisierten Bereiche ganz oder teilweise virtuellen Agen- neither directly accessible, interpret- of different materials, or to simulate des Produktionsprozesses durch das ten übertragen werden, die ereignis- able or cross-linked in a way that al- deformation processes. Internet zu entwickeln. Angefangen basierte Entscheidungen, selbstge- lows the generation of knowledge. Integrated in the infrastructure, there von der gesamten Produktentwick- steuerte Handlungen und adaptive is a “Smart Data Layer” that con- lung, bis hin zur schnellen, fehler- Prozesse steuern und selbstständig The IoP principle: Engineer tains and processes the digital shad- freien Umsetzung von schnell erfor- wahrnehmen, lernen und Entschei- meets computer scientist ows. With this, the IoP aims at of- derlichen Veränderungen in der Se- dungen treffen können. Das primäre In simple terms: The excellence clus- fering people access to a quick de- rienproduktion wird domänenüber- Ziel ist hier die Gestaltung von intui- ter links engineering with computer cision-making tool with several de- greifendes Wissen generiert und ge- tiver und interaktiver Entscheidungs- science and thus creates a common grees of resolution within the con- nutzt. Dieser Ansatz der bedarfsge- unterstützung. basis for developing concepts that text of production. Tasks can be as- signed in part or as a whole to virtu- Bild 2: al agents, which can control event- Vernetzt, based decisions, self-directed actions intelligent, kooperierend: and adaptive processes, and can per- Smart Data für ceive, learn and make choices inde- die Production pendently. The primary goal is the von Morgen. Quelle: Ahrens construction of an intuitive and in- und Steinbach teractive decision-making support. Projekte

Fig. 2: Connect- Examples of thermal ed, intelligent, cooperating – spraying within the IoP Smart Data for research at the IOT the Production Within the frame of the IoP, the surface of the future. Source: Ahrens engineering institute (IOT) conducts und Steinbach research in three felds, so-called Projekte cluster-research-domains (CRD). In

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Beispiele zum Thermischen Bild 3: In Echtzeit Spritzen innerhalb der IoP- Entscheidungen Forschung am IOT treffen und re- agieren können – Das Institut für Oberfächentechnik Produktion der (IOT) forscht im Rahmen des IoP an Zukunft im Zei- chen der Industrie drei Forschungsbereichen, sogenann- 4.0. Quelle: Ahrens ten Cluster-Research-Domains (CRD). und Steinbach Dabei werden „smarte“ (intelligen- Projekte te) Beschichtungen entwickelt, die in Fig. 3: Making der Lage sind, Messdaten zu gene- real-time decisions and react – rieren (Sensorfunktion) oder auch ak- Production of tiv in die Prozesse eingreifen können the future with Industry 4.0 – (Aktuatorfunktion). Diese Beschichtun- Source: Ahrens gen können zum einen die Lücke von und Steinbach konventionellen Sensoren schließen Projekte und in nur schwierig zu erreichenden Bereichen mit harschen Umgebungs- Informatik, Werkstoffwissenschaften this context, “smart” coatings are deformation for other processes, all rel- bedingungen, beispielsweise Gießpro- sowie Wirtschaftswissenschaften, aber veloped that can either generate meas- evant data of thermal spray process- zessen, eingesetzt werden. Dadurch auch Arbeitswissenschaft und Psycho- urement data (sensory function) or ac- es within the IoP are documented at können hier noch blinde Stellen des logie haben sich zur Umsetzung des tively intervene in processes (actuator the IOT. Linking this data with an arti- Prozesses geschlossen und mit dem IoP formiert, um gemeinsam die inter- function). These coatings can bridge fcial intelligence and numerical simu- „Digitalen Schatten“ verknüpft wer- disziplinären Herausforderungen, wie the gap to conventional sensors. They lations, a frst “digital shadow” of the den. Gleichzeitig ermöglicht die Aktu- die Integration von produktionstech- can be applied in areas that are diff- plasma spraying process is currently atorfunktion beispielsweise die geziel- nischen Modellen in datengetriebenes cult to access and/or with harsh envi- created. Thus, the overall research ob- te Einbringung von Wärme und somit Machine-Learning (Maschinen-Lernen) ronmental conditions, e.g. during the jective is not only the development of eine präzisere Prozessführung oder den anzugehen. Weitere Informationen: casting process. This helps shedding “smart” coatings but also of “smart” gezielten Ausgleich von Prozessabwei- www.iop.rwth-aachen.de light on current blind spots of the pro- coating processes. chungen. Autoren und Ansprechpartner: cess, which can then be linked to the Neben dieser Bereitstellung von Infor- Matthias Brockmann, Anja Wassong, “digital shadow”. At the same time, IoP research within the frame mationen für andere Prozesse werden Exzellenzcluster Internet of Production the actuator function enables, for in- of the excellence strategy am IOT innerhalb des IoP alle relevan- (IoP) der RWTH Aachen; Kirsten Bob- stance, a specifc input of heat, which (2019 – 2025) ten Daten der thermischen Spritzpro- zin, Wolfgang Wietheger, Hendrik Hei- allows for a more precise process con- An annual funding of 10 million Euros zesse erfasst. Durch die Kopplung die- nemann, Institut für Oberfächentech- trol or for balancing out process devi- will be granted by the German feder- ser Daten mit künstlicher Intelligenz nik (IOT) der RWTH Aachen ations. Apart from providing this in- al and state governments within the und klassischen numerischen Simula- frame of the “excellence strategy” un- tionen wird in einem ersten Schritt ein til 2025. It is the frst time that funding “Digitaler Schatten“ des Plasmaspritz- of such an extent is granted over such prozesses erzeugt. Somit stellt das Ge- a long period of time, and it builds samtziel der Forschung die Entwick- the basis for a continuous research of lung von „smarten“ Beschichtungen approximately 200 researchers and und auch „smarten“ Beschichtungs- 35 professors from 35 research in- prozessen dar. stitutes. Renowned researchers from Aachen from the felds of production IoP-Forschung im Rahmen technology, computer science, mate- der Exzellenzstrategie rials science and economics, as well (2019 – 2025) as from work science and psychology In den kommenden Jahren der Förder- have assembled to master the chal- phase im Rahmen der „Exzellenzstra- lenges of the IoP, such as the integra- tegie“ von Bund und Ländern, wird bis tion of production engineering mod- zum Jahr 2025 und einer Förderung von els in data-driven machine learning. rund 10 Millionen Euro jährlich, den be- Further information: www.iop.rwth- teiligten rund 200 Wissenschaftlern aachen.de und Wissenschaftlerinnen sowie 35 Author and contact person: Professorinnen und Professoren, erst- Matthias Brockmann, Anja Wassong, Bild 4: Mittels HVAF (High-Velocity-Air- Fig. 4: Ni20Cr heater coating deposited mals eine derart lange und beständige Fuel) applizierte Ni20Cr-Heizschicht: a) with High-Velocity-Air-Fuel: a) macro- Cluster of Excellence Internet of Pro- Forschungsarbeit im Großverbund aus Makroaufnahme der Heizschicht ohne scopic picture of the heater coating with- duction (IoP), RWTH Aachen Univer- Deckisolation; b) Thermographische out cover insulation; b) thermographic 35 Instituten und Forschungseinrich- Aufnahme während des Heizzyklustests; picture during the cyclic heating test; c) sity; Kirsten Bobzin, Wolfgang Wie- tungen ermöglicht. Renommierte Aa- c) Zeitlicher Verlauf der durchschnittliche time-temperature curve during the cyclic theger, Hendrik Heinemann, Surface chener Wissenschaftlerinnen und Wis- Oberfächentemperatur während des heating test. Source: Surface Engineering Engineering Institute (IOT), RWTH Heizzyklustests. Quelle: IOT Aachen Institute (IOT), RWTH Aachen University senschaftler aus Produktionstechnik, Aachen University

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Specialist Articles Fachbeitrag

Hochgeschwindigkeitsfammspritzen von Keramiken High-velocity oxy-fuel spraying of ceramics

Dr.-Ing. Andreas Wank, Karin Müller-Roden, GTV Verschleißschutz GmbH, Luckenbach

Kurzfassung Abstract Mittels Hochgeschwindigkeitsfammspritzens lassen sich oxidkeramische High-velocity oxy-fuel spraying can be used for the manufacture of oxide-ce- Schichten herstellen, die im Vergleich zum Einsatz alternativer Spritzver- ramic coatings which offer advantages over the utilisation of alternative fahren Vorteile in Bezug auf Porosi- spraying procedures in relation to tät, Mikrorissigkeit und Sauerstoff- Dr.-Ing. Andreas Wank the porosity, the tendency to micro- verlust bieten. Für das fexible Ver- Autorenprofl: Author profle: cracking and the oxygen loss. Tech- arbeiten sowohl feiner Pulver als www.thermal-spray-bulletin.info/?id=200860 nically mature equipment for fexi- auch suspensionsförmiger Zusatz- [email protected] ble spraying of either fne powder or werkstoffe steht zur Industriereife suspension feedstock has been de- entwickelte Anlagentechnik zur Ver- Karin Müller-Roden veloped. In order to be able to ex- fügung. Um das volle Potenzial des Autorenprofl: Author profle: ploit the full potential of HVOF sus- HVOF-Suspensionsspritzens aus- www.thermal-spray-bulletin.info/?id=400023 pension spraying, it is still necessary schöpfen zu können, müssen noch [email protected] to optimise suspensions in relation to Suspensionen in Bezug auf ihre Ei- their properties including their sta- genschaften inklusive deren Stabilität und Reproduzierbarkeit optimiert und bility and reproducibility and to develop and establish procedures for the Verfahren für eine geeignete Charakterisierung dieser Eigenschaften entwi- suitable characterisation of these properties. ckelt und etabliert werden.

1. Einleitung spritzten Schichten, denen ein großes 1. Introduction to new activities in this feld in the Lange Zeit zielten Entwicklungen Potenzial zum Erzielen überlegener For a long time, developments in the 2010s [4]. While plasma spraying was im Bereich des Hochgeschwindig- Eigenschaften zugeschrieben wird, feld of high-velocity oxy-fuel (HVOF) preferably utilised for this purpose at keitsfammspritzens (HVOF) schwer- führte jedoch in den 2010er-Jahren zu spraying primarily aimed at reducing frst, more attention is currently be- punktmäßig auf das Reduzieren des neuen Aktivitäten in diesem Bereich the heat transfer to the sprayed parti- ing paid to HVOF spraying because it Wärmeübertrags auf die Spritzpar- [4]. Während dafür zunächst bevor- cles in order to minimise the oxidation permits, in particular, the manufac- tikel, um das Oxidieren metallischer zugt das Plasmaspritzen eingesetzt of metallic spraying consumables, the ture of coatings with superior den- Spritzzusatzwerkstoffe, das Dekar- wurde, fndet aktuell das HVOF-Sprit- decarburisation of carbides and oth- sities [5]. Sophisticated installation burieren von Karbiden und andere zen mehr Beachtung, weil es insbe- er undesired metallurgical reactions technology which allows the pro- unerwünschte metallurgische Reak- sondere das Herstellen von Schich- such as the formation of mixed car- cessing of oxide-ceramic consuma- tionen wie das Bilden von Mischkar- ten überlegener Dichte ermöglicht bides in the spraying process [1]. In bles not only in the form of fne pow- biden im Spritzprozess zu minimie- [5]. Heute steht ausgereifte Anlagen- any case, such processes are unsuit- ders but also in the form of suspen- ren [1]. Derartige Prozesse sind al- technik zur Verfügung, die das Verar- able for the processing of powders sions using a reliable HVOF spraying lerdings für das Verarbeiten von Pul- beiten oxidkeramischer Zusatzwerk- consisting of brittle materials with process is available today. vern aus spröden Werkstoffen mit stoffe sowohl in Form von feinen Pul- high melting temperatures. Because, hohen Schmelztemperaturen unge- vern als auch in Form von Suspensio- for these materials, no coating can 2. Spraying installation eignet. Weil für diese Werkstoffe nen mittels HVOF-Spritzens prozess- form via the plastic deformation of technology keine Schichtbildung über die plasti- sicher zulässt. particles impacting the substrate, Amongst the commercially availa- sche Verformung von auf dem Subs- only relatively porous coatings can ble HVOF spraying torches, the „Top trat auftreffenden Partikeln erfolgen 2. Spritzanlagentechnik be manufactured with a low deposi- Gun“ torch (Fig. 1) is characterised kann, lassen sich mit so kalten Prozes- Unter den kommerziell erhältlichen tion effciency using processes which by particularly high fame tempera- sen nur relativ poröse Schichten bei HVOF-Brennern zeichnet sich der are so cold. Already in the 1990s, in- tures as a consequence of the exclu- geringem Auftragwirkungsgrad her- Brenner „Top-Gun“ (Bild 1) infolge dustrial applications were developed sive combustion of fuel gases with stellen. Bereits in den 1990er-Jahren der ausschließlichen Verbrennung for the HVOF spraying of oxide-ce- pure oxygen. Any fuel gases, in- wurden industrielle Anwendungen von Brenngasen mit reinem Sauer- ramic coatings [2, 3]. In any case, cluding acetylene, can be utilised in für das HVOF-Spritzen von oxidkera- stoff durch besonders hohe Flam- these did not become widespread this respect. In particular, methane, mischen Schichten entwickelt [2, 3]. mentemperaturen aus. Dabei kön- and suitable installation technology ethene and hydrogen are suitable for Allerdings erreichten diese keine nen beliebige Brenngase, inklusive was not developed any further. How- the HVOF spraying of oxide-ceramic große Verbreitung und geeignete Acetylen, eingesetzt werden. Für das ever, particularly the increasing inter- materials with melting points above Anlagentechnik wurde nicht weiter- HVOF-Spritzen von oxidkeramischen est in suspension-sprayed coatings to 2,000°C in order to produce coatings entwickelt. Insbesondere das zuneh- Werkstoffen mit Schmelzpunkten which a great potential for achieving with few pores. As in other torches mende Interesse an suspensionsge- oberhalb von 2000°C eignen sich ins- superior properties is attributed led operated with gaseous fuels, the

16 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Fachbeitrag Specialist Articles besondere Methan, Ethen und Was- serstoff, um porenarme Schichten zu erzeugen. Wie in anderen mit gasför- migem Brennstoff betriebenen Bren- nern erfolgt eine axiale Zufuhr des Spritzzusatzwerkstoffs, was eine gleichmäßigere Verteilung der Parti- kel im Spritzstrahl im Vergleich zum Plasmaspritzen mit radialer Injekti- on ermöglicht. Seine Wasserkühlung macht den Brenner besonders robust und lässt das Starten ohne thermische Überlastung des Zusatzwerk- stoffnjektors zu, auch wenn über ei- Bild 1: HVOF-Brenner Top-Gun beim Verspritzen einer Fig. 1: Top Gun HVOF torch during the spraying of an Al2O3 Al O -Suspension suspension nige Zeit keine Zufuhr von kühlendem 2 3 Trägergas bzw. von Suspensionen erfolgt. Für den Brenner sind Düsen mit möglicht eine präzise Regelung des spraying consumable is supplied axi- cale particles, nozzles with a length unterschiedlichen Brennkammergeo- zugeführten Zusatzwerkstoffs bei ally, thus permitting a more uniform of 78 mm are suffcient in order to metrien, Längen und Durchmessern gleichzeitiger Erfassung der Dichte distribution of the particles in the achieve this. des Expansionsrohrbereichs erhält- der geförderten Suspension. Dadurch spraying jet than in the case of plas- When a conventional Top Gun torch lich. Für das Verarbeiten oxidkera- lassen sich unzulässige Veränderun- ma spraying with radial injection. Its which is utilised for the spraying of mischer Pulver, deren Partikelgröße gen der Spritzbedingungen infolge water cooling makes the torch par- feedstock in the form of powders is < 25 µm betragen sollte, haben sich von Sedimentation von Partikeln im ticularly robust and allows ignition modifed for the processing of sus- Düsen mit einer Länge von 200 mm Vorratsbehälter detektieren. Um ein without any thermal overloading of pensions, it is only necessary to re- als besonders effektiv erwiesen, um Verstopfen der Förderlinie zu vermei- the feedstock injector even if no cool- place the gas mixing block and the einen ausreichenden Wärmeübertrag den, sind automatisierte Spülzyklen ing carrier gases or suspensions are connection for the supply of the feed- zu erzielen. Im Fall von Suspensionen zum Ende jedes Spritzvorgangs von supplied for some time. Nozzles with stock. In this respect, gas mixing nanoskaliger Partikel reichen Düsen zentraler Bedeutung. Das Spülen er- different combustion chamber geom- blocks with different borehole diam- mit 78 mm Länge aus, um dies zu erfolgt in der Regel mit der Trägerfüs- etries, lengths and diameters of the eters between 0.3 mm and 0.8 mm reichen. sigkeit der Suspension, die aus ei- expansion tube area are available for are available for the supply of the sus- Das Umrüsten eines herkömmlichen nem separaten Druckbehälter zuge- the torch. Nozzles with a length of pensions. Larger borehole diameters Top-Gun-Brenners, der zum Ver- führt wird. Um die Umschaltzeiten zu 200 mm have proven to be particu- tend to prove to be advantageous, in spritzen pulverförmiger Zusatzwerk- minimieren, ist dieser mit dem glei- larly effective for the processing of particular, for the processing of sus- stoffe eingesetzt wird, für das Ver- chen Druck wie der Suspensionsbe- oxide-ceramic powders whose parti- pensions with particularly small siz- arbeiten von Suspensionen erfor- hälter beaufschlagt. In Brennernähe cle sizes should be < 25 µm in order es of the dispersed particles in order dert nur das Auswechseln des Gas- installierte Umschaltboxen, an deren to achieve a suffcient heat transfer. to avoid any clogging of the injectors mischblocks und des Anschlusses für Ventilen sowohl Suspension als auch In the case of suspensions of nanos- due to deposits in the case of long die Zufuhr des Zusatzwerkstoffs. Da- spraying times. bei sind Gasmischblöcke mit unter- The defned application of pressure schiedlichen Bohrungsdurchmessern to storage vessels has proven to be zwischen 0,3 mm und 0,8 mm für die advantageous for conveying suspen- Zufuhr der Suspensionen erhältlich. sions into spraying torches because, Tendenziell erweisen sich größere in contrast to the utilisation of per- Bohrungsdurchmesser insbesonde- istaltic or diaphragm pumps, pulsa- re für das Verarbeiten von Suspensi- tions of the fow rate and thus un- onen mit besonders geringer Größe stable process conditions are avoid- der dispergierten Partikel als vorteil- ed reliably (Fig. 2). The utilistiaon of haft, um bei langen Spritzzeiten ein Coriolis mass fow regulators permits Verstopfen der Injektoren durch Ab- the precise regulation of the supplied lagerungen zu vermeiden. consumable with the simultaneous Für das Fördern von Suspensionen in recording of the density of the con- Spritzbrenner hat sich eine gezielte veyed suspension. Thus, it is possi- Druckbeaufschlagung von Vorratsbe- ble to detect any impermissible al- hältern als vorteilhaft erwiesen, weil terations in the spraying conditions im Gegensatz zum Einsatz von Peris- as a consequence of the sedimenta- taltik- oder Membranpumpen Pulsa- tion of particles in the storage ves- tionen der Flussrate und somit insta- sel. In order to avoid any clogging of bile Prozessbedingungen sicher ver- the conveying line, automated rins- mieden werden (Bild 2). Der Einsatz Bild 2: Suspensionsförderer Typ SSF-10 ing cycles at the end of every spraying Fig. 2: Suspension conveyor of the SSF10 type von Coriolis-Massenfussreglern er- operation are crucial. As a rule, the

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 17 Specialist Articles Fachbeitrag

Spülfüssigkeit anliegen, ermöglichen 5-10 g/min Depositionsrate bei Auf- kurze am Ende eines Spritzvorgangs tragwirkungsgraden von 60% bzw. zu reinigende Schlauchlängen zum 80% für den Einsatz pulverförmiger Brenner und somit kurze Totzeiten. bzw. suspensionsförmiger Spritzzu- Mixer in Suspensionsbehältern, die sätze erreicht. aktuell mit Volumina von bis zu 50 l In suspensionsgespritzten Al2O3- erhältlich sind, wirken der Sedimen- Schichten kann die Größe der Poren tation von Partikeln entgegen und er- auf maximal 2 µm begrenzt und Riss- lauben dadurch lange Prozesszeiten. bildung innerhalb einzelner Splats, Grundsätzlich muss die Sedimentati- die die Schicht bilden, sicher vermie- onsrate der Suspensionen zumindest den werden. Die Gefahr von Makro- so gering sein, dass bei unvermeid- rissbildung steigt mit zunehmender lichen Unterbrechungen des Spritz- Schichtdicke, aber auch mit zuneh- prozesses, beispielsweise für einen mender Rauheit des Substrats. Bei ei- Bild 3: Unter Einsatz einer Suspension Fig. 3: Alumina coating applied by nanoskaliger Partikel HVOF-gespritzte means of HVOF spraying using a suspen- Wechsel der zu beschichtenden Bau- ner Substratrauheit Ra < 2 µm gehen teile, keine relevante Sedimentation Risse in der Regel von der Schicht- Aluminiumoxidschicht sion of nanoscale particle in den Förderschläuchen erfolgt. oberfäche aus und verlaufen, ab- Kompakte HVOF-Steuerungen sind gesehen von sporadischen, relativ rinsing is carried out with the carrier pension conveyors, a fexible choice mit integrierter Scheibenförde- kurzen horizontal verlaufenden Ver- fuid of the suspension which is sup- can be made between consumables rer-Einheit erhältlich. Werden die- zweigungen, vertikal. Dagegen be- plied from a separate pressure vessel. in the form of powders or suspen- se Anlagen mit einem Suspensions- wirken hervorstehende Spitzen rau- In order to minimise the switchover sions. förderer kombiniert, so kann fexibel er Substratoberfächen Spannungs- times, this is subjected to the same zwischen Zusatzwerkstoffen in Form konzentrationen, so dass von die- pressure as the suspension storage 3. Process characteristics and von Pulvern oder Suspensionen ge- sen Spitzen vertikal verlaufende vessel. Switchover boxes which are coating properties wählt werden. Risse ausgehen. Dieser Effekt bie- installed near the torch and whose Although the HVOF spraying of high- tet die Möglichkeit über die Vorbe- valves are in contact not only with melting oxidic ceramics cannot 3. Prozesscharakteristika und handlung der Substrate gezielt deh- the suspension but also with the rins- achieve the same high deposition Schichteigenschaften nungstolerante Beschichtungen ana- ing fuid permit short hose lengths to rates as are possible today particu- Beim HVOF-Spritzen hochschmelzen- log zu Wärmedämmschichten mit the torch which must be cleaned at larly when multi-electrode plasma der oxidischer Keramiken lassen sich Segmentierungsrissen herzustellen. the end of a spraying operation and spraying torches are utilised (e.g. zwar nicht die hohen Depositionsra- Im Vergleich zum Einsatz von pul- thus short dead times. Mixers in sus- powder feed rate of 300 g/min and ten erzielen, die heute insbesonde- verförmigem Zusatzwerkstoff er- pension vessels which are current- deposition effciency of more than re beim Einsatz von Multi-Elektro- möglicht der Einsatz von Suspen- ly available with volumes of up to 65% when Al2O3 insulation coatings den-Plasmaspritzbrennern möglich sionen eine wesentliche Verbesse- 50 l counteract the sedimentation are sprayed using a fve-anode Pen- sind (zum Beispiel 300 g/min Pulver- rung der Schichthaftung auf kom- of particles and thus allow long pro- ta plasma torch). In any case, coat- förderrate und mehr als 65% Auf- plex geformten Oberfächen mit klei- cess times. Basically, the sedimenta- ings with particularly low porosities tragwirkungsgrad beim Spritzen von nen Kantenradien. Allerdings erfor- tion rates of the suspensions must, at and small pore sizes can be manufac-

Al2O3-Isolationsschichten mittels 5- dert das Suspensionsspritzen den least, be so low that there is no rele- tured using fne powders and, even Anoden-Plasmabrenner Penta). Al- Einsatz besonders geringer Spritzab- vant sedimentation in the conveying more so, using suspensions consist- lerdings lassen sich unter Einsatz von stände von etwa 80 mm, so dass im hoses in the event of any unavoidable ing of nanoscale particles (Fig. 3). feinen Pulvern, und noch mehr unter Vergleich zum Spritzen von Pulvern, interruptions in the spraying process, When Al2O3 coatings are sprayed, Einsatz von Suspensionen aus na- das bei doppelt so hohen Spritzab- e.g. for changing the components to deposition rates of about 20 g/min noskaligen Partikeln (Bild 3), Schich- ständen erfolgen kann, ein wesent- be coated. and 5-10 g/min with application eff- ten mit besonders geringer Porosi- lich höherer Wärmeeintrag in die zu Compact HVOF spraying controllers ciencies of 60% and 80% are usually tät und Porengröße herstellen. Übli- beschichtenden Bauteile resultiert. are available with integrated disc achieved for the utilisation of spray- cherweise werden beim Spritzen von Das führt entweder zu wesentlich type powder feed units. If these in- ing consumables in the form of pow-

Al2O3-Schichten etwa 20 g/min bzw. höheren Anforderungen an die Ge- stallations are combined with sus- ders and suspensions respectively.

Literatur References [1] Wielage, B., A. Wank, H. Pokhmurska, T. Grund, C. Rupprecht, G. Reisel, [3] Turunen, E., A. Hirvonen, T. Varis, T. Fält, S.-P. Hannula, T. Sekino, E. Friesen: Development and trends in HVOF spraying technology. Sur- K. Niihara: Application of HVOF Techniques for Spraying of Ceramic face and Coatings Technology, 201 (2006) 5, pp. 2032/7. Coatings. Advances in Technology of Materials and Materials Proces- [2] Sturgeon A.J., M.D.F. Harvey; F.J. Blunt, S.B. Dunkerton: The infuen- sing Journal, 9 (2007) 1, pp. 63/8. ce of fuel gas on the microstructure and wear performance of alumina [4] Callen, B.W., M. Gindrat, J. Liu, J. Rauch: Suspensionsspritzen - eine coatings produced by the high velocity oxyfuel (HVOF) thermal spray Technologie mit Zukunft. Sulzer Technical Review, 2 (2013), pp. 4/8. process. Proceedings of the 14th International Thermal Spray Conferen- [5] Trenkle, F., M. Winkelmann, F. Wüst, J. Luth, S. Hartmann, P. Krieg, ce, Kobe, JP, May 22nd - 26th 1995, Vol. 2, pp. 669/73. A. Killinger: Thin, metallic heating coatings, manufactured by means of suspension spraying. Thermal Spray Bulletin, 71 (2019) 2, pp. 72/6.

18 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Fachbeitrag Specialist Articles

staltung der Absaugung und Bau- schichten in Brennstoffzellen und für In suspension-sprayed Al2O3 coat- for tribological applications. In com- teilkühlvorrichtung sowie das Hand- hochreine Yttriumoxidschichten zum ings, it is possible to limit the sizes parison with plasma-sprayed coat- lingsystem zum Erzielen ausreichend Schutz von Komponenten von Ionen- of the pores to max. 2 µm and to re- ings, the achieved densities and mi- hoher Oberfächengeschwindigkei- ätzanlagen interessant. liably avoid any cracking inside indi- crohardnesses (> 1,500 HV0.3) are ten oder erfordert Unterbrechungen Die Größe der Poren in Spritzschich- vidual splats which form the coat- higher and the lengths of microc- des Beschichtungsprozesses. ten lässt sich mit der Größe der ing. The danger of macrocracking racks are shorter. Furthermore, the HVOF-gespritzte Aluminiumoxid- Spritzpartikel reduzieren. Somit er- rises not only along with the coat- metallic chromium contents in the schichten erweisen sich in tribolo- lauben Suspensionen prinzipiell das ing thickness but also along with the coatings are reduced considerably. gischen Anwendungen wie Draht- Herstellen von Schichten mit der roughness of the substrate. With a Roughnesses of Ra < 2 µm are possi- ziehrollen und Fadenführungsteilen kleinstmöglichen Porengröße. Al- substrate roughness of Ra < 2 µm, ble in the sprayed condition so that häufg plasmagespritzten Schich- lerdings sind suspensionsförmige cracks generally originate from the a fnishing operation is not needed in ten deutlich überlegen. Suspensions- Spritzzusatzwerkstoffe noch relativ coating surfaces and have verti- some applications. For thin coatings spritzschichten zeichnen sich darüber neuartige Produkte im Vergleich zu cal paths, apart from sporadic, rel- with thicknesses of just 20 - 30 μm, hinaus wegen der hohen Kantensta- Pulvern, in deren Optimierung und atively short branches with horizon- fts without any remachining are bilität insbesondere für dekorative Spezifzierung für diverse Spritzpro- tal paths. In contrast, protruding also feasible in this way if the com- Anwendungen aus. zesse über mehrere Jahrzehnte inves- peaks of rough substrate surfaces ponents are premachined with the Das HVOF-Spritzen eignet sich auch tiert wurde. Zudem haben sich Me- give rise to stress concentrations so necessary precision. zum Herstellen hochwertiger Chrom- thoden etabliert, um die Eigenschaf- that cracks with vertical paths origi- The achievable high coating densi- oxidschichten (Bild 4) für tribologi- ten von Spritzpulvern präzise zu cha- nate from these peaks. This effect of- ties make HVOF spraying interest- sche Anwendungen. Im Vergleich zu rakterisieren und so für das Herstel- fers the possibility of using the pre- ing, for example, also for YSZ elec- plasmagespritzten Schichten wer- len hochwertiger Schichten ungeeig- treatment of the substrates for the trolyte coatings in fuel cells and for den höhere Dichten und Mikrohärten nete Eigenschaften zu identifzieren. targeted manufacture of strain-tol- ultrapure yttria coatings in order to (> 1.500 HV0.3) sowie geringere Für suspensionsförmige Spritzzusatz- erant coatings in analogy to thermal protect components of ion etching Längen von Mikrorissen erzielt. Da- werkstoffe sind noch vergleichbare barrier coatings with segmentation installations. rüber hinaus sind die Gehalte metalli- Optimierungsprozesse zu durchlau- cracks (dense vertically cracked ther- The sizes of the pores in sprayed schen Chroms in den Schichten deut- fen und Qualitätsprüfmethoden zu mal barrier coatings). In comparison coatings can be reduced with the siz- lich reduziert. Im gespritzten Zustand etablieren, um abzusichern, dass op- with the utilisation of consumables in es of the sprayed particles. In princi- sind Rauheiten Ra < 2 µm möglich, timale Schichteigenschaften auch the form of powders, the utilisation ple, suspensions thus make it possi- so dass in einigen Anwendungen auf bei Einsatz von Suspensionen aus of suspensions permits a substantial ble to manufacture coatings with the ein Finishing verzichtet werden kann. verschiedenen Batches und nach La- improvement in the coating adhesion smallest possible pore sizes. In any Für dünne Schichten mit nur 20 bis gerung für industrierelevante Zeit- to surfaces with complex shapes and case, spraying consumables in the 30 µm Schichtdicke sind auf diesem räume und unter industrierelevanten small edge radii. In any case, suspen- form of suspensions are still relative- Weg auch Passungen ohne Nachbe- Bedingungen reproduzierbar und sion spraying requires the utilisation ly innovative products in compari- arbeitung darstellbar, wenn die Bau- prozessstabil errreicht werden. Bis of particularly short spraying distanc- son with powders in whose optimi- teilvorbearbeitung mit der notwendi- dahin kann mit feinen Pulvern noch es of approx. 80 mm and, in com- sation and specifcation for diverse gen Präzision erfolgt. vielfach eine höhere Mindestschicht- parison with the spraying of pow- spraying processes investments have Die erzielbaren hohen Schichtdich- qualität beim HVOF-Spritzen oxid- ders which may be carried out at been made over several decades. ten machen das HVOF-Spritzen bei- keramischer Schichten erreicht wer- twice the spraying distances, thus re- Moreover, methods have become spielsweise auch für YSZ-Elektrolyt- den. sults in substantially higher heat in- established in order to characterise puts into the components to be coat- the properties of spraying powders ed. That leads either to substantially precisely and thus to identify proper- more stringent requirements on the ties unsuitable for the manufacture designing of the extraction unit and of coatings with the highest quali- the component cooling device as well ty. For spraying consumables in the as on the handling system in order to form of suspensions, it is still neces- achieve suffciently high surface ve- sary to pass through comparable op- locities or necessitates interruptions timisation processes and to establish in the coating process. quality testing methods in order to HVOF-sprayed alumina coatings fre- ensure that optimum coating prop- quently prove to be clearly superi- erties are achieved in a reproduci- or to plasma-sprayed coatings in tri- ble and stable process even with the bological applications such as wire utilisation of suspensions from vari- drawing capstans and thread guid- ous batches and after storage for in- ing parts. Because of the high edge dustrially relevant periods and un- stability, suspension-sprayed coat- der industrially relevant conditions. ings also stand out for decorative Until then, a higher minimum coat- applications in particular. ing quality during the HVOF spray- HVOF spraying is also suitable for ing of oxide-ceramic coatings can Bild 4: Unter Einsatz feinen Pulvers Fig. 4: Chromia coating applied by means the manufacture of chromia coat- still be achieved with fne powders HVOF-gespritzte Chromoxidschicht of HVOF spraying using fne powder ings with the highest quality (Fig. 4) in many cases.

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 19 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

Untersuchung der Substraterwärmung beim Innenbeschichten mittels HVOF und „Warm Spraying“ Investigation of the substrate heating during lining by means of HVOF spraying and warm spraying

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Tillmann, Dipl. Wirt.-Ing. Leif Hagen, Christopher Schaak, M. Sc., Anna Geldmacher, Institute of Materials Engineering, TU Dortmund University, Dortmund

Kurzfassung Abstract Die Innenbeschichtung stellt immer noch ein Spezialgebiet der thermi- Lining still constitutes a special feld of thermal spraying technology. In ad- schen Spritztechnik dar. Neben den bereits industriell etablierten Techni- dition to the already industrially established technologies for linings (e.g. ken für Innenbeschichtungen, beispielsweise atmosphärisches Plasmas- atmospheric plasma spraying (APS), wire arc spraying (WAS) and plasma pritzen (APS), Lichtbogendrahtspritzen (LDS) und Plasma-Transferred-Wi- transferred wire arc (PTWA) spraying procedures), the HVOF spraying pro- re-Arc-Verfahren (PTWA), führen cedures have been leading a niche die HVOF-Verfahren insbesondere Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Tillmann existence until now, particularly for für die Beschichtung von kleinen Autorenprofl: Author profle: the lining of small borehole diam- Bohrungsdurchmessern (< 200 mm) eters (< 200 mm). One challenge www.thermal-spray-bulletin.info/?id=201717 bisher ein Nischendasein. Eine He- during HVOF spraying lining is the [email protected] rausforderung beim HVOF-Innen- heat input into the substrate by the beschichten ist der Wärmeeintrag Dipl. Wirt.-Ing. Leif Hagen fame jet and the hot sprayed par- durch den Flammstrahl und die Autorenprofl: Author profle: ticles. Within the framework of the heißen Spritzpartikel in das Subs- www.thermal-spray-bulletin.info/?id=306997 executed experiments, various cool- trat. Im Rahmen der durchgeführten [email protected] ing concepts and spraying parame- Experimente wurden verschiedene ters in the HVOF and warm spraying Kühlkonzepte und Spritzparameter Anna Geldmacher processes were investigated with re- im HVOF- und Warm-Spray-Prozess Autorenprofl: Author profle: gard to the substrate heating during in Hinblick auf die Substraterwär- www.thermal-spray-bulletin.info/?id=400199 the lining. It was shown that, togeth- mung während des Innenbeschich- [email protected] er with the warm spraying process, tens untersucht. Es zeigte sich, dass Christopher Schaak, M. Sc. combined external and internal cool- eine kombinierte Außen- und Innen- Autorenprofl: Author profle: ing can reduce the component heat- kühlung gemeinsam mit dem Warm- ing signifcantly. Spray-Prozess die Bauteilerwärmung www.thermal-spray-bulletin.info/?id=307119 [email protected] signifkant reduzieren kann.

1. Stand der Technik brennern und der geringeren Flamm- 1. State of the art and the lower fame power as well as Das Innenbeschichten mittels Hochge- leistung sowie der aus dem kurzen Lining by means of high-velocity oxy- to the shortened dwell section of the schwindigkeitsfammspritzen (HVOF), Spritzabstand und der kürzeren Be- fuel (HVOF) spraying, i.e. the appli- sprayed particles in the fight phase das heißt das Aufbringen von Spritz- schleunigungsdüse resultierenden cation of sprayed linings to the inter- resulting from the short spraying off- schichten auf den Innenfächen von verkürzten Verweilstrecke der Spritz- nal surfaces of boreholes or cavities, set distance and the shorter acceler- Bohrungen oder Kavitäten, ist ein partikel in der Flugphase, sind fei- is a special feld of thermal spraying ation nozzle, it is necessary to use noch wenig erforschtes Spezialge- nere Spritzpulverwerkstoffe (Parti- technology in which little research fner spraying powder materials (par- biet der thermischen Spritztechnik. keldurchmesser < 20 µm) notwen- has been conducted until now. Par- ticle diameter: < 20 µm) for the suc- Insbesondere für Bohrungen unter- dig, um erfolgreich Beschichtungen ticularly for boreholes below a diam- cessful production of linings [1, 2]. halb eines Durchmessers von 200 mm zu erzeugen [1, 2]. Neben den Her- eter of 200 mm, there is a need for In addition to the challenges caused werden spezielle Innenbeschichtungs- ausforderungen, welche durch feine- special lining torches which can be by fner spraying powders, the move- brenner benötigt, welche so geführt re Spritzpulver entstehen, ist zudem guided in such a way that the spray- ment space of the HVOF spraying werden können, dass der Spritzstrahl der Bewegungsraum des HVOF-Bren- ing jet is as vertical as possible and is torch is also restricted and the spray- möglichst senkrecht ist und in kons- ners eingeschränkt und die Spritzsi- located at a constant distance away ing situation is closed (in compari- tantem Abstand zur Oberfäche mit tuation geschlossen (im Vergleich zu from the surface with minimum son with coatings). Therefore, classic minimalen Spritzabständen (20 mm Außenbeschichtungen). Klassische spraying offset distances (20 mm to cooling concepts can be applied to bis 100 mm) steht. Aufgrund der kom- Kühlkonzepte können daher nur be- 100 mm). Due to the compact de- a limited extent only. Enormous sig- pakten Bauform von HVOF-Innen- dingt angewendet werden. Die Küh- signs of HVOF spraying lining torches nifcance is attached to the cooling

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Bild 1: Darstellung des Versuchsaufbaus; Druckluft-Kühlung a) Rohr mit Druck- von außen (4 bar) IDCoolFlow Mono mit luft-Kühlung, b) HVOF/ Compressed air coo- 600 mm Verlängerung WS-Innenbrenner ling from the outside IDCoolFlow Mono with („IDCoolFlow Mono“) mit (4 bar) a 600 mm extension Air-Jet-Kühlung und rück- seitigem Thermoelement (MP: Messpunkt) Lining length Lining Temperatur-

Beschichtungslänge Messpunkte Fig. 1: Representa (Thermokamera) Rückseitiges tion of the test setup; Temperature Thermoelement a) pipe with compressed measuring points Thermocouple on the air cooling, Rohr (thermal camera rear side b) HVOF spraying / WS Pipe lining torch (“IDCoolFlow Drehvorrichtung mit Air-Jet-Kühlung / Mono”) with Air Jet cool- Dreibackenfutter Innenkühlung (4 bar) ing and a thermocouple Rotating device with a Air Jet cooling / on the rear side (MP: three-jaw chuck internal cooling (4 bar) measuring point) lung des Bauteils ist von enormer Be- Um das Potenzial des Innenbeschich- of the component in order to avoid In order to open up the potential deutung, um eine Überhitzung des tens mittels HVOF bzw. WS dem An- any overheating of the base and lin- of lining by means of HVOF spray- Grund- und Schichtwerkstoffs zu wender zu eröffnen, müssen grund- ing materials [3]. For HVOF-sprayed ing and WS for the user, it is neces- vermeiden [3]. Für HVOF-gespritz- legende Untersuchungen im Hinblick WC-Co(Cr) wear protection linings, sary to conduct fundamental inves- te WC-Co(Cr)-Verschleißschutzbe- auf die Kühlstrategie sowie der Bau- the decomposition of WC into W2C tigations with regard to the cooling schichtungen ist die Zersetzung von teilerwärmung erfolgen und mit re- as well as the formation of η phas- strategy and the component heat-

WC zu W2C sowie die Bildung von levanten Schichteigenschaften kor- es (e.g. Co3W3C) are typical signs of ing and to correlate them with rel-

η-Phasen, beispielsweise Co3W3C, reliert werden. Der vorliegende Bei- the overheating of the lining materi- evant lining properties. The present ein typisches Anzeichen einer Über- trag gibt einen ersten Einblick in al [4, 5]. Furthermore, adjusted cool- article gives an initial insight into the hitzung des Schichtwerkstoffs [4, 5]. die Auswirkung verschiedener An- ing concepts can be used in order to effects of various infow strategies Mittels angepasster Kühlkonzepte strömungsstrategien mittels Druck- reduce any residual stresses in the by means of compressed air cooling können weiterhin Eigenspannungen, luft-Kühlung und zeigt die aktu- lining/substrate composite which and highlights the current challenges welche auf dem Temperaturgradien- ellen Herausforderungen beim In- are based on the temperature gradi- during the lining of WC-CoCr on the ten zwischen Splat und Substrat beru- nenbeschichten von WC-CoCr an- ent between the splat and the sub- basis of lining results. The objective hen, im Schicht-Substrat-Verbund re- hand von Beschichtungsergebnis- strate [6]. Particularly in the case of is to reduce the component heating duziert werden [6]. Insbesondere bei sen auf. Ziel ist es, mit einer einfa- linings, the working space means during the lining with simple com- Innenbeschichtungen sind arbeits- chen Druckluft-Kühlung und gege- that common cooling concepts (e.g. pressed air cooling and given bound- raumbedingt gängige Kühlkonzep- benen Randbedingungen (konstan- compressed air curtain or CO2 noz- ary conditions (constant input pres- te (zum Beispiel Druckluftvorhang, ter Eingangsdruck) die Bauteiler- zles) are applicable to a limited ex- sure). These boundary conditions

CO2-Düsen) nur bedingt anwendbar. wärmung beim Innenbeschichten zu tent only. make it easy for the user to transfer Eine Weiterentwicklung des HVOF- reduzieren. Diese Randbedingungen Warm spraying (WS) is a refnement the results. Within the framework of Prozesses zur Reduzierung der Flamm ermöglichen eine einfache Übertra- of the HVOF spraying process in or- the investigations, a pipe component temperatur und zur Erhöhung der gung der Ergebnisse für den Anwen- der to reduce the fame temperature closed on one side was considered Gasgeschwindigkeit ist das „Warm der. Im Rahmen der Untersuchungen and to increase the gas velocity. The for this purpose since this constitutes Spraying“ (WS). Das WS-Verfahren wurde hierfür ein einseitig geschlos- WS procedure is nearly identical to the most diffcult case of lining. ist nahezu identisch zum HVOF-Pro- senes Rohrbauteil betrachtet, da dies the HVOF spraying process. Howev- zess. Neben Brennstoff und Sauer- den schwierigsten Fall der Innenbe- er, not only fuel and oxygen but also 2. Experimental details stoff wird jedoch zusätzlich N2 in schichtung darstellt. N2 are injected into the combustion 2.1 Installation technology die Brennkammer eingedüst. Auf- chamber. The combustion cham- The HVOF spraying torch system grund des erhöhten Gesamtgasfus- 2. Experimentelle Details ber pressure rises because of the in- called „IDCoolFlow Mono“ (Ther- ses und der thermisch bedingten Ex- 2.1 Anlagentechnik creased total gas fow rate and the mico, Germany) with a 600 mm expansion des Inertgases, steigt der Für die Durchführung der Experi- thermally induced expansion of the tension (Fig. 1b) as well as a corre- Brennkammerdruck an. Zusätzlich mente wurde das HVOF-Brennersys- inert gas. In addition, thermal en- sponding CJSC-control unit and a wird thermische Energie durch die tem „IDCoolFlow Mono“ (Thermico, ergy is transformed by the expan- CPF2 powder feed unit were used Expansion des Intergases umgewan- Deutschland) mit einer 600 mm Ver- sion of the inert gas, thus making for the execution of the experiments. delt, wodurch die Flammtemperatur längerung (Bild 1b) sowie entspre- the fame temperature drop. With The „IDCoolFlow Mono“ is a hydro- sinkt. Im Hinblick auf Partikeltem- chender CJS-C-Steuerungseinheit regard to the particle temperature gen-stabilised kerosene-operated peratur und -geschwindigkeit kann und CPF2-Pulverfördereinheit ver- and velocity, the warm spraying pro- HVOF spraying lining torch which is das Warm-Spray-Verfahren zwischen wendet. Der „IDCoolFlow Mono“ cedure may be classifed between equipped with an extension for WS dem Kaltgasspritzen und dem klassi- ist ein wasserstoffstabilisierter kero- cold gas spraying and the classic operation so that N2 and O2 can be schen HVOF-Verfahren eingeordnet sinbetriebener HVOF-Innenbrenner, HVOF spraying procedure. The oxi- injected into the combustion cham- werden. Die Oxidation der Schicht- welcher über eine Erweiterung für dation of the lining materials can be ber in a premixed form. Combustion werkstoffe kann mit höheren N2-Flüs- den WS-Betrieb verfügt, sodass N2 reduced signifcantly at higher N2 chamber pressures up to 16 bar are sen signifkant reduziert werden [7]. und O2 vorgemischt in die Brenn- fow rates [7]. permissible.

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 21 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge kammer eingedüst werden können. Die Kühlung erfolgte mit Druckluft 2.2 Investigation of the measure the temperature on the in- Brennkammerdrücke bis 16 bar sind von außen an vier Anströmungspo- component heating side of the pipe. The evaluation was zulässig. sitionen (vier Rohrleitungen mit ge- A pipe specimen made of structural made at three measuring points rader Austrittsöffnung; 7,7 mm im steel (SJ235) with an inside diame- (MP1 MP3, Fig. 1a). 2.2 Untersuchung der Innendurchmesser; 90 mm Abstand ter of 200 mm, a wall thickness of The cooling was carried out with Bauteilerwärmung zwischen den Austrittsöffnungen; 40 5 mm and a length of 500 mm was compressed air from the outside in Für die Untersuchung der Erwär- mm Abstand zur Oberfäche, Bild 1a) used for the investigation of the heat- four infow positions (four pipelines mung während des Innenbeschich- und von innen parallel zum Düsen- ing during the lining (Fig. 1a). During with straight outlet openings; inside tens wurde eine Rohrprobe aus Bau- austritt des Innenbrenners mit zwei the tests, the pipe was rotated at a diameter: 7.7 mm; distance between stahl (SJ235) mit einem Innendurch- Anströmungspositionen (zwei Rohr- speed of 95.5 min−1. The relative trav- the outlet openings: 90 mm; distance messer von 200 mm, einer Wandstär- leitungen mit gerader Austrittsöff- el speed of the spraying torch over away from the surface: 40 mm, Fig. ke von 5 mm und einer Länge von 500 nung; 7,7 mm im Innendurchmes- the surface was approx. 60,000 mm/ 1a) and from the inside parallel to the mm verwendet (Bild 1a). Während ser; 90 mm Abstand zwischen den min. The pipe length to be lined was nozzle outlet of the lining torch with der Versuche wurde das Rohr mit ei- Austrittsöffnungen; etwa 30 mm 300 mm starting from the pipe open- two infow positions (two pipelines ner Drehzahl von 95,5 min−1 rotiert. Abstand zur Oberfäche, Bild 1b). Die ing. All the investigations were con- with straight outlet openings; inside Die relative Verfahrgeschwindigkeit Kühlung erfolgte mit 4 bar Eingangs- ducted with fve repetitions of the lin- diameter: 7.7 mm; distance between des Spritzbrenners über die Oberfä- druck, welcher sich auf die jeweili- ing operation (= ten passes). The par- the outlet openings: 90 mm; dis- che betrug näherungsweise 60.000 gen Anströmungspositionen auf- ticles (overspray) and the fue gases tance away from the surface: approx. mm/min. Die zu beschichtende Rohr- teilt. Mittels Differenzdruckmessun- were extracted via the cabin (extrac- 30 mm, Fig. 1b). The cooling was länge betrug 300 mm ausgehend von gen (Pitot-Rohr AFLPS 588701, Diffe- tion in the background). carried out at an input pressure der Rohröffnung. Alle Untersuchun- renzdrucktransmitter DKP1010, Drie- The complete test plan is portrayed of 4 bar which is divided between gen wurden mit 5 Wiederholungen sen + Kern, Deutschland) wurde im in Table 1. The volume fow rates of the respective infow positions. Dif- des Beschichtungsvorgangs durch- Abstand von 40 mm (für eine von the fuel gases (hydrogen and oxygen) ferential pressure measurements geführt (= 10 Überläufe). Die Absau- vier Rohrleitungen) eine maxima- and of the kerosene (K) as the liquid (pitot tube: AFLPS 588701, differen- gung der Partikel (Overspray) und le Strömungsgeschwindigkeit von fuel (here: Exxsol D60, Exxon Mo- tial pressure transmitter: DKP1010, Rauchgase erfolgte über die Kabine 68 ± 2 m/s ermittelt. Demgegen- bil Corporation, Texas) as well as the Driesen + Kern, Germany) served to (Absaugung im Hintergrund). über konnte für einen Abstand von spraying offset distance (SOD) were establish a maximum fow velocity of

Der vollständige Versuchsplan ist in 30 mm (für eine von zwei Rohrlei- kept constant in all the tests. The N2 68 ± 2 m/s at a distance of 40 mm (for Tabelle 1 dargestellt. Die Volumen- tungen) eine maximale Strömungs- fow rate was varied in four stages. one out of four pipelines). In contrast, füsse der Brenngase (Wasserstoff, geschwindigkeit von 154 ± 2 m/s ge- In addition, tests were carried out in it was possible to measure a maxi- Sauerstoff) und des Flüssigbrenn- messen werden. relation to the substrate heating with mum fow velocity of 154 ± 2 m/s stoffs Kerosin (K) (hier: Exxsol D60, and without powder feed. for a distance of 30 mm (for one out Exxon Mobil Corporation, Texas), so- 2.3 Partikelmessung und The heating of the pipe was meas- of two pipelines). wie der Spritzabstand (SOD) wurden Referenzbeschichtungen ured with the aid of a thermal imag- in allen Versuchen konstant gehal- Abschließend wurden mit den Pro- ing camera (optris PI, Optris, Germa- 2.3 Particle measurement and ten. Der N2-Fluss wurde in vier Stu- zessparametern aus Tabelle 1 die ny) which measures the infrared radi- reference linings fen variiert. Zusätzlich wurden Versu- Partikelgeschwindigkeit und -tem- ation and portrays it graphically. The Finally, the particle velocity and tem- che zur Substraterwärmung mit und peratur erfasst sowie Referenzbe- pipe specimen was blackened with a perature were recorded with the pro- ohne Pulverförderung durchgeführt. schichtungen erzeugt. Für die Mes- graphite spray from the outside in or- cess parameters from Table 1 and Die Messung der Erwärmung des sung der Temperatur und Geschwin- der to guarantee a uniform emission reference linings were produced. A Rohrs erfolgte mit Hilfe einer Wär- digkeit am partikelbeladenen Frei- coeffcient for the infrared measure- two-colour pyrometer (AccuraSpray mebildkamera (optris PI, Optris, strahl wurde ein Zwei-Farben-Pyro- ments. The photographs were evalu- g3, Tecnar, Canada) was utilised for Deutschland), welche die Infrarot- meter (AccuraSpray g3, Tecnar, Ka- ated using the PIConnect 2.8.2138.0 measuring the temperature and the strahlung misst und grafsch dar- nada) eingesetzt. Die Messung er- software (Optris, Germany). In addi- velocity in the particle-laden free jet. stellt. Die Rohrprobe wurde von au- folgte in Höhe des Spritzabstands tion, a thermocouple (type: K, NiCr- The measurement was taken at the ßen mit einem Graphit-Spray ge- (SOD = 55 mm). Zur Korrelation wur- Ni) was mounted on the rear side of height of the spraying offset distance schwärzt, um einen gleichmäßigen de der Brennkammerdruck für den the lining torch (distance away from (SOD = 55 mm). For correlation pur- Emissionskoeffzienten für die Inf- jeweiligen Parametersatz (Tabelle the torch: 4 mm, Fig. 1b) in order to poses, the combustion chamber pres- rarot-Messungen zu gewährleisten.

Die Aufnahmen wurden mittels der Tabelle 1: Prozessparameter für die Untersuchungen (λ = 1,35) Software PIConnect 2.8.2138.0 (Opt- Table 1: Process parameters for the investigations (λ = 1.35) ris, Deutschland) ausgewertet. Zu- Nr. N2 H2 O2 K Fördergas Förderrate Pulver SOD sätzlich wurde ein Thermo-Element No. Feed gas Feed rate Powder (Typ K, NiCr-Ni) auf der Rückseite [SLPM] [SLPM] [SLPM] [SLPH] [SLPM] [g/min] [mm] des Innenbrenners (4 mm Abstand 1. 0 50 150 3 10 - nein no 55 vom Brenner, Bild 1b) montiert, um 2. 50 50 150 3 10 - nein no 55 die Temperatur im Inneren des Rohrs 3. 100 50 150 3 10 - nein no 55 zu messen. Die Auswertung erfolg- 4. 150 50 150 3 10 - nein no 55 te an drei Messpunkten (MP1-MP3, Bild 1a). 5. 0–100 50 150 3 10 20 ja yes 55

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1) aufgezeichnet. Für die Beschich- Bild 2: REM-Aufnahme utilised as the spraying consumable tungsversuche wurde ein speziel- des Spritzpulvers (WC- (Fig. 2). According to the information ler Probenhalter für Innenbeschich- CoCr, Amperit 558.052) from the manufacturer, the powder im Rückstreuelektro- tungen verwendet, welcher densel- nenkontrastmodus has a particle size in the range of ben Innendurchmesser und dieselbe –20+5 µm and is therefore suitable Fig. 2: Scanning Länge wie das Rohr in Bild 1a auf- electron micrograph of for lining in principle. weist. Als Substratwerkstoff wurde the spraying powder The cooling during the lining tests (WC-CoCr, Amperit C45 (1.0503) eingesetzt. Die Subs- 558.052) in the was carried out according to Fig. 1a tratoberfäche wurde vor der Be- backscattered electron (4 bar, four infow positions, from the schichtung mit EKF100 (45°, 4 bar) contrast mode outside). The lining was produced gestrahlt und anschließend im Ultra- with ten or 20 passes. Specimens schallbad mit Ethanol gereinigt. Als for traction adhesive strength tests Spritzusatz wurde ein agglomeriert, according to DIN 582:1993 (univer-

gesintertes WC-CoCr-Pulver (Amperit [°C] sal testing machine: Mohr & Feder- Temperatur [m/s] 558.052, Höganäs, Schweden) einge- Temperature haff, Germany; adhesive: „HTK Ultra setzt (Bild 2). Das Pulver besitzt laut Bond 100“, HTK Hamburg, Germa-

Herstellerangaben eine Partikelgrö- Velocity ny) as well as specimens for metal- Velocity ße im Bereich −20 +5 µm und ist da- Temperature lographic transverse section investi- Geschwindigkeit her prinzipiell für das Innenbeschich- gations (feld emission scanning elec- ten geeignet. tron microscope: JSM7001F, Jeol, Ja- Die Kühlung während der Beschich- pan) can be removed from the spec- Temperatur Temperatur tungsversuche erfolgte entsprechend Geschwindigkeit imen holder. As the target variables,

Bild 1a (4 bar, 4 Anströmungspositi- N2-Fluss N2 fow rate [SLPM] the porosity and the lining thickness onen, von außen). Die Beschichtung were determined on the transverse erfolgte mit 10 bzw. 20 Überläufen. Bild 3: Partikeltemperatur und -geschwin- Fig. 3: Particle temperature and velocity section by means of image analy- digkeit für WC-CoCr (−20+5 µm) aufgetra- for WC CoCr (–20+5 µm) plotted over the Aus dem Probenhalter können Pro- sis (software: Axiovision, Zeiss, Ger- gen über den N2-Fluss (SOD = 55 mm) N2 fow rate (SOD = 55 mm) ben für Stirnhaftzugversuche nach many) and the hardness according DIN 582:1993 (Universalprüfmaschi- to Vickers (hardness testing device: ne: Mohr & Federhaff, Deutschland; „Nexus 412 A“, Innovatest, Nether-

Klebstoff: „HTK Ultra Bond 100“, lands) was measured at a testing load HTK Hamburg, Deutschland) sowie of 0.3 kgf (HV0.3). Proben für metallografsche Quer- schliffuntersuchungen (Feldemissi- 3. Results and discussion ons-Rasterelektronenmikroskop JSM- 3.1 Particle temperature and 7001F, Jeol, Japan) entnommen wer- velocity den. Als Zielgrößen wurden die Poro- The results of the particle tempera- Particle velocity [m/s] sität und Schichtdicke bildanalytisch Partikelgeschwindigkeit ture and velocity measurements are

(Software Axiovision, Zeiss, Deutsch- plotted over the N2 fow rate on Fig. land) am Querschliff bestimmt, sowie 3. As the N fow rate rises, the par- Brennkammerdruck 2 die Härte nach Vickers (Härteprüf- Combustion chamber pressure [bar] ticle temperature drops linearly and gerät: „Nexus 412 A“, Innovatest, the particle velocity tends to increase.

Niederlande) mit einer Prüfast von Bild 4: Partikelgeschwindigkeit für Fig. 4: Particle velocity for WC CoCr The dotted lines on Fig. 3 constitute 0,3 kgf (HV0,3) gemessen. WC-CoCr (−20+5 µm) aufgetragen über (–20+5 µm) plotted over the combustion linear regression lines for the indicat- den Brennkammerdruck (variierender chamber pressure (varying N fow rate) 2 ed measuring points. The observed N2-Fluss) 3. Ergebnisse und Diskussion effects of the N2 injection on the par- 3.1 Partikeltemperatur und ticle temperature and the particle ve-

-geschwindigkeit Beschreibung in der Literatur [7]. N2 sure was recorded for the parameter locity correlate with the description

Die Ergebnisse der Partikeltempera- wird durch die Verbrennungsprozes- set in question (Table 1). A special in the literature [7]. N2 is heated by tur und -geschwindigkeitsmessung se von O2, H2 und Kerosin erwärmt, specimen holder for linings which ex- the combustion processes of O2, H2 sind in Bild 3 über den N2-Fluss auf- nimmt jedoch nicht an der Verbren- hibits the same inside diameter and and kerosene but does not take part getragen. Mit steigendem N2-Fluss nungsreaktion teil und entzieht folg- length as the pipe on Fig. 1a was in the combustion reaction and con- sinkt linear die Partikeltempera- lich Verbrennungswärme. Dies führt used for the lining tests. C45 (1.0503) sequently extracts combustion heat. tur und die Partikelgeschwindigkeit zu einer kälteren Spritzstrahlfamme was utilised as the substrate materi- This leads to a colder spraying jet nimmt tendenziell zu. Die gestrichel- und einem geringeren Wärmeeintrag al. The substrate surface was blast- fame and a lower heat input into ten Linien in Bild 3 stellen lineare Re- in die Partikel. Durch einen N2-Fluss ed with EKF100 (45°, 4 bar) before the particles. An N2 fow rate of 150 gressionsgeraden zu den gezeigten von 150 SLPM kann die Partikeltem- the lining operation and was subse- SLPM can be used in order to lower Messpunkten dar. Die beobachte- peratur um etwa 500 K gesenkt quently cleaned with ethanol in an the particle temperature by approx. ten Effekte der N2-Eindüsung auf die werden (Bild 3). Zusätzlich expan- ultrasonic bath. An agglomerated, 500 K (Fig. 3). In addition, the heat-

Partikeltemperatur und Partikelge- diert das erwärmte N2 wodurch der sintered WC-CoCr powder (Amper- ed N2 expands, thus raising the com- schwindigkeit gehen einher mit der Brennkammerdruck ansteigt (Bild 4). it 558.052, Höganäs, Sweden) was bustion chamber pressure (Fig. 4).

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 23 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

The increase in the N2 fow rate by of the thermocouple or the torch into a) mit und ohne Partikel b) Vergleich Messposition im Rohr 150 SLPM leads to an increase in the the pipe specimen. The lower meas- (N = 0 SLPM) oben und unten (ohne Partikel, 2 combustion chamber pressure by ap- uring point (MP3 - turning point, Fig. (MP3: unterer Wendepunkt) N = 0 SLPM, keine Kühlung) 2 prox. 3 bar. 1a) designates the lowest point in the a) With and without particles b) Comparison of the measuring The higher combustion chamber pipe specimen. The temperature is (N = 0 SLPM) positions in the pipe, upper and 2 pressure leads to higher fame and plotted over the number of passes n. (MP3: lower turning point) lower (without particles, gas velocities downstream of the In all the measurements, the temper- N = 0 SLPM, no cooling) 2 Laval nozzle and, as a consequence, ature rise has an asymptotic course,

mit WC-CoCr untere MP3 directly to a higher particle velocity i.e. this approaches a maximum tem- Partikel Lower MP3 (Fig. 4). For the particle velocity at perature which is caused, amongst With WC- CoCr the spraying offset distance, it was other factors, by the heat conduction

[°C] partic- [°C] les ohne hence possible to establish an in- and the heat current (convection). WC-CoCr creased mean value of 926 m/s at The measurements with and without Partikel Without 150 SLPM N (814 m/s at 0 SLPM N ) particles (WC-CoCr) show that the WC-CoCr 2 2 particles obere MP1 (Fig. 3). The results highlight the po- heating of the environment is domi-

Temperature Temperature Upper MP1 tential of the WS procedure in order nated by the fame of the lining torch. to adjust the particle temperature The particles in the spraying process and velocity without changing the increase the heating of the pipe spec-

Temperatur Temperatur Temperatur combustion ratio λ (lambda). imen and thus of the environment by approx. 47 K after ten passes (Fig. 3.2 Temperature inside the pipe 5a). In addition, Fig. 5b shows that specimen the ambient temperature is consid- Überlauf Pass [n] Überlauf Pass [n] The temperature courses from the erably lower at the pipe inlet than at inside of the pipe specimen which the lowest point in the pipe (approx. Bild 5: Ergebnisse der Messung mittels Fig. 5: Results of the measurements were recorded using a thermcouple 134 K). Consequently, a heat accu- Thermoelements im Inneren des Rohrs using a thermcouple on the inside of the (MP: Messposition) pipe (MP: measuring position) are portrayed on Fig. 5 and Fig. 6. mulation arises on the inside of the Since the measurement is not tak- pipe. This heat accumulation may fa- en directly on the substrate surface vour the danger of undesired phase

Die Erhöhung des N2-Flusses um 150 punkten unterschieden. Der obere but instead approx. 10 mm above the transformation processes and con- SLPM führt zu einer Erhöhung des Messpunkt (MP1, Bild 1a) stellt den surface, this temperature constitutes sequently lead to locally differenti- Brennkammerdrucks um etwa 3 bar. Eintritt des Thermoelements bzw. the ambient temperature (gas tem- ated lining properties over the pipe Der höhere Brennkammerdruck führt des Brenners in die Rohrprobe dar. perature) on the inside of the pipe length [4]. Fig. 6 indicates the infu- zu einer höheren Flamm- bzw. Gas- Der untere Messpunkt (MP3 - Wen- specimen. On the diagram, a distinc- ence of the type of cooling and the in- geschwindigkeit nach der Laval-Dü- depunkt, Bild 1a) bezeichnet den tion is made between two measuring fuence of the N2 fow rate on the am- se und folglich direkt zu einer hö- tiefsten Punkt in der Rohrprobe. Die points. The upper measuring point bient temperature at the lower meas- heren Partikelgeschwindigkeit (Bild Temperatur wird über die Anzahl der (MP1, Fig. 1a) constitutes the entry uring point. 4). Für die Partikelgeschwindigkeit Überläufe n aufgetragen. Der Tem- im Spritzabstand konnte demnach peraturanstieg verläuft in allen Mes- ein erhöhter Mittelwert von 926 m/s sungen asymptotisch, das heißt die- a) ohne N2 (N2 = 0 SLPM) b) mit N2 (WS) bei 150 SLPM N festgestellt werden ser nähert sich einer maximalen Tem- 2 a) Without N2 (N2 = 0 SLPM) b) With N2 (WS)

(814 m/s bei 0 SLPM N2) (Bild 3). Die peratur an, welche unter anderem keine Kühlung Ergebnisse zeigen das Potenzial des durch die Wärmeleitung und Wärme- 0 SLPM N2 No cooling WS-Verfahrens auf, um die Parti- strömung (Konvektion) bedingt ist. 50 SLPM N2 100 SLPM N2 keltemperatur und -geschwindigkeit Die Messungen mit und ohne Partikel Außen- [°C] [°C] 150 SLPM N anzupassen ohne das Verbrennungs- (WC-CoCr) zeigen, dass die Erwär- kühlung 2 External verhältnis λ (Lambda) zu ändern. mung der Umgebung durch die Flam- cooling me des Innenbrenners dominiert Temperature 3.2 Temperatur innerhalb der wird. Die Partikel im Spritzprozess Temperature Rohrprobe erhöhen die Aufwärmung der Rohr- Die mittels Thermoelements aufge- probe und damit der Umgebung um Innenkühlung zeichneten Temperaturverläufe aus etwa 47 K nach 10 Überläufen (Bild Internal cooling Temperatur Temperatur dem Inneren der Rohrprobe sind in 5a). Zusätzlich zeigt Bild 5b, dass die Temperatur Bild 5 und Bild 6 dargestellt. Da die Umgebungstemperatur am Rohr- Außen- + Innenkühlung External + internal cooling Messung nicht direkt an der Subst- eintritt deutlich niedriger ist als im ratoberfäche, sondern etwa 10 mm tiefsten Punkt im Rohr (etwa 134 K). Überlauf Pass [n] Überlauf Pass [n] über der Oberfäche erfolgt, stellt die- Im Inneren des Rohrs tritt folglich ein se Temperatur die Umgebungstem- Wärmestau auf. Dieser Wärmestau Bild 6: Ergebnisse der Messung mittels Fig. 6: Results of the measurements peratur (Gastemperatur) im Inne- kann die Gefahr von unerwünschten Thermoelements im Inneren des Rohrs using a thermcouple on the inside of the ren der Rohrprobe dar. In der Dar- Phasenumwandlungsvorgängen be- für verschiedenen Kühlkonzepte (Mess- pipe for various cooling concepts (meas- position: MP3 - Wendepunkt) uring position: MP3 - turning point) stellung wird zwischen zwei Mess- günstigen und folglich zu lokal dif-

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which is infuenced by the heat con- Bild 7: Ergeb- a) ohne Kühlung b) Innen- und Außenkühlung nisse der Mes- duction and the convection. The fuc- a) Without cooling b) Internal and external cooling sung mittels tuation in the measured values is Thermokamera an der Rohrau- based on the cooling process when ßenseite the lining torch leaves the measuring

[°C] (Wandtempe- [°C] ratur) an den position once again. This information Messpunkten is not available due to the selective (Bild 1a) consideration in the measurements Fig. 7: Results using a thermocouple. It is shown that Temperature Temperature of the meas- the pipe is heated non-uniformly at urements using a thermal the various measuring points. Apart camera on the from the already specifed deviating

Temperatur Temperatur outside of the Temperatur Temperatur pipe (wall tem- lining properties, this temperature perature) at gradient may also lead to stresses the measuring and component distortion. Due to the points Zeit [min:sek] Time [min:sec] Zeit [min:sek] Time [min:sec] (Fig. 1a) combination of internal and external cooling, the heating of the pipe specimen can be limited to approx. 210°C ferenzierten Schichteigenschaften der Messung für die drei Messpunk- It is shown that the cooling parallel to (Fig. 7b). In addition, the speed of the über die Rohrlänge führen [4]. Bild 6 te (MP1-MP3, Bild 1a) über die Zeit the lining torch („Air Jet“) is suitable heating can be reduced, thus avoid- gibt den Einfuss der Art der Kühlung aufgetragen. for reducing the heat accumulation ing any steep temperature gradients. und den Einfuss des N2-Flusses auf Die Messergebnisse zeigen auch hier on the inside of the pipe specimen at Without any cooling, wall tempera- die Umgebungstemperatur am unte- für die jeweiligen Messpunkte ei- the lower measuring point (Fig. 6a). tures over 275°C (end of the measur- ren Messpunkt wieder. nen asymptotischen Temperaturver- The combination of internal and ex- ing range of the utilised optics) arise Es zeigt sich, dass die Kühlung paral- lauf, der sich einer maximalen Tem- ternal cooling shows the strongest at the lower measuring point (Fig. 7a). lel zum Innenbrenner („Air-Jet“) ge- peratur annähert, welche durch die cooling effect on the ambient condi- eignet ist, den Wärmestau im Inne- Wärmeleitung und Konvektion be- tions inside the pipe specimen. High- 3.4 Reference linings ren der Rohrprobe am unteren Mess- einfusst wird. Die Schwankung der er N2 fow rates also offer a possibili- Reference linings were produced in punkt zu reduzieren (Bild 6a). Die Messwerte beruht auf dem Abkühl- ty of reducing the temperature inside order to evaluate the lining quali- Kombination aus innerer und äuße- prozess, wenn der Innenbrenner die the pipe specimen (Fig. 6b). However, ty. The lining operations were car- rer Kühlung zeigt die stärkste Kühl- Messposition wieder verlässt. Diese this effect is only signifcant at high- ried out with the aid of a universal wirkung auf die Umgebungsbedin- Informationen sind durch die selek- er N2 fow rates (150 SLPM). The ef- specimen holder for linings which gungen innerhalb der Rohrprobe. tive Betrachtung in den Messungen fect is caused by the previously de- was developed within the frame-

Höhere N2-Flüsse bieten ebenfalls mittels Thermoelement nicht vor- scribed lowering of the fame and work of the project and exhibits di- eine Möglichkeit die Temperatur in- handen. Es zeigt sich, dass das Rohr particle temperatures in the process. mensions and lining conditions simi- nerhalb der Rohrprobe zu reduzieren an den verschiedenen Messpunkten lar to those of the pipe specimen for (Bild 6b). Jedoch ist dieser Effekt erst ungleichmäßig erwärmt wird; dieser 3.3 Wall temperature of the the temperature measurement on bei höheren N2-Flüssen (150 SLPM) Temperaturgradient kann, neben pipe specimen (outside) Fig. 1a. Fig. 8 shows the lining micro- signifkant. Ursächlich für den Effekt den bereits genannten abweichen- In addition to measuring the ambi- structures utilising various N2 fow ist die zuvor beschriebene Absen- den Schichteigenschaften, eben- ent temperature inside the pipe spec- rates. kung der Flamm- und Partikeltem- falls zu Spannungen bzw. Bauteil- imen, measurements were taken from The scanning electron micrographs peratur im Prozess. verzug führen. Durch die Kombina- the outside using a thermal imaging show that the lining is joined with tion von innerer und äußerer Küh- camera in order to determine the wall the substrate very well in an optical- 3.3 Wandtemperatur der lung kann die Erwärmung der Rohr- temperature of the pipe specimen. ly crack-free form (Fig. 8). It is illustrat- Rohrprobe (außen) probe auf etwa 210°C begrenzt wer- Three measuring points were evaluated that the lining thickness decreases

Neben der Messung der Umgebungs den (Bild 7b). Zusätzlich kann die Ge- ed in the case of these measurements as the N2 fow rate rises. Fig. 9a high- temperatur innerhalb der Rohrpro- schwindigkeit der Erwärmung redu- (Fig. 1a). All in all, the results correlate lights the evaluation of the lining thick- be wurden Messungen von außen ziert werden, wodurch hohe Tem- with the measurements of the ambi- ness depending on the N2 fow rate. mittels Wärmebildkamera durchge- peraturgradienten vermieden wer- ent temperature on the inside of the As to be expected, the doubling of the führt, um die Wandtemperatur der den. Ohne Kühlung treten am unte- pipe using a thermocouple, thus vali- number of passes from n = 10 to n = Rohrprobe zu bestimmen. Bei diesen ren Messpunkt Wandtemperaturen dating the fact that this simple meas- 20 leads to a linear increase in the lin- Messungen wurden drei Messpunk- über 275°C (Ende des Messbereichs uring method already supplies relia- ing thickness. The highest lining thick- te ausgewertet (Bild 1a). Insgesamt der verwendeten Optik) auf (Bild 7a). ble results. On Fig. 7, the results of the nesses of approx. 91 µm can be meas- gehen die Ergebnisse einher mit den measurements for the three measur- ured for linings which were sprayed

Messungen der Umgebungstempe- 3.4 Referenzbeschichtungen ing points (MP1-MP3, Fig. 1a) are without any N2 (HVOF spraying oper- ratur im Inneren des Rohrs mittels Referenzbeschichtungen wurden zur plotted over the time. ation). The increase in the particle ve- Thermoelements, wodurch validiert Evaluierung der Schichtqualität durch- Here too, the measured results for the locity and the decrease in the particle wird, dass diese einfache Messme- geführt. Die Beschichtungen erfolgten respective measuring points show an temperature due to the higher N2 fow thode bereits belastbare Ergebnisse mit Hilfe eines Universalprobenhalters asymptotic temperature course ap- rate obviously lead to a process condi- liefert. In Bild 7 sind die Ergebnisse für Innenbeschichtungen, welcher im proaching a maximum temperature tion unsuitable for lining with WC-Co-

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 25 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

Rahmen des Projekts entwickelt wur- nommen, dass die Umwandlung von Cr. This may be caused by rebound pro- lining thickness decrease caused by de und ähnliche Abmessungen bzw. kinetischer Energie in Deformations- cesses of the insuffciently heated and the changeover from HVOF spraying

Beschichtungsbedingungen aufweist energie, bedingt durch die schnelle- very quick WC-CoCr particles. (N2 = 0 SLPM) to WS (N2 = 50 SLPM) wie die Rohrprobe für die Tempera- ren Partikel, beim Aufprall die bereits At over 6%, the porosities of the pro- is attributed to the higher particle ve- turmessung in Bild 1a. Bild 8 zeigt die abgeschiedenen Schichtlagen stär- duced linings are high compared with locity and the lower particle temper- Schichtmikrostruktur unter Einsatz ker verdichten und folglich eine dich- standard HVOF-sprayed WCCoCr lin- ature (Fig. 9a). Thus, fewer particles verschiedener N2-Flüsse. tere Beschichtung entsteht. Die Ab- ings (Fig. 9b). The parameters of the adhere to the surface. Die REM-Aufnahmen zeigen, dass die nahme der Porosität kann ebenfalls lining process with the utilised powder At 899 ± 19 HV0.3 (HVOF spraying, Schicht optisch rissfrei sowie sehr gut die beobachtete verringerte Schicht- mit dem Substrat verbunden ist (Bild dicke erklären (Bild 9a). Jedoch tritt Bild 8: REM-Aufnahmen der erzeugten Fig. 8: Scanning electron micrographs of 8). Es wird deutlich, dass die Schicht- die Abnahme der Porosität erst ab ei- WC-CoCr-Schichten (Rückstreuelektro- the produced WC CoCr linings (backscat- nenkontrast); a) N2 = 0 SLPM, b) N2 = tered electron contrast); a) N2 = 0 SLPM, dicke mit steigendem N2-Fluss ab- nem N2-Fluss von 100 SLPM ein, die 100 SLPM b) N2 = 100 SLPM nimmt. Die Auswertung der Schicht- Schichtdicke nimmt aber bereits ab dicke in Abhängigkeit des N2-Flus- 50 SLPM N2 signifkant ab. Es wird an- have not yet been optimised. All in all, N2 = 0 SLPM, with ten passes) and ses kann Bild 9a entnommen wer- genommen, dass die Abnahme der there have been few research activities 849 ± 17 HV0.3 (HVOF spraying, den. Die Verdopplung der Anzahl Porosität für die Schichtdickenabnah- in the feld of HVOF spraying / WS lin- N2 = 0 SLPM, with 20 passes), the der Überläufe von n = 10 auf n = 20 me bei den Schichten hergestellt mit ing on the international level until now. hardnesses of the WC-CoCr lin- führt, wie zu erwarten, zu einer line- 100 SLPM N2 verantwortlich ist. Die The porosity only decreases signif- ings in this study are also consid- aren Zunahme der Schichtdicke. Die Schichtdickenabnahme durch die Um- cantly to approx. 2.6 ± 0.8% at high- erably lower than those of conven- höchsten Schichtdicken von etwa stellung von HVOF (N2 = 0 SLPM) auf er N2 fow rates (100 SLPM). It is as- tionally HVOF-sprayed WC-CoCr lin-

91 µm können für Schichten, wel- WS (N2 = 50 SLPM) wird hingegen der sumed that, due to the quicker par- ings (Fig. 9c). The increased poros- che ohne N2 (HVOF-Betrieb) gespritzt höheren Partikelgeschwindigkeit und ticles, the transformation of kinetic ity may be specifed as the cause wurden, gemessen werden. Die Zu- niedrigeren Partikeltemperatur zuge- energy into deformation energy com- (Fig. 9b). The hardness only rises nahme der Partikelgeschwindigkeit rechnet (Bild 9a), wodurch weniger pacts the already deposited lining lay- slightly at higher N2 fow rates and is und Abnahme der Partikeltempera- Partikel auf der Oberfäche anhaften. ers more strongly at the time of im- 985 ± 34 HV0.3 at an N2 fow rate tur durch den höheren N2-Fluss führt Die Härte der WC-CoCr-Schicht in die- pact and consequently results in a of 100 SLPM (Fig. 9c). The measured offensichtlich in einen für die Be- ser Studie ist mit 899 ± 19 HV0,3 denser lining. The decrease in the po- adhesive pull strengths are portrayed schichtung mit WC-CoCr ungeeigne- (HVOF, N2 = 0 SLPM, bei 10 Über- rosity may also explain the observed on Fig. 9d. All in all, the adhesive ten Prozesszustand. Ursächlich kön- läufen) und 849 ± 17 HV0,3 (HVOF, reduced lining thickness (Fig. 9a). pull strengths have mean values over nen Abprall-Vorgänge der nicht aus- N2 = 0 SLPM, bei 20 Überläufen) However, the decrease in the porosi- 80 MPa for all the investigated pa- reichend erhitzten und sehr schnellen ebenfalls deutlich geringer als bei ty only occurs at an N2 fow rate from rameters. It was possible to exclude WC-CoCr-Partikel sein. konventionell HVOF gespritzten WC- 100 SLPM but the lining thickness al- any adhesive fractures between the Die Porosität der erzeugten Schichten CoCr-Schichten (Bild 9c). Als Ursa- ready decreases signifcantly from 50 lining and the substrate. With all the ist mit über 6% verglichen zu Stan- che kann die erhöhte Porosität ge- SLPM N2. It is assumed that the de- test specimens, it was possible to es- dard-HVOF-WC-CoCr-Schichten hoch nannt werden (Bild 9b). Erst bei höhe- crease in the porosity is responsible tablish a mixed-mode fracture with

(Bild 9b). Bisher wurde noch keine Pa- ren N2-Flüssen steigt die Härte leicht for the lining thickness decrease in proportions of the fracture location rameteroptimierung zu dem Innenbe- an und liegt bei einem N2-Fluss von the case of the linings produced at in the WC-CoCr lining as well as in schichtungsprozess mit dem verwen- 100 SLPM bei 985 ± 34 HV0,3 (Bild 100 SLPM N2. In contrast, the reduc- the adhesive. In this respect, the pro- deten Pulver durchgeführt. Insgesamt 9c). In Bild 9d sind die gemessenen tion in coating thickness due to the portion of the fracture location in the existieren auf dem Gebiet der HVOF-/ Haftzugfestigkeiten dargestellt. Ins- change from HVOF (N2 = 0 SLPM) to adhesive increases along with the ad-

WS-Innenbeschichtung bisher interna- gesamt liegt die Haftzugfestigkeit WS (N2 =50 SLPM) is attributed to hesive pull strength (96 ± 3 MPa at tional wenig Forschungsaktivitäten. für alle untersuchten Parameter im the higher particle velocity and low- N2 = 100 SLPM). This suggests that,

Erst bei höheren N2-Flüssen (100 Mittelwert über 80 MPa. Ein Adhä- er particle temperature (Fig. 9a), as in this case, the adhesive pull strength SLPM) nimmt die Porosität signifkant sionsbruch zwischen Schicht und a result of which fewer particles ad- of the lining is higher than that of the auf etwa 2,6 ± 0,8% ab. Es wird ange- Substrat konnte ausgeschlossen wer- here to the surface. In contrast, the adhesive.

Literatur References [1] J. Gutleber, et al., “New developments in HVOF spraying for inter- structure characterization”, Mater. Chem. Phys., 2013, 142, pp. nal diameter coatings Proceedings”, Proc International Thermal Spray 165/71. Conference, 2017, Düsseldorf, Germany, pp. 501/4. [5] J. Pulsford, et al.,”Application of HVOF WC-Co-Cr coatings on the in- [2] G. Matthäus, “Applications for HVOF and plasma coatings based on ternal surface of small cylinders: Effect of internal diameter on the ultra-fne powder < 10 μm”, Proc 11. HVOF Kolloquium, Erding, Ger- wear resistance”, Wear, 2019, 432, 202965. many, pp. 73/83. [6] T. W. Clyne and S. C. Gill, “Residual Stresses in Thermal Spray Co- [3] P. L, Fauchais, Thermal Spray Fundamentals. From Powder to Part atings and Their Effect on Interfacial Adhesion: A Review of Recent (Boston, 2014). Work”, J. Therm. Spray Technol.,1996, 5, pp. 401/18. [4] J. Yuan, et al., “Decarburization mechanisms of WC–Co during [7] S. Kuroda, et al., “Warm spraying-a novel coating process based on thermal spraying: Insights from controlled carbon loss and micro- high-velocity impact of solid particles”, Sci Technol Adv Mat, vol. 9, 3 033002, 2008.

26 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Wissenschaftliche Fachbeiträge Peer-reviewed Papers

4. Conclusion fuences of the cooling strategy and With regard to the cooling strategy, the component heating during the

[μm] the investigations into the component HVOF spraying lining of WC-CoCr on

[%] heating show that the cooling on the the WC decomposition and the for- inside of the pipe parallel to the noz- mation of η phases will be consid- fow rate [SLPM] fow rate [SLPM] Porosität 2 2 zle outlet contributes to the reduc- ered in greater detail in advanced in- Porosity

N N

Schichtdicke Schichtdicke tion in the heat accumulation in the vestigations.

Lining thicknessLining pipe. In addition, so-called overspray -Fluss -Fluss 2 2 N N from the lining zone can be transport- Acknowledgement Anzahl Überläufe Anzahl Überläufe ed away by the cooling gas. Never- The IGF Project 19.914 N / DVS No. Number of passes [n] Number of passes [n] theless, cooling from the outside is 02.2266 of the research association advisable in any case. The combina- “Forschungsvereinigung Schweißen

tion of various cooling concepts and und verwandte Verfahren e. V. des positions can reduce the heating of DVS, Aachener Straße 172, 40223 Düs-

[N/mm²] the substrate considerably. With re- seldorf” was, on the basis of a reso-

Haftung gard to the particle properties in fight lution of the German Bundestag, pro- fow rate [SLPM] fow rate [SLPM] 2 2 Härte [HV0,3] Härte N N

and the lining properties, it was pos- moted by the German Ministry of Eco- Hardness [HV0.3] Hardness Adhesion sible to show the infuence of the N2 nomic Affairs and Energy via AiF with- -Fluss -Fluss 2 2 injection (warm spraying). Higher N2 in the framework of the programme N N Anzahl Überläufe Anzahl Überläufe fow rates decrease the particle tem- for the promotion of joint industrial Number of passes [n] Number of passes [n] perature and increase the particle ve- research. locity. The lining quality, particularly Bild 9: Ergebnisse der Schichtanalyse: Fig. 9: Results of the lining analysis a) the porosity, of the produced WC-Co- a) Schichtdicke, b) Porosität, c) Härte, lining thickness, b) porosity, c) hardness, Cr linings is not yet on the same lev- d) Schichthaftung) aufgetragen über die d) lining adhesion) plotted over the el as that of current, conventional Anzahl der Überläufe und den N2-Fluss number of passes and the N2 fow rate HVOF-sprayed linings and therefore requires further optimisation. The in- den. Bei allen Prüfkörpern konnte ein lität, insbesondere die Porosität, der Mischbruch mit Anteilen der Bruch- erzeugten WC-CoCr-Innenbeschich- lage in der WC-CoCr-Schicht sowie tungen ist noch nicht auf dem Stand im Kleber festgestellt werden, wo- aktueller, konventioneller HVOF-Be- bei der Anteil der Bruchlage im Kle- schichtungen und bedarf daher wei- ber mit steigender Haftzugfestigkeit terer Optimierung. In weiterführen- Performance begins on the surface. (96 ± 3 MPa bei N2 = 100 SLPM) zu- den Untersuchungen wird der Einfuss nimmt. Dies deutet darauf hin, dass die der Kühlstrategie bzw. der Bauteiler- Haftzugfestigkeit der Schicht in diesem wärmung beim HVOF-Innenbeschich- Fall höher ist als die des Klebers. ten von WC-CoCr auf die WC-Zerset- zung und die Bildung von η-Phasen Neoxid MDS Sealers 4. Schlussfolgerung näher betrachtet. for thermal spraying Die Untersuchungen zur Bauteiler- wärmung zeigen im Hinblick auf die Danksagung • Over 20 years of experience in process industry Kühlstrategie, dass die Kühlung im Das IGF-Vorhaben Nr. 19.914 N / DVS- • Extremely good sealing power Inneren des Rohrs parallel zum Dü- Nr. 02.2266 der Forschungsverei- • High temperature sealers available senaustritt zur Reduzierung des Wär- nigung Schweißen und verwand- mestaus im Rohr beiträgt. Zusätzlich te Verfahren e. V. des DVS, Aache- kann durch das Kühlgas sogenanntes ner Str. 172, 40223 Düsseldorf, wur- Overspray aus der innenliegenden Be- de über die AiF im Rahmen des Pro- schichtungszone abtransportiert wer- gramms zur Förderung der industri- den. Trotzdem ist eine Kühlung von ellen Gemeinschaftsforschung (IGF) außen in jedem Fall ratsam. Die Kom- vom Bundesministerium für Wirt- bination verschiedener Kühlkonzepte schaft und Energie aufgrund eines • Protects from corrosion und -positionen kann die Erwärmung Beschlusses des Deutschen Bundes- • Provides gas tightness des Substrats deutlich reduzieren. Im tages gefördert. • Enhances electrical Hinblick auf die Partikeleigenschaften insulation im Flug und die Schichteigenschaften • Improves mechanical properties konnte der Einfuss der N2-Eindüsung (Warm Spray) gezeigt werden. Hö- here N -Flüsse verringern die Parti- 2 www.millidyne.f keltemperatur und erhöhen die Par- tikelgeschwindigkeit. Die Schichtqua-

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 27 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

Hochtemperaturversiegelung für thermisch gespritzte Schichten Sealing of Thermal Spray Coatings for High Temperature Service

Dr.-Ing. Stefanie Hildebrandt, Dr.-Ing. Lutz-Michael Berger, Fraunhofer IKTS, Dresden

Kurzfassung Abstract Die Versiegelung von thermisch gespritzten Schichten für einen Einsatz bis Sealing of thermal spray coatings for service up to 800°C shows a number of 800°C weist eine Reihe von Besonderheiten auf. In dieser Arbeit wurden hier- pecularities. In this work a number of new commercial sol-gel-sealers were für neue kommerzielle Sol-Gel-Siegler studied, together with a known al- neben dem bekannten Aluminiumor- Dr.-Ing. Stefanie Hildebrandt uminium phosphate sealer. In addi- thophosphat untersucht. Zusätzlich Autorenprofl: Author profle: tion, glass sealers were developed wurden Glassiegler entwickelt und www.thermal-spray-bulletin.info/?id=400202 and tested, which have a different getestet; diese haben eine andere [email protected] mode of action compared to conven- Wirkungsweise. Das Benetzungsver- Dr. Lutz-Michael Berger tional sol-gel based sealers. The wet- halten zwischen Siegler und Schicht- Autorenprofl: Author profle: ting behavior between the sealer and werkstoff sowie die Masseverluste the coating material, as well as the bei der Versiegelung sind für den Er- www.thermal-spray-bulletin.info/?id=202265 mass losses during the sealing pro- [email protected] folg entscheidend. cess, are critical for the success.

1. Einleitung siver Umgebung, kommt Cr3C2-NiCr 1. Introduction corresponding sealers, compared to Das Versiegeln ist ein Standardver- zum Einsatz. Bei der Entwicklung von Sealing is a standard post-treatment sealers applicable for low tempera- fahren für die Nachbearbeitung ther- entsprechenden Sieglern sind die An- process for thermal spray coatings, ture service, are enhanced, as they misch gespritzter Schichten, haupt- forderungen gegenüber dem Nieder- mainly for avoiding the corrosive have to be economically effective, sächlich, um durch das Verschließen temperaturbereich noch einmal er- attack of the substrate, by closing environmentally friendly and safe der Hohlräume, wie Risse und Po- höht. Gefordert sind kostengünstige, the voids such as cracks and pores technical solutions. In addition to ren, den Angriff korrosiver Medien umweltfreundliche und ungefährliche [1, 2]. Simultaneously, other proper- good processability in the sealing auf das Substrat zu verhindern [1, 2]. technische Lösungen. Neben der gu- ties are infuenced, e.g. the residu- process and the required high tem- Gleichzeitig werden auch andere ten Verarbeitbarkeit und den gefor- al stress state [3], the wear resist- perature properties, temperature in- Eigenschaften beeinfusst, wie der derten Hochtemperatureigenschaf- ance [4, 5], the mechanical [6] and duced changes in the thermal spray Eigenspannungszustand [3], die Ver- ten müssen zusätzlich die temperatur- electrical properties [7]. An over- coatings and the reactions between schleißbeständigkeit [4, 5], die me- induzierten Veränderungen der ther- view of the different treatments and the sealer and the coating materi- chanischen [6] und elektrischen Ei- misch gespritzten Schichten selbst so- sealer materials has been described al have to be taken into account. So genschaften [7]. Ein Überblick über wie die Wechselwirkungen von Sieg- in the common textbooks [8-11] but far, this complex system has not been die verschiedenen Verfahren und die ler und Schicht betrachtet werden. more a detailed review has been pre- suffciently systematically studied. verwendeten Werkstoffe für die Ver- Diesem komplexen System wurde sich sented in the Technical Bulletin No. The industrial interest in such solu- siegelung ist zu meist kurz in den gän- bislang noch nicht hinreichend syste- 2320 of the German Welding Socie- tions is also illustrated by the ap- gigen Fachbüchern [8–11] und aus- matisch gewidmet. Das praktische In- ty (DVS) [12]. pearance of new commercial seal- führlicher im DVS-Merkblatt 2320 teresse an solchen Lösungen wird da- Up to now, the selection of sealers ers, which became available at the [12] dargestellt. durch verdeutlicht, dass zu Beginn der has mostly been made on an empir- beginning of this study. Die Auswahl der Siegler erfolgt bis hier beschriebenen Arbeit neue kom- ical basis. The majority of the cur- The most studied and commercially heute zumeist empirisch. Der über- merzielle Siegler verfügbar wurden. rent sealer materials are useable for available sealer for high temperature wiegende Anteil der aktuell verwen- Der bis jetzt am häufgsten beschrie- coating applications up to a maxi- application is aluminium orthophos- deten Versiegelungswerkstoffe ist bene und kommerziell erhältliche mum of 300°C. Typically, for service phate [1, 4, 5, 13-16]. für Schichtanwendungen bis maxi- Siegler für Hochtemperaturanwen- up to 800°C, oxide coatings, such as Sealing with inorganic sols has been mal 300°C geeignet. Typische oxid- dungen ist Aluminiumorthophosphat Al2O3, Al2O3-TiO2, Cr2O3, yttria-sta- comparatively less studied [1]. Start- keramische Schichten für einen Ein- [1, 4, 5, 13–16]. bilized ZrO2 (YSZ) and MgAl2O4 are ing with an inorganic solution or a satz bis 800°C sind Al2O3, Al2O3-TiO2, Die Versiegelung mit anorganischen applied. For high-temperature wear sol of small dispersed particles, a

Cr2O3, yttriumstabilisiertes ZrO2 (YSZ) Solen wurde dagegen vergleichs- protection, often in a corrosive envi- gel is formed in the pores as a re- und MgAl2O4. Für den Hochtempera- weise wenig untersucht [1]. Begin- ronment, Cr3C2-NiCr is used. The result of the drying process. At higher tur-Verschleißschutz, häufg in korro- nend mit einer anorganischen Lö- quirements for the development of temperatures (> 300°C) this trans-

28 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Wissenschaftliche Fachbeiträge Peer-reviewed Papers sung oder einem Sol aus feindisper- nen oder entwickelten Prozedur, die- forms into the sealing material. The 2. Experimental sen Partikeln wird durch einen Trock- se „wie-versiegelten“ Proben wurden use of expensive and harmful orga- Due to the specifcs of the applica- nungsprozess in den Poren ein Gel danach untersucht. Um die tempera- nometallic precursors (e.g. ethyl sil- tion of sealed coatings at high tem- erzeugt, dass bei höheren Tempe- turinduzierten Veränderungen der icate and organic solvents like iso- peratures compared to the conven- raturen (> 300°C) das versiegeln- wie-gespritzten Schichten, sowie der propanol) is problematic [17]. In or- tional use up to 300°C, a special de- de Material bildet. Problematisch ist Siegler und deren Wechselwirkung der to decrease the content of orga- sign of the study was developed and die Verwendung teurer und gesund- mit dem Schichtwerkstoff zu erken- nometallic compounds and solvents used (Fig. 1). In all trials, four samples heitsschädlicher metallorganischer nen, wurden die versiegelten und un- and simultaneously to minimize the of one combination of coating materi- Vorläuferverbindungen (zum Bei- versiegelten Proben auch bei 800°C shrinkage as a result of crosslinking, al/sealer were compared. Larger coat- spiel Ethylsilikat) mit organischen für 24 h an Luft wärmebehandelt. Die small oxide powders such as SiO2 [17, ed substrates were sectioned into siz-

Lösungsmitteln wie Isopropanol verwendeten Siegler sind in Tabelle 1 18] or Al2O3 [18] can be added. The es applicable for the different investi- [17]. Um den Gehalt an Metallorga- zusammengestellt. Aluminiumortho- interaction of such sealers with the gation methods. Sealing of the coat- nika und Lösungsmitteln zu senken phosphat entsteht aus einer wäss- coating at high temperatures has not ings was always performed in accord- und gleichzeitig die Schrumpfung als rigen Lösung aus Aluminiumhydro- yet been studied. ance with the compulsory or devel-

Resultat der Vernetzung zu minimie- xid und Phosphorsäure, die Anwen- With the exception of Al2O3 coat- oped procedure. These “as-sealed” ren, können feindisperse Oxidpulver dung dieses Sieglers für den Einsatz ings in the work of Knuuttila et al. coatings were investigated. In order wie SiO2 [17, 18] oder Al2O3 [18] zu- bei 800°C wurde aber noch nicht be- [1] there is no data in the literature to evaluate the temperature induced gesetzt werden. Die Wechselwirkun- schrieben. Als Gläser wurden sechs about these sealers, regarding their changes of the as-sprayed coatings, gen solcher Siegler mit der Schicht bleifreie Zusammensetzungen mit viscosity, wettability with the coat- as well as those of the sealers and bei hohen Temperaturen sind noch den Hauptkomponenten Al2O3, B2O3, ing, and the shrinkage during curing their interaction with the coating unbekannt. BaO, SiO2 oder ZnO mit unterschiedli- of the sealer. The changes in the mi- material, both non-sealed and sealed

Für Al2O3-Schichten existieren in chen thermischen Ausdehnungskoef- crostructure and composition of the samples were heat-treated at 800°C der Literatur mit Ausnahme der Ar- fzienten und Kristallisationsneigung coatings due to phase transforma- for 24 h in air. beit von Knuuttila und anderen [1] hergestellt und getestet. tions, crystallization processes and The sealers used are summarised in keine Angaben über die Viskosität, Die verwendeten gespritzten Proben sintering in the temperature range Table 1. Aluminium orthophosphate is die Benetzung zur Schicht und die sind in Tabelle 2 zusammengestellt. up to 800°C [19] have not yet been formed from an aqueous solution of Schrumpfung bei der Aushärtung Hierbei handelt es sich um Schich- considered. aluminium hydroxide and phosphoric der Siegler. Die Veränderungen der ten auf metallischen Substraten mit In this work the sealing of oxide and acid. However, the application of this

Mikrostrukturen und Zusammenset- und ohne Haftvermittlerschicht, so- Cr3C2-NiCr coatings for service up to sealer for service at 800°C has not yet zungen der Schichten durch Phasen- wie über wasserstabilisiertes Plas- 800°C was evaluated and tested. been described. Six lead-free glasses, umwandlungen, Kristallisationspro- maspritzen (WSP) hergestellte kera- For this purpose, new commercial with Al2O3, B2O3, BaO, SiO2 or ZnO as zesse und Sintern im Temperaturbe- mische Rohre. sol-gel-sealers and an experimen- the main components, with differ- reich bis 800°C [19] wurden für Ver- Vor der Versiegelung wurden die Pro- tal glass sealer were compared with ent coeffcients of thermal expansion siegelungsprozesse noch nicht be- ben in Ethanol eingelegt und mittels a commercial aluminium orthophos- (CTE) and tendencies for crystalliza- rücksichtigt Ultraschallbad von Staub und Fett ge- phate sealer. tion were prepared and tested. In dieser Arbeit wurde die Versie- gelung oxidischer und Cr3C2-NiCr- Schichten für den Einsatz bis 800°C bewertet und geprüft. Dafür wurden neue kommerzielle Sol-Gel-Siegler und experimenteller Glassiegler im Vergleich zum kommerziellen Alu- miniumorthophosphat-Siegler verwendet.

2. Experimente Auf Grund der Spezifka des Einsat- zes versiegelter Schichten bei hohen Temperaturen gegenüber dem konventionellen Einsatz bis 300°C wurde ein spezielles Untersuchungskonzept (Bild 1) entwickelt und verwendet, bei dem immer vier Proben für eine Schichtwerkstoff-/Sieglerkombinati- on verglichen wurden. Größere be- schichtete Substrate wurden zunächst für die einzelnen Untersuchungsme- thoden benötigten Größen getrennt. Die Versiegelung erfolgte immer nach Bild 1: Untersuchungskonzept Figure 1: Concept of investigation der für jeden Siegler vorgeschriebe-

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 29 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

Tabelle 1: Übersicht der Sol-Gel- und Glas-Siegler measured with a contact angle meas- Table 1: Overview of the sol-gel and glass sealers uring device (DSA 100, Krüss). Simul- taneous thermogravimetic-differen- Hersteller Produktname Temperaturstablität Lösungsmittel Aushärtung / Gefahrenkennzeichnung Manufacturer Product name (Herstellerangabe) Solvent Einbrandtemperatur (Glas) Hazard label tial thermal analysis (TGA-DTA) was Thermal Stability Curing / Fusion infltration (glass) performed with the “STA 429 - Model (Manufacturer information) S” (NETZSCH-Gerätebau GmbH, Selb, Wasser + H PO Luft, 180°C, 6 h MDS 250 600/700°C 3 4 Germany) under synthetic air (gas Water + H PO Air, 180°C, 6 h 3 4 Millidyne fow rate 5 l/h) over a temperature Org. Lösungsmittel Luft, 150°C, 1 h range of 15-1030°C, with a heating HT 700 > 700°C Organic solvent Air, 150°C, 1 h rate of 5 K/min. The diffraction pat-

Wasser Luft, 20°C 2 d terns of the coatings were measured Hydro Water Air, 20°C 2 d with a x-ray diffractometer (Bruker Diamant −40–1000°C AXS D8) over the range 2Θ = 15-120° Xylol, Naphta Luft, 20°C 1 d HTWG-S and the phase compositions were de- Xylol, Naphta Air, 20°C 1 d termined with the software Topas

Glaspaste Wasser + (Bruker). The coating microstructures IKTS 400–800°C Glass paste organische Additive were studied by scanning electron mi- (experimental) (Glasabhängig) 700–900°C, 15 min Water + (experimental) Glassuspension (depending on the glass) croscopy (NVision 40, Zeiss) from the organic additives Glass suspension cross section images made in the BSE or SE mode. reinigt. Die sauberen Proben wurden Tabelle 2: Übersicht über die Proben. Die Proben mit Haftschicht sind in der letzten The dielectric strength was calcu- im Trockenschrank bei 60°C getrock- Spalte mit „x“ gekennzeichnet lated from the breakdown voltage Table 2: Overview of the samples. Samples with bondcoat are marked with “x” in the net, anschließend nach Herstelleran- last column measured with direct voltage accord- gaben versiegelt und ausgehärtet. ing to IEC 60672-2 (VDE 0335 Part 2), Zur Beurteilung des Benetzungsver- Schichtmaterial Verfahren Substrat Haftschicht 10/2000, EN 60243-1 (VDE 0303, Part Coating material Process Substrate Bond coat haltens zwischen Siegler und Schicht 21), 1999-03 and EN 60243-2 (VDE Cr C -NiCr HVOF (K2) Stahl (1.4828) Steel (1.4828) wurde der statische Kontaktwinkel 3 2 0303, Teil 22), 2014-08 and the cor- Al2O3 WSP mit einem Kontaktwinkelmessgerät Stahl (1.4404) responding coating thickness. Results Al O Flame spray - FS bestimmt (DSA 100, Firma Krüss). 2 3 Steel (1.4404) of the investigation of the corrosion Al O APS (Triplex-Pro) Die simultane Thermogravimetrie- 2 3 resistance with the Corrodkote test

Differenzthermoanalyse (TGA – DTA) Al2O3 x according to ASTM B380-97, and by wurde mit dem „STA 429 - Gerät S“ ZrO2 x electrochemical testing will be pre-

(NETZSCH-Gerätebau GmbH, Selb) Al2O3/13%TiO2 APS (F4) x sented elsewhere. unter synthetischer Luft (Gasfuss After melting, the glasses were Cr2O3 Edelstahl (1.4301) x 5 l/h) für einen Temperaturbereich Stainless steel (1.4301) crushed to coarse particles. The melt- MgAl2O4 x 15–1030°C mit 5 K/min Heizrate ing and shrinkage curves were deter- Al O x durchgeführt. Die Diffraktogramme 2 3 mined by heating microscopy (EM MgAl O HVOFS x der Schichten wurden mit einem Rönt- 2 4 301, Hesse Instruments, Germany) for

Cr2O3 x gendiffraktometer (Bruker AXS D8) Al2O3 coatings, and afterwards pastes Al O WSP freitragend free-standing für einen Bereich von 2Θ = 15–120° 2 3 were prepared for glasses with good Al O freitragend free-standing gemessen und die Phasenzusam- 2 3 wettability of the coating. During the Flame spray - FS mensetzungen mit der Software To- MgAl2O4 freitragend free-standing studies, suspensions were found to be pas (Bruker) bestimmt. Zur Charak- more suitable. These suspensions are terisierung der Mikrostrukturen wur- sowie elektrochemische Untersu- An overview of the sprayed samples in- applied by conventional painting and den Querschliffe angefertigt und chungen werden an anderer Stelle vestigated in this work is given in Ta- burned-in at 900°C for 15 min. mit einem Rasterelektronenmikros- dargestellt. ble 2. They included coatings on metal- kop (NVision 40, Zeiss) im RE- und Die Gläser wurden zunächst er- lic substrates without and with bond 3. Results SE-Kontrast Bilder aufgenommen. schmolzen und zu groben Partikeln coats, but also ceramic tubes manu- 3.1 Characterization of the Die Durchschlagsfeldstärke wur- zerkleinert. Mittels Erhitzungsmikro- factured by water-stabilized plasma sealers de ermittelt aus der Durchschlags- skopie (EM 301, Hesse Instruments) spraying (WSP). The results of the TG measurements spannung, die mit Gleichspannung wurde die Schmelz- und Schwin- Before sealing, the samples were im- are given in Fig. 2. The dashed lines nach IEC 60672-2 (VDE 0335 Teil 2), dungskurve auf Al2O3-Spritzschich- mersed in ethanol and cleaned ultrson- show the mass loss of the suspension 10/2000, EN 60243-1 (VDE 0303, ten aufgenommen und anschlie- ically to remove dust and grease. The or solutions due to evaporation of the Teil 21), 1999-03 und EN 60243- ßend aus den Gläsern mit guter Be- cleaned samples were dried in a drying solvent. Afterwards the active materi- 2 (VDE 0303, Teil 22), 2014-08 ge- netzung der Schicht eine Glaspaste cabinet at 60°C. Afterwards they were al (glass or precursor) remained at the messen wurde und der entsprechen- hergestellt. Im Laufe der Arbeiten sealed and cured according to the in- coating surface or in the pores (with den Schichtdicke. erwiesen sich Suspensionen als bes- structions of the manufacturers. exception of the glass). These samples Ergebnisse zur Untersuchung der Kor- ser geeignet. Diese wurden mittels For the assessment of the wetting be- were also investigated by TG. Mass rosionsbeständigkeit mit dem Cor- konventionellen Streichens appliziert havior between the sealers and coat- losses above 200°C were obtained rodkote-Test nach ASTM B380-97, und bei 900°C/15 min eingebrannt. ings, the static contact angle was (solid lines).

30 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Wissenschaftliche Fachbeiträge Peer-reviewed Papers

3. Ergebnisse 3.1 Charakterisierung der Siegler Die Ergebnisse der TG-Messungen sind in Bild 2 dargestellt. Die gestri- chelten Linien zeigen den Massever- lust der Suspensionen bzw. Lösun- gen durch Verdampfen des Lösungs- mittels. Danach verbleibt das aktive Bild 2: Masseverlustkurven Material (Glas oder Precursor) auf der der Sol-Gel-Siegler (MDS Schicht und in den Poren (außer bei 250, HT 700, Hydro und HTWG-S) und der Glas- Glas). Diese Proben wurden ebenfalls suspension, sowie versiegelter Al O -Schichten nach mittels TG untersucht, dadurch kön- 2 3 dem Aushärten nen die Masseverluste oberhalb von 200°C ermittelt werden (durchgezo- Figure 2: Mass loss plots of the sol-gel sealers and the gene Kurven). glass suspension, as well as

sealed Al2O3 coatings after 3.2. Benetzungs- und curing Infltrationsverhalten Die Siegler, bzw. die verwendeten Lö- sungsmittel wurden hinsichtlich ihrer rationstiefe abgeschätzt werden. In 3.2. Wetting and ting. A dewetting sealer remains as a Benetzung auf dem Schichtmaterial Bild 3 sind exemplarisch die Versie- infltration behavior drop at the coating surface and can- getestet. In Tabelle 3 sind exempla- gelung einer Al2O3-WSP-Schicht mit The wetting behavior of the sealers, not penetrate into the pore channels. risch die Werte der Kontaktwinkel für MDS 250 und einer Cr3C2-NiCr-Schicht or in fact more correctly the solvents Contact angels between 0° and 10°

Cr3C2-NiCr- und Al2O3-Schichten mit mit HTWG-S gezeigt. Bei beiden Auf- used, with the coating was tested. In are characteristic for complete wet- Wasser und MDS 250 bei Raumtem- nahmen ist zu erkennen, dass sich Table 3 the values of the contact an- ting. The solvent is critical to deter- peratur und 40 bzw. 80°C (als maxi- überschüssiges Sieglermaterial auf gles for the Cr3C2-NiCr and the Al2O3 mining the degree of wetting. mal angegebene Applikationstem- der Oberfäche befndet und dass die coatings with water and MDS 250 at In contrast to this, for the glass seal- peratur) zusammen mit den Schat- Porenkanäle mit Siegler gefüllt wur- room temperature, and 40°C or 80°C er it is not the wetting of the solvent tenrissabbildungen dargestellt. Kon- den. Die Infltrationstiefe der mit MDS (respective maximum application that is important, but the wetting taktwinkel über 90° werden als ent- 250 versiegelten fammgespritzten temperatures) are selectively present- of the glass melt. Thus, the glasses netzend bezeichnet. Ein entnetzen- Al2O3-Schicht beträgt über 200 µm. ed, together with the corresponding were studied by heating microscopy der Siegler liegt als Tropfen auf der Es ist zu erkennen, dass die kleinen silhouette images. Contact angels to evaluate their softening point, the Schicht und kann nicht in die Po- Porenkanäle gefüllt wurden, aber die above 90° are connected with dewet- appearance of the complete molten renkanäle eindringen. Von vollstän- state, and their contact angle. All test- Tabelle 3: Ausgewählte Ergebnisse der Kontaktwinkelmessung von Sieglern auf Al O diger Benetzung wird bei Winkeln 2 3 ed glasses showed a full wetting and (FS) und Cr C -NiCr (HVOF, K2) Schichten; 0 bedeutet vollständige Benetzung zwischen 0°–10° gesprochen. Das 3 2 differed only in their softening and Table 3: Selected results of the contact angle measurement of sealers on Al2O3 (FS)

Lösungsmittel entscheidet maßgeb- and Cr3C2-NiCr (HVOF, K2) coatings; 0 means complete wetting melting temperatures. lich über die Güte der Benetzung. The investigation of the infltration Schicht Coating Cr3C2-NiCr Al2O3 Für den Glassiegler ist nicht die Be- Lösungsmittel / Siegler Temperatur Kontaktwinkel depth was performed using SEM im- netzung des Lösungsmittels, sondern Solvent / Sealer Temperature Contact angle (°) ages of coating cross sections. High die der Glasschmelze zu betrachten. resolution EDS-mapping of elements, Die Gläser wurden daher mittels Er- 23°C 0 which were contained only in the hitzungsmikroskopie untersucht. Da- sealer and not in the coating materi- bei wurden die Gläser über den Er- al (phosphorus for MDS 250, and sili- water 40°C 0 weichungspunkt und den Eintritt der con for HT 700, Hydro and HTWG S) vollständigen Schmelze, sowie ihren were used for estimation of the in- Kontaktwinkel bewertet. Alle getes- 80°C fltration depth. As examples, Fig. 3 teten Gläser zeigen eine vollständi- shows the sealed state of the fame ge Benetzung und unterscheiden sprayed Al O coating treated with 23°C 0 2 3 sich lediglich in ihren Erweichungs-/ MDS 250 and a Cr3C2-NiCr coating Schmelztemperaturen. MDS 250 treated with HTWG-S. Both imag- Die Untersuchung der Infltrations 80°C es show that excessive sealer ma- tiefe erfolgte mit REM an Schicht- terial remains at the coating sur- querschliffen. Über ein hochaufge- face and that the pore channels are 23°C löstes EDX-Mapping von Elementen, Hydro flled by the sealer. The infltration die nicht Komponente der Schicht depth of the Al O coating sealed 40°C 0 0 2 3 aber der Siegler sind (Phosphor für by MDS 250 was about 200 µm. It 23°C 0 0 MDS 250, oder Silicium für HT 700, HTWG-S can be seen that small pore channels Hydro und HTWG-S) kann die Inflt- 40°C 0 0 are flled, but larger pores are flled

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 31 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge größeren Poren nur an den Wänden die Poren infltrierten, wurden entspre- only at their walls. Partially, the coat- 3.4 Breakdown feld strength gefüllt sind. Die Schicht hatte sich teil- chende Suspensionen entwickelt. Bild ing was spalled of the substrate. For For insulating coatings, such as Al2O3 weise vom Substrat abgelöst. Bei der 5 zeigt REM-Aufnahmen von Quer- the Cr3C2-NiCr samples the infltration and spinel, the success of the sealing

Cr3C2-NiCr-Probe ist die Infltrationstie- schliffen versiegelter Al2O3-Schichten. depth was 30-60 µm and thus, signif- process can be evaluated by meas- fe mit 30–60 µm deutlich geringer, in Je nach Zusatz wurde eine andere Auf- icantly lower. However, in the large uring the breakdown feld strength. großen Poren befndet sich relativ viel tragungsdicke (< 5 µm) und Infltrati- pores a higher amount of the sealing Fig. 4 shows the comparison of the

Sieglermaterial. onstiefe (< 20 µm) erzielt. Die Verwen- material was contained. breakdown feld strength of the Al2O3 dung eines organischen Dispergators coatings sprayed with APS (F4) and 3.3. Schichthaftung und führte während des Einbrands zu che- 3.3. Coating adhesion and HVOF-S. Due to the heat treatment, Phasenveränderungen mischen Reaktionen, welche zum Auf- phase composition changes coating delamination occurred for Durch die Wärmebehandlung kam schäumen und mangelnder Benetzung Due to the heat treatment, delamina- both samples sealed with „Hydro“, es zu Abplatzungen der HVOF-S ge- auf der Schicht führten (Bild 5f). Das tions occurred for the Cr2O3 coatings as well as for the APS coating sealed spritzten Cr2O3- sowie den F4-ge- Schichtversagen durch Abplatzungen sprayed by HVOF-S, and the Al2O3- with MDS 250. For both coatings, spritzten Al2O3-13TiO2-Schichten. Die ging deutlich zurück, jedoch konnte es 13TiO2 coatings sprayed by the plas- the heat treatment led to a strong mit Hydro versiegelten Proben zeig- nicht komplett vermieden werden. Für ma F4 gun. Coatings sealed with Hy- decrease of the breakdown feld ten ebenso häufg Abplatzungen. In die keramischen Rohre konnte eine Ver- dro also frequently showed delami- strength. In the case of the APS coat- fast allen Schichten ohne Abplatzun- besserung der Gasdichtheit durch Glas- nations. In nearly all the well-adhered ing, sealing increased the breakdown gen kam es zu Veränderungen der versiegelung nachgewiesen werden. coatings, changes in the phase com- feld strength, while for the HVOF-S Phasenzusammensetzungen in der positions and/or the sealer were ob- coating, all sealed samples had

Schicht und/oder der Siegler. Bei den 4. Diskussion served. In the case of the Al2O3 coating, the same low level of the unsealed Sieglern MDS 250 und Hydro kam es 4.1 Vergleich der Versiegelungs- the sealers MDS 250 and Hydro caused heat-treated sample. An explanation hauptsächlich mit den Al2O3-Schich- konzepte Sol-Gel und Glas reactions with the coating, which for for this different behavior was postu- ten zu Reaktionen mit den Sieglern, Wie in Bild 6 schematisch dargestellt, MDS 250 were known from the liter- lated to be the extensive crack forma- die für MDS 250 bereits aus der Lite- ist die Wirkungsweise der Sol-Gel- ature [14]. These interactions will be tion in the HVOFS coatings in result of ratur bekannt sind [14]. Diese Wech- Siegler und Gläser sehr unterschied- described in more detail elsewhere. the heat treatment. selwirkungen werden an anderer Stel- le ausführlicher erörtert. 3.5 Use of glass sealers

For all coatings, except Cr3C2-NiCr, the 3.4 Durchschlagsfeldstärke use of glass pastes resulted in coating

Für isolierende Schichten, wie Al2O3 delamination. Since the glasses infl- und Spinell wurde der Versiegelungs- trated well into the pores, correspond- erfolg durch Messung der Durch- ing suspensions were developed. Fig. schlagsfeldstärke bestimmt. In Bild 5 shows SEM images of Al2O3 coatings 4 ist der Vergleich der Durchschlags- sealed with the glass suspension. De- feldstärke für die mit APS (F4) und pending on the additive, another dep-

HVOFS gespritzten Al2O3-Schichten osition thicknesses on the coating sur- mit und ohne Versiegelung gezeigt. face (< 5 µm) and infltration depths Durch die Wärmebehandlung kam (< 20 µm) were reached. The use of es zu Schichtabplatzungen für beide Bild 3: EDX-Elementmappings von versie- Figure 3: EDS elemental mappings of an organic dispersant was connected gelten Schichten; a) Phosphor-Mapping sealed coatings; a) Phosphorus mapping mit „Hydro“ versiegelte Proben, so- einer mit MDS 250 versiegelten Al2O3- of a Al2O3 coating sealed with MDS with a chemical reaction during the Schicht; b) Silizium-Mapping einer mit 250; b) Silicon mapping of a Cr C -NiCr wie für die mit MDS 250 versiegelte 3 2 glass melt penetration, resulting in HTWG-S versiegelten Cr3C2-NiCr-Schicht coating sealed with HTWG-S Al2O3-APS-Schicht. Für beide Schich- foaming and poor wetting of the coat- ten führte die Wärmebehandlung zu einem starken Abfall der Durch- Bild 4: Durchschlagsfeldstärken versiegelter Al O -Schichten (APS schlagsfeldstärke. Für die APS-Schicht 2 3 (F4) und HVOFS) auf Stahlsubstraten erhöhte die Versiegelung die Durch- unter Verwendung von Sol-Gel-Sieg- schlagsfeldstärke. Für die HVOFS- lern (MDS 250, HT 700 und HTWG-S). Die Balken für die Schichten ohne Schicht liegen die versiegelten Pro- Versiegelung nach der Wärmebehand- ben konstant auf dem niedrigen Ni- lung sind orange eingefärbt, um den veau der unversiegelten Schicht. Eine Vergleich zur unversiegelten Schicht ohne Wärmebehandlung und zu den Erklärung für das unterschiedliche versiegelten Schichten mit Wärmebe- Verhalten könnte die starke Rissbil- handlung zu erleichtern. dung in den HVOFS-Schichten im Er- Figure 4: Breakdown feld strength gebnis der Wärmebehandlung sein. of Al2O3 coatings on steel substrates (APS (F4) and HVOFS) sealed with sol- gel-sealers (MDS 250, HT 700, and HT- 3.5 Verwendung von WG-S). The columns for the unsealed Glassieglern coatings with heat treatment are colored in orange in order to facilitate Bei allen Schichten, außer Cr3C2-NiCr, the comparison with unsealed coat- führte die Verwendung von Glaspasten ings without heat treatment and the sealed coatings with heat treatment zu Abplatzungen. Da die Gläser gut in

32 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Wissenschaftliche Fachbeiträge Peer-reviewed Papers

about 70-85% (Fig. 2), which is connected with a reduction in volume. For this reason pores cannot be completely closed. The remaining solid material can exist inside the pores, forming a foam-network-like morphology or grown up on the pore walls. This leads to a reduction of the pore cross-sec- tional area. Sealers based on silicates show a mass loss of 0.4-0.6%, starting from temperatures of 250-450°C. In this temperature range, polycon- densation of salts of silicic acid occurs [20]. The mass loss is higher than for aluminium orthophosphate due to the cleavage of water and frequently re- Bild 5: REM-Aufnahmen von Querschliffen versiegelter Figure 5: SEM images of Al2O3 coating cross sections sealed

Al2O3-Schichten unter Verwendung von Glassuspensionen: with glass suspensions: a-c) Glass 2, a) without additives, sults in a porous material. a-c) Glas 2, a) ohne Zusätze, b) mit PVA, c) mit NH3; d-f) Glas b) with PVA, c) with NH3; d-f) Glass 3, d) without organic addi- On the contrary, up to a temper- 3, d) ohne organische Zusätze; e) mit PVA, f) mit organischem tives; e) with PVA, f) with organic dispersant Dispergator ature of 270°C MDS 250 shows a mass loss of only 0.2%. Except for lich und eng mit dem Masseverlust in gen- bzw. -ortho-phosphat, fnden ing (Fig. 5f). Coating failure by delam- a transformation of the main phase den verschiedenen Stadien des Ver- keine mit XRD nachweisbaren Re- ination was signifcantly decreased, cyclohexaphosphate [13] to alumin- siegelungsprozesses verknüpft. aktionen oberhalb von 270°C statt. but not completely avoided. For the ium hydrogen- or orthophosphate, Bei den Sol-Gel-Sieglern handelt es Sowohl bei den Silicium-basierten ceramic tubes an improvement of the above 270°C, no reactions detecta- sich um Lösungen anorganischer als auch den Phospor-basierten Pre- gas tightness through application of ble by XRD take place. For both sil- Stoffe (mit einem Massenanteil von cursoren fndet die Volumenredukti- the glass sealers was observed. icon-based and phosphorus-based 14–32%) in einem Lösungsmittel on hauptsächlich während der Ver- precursors, a volume reduction oc- (Tabelle 1). Durch Verdampfen des dampfung des Lösungsmittels statt. 4. Discussion curs mainly during the evaporation Lösungsmittels und durch Vernet- Der Glassiegler wird als Suspensi- 4.1 Comparison of the of the solvent. zungsreaktionen kommt es zu einem on auf die Schichtoberfäche aufge- sealing concepts between The glass sealer is deposited as a sus- Masseverlust von 70–85% (Bild 2), bracht. Das Lösungsmittel verdampft sol-gel and glass pension on the coating surface. The welcher mit einer Volumenreduk- beim Trocknen und hinterlässt das As shown in the sketch in Fig. 6, the solvent evaporates during drying, tion einhergeht. Daher können die Glaspulver zusammen mit organi- operation principles of sol-gel-seal- while the glass powder remains to- Poren nicht vollständig geschlossen schen Zusätzen. Werden nur das Glas ers and glass sealers are different gether with the organic additives. If, werden. Das verbleibende Material und die organischen Zusätze nach and closely connected with the mass after drying, only this glass and the kann amorph im Inneren der Pore, dem Trocknen betrachtet (durchge- loss in different stages of the seal- organic additives are considered, (sol- schaumnetzwerkartig oder an den zogenen Linie), beträgt der Masse- ing process. id line), the mass loss up to 350°C is Porenwänden aufgewachsen vorlie- verlust bis 350°C nur 0,2% (Bild 2). Sol-gel sealers are solutions of in- only 0.2% (Fig. 2). Above 650-750 °C gen. Dies führt zu einer Reduzierung Die Schmelze und damit die Füllung organic materials (with a mass frac- the melt enters into the pores and flls der Porenquerschnitte. Die auf Silica- der Poren tritt erst oberhalb von 650– tion of 14-32%) in a solvent (see Ta- them. Thus, in the case of wetting, the ten basierenden Siegler zeigen einen 750°C ein. Die Poren werden somit ble 1). Evaporation of the solvent and pores are completely flled only after Masseverlust von 0,4–0,6% ab ei- erst nach allen Masseverlusten und cross-linking result in a mass loss of all mass losses have occured. ner Temperatur von 250–450°C. In bei Benetzung vollständig gefüllt. diesem Temperaturbereich kommt Bild 6: Schematische es zur Polykondensation der Kiesel- 4.2. Benetzungsverhalten Darstellung der Versiege- lungsprozesse mit Glas säuresalze [20]. Durch die Abspal- Eine der effektivsten Methoden für durch die Infltration der tung von Wasser ist der Massever- die Prognose einer effektiven Versie- Poren während des Ein- brands (Schmelze) und mit lust größer als beim Aluminiumor- gelung ist die Messung des Kontakt- Sol-gel-Sieglern durch die thophosphat und führt häufg zu winkels zwischen Schichtwerkstoff Infltration bei Raumtem- porösem Material. Durch die Ab- und Siegler. Es bestätigt die grund- peratur und anschließen- der Volumenreduktion bei spaltung von Wasser ist der Masse- legenden und bislang empirisch ge- erhöhten Temperaturen verlust größer als beim Aluminium- wonnenen Erfahrungen, wonach Figure 6: Schematic phosphat und führt häufg zu porö- Siegler für bestimmte Materialsyste- presentation of the sem Material. me ein gutes Eindringverhalten zei- sealing process with glass by infltration of MDS 250 hingegen zeigt lediglich eigen oder schlechtestenfalls abperlen. the pores during the melt nen Masseverlust von 0,2% bis zu Die Kapillarkräfte sind die treibende penetration and by sol-gel einer Temperatur von 270°C. Au- Kraft, damit Flüssigkeit die Poren pe- sealers by infltration at room temperature ßer einer Phasenumwandlung von netriert [1]. Beeinfusst wird das Ein- with subsequent volume haupsächlich vorliegendem Cyclohe- dringverhalten auch von den Ober- reduction at elevated temperatures xaphosphat [13] zu Aluminiumhydro- fächenenergien des Schichtmaterials

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 33 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge und der Flüssigkeit. Ergibt sich eine HTWGS eine Eindringtiefe von bis 4.2. Wetting behavior tem. A dewetting internal pore surface Reduzierung beider Oberfächene- zu 60 µm in der deutlich dichteren One of the most effective methods to counteracts the capillary forces, and nergien durch eine hohe Kontakt- Spritzschicht erzielt werden. forecast the success of sealing is the thus the liquid cannot penetrate. Fig. fäche, so werden die Kontaktwinkel Die in Bild 4 gezeigten Durchschlags- measurement of the wetting angle be- 3 shows clearly, that the water-based klein, die Benetzung ist hoch und die feldstärken widerspiegeln zum einen tween the coating material and sealer. sealer MDS 250, which shows a good

Infltration ist begünstigt. Resultiert das gute Eindringverhalten der Sol- This confrms the fundamental, and so- wetting on Al2O3, shows a high pen- die Kombination aus Flüssigkeit und Gel-Siegler in die Schichten und zum far empirical, experience that sealers etration depth. For Cr3C2-NiCr coat- Feststoffoberfäche in einer Energie- anderen den Unterschied zwischen may show for some coating materials ings, superior wetting was found for erhöhung, so ist ein Tropfen bestrebt den beiden Spritzverfahren. Dass die a good infltration behavior, or drip off solvent-based sealers. For this reason, die kleinstmögliche Kontaktfäche Durchschlagsfestigkeit der versiegel- other coating materials in the worst sealer HTWG-S showed a penetration auf dem Festkörper zu bilden. Dies ten Proben nach der Wärmebehand- case. Capillary forces are the forc- depth up to 60 µm in the much denser zeigt sich in hohen Kontaktwinkeln lung wieder zunimmt, bedeutet, dass es driving the penetration of the liq- sprayed coating. und einer erschwerten Infltration. die Porosität verringert wurde, aber uid into the pores [1]. The penetration The breakdown feld strengths shown Entsprechend der Ergebnisse der poröses Sieglermaterial die Poren- behavior is also infuenced by the sur- in Fig. 4 demonstrate the good infl- Kontaktwinkelmessung in Tabelle 3 gänge blockiert. Bei den HVOFS-ge- face energy of the coating material and tration behavior of the sol-gel-seal- besitzen sowohl Wasser als auch spritzten Proben jedoch nimmt duch that of the liquid. In the case of reduc- ers into the coatings, but also the dif- der auf Wasser basierende Sieg- die starke Rissausbildung durch die tion of both surface energies by a large ferences between the two spray pro- ler MDS 250 auf Cr3C2-NiCr-Schich- Wärmebehandlung die Porosität zu, contact area, the contact angle will be cesses. An increase of the breakdown ten einen sehr hohen Kontaktwinkel so dass die Versiegelung keinen Ein- low, and the wetting is high, thus fa- feld strength after the heat treatment > 90°. Das Benetzungsverhalten auf fuss hat. voring infltration. In the case that the following sealing meant that the po- den hydrophilen oxidischen Materia- given combination of liquid and solid rosity was decreased but only porous lien, wie Al2O3 ist hingegen günstig. 5. Zusammenfassung material surface results in an increase sealer material was blocking the pores. Stark poröse Schichten haben auch Es wurde eine Untersuchungsstrate- of energy, a small drop is striving to Samples sprayed by HVOFS showed a innerhalb des Porensystems eine er- gie für die Hochtemperatur-Versiege- form the lowest possible contact area strong increase of the porosity as a re- hebliche Oberfäche. Eine entnet- lung erarbeitet, wobei die Schicht und on the solid. This results in a high con- sult of crack formation during the heat zende Oberfäche im Poreninneren der Siegler als Gesamtsystem unter tact angle, impeding infltration. treatment. Thus, sealing had no infu- wirkt der Kapillarkraft entgegen und Berücksichtigung der wärmeinduzier- Corresponding to the results of con- ence. die Flüssigkeit kann nicht eindringen. ten Veränderungen betrachtet wurde. tact angle measurements compiled

In Bild 3 ist deutlich erkennbar, dass Für die Hochtemperatur-Versiegelung in Table 3 for the Cr3C2-NiCr coating, 5. Summary der wasserbasierte Siegler MDS 250, sind Sol-Gel- und Glassiegler geeig- both water and the water based seal- A study design for investigation of welcher eine gute Benetzung auf net, die aber prinzipielle Unterschie- er MDS 250 had a very high contact the sealing of thermal spray coatings

Al2O3 zeigt, eine sehr hohe Eindring- de in ihrer Wirkungsweise aufweisen. angle > 90°. Contrary to this, the wet- for high temperature service was tiefe aufweist. Für Cr3C2-NiCr-Schich- Das Versiegelungsverhalten wurde ting behavior to hydrophilic oxide ma- proposed. This considered the coat- ten wurde die beste Benetzung bei für eine Vielzahl von für den Hocht- terials, such as Al2O3 is advantageous. ing and the sealer as a unique system, den Lösungsmittel-basierten Sieglern emperatur-Einsatz geeigneten oxidi- Highly porous coatings exhibit a sig- and took into account the changes in- erzielt, daher kann mit dem Siegler schen und Cr3C2-NiCr-Schichten ge- nifcant surface area in the pore sys- troduced by the heat treatment.

Literatur References [1] Knuuttila J., Sorsa P., Mäntylä T.: J.Therm. Spray Technol., 1999, 8(2), pp. [11] Fauchais P. L., Heberlein J.V.R., Boulos M. I.: Thermal spray fundamentals: 249–257. From powder to part, Springer, 2014. [2] Lugscheider E., Jokiel P., Messerschmidt V., Beckschulte G.: Surf. Eng., [12] DIN/DVS Gemeinschaftsausschuss, AA14/AGV7, DVS Merkblatt 2320: 1994, 10(1), pp. 46/51. Versiegelung. [3] Ahmaniemi S., Vippola M., Vuoristo P., Mäntylä T., Buchmann M., Gadow [13] Vippola M., Ahmaniemi S., Vuoristo P., Lepistö T., Mäntylä T., Olsson E.: R.: Wear, 2002, 252(7), pp. 614/23. J.Therm. Spray Technol., 2002, 11(2), pp. 253/60. [4] Knuuttila J., Ahmaniemi S., Mäntylä T.: Wear, 1999, 232(2), pp. 207–212. [14] Vippola M., Ahmaniemi S., Keränen J., Vuoristo P., Lepistö T., Mäntylä T., [5] Leivo E., Vippola M. S., Sorsa P. P. A., Vuoristo P. M. J., Mäntylä T. A.: Olsson E.: Mater. Sci. Eng. A, 2002, 323(1), pp. 1/8. J.Therm. Spray Technol., 1997, 6(2), pp. 205/10. [15] Ahmaniemi S., Tuominen J., Vuoristo P., Mäntylä T.: J. Therm. Spray Tech- [6] Kim H.-J., Lee C.-H., Kweon Y.-G.: Surface and Coatings Technology, nol., 2002, 11(3), pp. 320/32. 2001, 139(1), pp. 75/80. [16] Berard G., Brun P., Lacombe J., Montavon G., Denoirjean A., Antou G.: [7] Kim H.-J., Odoul S., Lee C.-H., Kweon Y.-G.: Surf. Coat. Technol., 2001, J.Therm. Spray Technol., 2008, 17(3), pp. 410/9. 140(3), pp. 293/301. [17] Marple B. R., Voyer J., Béchard P.: J. Eur. Ceram. Soc., 2001, 21(7), pp. [8] ASM Handbook, Vol. 5A, Thermal Spray Technology, R. C. Tucker, Jr., Ed., 861/8. ASM International, 2013. [18] Troczynski T., Yang Q., John G.: J.Therm. Spray Technol., 1999, 8(2), pp. [9] Mathesius H.-A., Krömmer W.: Praxis des thermisches Spritzens: Anlei- 229/34. tung für das Fachpersonal, Schweißtechnische Praxis 37, 2nd ed., DVS [19] Berger L.-M., in: Thermal Sprayed Coatings and their Tribological Perfor- Media, 2019. mances, Roy M., Davim J. P., eds., IGI Global, 2015, pp. 227/67.. [10] Pawlowski L.: The Science and Engineering of Thermal Spray Coatings: [20] Oikawa K., Toyota K., Sakatani S., Hayashi Y., Takizawa H.: J. Ceram. Soc. Second Edition, Wiley, 2008. Japan, 2017, 125(12), pp. 906/12.

34 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Wissenschaftliche Fachbeiträge Peer-reviewed Papers testet. Benetzung ist für das Eindring- schaftsforschung (IGF) vom Bundes- For sealing of coatings for service at DVS, Aachener Straße 172, 40223 verhalten eine Schlüsseleigenschaft. ministerium für Wirtschaft und Ener- high temperatures sol-gel and glass Düsseldorf” was, on the basis of a Bei Sol-Gel-Sieglern wird die Benet- gie aufgrund eines Beschlusses des sealers are suitable. However, they resolution of the German Bunde- zung maßgeblich von der Wechsel- Deutschen Bundestages gefördert. show general differences in their stag, promoted by the Federal Minis- wirkung zwischen Schichtwerkstoff Die kommerziellen Siegler wurden mode of action. The sealing behavior try of Economic Affairs and Energy via und Lösungsmittel bestimmt. Die von den Firmen Diamant Metalplastik was tested for a number of oxide and AiF within the framework of the pro-

Wärmebehandlung führte unabhän- und Millidyne Oy (Finnland) zur Ver- Cr3C2-NiCr coatings, suitable for ser- gramme for the promotion of joint in- gig von der Versiegelung bei manchen fügung gestellt. Die zu versiegelnden vice at high temperature. Wetting is a dustrial research. Schichten zum Abplatzen, was durch gespritzten Proben wurden von den key property for the infltration behav- Commercial sealers were provided by den Einfuss des Sieglers verstärkt Firmen GfE Fremat, LWK PlasmaCera- ior. The wetting of sol-gel sealers is the companies Diamant Metalplas- wurde. Bei stabilen Al2O3-Schichten mic, Fraunhofer IWS und TLS Surface governed by the interaction between tik GmbH und Millidyne Oy (Finland). hingegen zeigten die Messergebnis- Engineering bereitgestellt. Die Auto- the coating material and the solvent Sprayed samples for investigation se, dass die anorganischen Siegler zu ren bedanken sich bei Frau Dr. Katja of the sealer. For some coatings, the were provided by GfE Fremat GmbH, einer Verbesserung der Isolationsei- Wätzig für ihre Beiträge an den Ar- heat treatment resulted in delamina- LWK PlasmaCeramic GmbH, Fraun- genschaften führen. beiten zu den Glassieglern und allen tion. This was independent of, but en- hofer IWS and TLS Surface Engineer- am Projekt beteiligten Mitarbeitern hanced by, the sealer. In contrast, the ing GmbH. The authors are grateful to

Danksagung des IKTS. measurement results for stable Al2O3 Mrs. Dr. Katja Wätzig for her contribu- Das IGF-Vorhaben Nr. 19465 BR / coatings showed that inorganic seal- tions to the studies on the glass seal- DVS-Nr. 02.103 der Forschungsver- ers resulted in an improvement of the ers an all co-workers of Fraunhofer einigung Schweißen und verwand- insulation properties. IKTS, who participated in this project. te Verfahren e. V. des DVS, Aache- ner Str. 172, 40223 Düsseldorf, wur- Acknowledgements de über die Arbeitsgemeinschaft in- The IGF Project 19465 BR / DVS No. dustrieller Forschungsvereinigungen 02.103 of the research association (AiF) im Rahmen des Programms zur “Forschungsvereinigung Schweißen Förderung der industriellen Gemein- und verwandte Verfahren e. V. des

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Viele kennen es von Blitzen oder vom Polarlicht, aber auch das Thermische Spritzen macht sich das „Plasma“ zunutze. Lesen Sie mehr darüber auf Seite XIX. Many of us know it from lightning or from the polar lights, but thermal spraying also utilizes “plasma”. Read more on page XIX. 43

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43 I

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 1 31.03.2020 12:25:18 Contents / Imprint Inhalt / Impressum

Inhalt Contents

III Vorwort III Editorial

Das Schwarze Brett Bulletin Board IV „Das Thema Elektromobilität hält widererwarten an!“ IV “Contrary to expectations, the focus on electromobility persists!” Liebe Leserinnen, liebe Leser, VI Bericht der GTS-Geschäftsstelle VI GTS Head Offce Report VII Zahlen und Fakten aus der GTS-Geschäftsstelle / Zertifzierungen VII Facts and Figures from the GTS Head Offce / GTS certifcats Dear Readers,

GTS-Beiträge GTS Articles X Das GTS-Interview: Respekt ist mir sehr wichtig! X The GTS Interview: Respect is very important to me! XII 27. GTS-Mitgliederversammlung 2019 in Halle (Saale): XII 27th GTS Annual General Meeting 2019 in Halle (Saale) die Die GTS zu Gast in der „Salzstadt“ an der Saale GTS visits the “salt city” on the Saale in Europa statt, und zw XIV GTS-Regelwerk: Update für GTS-Papiere XIV GTS rules and regulations: update for GTS papers 12. Juni 2020 in Wien. Wir dürfen uns XVI Faszination Oberfächentechnik: XVI Fascination Surface Technology: auf sehr interessante Vorträge freuen, Neue Initiative informiert über smarte Lösungen A new initiative informs about smart coating solutions den gemeinsamen Erfahrungsaus XVII Die ITSC 2020 in Wien: GTS ist Supporting Partner der ITSC XVII The ITSC 2020 in Vienna: GTS is a Supporting Partner of the ITSC tausch und natürlich das Industrie XVIII Programm ITSC 2020 Industrial Forum XVIII Program ITSC 2020 Industrial Forum forum! Die Stärke der GTS liegt ja in dem ausgewogenen Zusammenspiel Aus unseren Mitgliedsbetrieben News from our members zwischen wissenschaftlichen Beiträgen XIX Professor Robert Vaßen zum ASM Fellow ernannt XIX Professor Robert Vassen named Fellow of ASM und XX Die RIPT am Forschungszentrum Jülich XX 9th RIPT at the Forschungszentrum Jülich XXII Besichtigung des IOT der RWTH Aachen XXII A Visit to the IOT of RWTH Aachen University In diesem Zusammenhang möchte ich auch auf „Faszination Oberflächen Weitere Rubriken/GTS-Dienste Regular Features /GTS Services technik“ hinweisen, eine gemeinsame Initiative mit dem DVS XXIII GTS-Szene XXIII GTS Scene 2019 gegründet worden ist und die XXIII GTS-Services: GTS-Rundschreiben 2019/2020 XXIII GTS-Services: GTS Circulars 2019/2020 vielfältigen V XXIV GTS-Services: Termine und Veranstaltungen XXIV GTS-Services: Dates and Events Spritzens und Auftragschweißens för dern will (siehe auch Seite XVI).

Impressum GTS-Strahl Imprint GTS-Strahl Die aufgrund der Herausgeber: Publisher: gesagt. GTS – Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V. GTS e.V. (Association of Thermal Sprayers) Jahr wieder dabei sein k Redaktion GTS-Strahl: Editorial Department GTS-Strahl: Dr. Gerhard Bloschies (Leitung), Christian Penszior, Claudia Hofmann, Dr Gerhard Bloschies (head), Christian Penszior, Claudia Hofmann, Wir haben uns daran gewöhnt, mit Jörn Putzier, Alexander Kalawrytinos Jörn Putzier, Alexander Kalawrytinos Krisen und Katastrophen zu leben. Layout, Grafk, Satz: Layout, graphics, typesetting: Erfreulich ist nach endlosen Debat Christian Penszior Mediengestaltung, Unterhaching Christian Penszior Mediengestaltung, Unterhaching ten nur, dass sich wenigstens das britische Unterhaus zu einer Lösung Kontakt: Contact: Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V. Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V. durchgerungen hat, c/o Linde AG, Geschäftsbereich Linde Gas c/o Linde AG, Linde Gases Division auch immer? Nach 47 J Carl-von-Linde-Straße 25, 85716 Unterschleißheim Carl-von-Linde-Straße 25, 85716 Unterschleissheim, Germany Großbritannien die EU, und schon re Telefon +49 89/31001-5546, Fax +49 89/31001-5364 Telephone +49 89/31001-5546, Fax +49 89/31001-5364 gen sich in Nordirland und Schottland Internet: www.gts-ev.de Internet: www.gts-ev.de Stimmen, E-Mail GTS-Geschäftsstelle: [email protected] E-mail GTS Head Offce: [email protected] Verbleib in der EU gestimmt haben E-Mail Redaktion GTS-Strahl: [email protected] E-mail Editorial Department GTS-Strahl: [email protected] und nun ein neues Referendum an streben. Die Zukunft bleibt spannend Eingetragen beim Amtsgericht München, Registergericht: VR 14203 Registered with the District Court Munich, Registration Court: VR 14203

Hinweis: Please note: Die Beiträge im GTS-Strahl werden nach Versicherung der Autoren auf freie The articles in GTS-Strahl are published on the authors’ assurance that they Verwendbarkeit und inhaltliche Richtigkeit veröffentlicht. Meinungsäuße- may be used freely and that they are correct in form and content. The opin- rungen der jeweiligen Autoren geben nicht die Meinung der Redaktion, der ions expressed by the respective authors do not represent the opinions of GTS-Geschäftsstelle oder des GTS-Vorstands wieder. Es gelten die Urheber- und the editorial department, the GTS Head Offce or the GTS Executive Board. Verlagsrechtsangaben im Impressum des Thermal Spray Bulletins in diesem Heft. The details concerning copyright and publishing rights in the imprint of this Sie fnden dort auch die Kontaktinformationen für Verlag, Anzeigen und Vertrieb. issue of the Thermal Spray Bulletin apply.

II THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 2 31.03.2020 12:25:18 Vorwort Editorial

, the focus on electromobility persists!” Liebe Leserinnen, liebe Leser, Dear Readers,

die ITSC 2020 f ndet dieses Jahr wieder und mal sehen, wie lange das Wort This year, the ITSC 2020 will be taking On 17 and 18 September 2020, we in Europa statt, und zwar vom 10. bis „Groß“ noch im Namen Großbritan- place in Europe, in fact in Vienna from will be seeing each other again at 12. Juni 2020 in Wien. Wir dürfen uns nien existiert. 10 to 12 June. We can look forward to the GTS Annual General Meeting in auf sehr interessante Vorträge freuen, some extremely interesting presenta- Kamp-Lintfort on the Lower Rhine to den gemeinsamen Erfahrungsaus- Am 17. und 18. September 2020 tions, an exchange of experiences discuss and shape the future of GTS. tausch und natürlich das Industrie- treffen wir uns in Kamp-Lintfort am and, of course, the industrial forum! The objective is to push joint projects forum! Die Stärke der GTS liegt ja in Niederrhein zu unserer GTS-Mitglie- GTS’s strength lies in the balanced and develop new ideas. But being dem ausgewogenen Zusammenspiel derversammlung, um die weitere interaction between scientif c papers proud of what we have achieved zwischen wissenschaftlichen Beiträgen Zukunft der GTS zu gestalten. Es gilt and industrial application. so far and celebrating this together und industriellen Anwendungen. gemeinsame Projekte voranzutreiben should be given their fair share, too. und neue Ideen zu entwickeln. Aber Here I would also like to draw your You will have further opportunities In diesem Zusammenhang möchte ich auch auf das bisher Erreichte stolz attention to “The Fascination of Sur- to exchange experiences at the two auch auf „Faszination Oberflächen- zu sein und gemeinsam zu feiern soll face Technology”, a joint initiative FA2 sessions, the ATeSp meetings in technik“ hinweisen, eine gemeinsame nicht zu kurz kommen. Für weitere started by GTS and DVS in October Munich (at Linde) and the 3-country Initiative mit dem DVS, die im Oktober Gelegenheiten des Erfahrungsaustau- 2019 and aimed at advocating the meeting (SVS in Basel). I would also 2019 gegründet worden ist und die sches bieten sich unter anderem die many and varied benef ts of thermal like to mention the upcoming col- vielfältigen Vorteile des Thermischen beiden FA2-Sitzungen sowie die Tref- spraying and laser cladding (also see loquia in Chemnitz, Luckenbach and Spritzens und Auftragschweißens för- fen des ATeSp in München (Fa. Linde) page XVI). Aachen, as well as an event which dern will (siehe auch Seite XVI). und des 3-Länderecks (SVS in Basel) has already been hosted by the Re- an. Erwähnen möchte ich auch die Due to the COVID-19 pandemic, the search Centre Jülich (9th RIPT, also see Die HANNOVER MESSE 2020 wurde anstehenden Kolloquien in Chemnitz, HANNOVER MESSE 2020 has been report on page XX) and organized by aufgrund der COVID-19-Pandemie ab- Luckenbach und Aachen, sowie eine cancelled. GTS will not be taking part Prof Vassen. gesagt. Die GTS wird erst im nächsten bereits stattgefundene Veranstaltung again until next year. Jahr wieder dabei sein können. des Forschungszentrums Jülich (9. RIPT, On behalf of the GTS editorial team, siehe auch Bericht ab der Seite XX), die We have become used to living with I would like to thank all those who Wir haben uns daran gewöhnt, mit von Prof. Vaßen organisiert worden ist. crises and catastrophes. After endless were involved in this issue of GTS- Krisen und Katastrophen zu leben. debate, the only gratifying thing is Strahl and also you, the readers, for Erfreulich ist nach endlosen Debat- Bei allen Beteiligten dieser Ausgabe that the British House of Commons your interest. Have fun reading it and ten nur, dass sich wenigstens das möchte ich mich im Namen der GTS- at least managed to come up with a if anything catches your special at- britische Unterhaus zu einer Lösung Redaktion sehr herzlich bedanken und solution, whatever the price. After 47 tention, do send us your comments! durchgerungen hat, zu welchem Preis auch Ihnen, liebe Leserinnen und Leser, years, Great Britain is leaving the EU, auch immer? Nach 47 Jahren verlässt gilt mein Dank für Ihr Interesse an die- and in Northern Ireland and Scotland, Wishing you all the very best, Großbritannien die EU, und schon re- ser Ausgabe. Viel Spaß beim Lesen. Und where the majority voted to remain gen sich in Nordirland und Schottland wenn Ihnen etwas auffällt, schreiben in the EU, voices are already calling Stimmen, die ja mehrheitlich für einen Sie uns bitte Ihren Kommentar! for another referendum. The future Verbleib in der EU gestimmt haben remains exciting and let’s see how und nun ein neues Referendum an- Ich wünsche Ihnen alles Gute und grü- long the word “great” continues to streben. Die Zukunft bleibt spannend ße Sie herzlich, exist in the name Great Britain.

The articles in GTS-Strahl are published on the authors’ assurance that they The opinions expressed by the respective authors do not represent the opinions of

The details concerning copyright and publishing rights in the imprint of this Ihr / Yours Gerhard Bloschies

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43 III

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 3 31.03.2020 12:25:20 Bulletin Board Das Schwarze Brett

kostenlosen Stromaufnahme – wie „Das Thema Elektromobilität hält praktisch, dass immer ein bekanntes Fastfood-Restaurant in Gehreichweite widererwarten an!“ ist. Blöd nur, wenn gerade alle Ladesäu len besetzt sind. Aber mit gut gefülltem “Contrary to expectations, the focus „Junkfood“-Bauch und 80 ner Batterie nach 60 Minuten Ladezeit zurück auf die on electromobility persists!” 20 km ist ein Stau! Der w noch nicht da! Muss am Ende jeder Mensch auch persönlich mehr Zeit oder besser Geduld für die Elektromobilität Liebe GTS-Mitglieder, Dear GTS members, investieren? Entschleunigung heißt das liebe Leserinnen und Leser! dear readers! Zauberwort.

Also eines vorne weg: Ich bin ein ich durch Zufall im Radio einen weite- One thing you should know first: able return on investment for the Ich will hier aber nicht nur unken! Elek „Verbrenner“! Und wenn ich 1864 ren Experten zu diesem Thema. Frage: I “burn for combustion”! And if private user of an e-vehicle in com- tromobilität heißt mit Strom fahren. geboren wäre, würde ich bis zuletzt Wann macht sich derzeitig ein Elektro- I’d been born in 1864, without fail, parison to a combustion engine? The Der Strom muss geführt, auf Kutschen inklusive acht Zugpferde PKW gegenüber dem Verbrenner für I would have put my money on car- answer: after 12 years! Hey, who in oder auch isoliert werden. gesetzt haben – quasi auf jede Menge den privaten Verbraucher wirtschaftlich riages and eight draught horses – on this country drives the same car for sich die thermische Spritztechnik wie Heu und Mist! bemerkbar! Die Antwort: Nach 12 Jah- heaps of hay and dung as it were! 12 years and preferably even longer to der mal als Nischentechnologie etab ren! Hallo, wer fährt denn hierzulande save the environment? The reluctantly liert. Einige von uns Spritzern haben Mal mehr, mal weniger begleitet uns seinen PKW 12 Jahre und am besten Climate change and electromobil- quoted life-cycle assessment which das Business frühzeitig erk das Thema Klimawandel und Elekt- der Umwelt zu liebe noch länger? ity are frequent topics in the media, has since been abolished – restrict- romobilität in den Medien. Weg von Die abgeschaffte und ungern zitierte sometimes more, sometimes less. ing consumption is just not good for

Öl, Kohle und Gas. CO2-Reduzierung Ökobilanz – Konsumeinschränkung ist No to oil, coal and gas. CO2 reduc- global economic growth – doesn’t um jeden Preis und irgendwo müssen halt nicht gut für das Weltwirtschafts- tion at all costs and we have to start look too favourable for e-vehicles or wir ja mal anfangen – am besten beim wachstum – sieht für Elektromobile somewhere after all – why not with their batteries. The only beneft: the (un-)mündigen Bürger, dem der Staat bzw. für die darin verbauten Akkus (ir)responsible citizens from whom “dirt”, literally speaking, is produced ja immer wieder gerne das Geld vom auch noch nicht gerade günstig aus. the state gladly takes its money, be it elsewhere, that is where we can’t see Gehaltsstreifen oder vom Konto ab- Der einzige Vorteil: Der „Dreck“ im deducted from their payslips or their it. The unspoilt regions where the raw bucht. 5 % Solidaritätsbeitrag abge- wahrsten Sinne des Wortes entsteht bank accounts. Abolish the 5%-soli- materials (i.e. rare earths) are mined schafft – 6 % Klimasteuer verabschie- woanders, und zwar da, wo wir ihn darity tax and pass a 6%-climate tax. – mostly in the third world – will look det. Und die Industrie muss ja sowieso nicht sehen. Die unberührten Gebiete And industry needs to rethink anyway. just like those areas where equally GGemeinschaftemeinschaft umdenken. Der ewige Strukturwandel der Rohstoffgewinnung (Stichwort: Sel- Never-ending structural change seems loathsome fracking takes place. We ist auf jeden Fall angesagt und wir kön- tene Erden) – meistens in der dritten to be the order of the day and we can’t are instead confronted with ugly Association Association of of Thermal Thermal Sprayers Sprayers nen nicht alle so weiter machen, wie Welt gelegen – sehen danach genauso just keep going on like we did before. I brown-coal mining areas and beauti- gewohnt. Letzteres müsste sogar ich aus wie die nach dem ebenfalls ver- would even endorse the latter. ful yellow rapeseed felds stretching unterschreiben. hassten Erdgas- oder Erdöl-Frackings. far beyond the horizon. Mit hässlichen Braunkohleabbaugebie- Energy production, transport, industry Energieerzeugung, Verkehr, Industrie ten und schönen gelben Rapsfeldern, and private households are responsi- And at the moment, the recycling of

und private Haushalte sind für ca. 3 % die von einem Horizont zum anderen ble for around 3 % of CO2 emissions. batteries is being dealt with in a simi-

des CO2-Ausstoßes verantwortlich. reichen, werden wir ja schon mal eher 97 % come from natural sources and larly “good” way to the used fuel rods

97 % kommen aus der Natur und sind konfrontiert. are part of the CO2 cycle (source: Focus from nuclear power stations, the only

dabei in einem CO2-Kreislauf (Quelle: Online *). So there remain the 3 % hu- difference being that the old batteries Focus Online *). Bleiben die menschli- Und das Batterie-Recycling wird im man emissions and these are billions are not radioactive. chen 3 % und das sind aber Milliarden Moment ähnlich gut gelöst, wie das of tons that need to be reduced some- von Tonnagen, die es irgendwie zu re- für verbrauchte Brennstoffstäbe aus how. Maybe we could cut each other’s So as to save on range, the eco-con- duzieren gilt. Wir könnten uns gegen- Atomkraftwerken – nur dass die alten hair or simply stop consuming, right? scious “Tesla” man/woman happily seitig die Haare schneiden und nichts Batterien und Akkus eben nicht radio- drives in the right lane in the slip- mehr konsumieren, oder? aktiv strahlen. Rechargeable batteries in connection stream of a truck whose speed restric- with renewables energies seem to be tion of 80 km/h has a clearly positive Das erste probate Mittel scheinen ja Der umweltbewußte „Tesla“-Mensch the number one remedy! In actual effect on the battery level. Then he/she Akkumulatoren, sprich Batterien, in fährt, um Reichweite zu sparen, ger- fact an almost perfect energy source cruises to the next motorway exit to Verbindung mit regenerativen Energi- ne auf der rechten Spur zwischen den – sure, there’s room for improvement recharge “free of charge” – very en zu sein! Eigentlich der fast perfekte LKW im Windschatten und die auch when it comes to charging time and handy that there’s always a fast-food Energieträger – klaro, an Aufadege- dadurch bedingten 80 km/h wirken durability. But hey, we can fx that! restaurant within walking distance. schwindigkeit und auch an der Halt- sich durchaus positiv auf den Batte- Some time ago, I happened to hear Too bad, though, when all the charg- barkeit muss noch gearbeitet werden. rieladezustand aus. Bequem an der another expert on the radio answer ing stations are occupied. But with a Das schaffen wir! Vor einiger Zeit hörte nächsten Autobahnausfahrt raus zur the question: when is there a notice- belly suffciently flled with junk food

IV THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43 Bild: © KVT Kurlbaum AG

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 4 31.03.2020 12:25:21 Das Schwarze Brett Bulletin Board

kostenlosen Stromaufnahme – wie sind „bequem“ in den damals noch and a battery 80 % charged after 60 driving with “current”. The current praktisch, dass immer ein bekanntes langsam fahrenden, von einer Diesel- minutes, it’s back to the motorway. needs to be conducted, converted and Fastfood-Restaurant in Gehreichweite lokomotive angetrieben Zug einge- Damn, traffic jam coming up in 20 also insulated. Once again, thermal ist. Blöd nur, wenn gerade alle Ladesäu- stiegen und fahren jetzt wirtschaftlich minutes! It wasn’t there before! In the spraying has long since established it- len besetzt sind. Aber mit gut gefülltem unter Vollgas – äh, sorry – Strom mit! end, doesn’t each and every one of us self as a niche technology. Some of us „Junkfood“-Bauch und 80 % gelade- need to personally invest more time sprayers recognized this business op- ner Batterie nach 60 Minuten Ladezeit Bis zum nächsten (dünnen) schwarzen or rather patience in electromobility? portunity early on and “comfortably” zurück auf die Autobahn. So ein Mist, in Brett habe ich bestimmt eine Lösung Deceleration is the magic word. jumped on the then slowly travelling 20 km ist ein Stau! Der war eben aber des Problems. Versprochen! and diesel-driven bandwagon and are noch nicht da! Muss am Ende jeder But it’s not my intention to only proph- now driving eff ciently at full throttle Mensch auch persönlich mehr Zeit oder Euer VAV (Vau Acht Verbrenner)! esy doom! Electromobility means – or should I say with a full battery! besser Geduld für die Elektromobilität investieren? Entschleunigung heißt das Till the next (thin) Bulletin Board – Zauberwort. by then I will def nitely have found a solution to the problem. I promise! able return on investment for the Ich will hier aber nicht nur unken! Elek- private user of an e-vehicle in com- tromobilität heißt mit Strom fahren. Your V8er! parison to a combustion engine? The Der Strom muss geführt, gewandelt answer: after 12 years! Hey, who in oder auch isoliert werden. Längst hat this country drives the same car for sich die thermische Spritztechnik wie- *Anm. der Redaktion – Quelle Focus Online: 12 years and preferably even longer to der mal als Nischentechnologie etab- Euer / Yours Klaus Nassenstein *Editor’s note – Source Focus Online: save the environment? The reluctantly liert. Einige von uns Spritzern haben GTV Verschleißschutz GmbH, Luckenbach, Germany https://www.focus.de/wissen/klima/tid- 8638/diskussion_aid_234329.html quoted life-cycle assessment which das Business frühzeitig erkannt und Mitglied des GTS-Beirats | Member or the GTS Advisory Board has since been abolished – restrict- ing consumption is just not good for global economic growth – doesn’t look too favourable for e-vehicles or their batteries. The only benef t: the “dirt”, literally speaking, is produced elsewhere, that is where we can’t see it. The unspoilt regions where the raw materials (i.e. rare earths) are mined – mostly in the third world – will look just like those areas where equally GGemeinschaftemeinschaft TThermischeshermisches SSpritzenpritzen e.V.e.V. loathsome fracking takes place. We are instead confronted with ugly Association Association of of Thermal Thermal Sprayers Sprayers brown-coal mining areas and beautiful yellow rapeseed f elds stretching

And at the moment, the recycling of 360° COMPETENCE batteries is being dealt with in a simi- IN SURFACE TECHNOLOGY larly “good” way to the used fuel rods from nuclear power stations, the only difference being that the old batteries Von der Forschung bis zur Anwendung: Kompetente Ansprechpartner für hochwertige Beschichtungen, Thermische Spritzanlagen, So as to save on range, the eco-con- Werkstoffe und allem für die Spritztechnologie. scious “Tesla” man/woman happily – ZERTIFIZIERTE QUALITÄT – drives in the right lane in the slip- von den Mitgliedern der GTS. stream of a truck whose speed restric- tion of 80 km/h has a clearly positive From research to application: effect on the battery level. Then he/she Professional partners for high-quality coatings, cruises to the next motorway exit to VISIT US! thermal spray systems, materials and recharge “free of charge” – very all aspects of spray technology. handy that there’s always a fast-food restaurant within walking distance. – CERTIFIED QUALITY – Too bad, though, when all the charg- ITSC 2020, WIEN (A) by the members of the GTS. ing stations are occupied. But with a WITH INDUSTRIAL FORUM belly suff ciently f lled with junk food BOOTH 165 Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V. Carl-von-Linde-Str. 25 85716 Unterschleissheim · Germany Tel. +49 89 310 01-5546 · Fax +49 89310 01-5364 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43 V Bild: © KVT Kurlbaum AG [email protected] · www.gts-ev.de

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 5 31.03.2020 12:25:23 Head Offce Report Bericht Geschäftsstelle

Beschichtungstechnik ganz allgemein Bericht der GTS-Geschäftsstelle bekannter zu machen, haben der DVS und die GTS die neue gemein GTS Head Offce Report same Online-Plattform oberfaechentechnik.de gestartet und damit einen Schritt hin zu den sozialen Netzwerk der zweisprachigen (deutsch und eng lisch) Webseite finden hier aktuelle Bei Praxistipps, sowie Termine und auch Verfahrensbeschreibungen. Wie bereits Liebe GTS-Mitglieder und Freunde Dear GTS members and friends oben erwähnt, sind wir auch hier auf des Thermischen Spritzens! of thermal spraying, Ihre Hilfe angewiesen. Unterstützen Sie uns mit aktuellen Informationen. Marketing für das Thermische on um Covid-19 hat uns leider gelehrt, Marketing for thermal spraying and unexpectedly the business Gerne helfen wir Ihnen dabei und ste Spritzen wie schnell und unerwartet das Ge- Public relations is one of the most im- world can be thrown into turmoil. hen Ihnen bei Fragen zur Verfügung. Öffentlichkeitsarbeit ist eine der schäftsleben durcheinandergewirbelt portant tasks that GTS made a com- Many members had already offered Wir freuen uns über jeden Beitrag. wichtigsten Aufgaben, die sich die werden kann. Wir hatten bereits viele mitment to when it was founded. This to support us at the booth. We were GTS bei Ihrer Gründung auf die Fah- Zusagen seitens der Mitglieder vor- does not only mean attending trade very pleased about this commitment Ich nen geschrieben hat. Dabei geht es liegen, die uns auf dem Messestand fairs and seeking direct contact with and would like to express our thanks diesjährigen Mitgliederversammlung nicht nur darum, auf Messen präsent unterstützen wollten. Darüber haben potential customers interested in our to everyone concerned. Initially, the am 17. zu sein und den direkten Kontakt mit wir uns sehr gefreut und wir möchten technology. In the current day and HANNOVER MESSE 2020 was post- Kalender eingetragen haben. Diesmal möglichen Kunden für unsere Techno- uns bei allen ganz herzlich bedanken. age, PR work has become much more poned until July 2020. In the mean- geht es in den Westen des Ruhrgebiets, logie zu finden. Vielmehr ist dies in Die HANNOVER MESSE 2020 wurde complex. It’s quite an effort trying to time however, it has been cancelled unserer Zeit eine sehr viel komplexere zunächst auf den Juli 2020 verscho- fnd out whether to use the Internet completely due to the pandemic. Aufgabe geworden. Nur mühsam lässt ben, musste zwischenzeitlich aber more, whether an exhibition booth The Hannover Messe will now not sich herausfnden, ob man das Internet aufgrund der Pandemie vollständig is still a suitable source for feedback be taking place again until 2021. We mehr bedienen muss, ob man auf dem abgesagt werden. Erst 2021 wird die and whether print media still attracts hope the situation will soon return to Messestand noch genügend Zuspruch HANNOVER MESSE wieder zum norma- readers. We are currently exploring all normal and that we can make it to erhält und ob Printmedien noch ge- len Termin stattfnden. Wir hoffen, dass possibilities, have therefore begun Hannover again next year lesen werden. Wir wollen es derzeit sich die Lage bald normalisiert und wir to tread new ground, but will also in allen Bereichen versuchen, haben im nächsten Jahr in Hannover einen continue to pursue the paths we’ve The ITSC is coming to Vienna daher neue Wege beschritten, bleiben neuen Anlauf starten können. trodden before. The International Thermal Spray Con- aber auch auf den bisherigen aktiv. ference & Exposition (ITSC) in Europa Die ITSC kommt nach Wien Advertising for a product can only will be held in Vienna this time, one Werbung für eine Produkt funktioniert Die International Thermal Spray Con- work if we demonstrate our possi- of the most liveable European cities, nur, wenn man anhand aktueller und ference & Exposition (ITSC) in Europa bilities and abilities by way of cur- it is said. Thermal spray experts and Zahlen und Fakten aus der GTS-Geschäftsstelle etablierter Beispiele seine Möglichkei- fndet diesmal in Wien statt, der – wie rent and established samples and prospects will be meeting there from ten und sein Können zeigt. Letzteres es heißt – lebenswertesten Stadt Eu- examples. GTS cannot do this on its 10 to 12 June to foster existing con- Facts and Figures from the GTS Head Offce kann die GTS alleine nicht erfüllen. ropas. Vom 10. bis 12. Juni treffen sich own. Here, we need input from all our tacts, establish new leads and fnd Hier ist die Mitarbeit aller Mitglieder dort Experten und Interessierte des members. Together, we need to take out what’s new. The ITSC organizers gefordert, sich die Zeit zu nehmen, um Thermischen Spritzens, um Kontakte the time to write articles and provide and program committee will also be Mitgliederstruktur und neue GTS-Mitglieder Beiträge zu schreiben und großartige zu pfegen, neue zu knüpfen und sich exceptional images which will attract there with new topics to address a Bilder zu präsentieren, um damit Auf- über den Stand der Technik zu infor- the necessary attention and help wider audience. Alongside many new Mitgliederstand merksamkeit zu bekommen und den mieren. Auch die Organisatoren und expand our market. Unfortunately, application-related presentations on 180 Mitglieder Markt zu erweitern. Leider ist immer das Programmkomitee der ITSC sind there are still too many companies new hardware and process develop- noch zu vielen Firmen und Ingenieu- vor Ort mit neuen Themen unterwegs, and engineers out there who are not ments, alternative surface technolo- Mitglieder-Struktur ren unsere Technologie nicht in dem um ein weites Feld an Interessenten as familiar with our technology as gies will be presented and one day Maße bekannt, wie wir es gerne hät- zu erreichen. Neben vielen anwen- we would like. We need to work on will be devoted to training. ten, und daran müssen wir konsequent dungsorientierten Beiträgen über this – rigorously. arbeiten. neue Entwicklungen in Hardware und The fascination of surface Applikationen will man über alternati- No GTS exhibition booth at the technology Beschäftigte im Bereich TS der Aktiven Mitglieder Kein GTS-Messestand auf der ve Oberfächentechnologien berichten HANNOVER MESSE 2020 To draw new visitors to the ITSC and Thermal spray employees in active member companies HANNOVER MESSE 2020 und einen Tag der Ausbildung widmen. We actually wanted to go to Hanno- to generally make thermal spray- Eigentlich wollten wir vom 20. bis 24. ver with our new GTS booth from 20 ing and its coating processes more April mit unseren neuen GTS-Gemein- Faszination Oberfächentechnik to 24 April and again provide a plat- widely known, DVS and GTS have schaftstand in Hannover wie gewohnt Um neue Interessenten für einen Be- form for thermal spraying. Unfortu- jointly launched a new online plat- als Plattform für das Thermische Sprit- such der ITSC zu gewinnen, aber auch, nately however, the global spread of form . faszination-oberflaechen zen auftreten. Doch die globale Situati- um das Thermische Spritzen und die Covid-19 has taught us how quickly technik.de” and have thus taken

VI THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 6 31.03.2020 12:25:24 Zahlen und Fakten Facts and Figures

Beschichtungstechnik ganz allgemein We will gladly help you, too, and an- bekannter zu machen, haben der swer any questions you may have. We DVS und die GTS die neue gemein- look forward to your contributions. same Online-Plattform . faszination- oberfaechentechnik.de gestartet und I hope that you’ve already saved the damit einen Schritt hin zu den sozialen date for this year’s AGM in your cal- Netzwerken gemacht. Die Besucher endar – 17 and 18 September. This der zweisprachigen (deutsch und eng- time we’ll be heading to the western lisch) Webseite finden hier aktuelle part of the Ruhr area to Kamp-Lint- Beiträge zu Technik und Applikationen, fort on the Lower Rhine. And again Praxistipps, sowie Termine und auch we’ll be reporting on all our GTS ac- Die neue gemeinsame Initiative von DVS The new joint initiative of DVS an GTS Verfahrensbeschreibungen. Wie bereits und die GTS (Bilder: DVS e.V.): (images: DVS e.V.): tivities and the experiences we’ve oben erwähnt, sind wir auch hier auf . faszination-oberfaechentechnik.de . faszination-oberfaechentechnik.de/en had on the new and familiar paths Lesen Sie mehr auf Seite XVI. Read more on page XVI. Ihre Hilfe angewiesen. Unterstützen we’ve walked. Sie uns mit aktuellen Informationen. and unexpectedly the business Gerne helfen wir Ihnen dabei und ste- nach Kamp-Lintfort am Niederrhein, a step closer to the world of social I look forward to seeing you again in world can be thrown into turmoil. hen Ihnen bei Fragen zur Verfügung. wo wir wie gewohnt über alle Akti- networking. Visitors to the bilingual Vienna or Kamp-Lintfort. Many members had already offered Wir freuen uns über jeden Beitrag. vitäten der GTS und die Erfahrungen, website (German and English) can to support us at the booth. We were die wir mit unseren neuen und mit den fnd up-to-date reports on technology very pleased about this commitment Ich hoffe, dass Sie sich den Termin der bekannten Wegen gemacht haben, be- and applications, practical tips plus and would like to express our thanks diesjährigen Mitgliederversammlung richten dürfen. process descriptions and upcoming to everyone concerned. Initially, the am 17. und 18. September in Ihrem dates. As already mentioned above, was post- Kalender eingetragen haben. Diesmal Ich freue mich, Sie in Wien oder Kamp- we need your help here, too. Do sup- . In the mean- geht es in den Westen des Ruhrgebiets, Lintfort wiederzusehen, port us with the latest information. time however, it has been cancelled completely due to the pandemic. The Hannover Messe will now not be taking place again until 2021. We hope the situation will soon return to normal and that we can make it to Ihr / Yours Werner Krömmer

Thermal Spray Con- ) in Europa will be held in Vienna this time, one of the most liveable European cities, it is said. Thermal spray experts and Zahlen und Fakten aus der GTS-Geschäftsstelle Stand 03.2020 prospects will be meeting there from 10 to 12 June to foster existing con- Facts and Figures from the GTS Head Offce Status 03/2020 tacts, establish new leads and fnd organizers and program committee will also be Mitgliederstruktur und neue GTS-Mitglieder | Membership structure and new GTS members ere with new topics to address a wider audience. Alongside many new Mitgliederstand | Membership status Mitglieder nach Länder | Members by country application-related presentations on 180 Mitglieder | members 117 Deutschland | Germany 1 China | China new hardware and process develop- 18 Niederlande | The Netherlands 1 Finnland | Finland ments, alternative surface technolo- Mitglieder-Struktur | Membership structure 17 Schweiz | Switzerland 1 Indien | India gies will be presented and one day 93 Aktive Mitglieder | active members 8 Österreich | Austria 1 Russland | Russia 83 Fördernde Mitglieder | sponsoring members 3 Polen | Poland 1 Türkei | Turkey 4 Ehrenmitglieder | honorary members 3 USA | USA 2 Frankreich | France Beschäftigte im Bereich TS der Aktiven Mitglieder 2 Großbritannien | Great Britain and Thermal spray employees in active member companies 2 Italien | Italy e thermal spray- 2 Tschechien | Czech Republic 53 bis 10 Beschäftigte | up to 10 employees ing and its coating processes more 1 Australien | Australia 20 11–20 Beschäftigte | 11–20 employees widely known, DVS and GTS have 9 21–50 Beschäftigte | 21–50 employees jointly launched a new online plat- 5 über 50 Beschäftigte | more than 50 employees Das aktuelle Mitgliederverzeichnis der GTS fnden Sie auf: . www.gts-ev.de faszination-oberflaechen Please visit the GTS website to get the latest Members’ Directory: . www.gts-ev.de 6 Unterunternehmen | subsidiaries technik.de” and have thus taken

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43 VII

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 7 31.03.2020 12:25:24 Facts and Figures Zahlen und Fakten

Mitglieder mit GTS-Zertif kat (in der Reihenfolge der Zertif zierungsnummer) Members with GTS Certif cate (in order of certif cation no.)

93148001 93148020 93148039 Gustav Wiegard Maschinenfabrik obz innovation gmbh Coating Center Castrop GmbH GmbH D–79189 Bad Krozingen D–44575 Castrop Rauxel D–58455 Witten

93148002 93148021 93148040 shotec® gmbh Nova Werke AG TLBS GmbH Thermische Lohn- D–63452 Hanau CH–8307 Effretikon Beschichtung & Service GmbH A–1230 Wien

93148003 93148022 93148041 Buser Oberflächentechnik AG Assmann Metallspritztechnik Habets bv Industrial Components CH–3428 Wiler GmbH & Surface Tech. D–46414 Rhede NL–6361 EE Nuth

93148004 93148024 93148044 Rybak + Hofmann rhv-Technik Medicoat AG Leistner Thermisch Spritzen GmbH + Co. KG CH–5506 Mägenwil GmbH D–71332 Waiblingen D–80999 München

93148005 93148027 93148045 BVT GmbH Beschichtungs- und ANDRITZ HYDRO AG Langlet GmbH Verschleißtechnik CH–6010 Kriens Oberflächenveredelung A–8502 Lannach D–71636 Ludwigsburg

93148007 93148028 93148046 KVT Kurlbaum AG MTU Aero Engines AG Aalberts Surface Treatment Verschleißschutz-Technologien D–80995 München GmbH D–27711 Osterholz-Scharmbeck D–21337 Lüneburg

93148008 93148029 93148048 Oerlikon Metco Coatings GmbH Cremer Beschichtungstechnologie Deloro Wear Solutions GmbH D–38239 Salzgitter GmbH D–56070 Koblenz D–58515 Lüdenscheid

93148009 93148030 93148049 Karl Schumacher GmbH Pallas Oberflächentechnik GmbH Linde Aktiengesellschaft D–44866 Bochum & Co KG D–85716 Unterschleißheim D–52146 Würselen

93148011 93148032 93148051 IOT Institut Oberflächentechnik Oerlikon Metco Coating Services LWK-PlasmaCeramic GmbH an der RWTH-Aachen GmbH D–51674 Wiehl D–52072 Aachen D–40764 Langenfeld

93148012 93148033 93148053 Wilhelm Schmidt GmbH TeroLab Surface S.A.S. ICV GmbH Industrie-Coating und D–15831 Groß-Kienitz F–94290 Villeneuve-le-Roi Verfahrenstechnik D–78727 Oberndorf a.N.

93148015 93148034 93148054 Voith Austria GmbH Stellba AG Kurt Zecher GmbH VPRL Betriebsstätte Laakirchen CH–5605 Dottikon D–33098 Paderborn A–4664 Laakirchen-Oberweis

93148017 93148035 93148055 RS Rittel GmbH PCS Plasma Coating Service Fraunhofer-IKTS D–45966 Gladbeck GmbH Institutsteil Hermsdorf D–72336 Balingen/Frommern D–07629 Hermsdorf

93148018 93148036 93148056 Lemke Metallspritzerei GmbH Oerlikon Metco AG, Wohlen Abler GmbH & Co.KG D–30519 Hannover Thermal Spray Services Verschleißschutztechnologie CH–5610 Wohlen D–87448 Waltenhofen-Hegge

93148019 93148038 93148058 M & P Thermische Spritz- und Putzier Oberflächentechnik GmbH GfE Fremat GmbH Oberflächentechnik GmbH D–42799 Leichlingen D–09618 Brand-Erbisdorf D–27628 Hagen im Bremischen

VIII THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 8 31.03.2020 12:25:38 Zahlen und Fakten Facts and Figures

93148059 93148076 93148092 Aalberts Surface Treatment Metaltop B.V. PLASMATIC FRANKEN GmbH GmbH NL–3133 Kl Vlaardingen D–90562 Kalchreuth D–47447 Moers

93148061 93148077 93148093 TS-tech, spol, s r.o. Flowserve Flow Control GmbH Lincotek Rubbiano S.P.A. CZ–695 01 Hodonín D–76275 Ettlingen I–43040 Rubbiano di Solignano (PR)

93148062 93148078 93148094 Habets bv Industrial Components Praxair Surface Technologies Hartchrom AG Reimann Industrietechnik GmbH GmbH CH–9323 Steinach D–94544 Hofkirchen-Garham D–40880 Ratingen

93148063 93148079 93148095 IWB Werkstofftechnologie GmbH De Zwaan Metaal-Dordt B.V. Berolina Metallspritztechnik D–09116 Chemnitz NL–3313 LA Dordrecht Wesnigk GmbH D–15378 Hennickendorf

93148064 93148081 ■ Neu zertifziert seit der letzten Ausgabe. IMC Extrudertechnology GmbH Revamo B.V. ■ Newly certifed since the last issue. A–8605 Kapfenberg NL–7942 JZ Meppel

93148065 93148082 INOMETA GmbH Plasma Service B.V. D–32052 Herford NL–4824 DL Breda

93148066 93148083 GTS-Mitgliederverzeichnis Neuenhauser Maschinenbau AMT AG GmbH advanced materials technology GTS Members’ Directory D–49828 Neuenhaus CH–5314 Kleindöttingen

93148067 93148084 Das aktuelle Mitgliederverzeichnis der GTS fnden Sie voestalpine Stahl GmbH M & P Thermische Spritz- und als Online- und als Downloadversion (PDF) auf: A–4020 Linz Oberflächentechnik GmbH D–57399 Kirchhundem . www.gts-ev.de Please visit the GTS website to get the latest Members’ 93148068 93148085 Directory online or as download (PDF): General Electric (Switzerland) Materion Advanced Materials . www.gts-ev.de GmbH – OPGTR-H Germany GmbH CH–5242 Birr D–63755 Alzenau

93148070 93148087 ICV GmbH Industrie-Coating und KBA-Industrial Solutions AG & RHEIN-RUHR Beschichtungs- Co. KG, Koenig & Bauer Group Service GmbH D–01445 Radebeul D–47495 Rheinberg 2020 93148071 93148088

HORN GmbH Schrage GmbH

Deloro Wear Solutions A–8673 Ratten Metallspritz- und Schweißtechnik DUMA BANDZINK D–27711 Osterholz-Scharmbeck

MKB Beschichtungstechnik GmbH

93148072 93148089

H Consulting Baumann Plasma Flame Technic LMS Limburgs Metaal Spuitbedrijf

A standing committee of the ® AG bv

CH–8181 Höri NL–6181 MA Elsloo

Mitgliederverzeichnis

93148074 93148090 Members Directory

Walter Hunger GmbH & Co. KG Bekkers Metaalspuitwerken B.V. März/March 2020

Hydraulikzylinderwerk NL–5386 KA Geffen D–97816 Lohr am Main

Gemeinschaft 93148075 93148091 Thermisches Spritzen e.V.

Aerotech Peissenberg GmbH & Sietzema Techniek Association of Co. KG NL–8401 JE Gorredijk Thermal Sprayers D–82380 Peissenberg

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43 IX

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 9 31.03.2020 12:25:51 GTS Articles GTS-Beiträge

Das GTS-Interview stolz, dass wir mittlerweile 30 Jahre alt sind und mein Sohn Stefan auch hier eingestiegen ist. Stefan ist übri Respekt ist mir sehr wichtig! gens Jahrgang 1987 und hat ebenfalls The GTS Interview in K Dadurch ergänzen wir uns gut.

Respect is very important to me! Traumberuf? Durch die Liebe zur Natur und frühe Prägung wollte ich zunächst Förster werden, danach durch die Liebe zur Gerhard Buhmann, Jahrgang 1953, ist in Ratshausen in der Nähe von Gerhard Buhmann was born in 1953 and grew up in Ratshausen near Technik Pilot, aus heutiger Sicht habe Balingen auf der schwäbischen Alb aufgewachsen. Neben seiner Ausbil- Balingen in the Swabian Jura (or Alps). While doing his apprenticeship ich aber alles richtig gemacht und übe dung zum Starkstromelektriker im Zementwerk Dotternhausen erlangte as a high-voltage electrician at the cement works in Dotternhausen, he meinen Traumberuf tatsächlich aus. er die Fachhochschulreife, um dann in Konstanz Elektro-/Energietechnik qualifed to attend an advanced technical college and began studying Hobbies? zu studieren. Nach seinem Abschluss im Jahre 1977 wechselte er zur Fir- electrical power engineering in Konstanz. After he graduated in 1977, he Mit meiner Frau Gertrud spiele ich ma BOSCH. Im Technischen Zentrum Hydraulik konnte er viele interes- joined the company BOSCH. In the technical centre for hydraulics, he was leidenschaftlich gerne Golf. So kön sante Lösungen im Bereich Antriebs- und Regelungstechnik realisieren. able to implement a number of interesting solutions in the feld of drive nen wir die freie Natur genießen und Es zog ihn aber 1982 wieder in den heimischen Zollernalbkreis. Dort and control engineering. However in 1982, the pull back to home ground verbringen die Zeit zusammen. warteten neue interessante Aufgaben auf ihn im Bereich der Steue- was stronger and he returned to the district of Zollernalbkreis where (Anmerkung der Redaktion: spielen wirklich sehr gut und Ger rungs- und Regelungstechnik. In diesem Zusammenhang kamen auch die new and interesting challenges awaited him in the area of control engi- hard Buhmann hat ein einstelliges ersten Berührungspunkte mit dem Thermischen Spritzen. 1989 erfolgte neering. In fact, it was here that he frst came into contact with thermal Handicap die Gründung der PCS Plasma Coating Service GmbH in Balingen. Sein spraying. In 1989, he founded PCS Plasma Coating Service GmbH in Balin- Sohn Stefan ist seit 2018 ebenfalls Geschäftsführer. gen and his son Stefan has been the managing director there since 2018. Positiv Positiv im Geschäftlichen ist, dass sich Kindheit? back then I learnt that you can only unsere Firma gut entwickelt und wir In einem kleinen Dorf im Zollernalb- reduce your workload through hard ein enges Verhältnis zu unseren Kun kreis bin ich aufgewachsen. Mein Va- work and achievement. den und Mitarbeitern pfegen. ter starb früh und meine Mutter musste mich und meine zwei Schwestern Career? Positives im Priv großziehen, was für mich als Jüngs- If I’d listened to my mother, I would gute Zusammenhalt und die Harmonie ter nicht immer einfach war. Durch never have had anything to do with in der Familie. Meine Frau Gertrud und meinen Onkel und die Mitarbeit in electricity; much too dangerous. For- unsere beiden Kinder Silke und Stefan Land- und Forstwirtschaft habe ich tunately though after leaving school, mit Ihren Partnern, sowie meine Enkel sehr viel lernen können und früh mei- I did an apprenticeship in the cement machen mir immer wieder Freude und ne Begeisterung für Wald und Forst works in Dotternhausen from 1968 to bereichern meinen Alltag! entwickelt. Alles in allem war es eine 1971 and qualifed as a high-voltage nicht immer leichte, aber eine sehr electrician. I also went back to school Politik? glückliche Kindheit. Früh wurde mir and qualifed to attend an advanced Bei den derzeitigen Nachrichten kann klar, nur durch Schaffen nimmt die technical college, taking up my elec- man nur ins Grübeln kommen. Leider Arbeit ab. trical power engineering studies in geht es mehr ums Spalten und schnel Redaktionsleiter Dr. Gerd Bloschies Editor-in-chief Dr Gerd Bloschies (cen- (Mitte) mit seinem Interviewpartner tre) with his interview partner Gerhard Konstanz in 1973. After graduating, le Schlagzeilen, als darum, gemeinsa Beruficher Werdegang? Gerhard Buhmann (rechts) und dessen Buhmann (right) and his son Stefan, who BOSCH in Schwieberdingen offered me Lösungen zu fnden. Mir ist und Sohn Stefan, der seit 2018 ebenfalls has also been managing director of GTS Wenn es nach meiner Mutter gegan- Geschäftssführer beim GTS-Mitglied member PCS Plasma Coating Service me a job in their technical centre. war Respekt immer sehr wichtig und gen wäre, hätte ich nie etwas mit PCS Plasma Coating Service GmbH ist. GmbH since 2018. In 1982, I ventured a change and dieser geht mittlerweile leider sehr oft Elektrik machen dürfen, viel zu ge- headed back home where I became in vielen Bereichen verloren. fährlich, aber ich hatte das Glück, dass den Schritt zurück in die Heimat und Childhood? my own boss and set up the Ingela ich nach der Schule im Zementwerk in die Selbständigkeit und gründete I grew up in a small town in Zoller- GmbH. The focus was on the automa- Meine Devise auch in diesem Bereich Dotternhausen eine Ausbildung zum die Firma Ingela GmbH mit Schwer- nalbkreis. My father died very early tion of plant and process technology war: „Nicht nur Meckern, sondern ma Starkstromelektriker machen konnte, punkt Automatisierung von Anlagen- and my mother had to raise my two and it was during this time that I frst chen‘‘. So war ich 25 Jahre lang Ge und zwar von 1968 bis 1971. Über und Verfahrenstechnik. In dieser Zeit sisters and me on her own. This was encountered thermal spraying. meinderat in meiner Heimatgemeinde den zweiten Bildungsweg erlangte kamen die ersten Kontakte zum Ther- not always easy for me as the young- ich die Fachhochschulreife und ging mischen Spritzen. est sibling. My uncle introduced me In 1989, I then founded PCS in Balin- 1973 zum Studium der Elektro- und to the world of agriculture and forest- gen. Despite initial diffculties – our Energietechnik nach Konstanz. Nach 1989 gründete ich dann in Balingen ry and so my enthusiasm for forests site was completely destroyed by fre meinem Abschluss bot mir BOSCH in die Firma PCS. Trotz schwieriger An- and timber was kindled very early on. in 1992 – I am now very proud of Schwieberdingen eine Stelle im Tech- fangszeiten – 1992 ist unser Stand- Though not always easy, I enjoyed a our 30-year existence and that my nischen Zentrum an. 1982 wagte ich ort komplett niedergebrannt – bin ich very happy childhood all in all. And son has also joined the business. By

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stolz, dass wir mittlerweile 30 Jahre Hausen am Tann. (Anmerkung der Re- the way, Stefan was born in 1987 deputy-mayor for 20 years and Stefan alt sind und mein Sohn Stefan auch daktion: Gerhard Buhmann war übri- and also studied in Konstanz, law not Buhmann has followed in his foot- hier eingestiegen ist. Stefan ist übri- gens sogar 20 Jahre stellvertretender engineering, though. So we comple- steps and is also on the local council). gens Jahrgang 1987 und hat ebenfalls Bürgermeister und Stefan Buhmann ment each other very well. in Konstanz studiert, allerdings Jura. ist mittlerweile auch dort in seine Fuß- Future? Dadurch ergänzen wir uns gut. stapfen getreten und selbst Mitglied Dream job? Something wonderful. It brings pro- im Gemeinderat). Because of my love of nature and gress and constantly improves our Traumberuf? my childhood experiences, I wanted lives. But in many areas we should Durch die Liebe zur Natur und frühe Zukunft? to become a forest ranger frst of all, start tackling things again with a bit Prägung wollte ich zunächst Förster Etwas wunderbares. Sie bringt Fort- later a pilot due to my love of tech- more courage! werden, danach durch die Liebe zur schritt und verbessert unser Leben nology. But looking back now, I did Gerhard Buhmann was born in 1953 and grew up in Ratshausen near Technik Pilot, aus heutiger Sicht habe immer wieder. Wir sollten sie jedoch everything right and really did fnd GTS? Balingen in the Swabian Jura (or Alps). While doing his apprenticeship ich aber alles richtig gemacht und übe in vielen Bereichen wieder mit etwas my dream job. GTS is fantastic. From the very begin- as a high-voltage electrician at the cement works in Dotternhausen, he meinen Traumberuf tatsächlich aus. mehr Mut angehen! ning, I have witnessed, with great in- Hobbies? terest, how GTS has developed and in qualifed to attend an advanced technical college and began studying Hobbies? GTS? I’m a passionate golfer, my wife, too. 1994 we also became a member. The electrical power engineering in Konstanz. After he graduated in 1977, he Mit meiner Frau Gertrud spiele ich Die GTS ist eine großartige Sache. We love being outdoors and on the team spirit and solidarity among its . In the technical centre for hydraulics, he was leidenschaftlich gerne Golf. So kön- Von Anfang an habe ich die Entwick- golf course we can spend lots of time members is like that among friends able to implement a number of interesting solutions in the feld of drive nen wir die freie Natur genießen und lung der GTS mit großem Interesse together. you can rely on. We enjoy attending ol engineering. However in 1982, the pull back to home ground verbringen die Zeit zusammen. beobachtet und wir sind 1994 auch (Editor’s note: both play golf ex- the AGMs. For a small company like was stronger and he returned to the district of Zollernalbkreis where (Anmerkung der Redaktion: beide Mitglied geworden. Der Zusammen- tremely well and Gerhard Buhmann ours, it is particularly important to spielen wirklich sehr gut und Ger- halt unter den Mitgliedern ist wie mit has a single-digit handicap.) have the backing and the network new and interesting challenges awaited him in the area of control engi- hard Buhmann hat ein einstelliges Freunden, auf die man sich verlassen GTS offers. GTS is a success story! neering. In fact, it was here that he frst came into contact with thermal Handicap.) kann. Wir fahren sehr gerne zu den Likes? spraying. In 1989, he founded PCS Plasma Coating Service GmbH in Balin- Mitgliederversammlungen. Vor allem What I like business-wise is that our Holidays? gen and his son Stefan has been the managing director there since 2018. Positives? ist es für einen kleinen Betrieb wie company has established itself very I am very lucky to be surrounded by Positiv im Geschäftlichen ist, dass sich den unseren wichtig, die Unterstüt- well and that we foster close ties beautiful landscape with many op- back then I learnt that you can only unsere Firma gut entwickelt und wir zung und das Netzwerk der GTS zu with our customers and employees. portunities to play golf. In the past, I reduce your workload through hard ein enges Verhältnis zu unseren Kun- haben. Die GTS ist eine Erfolgsstory! travelled around the world on busi- den und Mitarbeitern pfegen. In my private life, I definitely like ness and was able to see a lot, sadly Urlaub? the great teamwork and harmony in though, it was often extremely stress- Positives im Privaten ist sicher der Ich habe das große Glück in einer our family. My wife Gertrud and our ful. Now my golf holidays with my If I’d listened to my mother, I would gute Zusammenhalt und die Harmonie landschaftlich sehr schönen Gegend two children Silke and Stefan, their wife Gertrud are very relaxed; last never have had anything to do with in der Familie. Meine Frau Gertrud und zu wohnen, mit vielen Golfmöglich- partners and our grandchildren are year we were in South Africa and we electricity; much too dangerous. For- unsere beiden Kinder Silke und Stefan keiten. Früher bin ich berufich in der always a source of joy and enrich- often go to Turkey. tunately though after leaving school, mit Ihren Partnern, sowie meine Enkel ganzen Welt herumgekommen und ment in my everyday life! I did an apprenticeship in the cement machen mir immer wieder Freude und habe vieles gesehen, leider war das Food? works in Dotternhausen from 1968 to bereichern meinen Alltag! oft auch stressig. Heute reise ich gern Politics? I like local cuisine and really enjoy 1971 and qualifed as a high-voltage entspannt mit meiner Gertrud zum It’s hard to help brooding given the eating simple home-style cooking electrician. I also went back to school Politik? Golfen, letztes Jahr nach Südafrika news we are confronted with these and classics such as schnitzel or even and qualifed to attend an advanced Bei den derzeitigen Nachrichten kann und oft in die Türkei. days. Unfortunately, it’s more about sausage salad. technical college, taking up my elec- man nur ins Grübeln kommen. Leider dividing society and about quick trical power engineering studies in geht es mehr ums Spalten und schnel- Essen? headlines than fnding common so- Thank you for the very interesting Konstanz in 1973. After graduating, le Schlagzeilen, als darum, gemeinsa- Ich mag die einheimische Küche und lutions. For me, respect is and was and informative interview. BOSCH in Schwieberdingen offered me Lösungen zu fnden. Mir ist und esse sehr gerne gute Hausmannskost always very important, but in the me a job in their technical centre. war Respekt immer sehr wichtig und und die Klassiker, etwa ein gutes meantime we’ve lost sight of this in Gerd Bloschies In 1982, I ventured a change and dieser geht mittlerweile leider sehr oft Schnitzel oder auch mal einen Wurst- many areas. headed back home where I became in vielen Bereichen verloren. salat. my own boss and set up the Ingela My motto has always been: “Don’t GmbH. The focus was on the automa- Meine Devise auch in diesem Bereich Vielen Dank für das sehr interessante just moan, do something”. So for 25 tion of plant and process technology war: „Nicht nur Meckern, sondern ma- und informative Gespräch years I was a local councillor in my and it was during this time that I frst chen‘‘. So war ich 25 Jahre lang Ge- hometown Hausen am Tann. (Editor’s meinderat in meiner Heimatgemeinde Gerd Bloschies note: Gerhard Buhmann was even

In 1989, I then founded PCS in Balin- gen. Despite initial diffculties – our site was completely destroyed by fre in 1992 – I am now very proud of our 30-year existence and that my son has also joined the business. By

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27. GTS-Mitgliederversammlung 2019 in Halle (Saale) Die GTS zu Gast in der „Salzstadt“ an der Saale 27th GTS Annual General Meeting 2019 in Halle (Saale) GTS visits the “salt city” on the Saale

C. Penszior, Unterhaching, Germany

Zur 27. GTS-Mitgliederversammlung Regelwerken ein. Auch Stichworte wie In September 2019, GTS invited its ropolitan Region. Halle (Saale) is also 25 Jahre GTS-Mitgliedschaft im September 2019 hatte die GTS nach Prüffristen oder die Gefährdungsbeur- members to the 27th Annual General home to the Martin Luther University Seit 2017, als die GTS ihr 25-jähriges Bestehen feiern durfte, werden Halle (Saale) in den Osten Deutsch- teilung wurden angesprochen. Im An- Meeting (AGM) in Halle in eastern Halle-Wittenberg, one of the oldest jährlich die Mitglieder mit 25 Jahren Mitgliedschaft ausgezeichnet. lands eingeladen. Mit jeweils fast 70 schluss stellte Carsten Brockmann von Germany. As in the past, the turnout universities in Germany. GTS-Vorsitzende Prof. Kirsten Bobzin und Geschäftsführer Werner Teilnehmern am Workshop und an der Krömmer gratulierten dazu den anwesenden Vertretern (von links) Mitgliederversammlung war die zwei- On the frst day, the Big Workshop der Firmen PCS Plasma Coating Service GmbH, Herrn Gerhard Buh mann, und M & P Thermische Spritz- und Oberfächentechnik GmbH, tägige Veranstaltung wie gewohnt gut for GTS members started off with Herrn F besucht. Bereits am Vortag fand tradi- a block of topics on new statutory Auszeichnung auch F tionell das Golfturnier „20. GTS-Open regulations and disposal and energy GmbH in Empfang nehmen, die bereits im letzten Jahr ihre 25-jäh – Jochen Rybak Cup“ statt. Als Sieger technology. Werner Krömmer from rige GTS-Mitgliedschaft erreicht hatte. Insgesamt erhielten die GTS- Glasskulptur sechs Mitglieder mit dem Beitrittsjahr 1994: des Turniers konnte sich Felix Tigge- Linde AG got the ball rolling with a mann im 15 Mann und Frau starken presentation on new statutory regula- • Teilnehmerfeld durchsetzen. tions and responsibilities concerning gas supply systems. He addressed • Das Tagungshotel in Fußnähe zum the diverse EU rules and regulations Bahnhof bot mit seinem Konferenz- as well as national laws, directives raum im obersten Geschoss einen and technical guidelines. Attention Dortmund. In seinem Vortrag ging Prof. herrlichen Ausblick auf die Altstadt was also given to key points such as Abramowski dabei der Frage nach, ob mit Ihren Sehenswürdigkeiten, ins- inspection intervals and risk assess- wir durch die Entwicklung hin zu mehr besondere auf die Marktkirche, den Blick in den Vortragssaal der GTS- View into the auditorium at the GTS ment. The next speaker was Carsten Digitalisierung unsere Individualität Roten Turm und den Leipziger Turm. Mitgliederversammlung 2019 in Halle AGM 2019 in Halle (Saale). Brockmann from Keller Lufttechnik behalten können oder uns dem großen (Saale). Halle (Saale) ist die größte Stadt im GmbH & Co.KG in Kirchheim unter Ganzen angleichen müssen. Er ver Bundesland Sachsen-Anhalt, knapp Teck (D) on the topic of environmental suchte dabei, für die Teilnehmer des vor der Landeshauptstadt Magdeburg, der Keller Lufttechnik GmbH & Co.KG to the two-day event was very good regulations for exhaust technology, Workshops die damit aufk und gehört zusammen mit benachbar- in Kirchheim unter Teck (D) die immer with around 70 people attending the which are becoming increasingly Begriffe wie Smart F ten Städten in Thüringen und Sachsen strenger werdenden Umweltaufagen workshop and the AGM itself. On the stringent. Using examples and ex- of Things, vertikale und horizontale zur Metropolregion Mitteldeutschland. bei der Absaugtechnik vor. An Beispie- previous day, the traditional golf tour- planations regarding threshold limit Vernetzung, Blockchain, KI oder Big Mit der Martin-Luther-Universität len und Erläuterungen zu den Themen nament, the “20th GTS Open – Jochen values in the workplace, clean air re- Data zu ordnen und zu entschlüsseln. Halle-Wittenberg beherbergt Halle Arbeitsplatzgrenzwerte und Rein- Rybak Cup” took place. Competing circulation and emission limit values (Saale) eine der ältesten Universitäten luftrückführung wie auch Emissions- against 15 opponents, Felix Tigge- for exhaust air operations, he illus- Das anspruchsvolle Vortragsprogramm Deutschlands. grenzwerte bei Abluftbetrieb wurde mann was the successful winner of trated the infuence of such factors on konnten die Workshopteilnehmer zu aufgezeigt, welchen Einfuss dies auf the tournament. daily working life. Finally, under the sammen mit den zwischenzeitlich Der Große Workshop für GTS-Mitglie- die tägliche Arbeit nimmt. Stefan Hart- heading “systemic funding” and us- zurückgek der am ersten Tag startete mit einem mann von der Shotec GmbH in Hanau The conference hotel was within walking examples from his own company, gleitprogrammes beim gemeinsamen Themenblock zu neuen gesetzlichen stellte schließlich unter dem Stichwort ing distance of the railway station and Stefan Hartmann from Shotec GmbH Abendessen weiter diskutieren. Bestimmungen und zur Entsorgungs- „Systemische Förderung“ anhand von provided a magnifcent view of the in Hanau presented state funding hatten sich am Nachmittag im Rahmen und Energietechnik. Den Anfang mach- Beispielen aus dem eigenen Betrieb historic centre with its many points options and the potential of energy einer Führung „auf die Spuren des wei te Werner Krömmer von der Linde die staatlichen Fördermöglichkeiten of interest; in particular the Market effciency measures. ßen Goldes“ begeben und Einblicke in Aktiengesellschaft mit einem Vortrag und das Potenzial von Energieeffzi- Church, the Red Tower and the Leip- die tausendjährige zu neuen gesetzlichen Bestimmungen enzmaßnahmen vor. zig Tower. Halle (Saale) is the largest Prof Marcus Abramowski from Ilo- siedens in Halle erhalten. und Verantwortlichkeiten bei Gas- city in the German state of Saxony- sys GmbH, an engineering firm for versorgungssystemen. Er ging dabei Einen Blick auf die „Industrie 4.0“ ge- Anhalt, just ahead of the state capital logistic systems, then provided insight Die Mitgliederversammlung am zwei auf das vielfältige Regelwerk aus EU- währte Prof. Dr.-Ing. Marcus Abramow- of Magdeburg, and along with neigh- into “Industry 4.0”. He investigated ten Tag war wie üblich geprägt von Verordnungen sowie nationalen Ge- ski von der Ilosys GmbH, einem Inge- bouring cities in Thuringia and Saxony the question: in view of the trend Berichten über die setzen, Verordnungen und Technischen nieurbüro für logistische Systeme in belongs to the Central German Met- towards more digitization, can we und Geschäftsführung und über die

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the afternoon touring the city “on the trail of the white gold” and had learnt about the thousand-year-old tradition of boiling salt in Halle.

On the second day, as is tradition, the AGM itself embraced reports on the work done by the Executive Board and management, and the activities of the various committees. After taking a look at the membership trend and status of GTS certifcation, the executive manager Werner Kröm- mer presented some images of the new GTS joint booth which was used ropolitan Region. Halle (Saale) is also for the frst time at the HANNOVER 25 Jahre GTS-Mitgliedschaft 25 years of GTS membership home to the Martin Luther University MESSE 2019. He then informed mem- Seit 2017, als die GTS ihr 25-jähriges Bestehen feiern durfte, werden Every year now since 2017, when GTS celebrated its 25th anniver- Halle-Wittenberg, one of the oldest jährlich die Mitglieder mit 25 Jahren Mitgliedschaft ausgezeichnet. sary, members have been distinguished for their 25-year member- bers about plans for the special GTS GTS-Vorsitzende Prof. Kirsten Bobzin und Geschäftsführer Werner ship. GTS president Prof Kirsten Bobzin and executive manager Wer- booth at Schweißen & Schneiden Krömmer gratulierten dazu den anwesenden Vertretern (von links) ner Krömmer congratulated the respective representatives (from 2021. GTS along with several associa- On the frst day, the Big Workshop der Firmen PCS Plasma Coating Service GmbH, Herrn Gerhard Buh- left) of the companies PCS Plasma Coating Service GmbH, Gerhard tion members will again be represent- mann, und M & P Thermische Spritz- und Oberfächentechnik GmbH, Buhmann, and M & P Thermische Spritz- und Oberfächentechnik for GTS members started off with Herrn Felix Piroth und Herrn Martin Roth. Nachträglich durfte die GmbH, Felix Piroth and Martin Roth. Anja Lemke from Lemke Met- ing thermal spray technology at the a block of topics on new statutory Auszeichnung auch Frau Anja Lemke von der Lemke Metallspritzerei allspritzerei GmbH also received the distinction in retrospect for fair by way of a joint exhibition booth. regulations and disposal and energy GmbH in Empfang nehmen, die bereits im letzten Jahr ihre 25-jäh- achieving 25 years of membership in the previous year. In total, technology. Werner Krömmer from rige GTS-Mitgliedschaft erreicht hatte. Insgesamt erhielten die GTS- six members who joined GTS in 1994 were presented with the This time, Klaus Nassenstein was re- Glasskulptur sechs Mitglieder mit dem Beitrittsjahr 1994: GTS glass sculpture: Linde AG got the ball rolling with a sponsible for the agenda item GTS presentation on new statutory regula- • Assmann Metallspritztechnik GmbH • Hy-Tec Ingenieurbüro Harmathy • M & P GmbH Quality Committee. As the interim tions and responsibilities concerning Rhede, Germany München, Germany Hagen im Bremischen, Germany chairman of the committee, he pre- gas supply systems. He addressed • Buser Oberfächentechnik AG • Interweld Austria GmbH • PCS Plasma Coating Service GmbH sented ongoing projects and also Wiler, Switzerland Kottingbrunn, Austria Balingen/Frommern, Germany the diverse EU rules and regulations amendments to the GTS rules and as well as national laws, directives regulations, i.e. the GTS papers, and and technical guidelines. Attention Dortmund. In seinem Vortrag ging Prof. Aktivitäten der Gremien. Nach einem retain our individuality or do we have chaired the respective ballot. The re- was also given to key points such as Abramowski dabei der Frage nach, ob Blick auf die Mitgliederentwicklung to conform to the bigger picture? In port on the amendments to the GTS inspection intervals and risk assess- wir durch die Entwicklung hin zu mehr und den Stand der GTS-Zertifzierung doing so, Prof Abramowski tried to papers can be found on page XIV of ment. The next speaker was Carsten Digitalisierung unsere Individualität präsentierte Geschäftsführer Werner decipher and elucidate for the beneft this issue. In a later ballot, Michael Brockmann from Keller Lufttechnik behalten können oder uns dem großen Krömmer Impressionen vom neuen of the workshop participants such Bucher from Oerlikon Metco AG in GmbH & Co.KG in Kirchheim unter Ganzen angleichen müssen. Er ver- GTS-Gemeinschaftsstand, der erstmals terms as Smart Factory, Internet of Wohlen (CH) and Roelof Vedder Re- Teck (D) on the topic of environmental suchte dabei, für die Teilnehmer des auf der HANNOVER MESSE 2019 zum Things, vertical and horizontal net- vamo Vlamspuittechniek bv (NL) were regulations for exhaust technology, Workshops die damit aufkommenden Einsatz kam. Anschließend informierte works, blockchain, AI and Big Data. elected as new members to the Qual- which are becoming increasingly Begriffe wie Smart Factory, Internet er über die Planungen für den GTS- ity Committee. The photo on the next stringent. Using examples and ex- of Things, vertikale und horizontale Sonderstand auf der SCHWEISSEN & After the workshop at the joint page shows the complete line-up of planations regarding threshold limit Vernetzung, Blockchain, KI oder Big SCHNEIDEN 2021. Die GTS wird dort evening meal, participants had the the GTS Quality Committee. values in the workplace, clean air re- Data zu ordnen und zu entschlüsseln. wieder zusammen mit mehreren opportunity to discuss the highly circulation and emission limit values Mitgliedern auf einem gemeinsamen stimulating presentations with those Further topics included experiences for exhaust air operations, he illus- Das anspruchsvolle Vortragsprogramm Stand die Thermische Spritztechnolo- who had taken part in the accompa- with GTS certifcation, with a report trated the infuence of such factors on konnten die Workshopteilnehmer zu- gie repräsentieren. nying program. The latter had spent by Rolf Huber as representative of the daily working life. Finally, under the sammen mit den zwischenzeitlich heading “systemic funding” and us- zurückgekehrten Teilnehmern des Be- Den Tagungsordnungspunkt GTS-Qua- ing examples from his own company, gleitprogrammes beim gemeinsamen litätsausschuss übernahm diesmal Dr. Stefan Hartmann from Shotec GmbH Abendessen weiter diskutieren. Diese Klaus Nassenstein. Als kommissari- in Hanau presented state funding hatten sich am Nachmittag im Rahmen scher Vorsitzender des Ausschusses options and the potential of energy einer Führung „auf die Spuren des wei- stellte er neben den laufenden Pro- ßen Goldes“ begeben und Einblicke in jekten die Änderungen am Regelwerk die tausendjährige Tradition des Salz- der GTS, den GTS-Papieren, vor und Prof Marcus Abramowski from Ilo- siedens in Halle erhalten. leitete die Abstimmung darüber. Über sys GmbH, an engineering firm for die Änderungen an den GTS-Papieren logistic systems, then provided insight Die Mitgliederversammlung am zwei- berichten wir auf der Seite XIV in die- Die Referenten des „Großen Workshops The speakers at the “Big Workshop” for für GTS-Mitglieder 2019“. Von links: GTS members 2019. From left: into “Industry 4.0”. He investigated ten Tag war wie üblich geprägt von sem Heft. In einer späteren Abstim- Werner Krömmer, Carsten Brockmann, Werner Krömmer, Carsten Brockmann, the question: in view of the trend Berichten über die Arbeit von Vorstand mung wurden Michael Bucher von Stefan Hartmann und Prof. Dr. Marcus Stefan Hartmann and Prof Marcus Abramowski. Abramowski. towards more digitization, can we und Geschäftsführung und über die der Oerlikon Metco AG in Wohlen (CH)

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Die Mitglieder des GTS-Qualitätsaus- (GTSPA021 schusses, von links: werden weitgehend von anderen Pa Members of the GTS Quality Commit- pieren abgedeckt. tee, from left: • Dr.-Ing. Felix Tiggemann Flowserve Flow Control GmbH (D) Die GTS-Mitgliederversammlung 2019 • Julian Eßler hat außerdem über einen Antrag zur RS Rittel GmbH (D) Tagungsordnung beraten, nach dem • Michael Bucher GTS-Papiere nicht ausschließlich di Oerlikon Metco AG (CH) gital verteilt, sondern den Mitglie • Dieter Buhmann RSE Rad Systems Engineering (D) dern wie bisher auch in Papierform • Rolf Huber zur GSI mbH / NL SLV-München (D) Der • Dr. Klaus Nassenstein (kniend/kneeling) genommen. GTV Verschleißschutz GmbH (D) • Dr. Sven Hartmann obz innovation gmbh (D) Die GTS-Papiere sind eine Sammlung • Frank W. Mütz von Dokumenten, Richtlinien und Infor e-quipment GmbH (D) mationen, in denen die Vereinsabläufe • Roelof Vedder Revamo Vlamspuittechniek bv (NL) beschrieben, litätsbegriff und die GTS-Zertifzierung mit und Roelof Vedder von der Revamo Thermische Spritzen. Hier stellte Wolf- independent inspection authority SLV Vlamspuittechniek bv (NL) neu in gang Wietheger vom IOT der RWTH Munich, and thermal spray research den Qualitätsausschuss gewählt. Die Aachen den Abschlussbericht zum addressed by Wolfgang Wietheger vollständige Zusammensetzung des Forschungsbeitrag „Charakterisierung from IOT RWTH Aachen. The latter GTS-Qualitätsausschusses zeigt das und Bewertung von Emissionen beim presented the fnal report concerning Aktuelle GTS-Papiere Bild oben. Thermischen Spritzen unter produkti- “Characterization and evaluation of onsrelevanten Bedingungen“ vor. emissions during thermal spraying GTSPA001 GTS-Vereinssatzung Weitere Themen waren die Erfahrun- under production conditions”. GTSPA003 GTS-Qualitätsmanagement-Richtlinie gen bei der GTS-Zertifzierung, über Zur nächsten Mitgliederversammlung GTS-Open: Für manchen Abschlag war die Rolf Huber als Vertreter der un- treffen sich die Mitglieder am 17. und The next AGM will be taking place in gute Standfestigkeit erforderlich. GTSPA004 GTS-Antragsbogen abhängigen Prüfstelle SLV München 18. September 2020 in Kamp-Lintfort Kamp-Lintfort near the Dutch border GTS Open: Good stability was required GTSPA006 GTS-Qualitätsmanagement-Bewertungsbogen for some tees. berichtete, und die Forschung für das nahe der Grenze zur Niederlande. on 17 and 18 September 2020. GTSPA007 GTS-Durchführungsbestimmungen GTSPA009 GTS-Zertifikatsurkunde GTSPA010 GTS-Merkblatt zur Zertifikatsprüfung GTSPA011 GTS-Zertifizierungs-Kostenliste – intern GTSPA012 GTS-Zertifizierungs-Kostenliste – extern GTS-Regelwerk: Update für GTS-Papiere GTSPA014 GTS-Multiple-Choice-Fragenkatalog (GTSExam) GTS rules and regulations: update for GTS papers GTSPA015 GTS-Prüfstück GTS-001 GTSPA016 GTS-Prüfstück GTS-002 GTSPA017 GTS-Mitgliedsbeiträge Die Mitgliederversammlung 2019 hat die Bezeichnungen der Zielpapiere At the AGM 2019, further amendments These amendments were necessary due erneut Änderungen an GTS-Papieren vereinheitlicht und die Nummern von to GTS papers were passed. The papers to the prior revision of the GTS Stat- GTSPA018 GTS-Aufnahmeantrag beschlossen. Betroffen sind hiervon Papieren ergänzt. affected are the GTS Application Form utes (GTSPA001) and the GTS Quality GTSPA019 GTS-Produktzertifizierung der GTS-Antragsbogen (GTSPA004), (GTSPA004), the GTS Implementation Management Guideline (GTSPA003). die GTS-Durchführungsbestimmungen Notwendig wurden die Änderungen Regulations (GTSPA007) and the GTS The previously deleted papers GTS Cer- GTSPA020 GTS-Schichtzertifizierung (GTSPA007) und der GTS-Ablaufplan aufgrund der vorausgegangenen Über- Flow Chart (GTSPA026). tifcate Guideline (GTSPA002) and GTS GTSPA022 Gesetzliche Vorschriften für das Thermische Spritzen (GTSPA026). arbeitung der GTS-Satzung (GTSPA001) QM Company Inspection (GTSPA013) GTSPA023 GTS-Explosionsschutzdokument und der GTS-Qualitätsmanagement- The amendments do not affect the ba- were integrated in an abridged ver- Die Änderungen haben keine Auswir- Richtlinie (GTSPA003). In die GTS- sic regulations in the papers, instead sion in the GTS Quality Management GTSPA024 Checkliste zur GTS-Zertifizierung kung auf die grundsätzlichen Rege- Qualitätsmanagement-Richtlinie references to deleted papers have been Guideline. GTSPA025 Empfehlungen zur Gestaltung einer Kabine zum therm. Spritzen lungen in den Papieren, vielmehr wur- wurden zuvor die gelöschten Papiere corrected and references to the altered den Verweise zu gelöschten Papieren GTS-Zertifikatsrichtlinie (GTSPA002) numbering of contents or sections in A decision was also taken to de- GTSPA026 GTS-Arbeitsabläufe korrigiert und Verweise auf geänderte und GTS-QM-Prüfung des Betriebes the papers adjusted accordingly. For the lete the GTS Certifcation Procedure GTSPA027 GTS-Rechtskataster Inhaltsnummerierungen bzw. Paragra- (GTSPA013) zusammengefasst. sake of clarity, the titles of target papers (GTSPA021). The contents of this paper GTSPA028 GTS- Überwachungsauditbogen phen in anderen Papieren angepasst. in some of the references have been are largely covered by other papers. Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit Ebenfalls beschlossen wurde die Lö- standardized and the numbers of the pa- GTSPA029 GTS-Compliance-Leitfaden wurden in manchen Verweisen auch schung der GTS-Zertifzierungsordnung pers changed or extended accordingly. The GTS AGM 2019 also discussed a

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(GTSPA021). Die Inhalte dieses Papiers The GTS papers are a collection of doc- werden weitgehend von anderen Pa- Die GTS-Papiere regeln die Vereinsab- uments, guidelines and information in läufe und die Mitgliedschaft in der GTS pieren abgedeckt. sowie die GTS-Zertif zierung. Sie werden which the association’s procedures are vom GTS-Qualitätsausschuss laufend described and in which the GTS term überprüft und aktualisiert. Die GTS-Mitgliederversammlung 2019 “quality” and GTS certif cation along The GTS papers regulate the associa- hat außerdem über einen Antrag zur tion procedures and membership in GTS with all members’ rights and obliga- Tagungsordnung beraten, nach dem as well as GTS certif cation. They are tions are def ned. These rules and regu- continuously checked and updated by the GTS-Papiere GTS-Papiere nicht ausschließlich di- GTS Quality Committee. lations are continuously updated and gital verteilt, sondern den Mitglie- extended. Currently, they encompass dern wie bisher auch in Papierform 24 papers. zur Verfügung gestellt werden sollen. Mitglieder definiert werden. Dieses Der Antrag wurde mit Mehrheit an- Regelwerk wird ständig aktualisiert All papers are available to GTS mem- kneeling) genommen. und erweitert. Es umfasst aktuell 24 bers in the protected member area of September 2018 Papiere. Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V. the GTS website, some also in the free Gemeinschaft Thermisches Spritzen Qualitätsmanagement beim Thermischen Spritzen Die GTS-Papiere sind eine Sammlung download section. von Dokumenten, Richtlinien und Infor- Alle Papiere stehen den GTS-Mitglie- mationen, in denen die Vereinsabläufe dern im geschützten Mitgliederbereich proposal to make GTS papers available beschrieben, aber auch der GTS-Qua- der GTS-Homepage zur Verfügung, to members in paper form as before litätsbegriff und die GTS-Zertif zierung manche auch im freien Download- and not exclusively in digital form. The mit allen Rechten und Pf ichten für die bereich. proposal was adopted.

Aktuelle GTS-Papiere Current GTS Papers

GTSPA001 GTS-Vereinssatzung GTSPA001 GTS Statutes GTSPA003 GTS-Qualitätsmanagement-Richtlinie GTSPA003 GTS Quality Management Guidelines GTS-Open: Für manchen Abschlag war GTSPA004 GTS-Antragsbogen GTSPA004 GTS Application Form GTS Open: Good stability was required GTSPA006 GTS-Qualitätsmanagement-Bewertungsbogen GTSPA006 GTS Quality Management Evaluation Form (German) GTSPA007 GTS-Durchführungsbestimmungen GTSPA007 GTS Implementation Regulations GTSPA009 GTS-Zertifikatsurkunde GTSPA009 GTS Certif cate GTSPA010 GTS-Merkblatt zur Zertifikatsprüfung GTSPA010 GTS Explanatory Notes on Certif cate Inspection GTSPA011 GTS-Zertifizierungs-Kostenliste – intern GTSPA011 GTS Certif cation Cost List – internal GTSPA012 GTS-Zertifizierungs-Kostenliste – extern GTSPA012 GTS Certif cation Cost List – external GTSPA014 GTS-Multiple-Choice-Fragenkatalog (GTSExam) GTSPA014 GTS Questionnaire (GTSExam) GTSPA015 GTS-Prüfstück GTS-001 GTSPA015 GTS Test Specimen GTS-001 GTSPA016 GTS-Prüfstück GTS-002 GTSPA016 GTS Test Specimen GTS-002 GTSPA017 GTS-Mitgliedsbeiträge GTSPA017 GTS Membership Fees These amendments were necessary due to the prior revision of the GTS Stat- GTSPA018 GTS-Aufnahmeantrag GTSPA018 GTS Membership Application utes (GTSPA001) and the GTS Quality GTSPA019 GTS-Produktzertifizierung GTSPA019 GTS Product Certif cation Management Guideline (GTSPA003). The previously deleted papers GTS Cer- GTSPA020 GTS-Schichtzertifizierung GTSPA020 GTS Coating Certif cation tif cate Guideline (GTSPA002) and GTS GTSPA022 Gesetzliche Vorschriften für das Thermische Spritzen GTSPA022 Important Statutory Regulations (German) QM Company Inspection (GTSPA013) GTSPA023 GTS-Explosionsschutzdokument GTSPA023 GTS Explosion Protection Document with appendix (German) were integrated in an abridged ver- sion in the GTS Quality Management GTSPA024 Checkliste zur GTS-Zertifizierung GTSPA024 Checklist for GTS Certif cation GTSPA025 Empfehlungen zur Gestaltung einer Kabine zum therm. Spritzen GTSPA025 Thermal Spray Booth Design Guidelines

A decision was also taken to de- GTSPA026 GTS-Arbeitsabläufe GTSPA026 GTS Flow Chart lete the GTS Certif cation Procedure GTSPA027 GTS-Rechtskataster GTSPA027 GTS Schedule of Legal Provisions (German) (GTSPA021). The contents of this paper GTSPA028 GTS- Überwachungsauditbogen GTSPA028 GTS Surveillance Audit Form are largely covered by other papers. GTSPA029 GTS-Compliance-Leitfaden GTSPA029 GTS Compliance Guidelines The GTS AGM 2019 also discussed a

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Faszination Oberfächentechnik Die International Thermal Spray Conference and Exposition 2020 in Wien Neue Initiative informiert über smarte Lösungen GTS ist „Supporting Partner“ der ITSC Fascination Surface Technology The International Thermal Spray Conference and Exposition 2020 in Vienna A new initiative informs about smart coating solutions GTS is a Supporting Partner of the ITSC

DVS – Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e. V., Düsseldorf, Germany C. Penszior, Unterhaching, Germany

„Faszination Oberfächentechnik“ – so the technology is so successful,” says Die International Thermal Spray Confe heißt die gemeinsame Initiative, die die Werner Krömmer, member of the GTS rence and Exposition, kurz Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V. Executive Board. Station in Europa. (GTS) und der DVS – Deutscher Verband 2020 trifft sich die Fachwelt des Ther für Schweißen und verwandte Verfahren On the one hand, this is an advan- mischen Spritzens in Wien, der Haupt e. V. im Oktober 2019 gegründet haben. tage that allows many specialists and stadt Österreichs. Die Organisatoren Sie hat das Ziel, das Thermische Spritzen professional coaters to produce new von und das Auftragschweißen als smarte und Lohnbeschichter, die immer neue “Fascination Surface Technology” solutions for their ever-expanding dem International Institute of Welding Lösungen für die Oberfächenbeschich- Lösungen für stetig wachsende Anfor- (German: “Faszination Oberfächen- requirements. On the other hand, IIW haben sich wieder einiges einfallen tung bekannter zu machen. DVS und derungen fnden. Andererseits auch ein technik”) is a joint initiative of the it is a disadvantage for anyone that lassen, um neue Beschichtungslösun GTS haben zu diesem Zweck gemein- Nachteil für alle, die bei unendlich vie- Association of Thermal Sprayers (GTS quickly loses track of an infnite num- gen zu zeigen und die Vielseitigkeit des Thermischen Spritzens zu präsentieren. Auch ein Blick auf andere Oberfächen technologien wird dabei nicht fehlen.

Die GTS ist einer der „Supporting P ner“ der Funktion an der Organisation des Indus trieforums beteiligt. richtet sich an Experten und praktisch Interessierte Technik und Anwendungen informieren Mit der Initiative „Faszination Oberfächentechnik“ sorgen GTS und DVS für mehr Auf- With the initiative “Fascination of Surface Technology”, GTS and DVS are raising möchten. In 30 Beiträgen, verteilt über merksamkeit für das Thermische Spritzen und das Auftragschweißen. Bild: DVS e.V. awareness of thermal spraying and cladding. Source: DVS e.V. die letzten beiden Tage der den Unternehmen branchenbezogene sam eine Website und eine Kampagne len Möglichkeiten schnell den Überblick Gemeinschaft Thermisches Spritzen ber of options. That is why specialist Themen und Produkte vorstellen. entwickelt, die den beiden Verfahren verlieren. Deshalb sind besonders hier e.V.) and DVS German Welding So- expertise and individual insight are in Präsentationen werden in der Konfe zur Oberfächenbeschichtung mehr Auf- Fachkompetenz und individuelle Aufklä- ciety that launched in October 2019. particular demand. “We are certain renzsprache Englisch gehalten. Das In merksamkeit widmet. Die Initiative will rung gefragt. „Wir sind sicher, dass die Its goal is to make thermal spraying that the joint initiative ‘Faszination dustrieforum ist offen für alle Besucher die vielfältigen Anwendungsmöglich- gemeinsame Initiative ‚Faszination Ober- and cladding better known as smart Oberflächentechnik’ in the future der keiten der beiden Verfahren aufzeigen fächentechnik‘ künftig das Know-how solutions for coating surfaces. The will merge the combined know-how Registration“ sind herzlich willk und deren Entwicklung fördern. Dazu von GTS und DVS zu diesen Verfahren program will highlight the many pos- of GTS and DVS on these methods Das Vortragsprogramm fnden Sie im informiert sie über neue Forschungs- bündeln und für potenzielle Anwender sible applications of these methods and enhance their visibility to po- Kasten unter diesem Beitrag. projekte und zeigt, wie sie in der Praxis sichtbar machen wird“, so Dipl.-Ing. Jens and promote their development. The tential users,” states Dipl.-Ing. Jens angewendet werden. Jerzembeck, Leiter der Abteilung „For- initiative will also publicise informa- Jerzembeck, Head of Research and Ein weiteres Highlight wird wie im schung und Technik“ im DVS. tion on new research projects and Technology at DVS. mer die Ausstellung der „Das Besondere am Thermischen Sprit- show how they apply in everyday Veranstalter sprechen von einer der zen: Beschichtungsmaterialien, Subst- . www.faszination-oberfaechen work practice. . www.faszination-oberfaechen weltweit größten Messen mit Anbie rate, Anwendungen, Schichtzusammen- technik.de technik.de/en tern thermischer Spritztechnik, Werk setzungen und Suspensionen können je “The special thing about thermal stoffen, Zubehör und Dienstleistungen. nach Bedarf kombiniert und praktisch Sie haben Best-Practice-Beispiele oder spraying: Coating materials, sub- Do you have best practice examples Unter Anwenderberichte über die vielfälti- or user reports on the multi-faceted umgesetzt werden. Das macht diese gen Möglichkeiten des thermischen strates, applications, coating com- possibilities of thermal spraying? lern wird natürlich auch die GTS mit Technologie so erfolgreich“, sagt Wer- Spritzens? Dann schicken Sie sie an: positions and suspensions can be Please send them to: ihrem Gemeinschaftsstand zu finden ner Krömmer, Vorstandsmitglied der GTS. . info@faszination-oberfaechen combined and implemented as re- . info@faszination-oberfaechen sein. technik.de technik.de Einerseits ein Vorteil für viele Fachleute quired. This is one of the reasons why GTS-Stand nicht durchgehend besetzt

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GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 16 31.03.2020 12:26:08 GTS-Beiträge GTS Articles

Die International Thermal Spray Conference and Exposition 2020 in Wien GTS ist „Supporting Partner“ der ITSC The International Thermal Spray Conference and Exposition 2020 in Vienna GTS is a Supporting Partner of the ITSC

C. Penszior, Unterhaching, Germany

the technology is so successful,” says Die International Thermal Spray Confe- sein, vielmehr soll er Treffpunkt für GTS- The International Thermal Spray Con- English, the conference language. The Werner Krömmer, member of the GTS rence and Exposition, kurz ITSC, macht Mitglieder und Interessenten sein und ference and Exposition, in short ITSC, Industrial Forum is open to all ITSC Station in Europa. Vom 10. bis 12. Juni dabei gleichzeitig informieren und Ort is making a stop in Europe. Thermal visitors; guests with a “minimum reg- 2020 trifft sich die Fachwelt des Ther- der Entspannung sein. spray experts from around the world istration” are also very welcome. You On the one hand, this is an advan- mischen Spritzens in Wien, der Haupt- will be meeting in the Austrian capital can fnd the presentation program in tage that allows many specialists and stadt Österreichs. Die Organisatoren Unter den „Social Events“ der ITSC hat Vienna from 10 to 12 June 2020. The the box next to this article. professional coaters to produce new von DVS, TSS Thermal Spray Society und seit 1999 der René Wasserman Award organizers DVS, TSS Thermal Spray So- solutions for their ever-expanding dem International Institute of Welding seinen festen Platz. Christopher Was- ciety and the International Institute As always, a further highlight will be requirements. On the other hand, IIW haben sich wieder einiges einfallen serman, Vorstandsmitglied der GTS und of Welding IIW have again come up the ITSC exposition. The organizers it is a disadvantage for anyone that lassen, um neue Beschichtungslösun- Präsident der TeroLab Surface Group SA with interesting ways to present new refer to it as one of the largest trade quickly loses track of an infnite num- gen zu zeigen und die Vielseitigkeit des mit Sitz in Lausanne (Schweiz), hat diese coating solutions and the diversity fairs in the world for suppliers of ther- Thermischen Spritzens zu präsentieren. mal spray technology, spray materials, Auch ein Blick auf andere Oberfächen- equipment and services. GTS with its technologien wird dabei nicht fehlen. joint exhibition booth will, of course, be among the 50 well-known exhibi- Die GTS ist einer der „Supporting Part- tors, too. As is mostly the case at the ner“ der ITSC in Wien und in dieser ITSC, the GTS booth will not be con- Funktion an der Organisation des Indus- tinuously staffed; rather, it is intended trieforums beteiligt. Das Industrieforum as a meeting point for GTS members richtet sich an Experten und praktisch and other stakeholders and, at the Interessierte, die sich über neueste same time, as a source of information Technik und Anwendungen informieren and a place to relax. möchten. In 30 Beiträgen, verteilt über die letzten beiden Tage der ITSC, wer- The René Wasserman Award has been den Unternehmen branchenbezogene a fxed item on the “social events” ber of options. That is why specialist Themen und Produkte vorstellen. Die agenda at the ITSC since 1999. Chris- Vom 10. bis zum 12. Juni 2020 wird das From 10 to 12 June 2020, the Austria expertise and individual insight are in Präsentationen werden in der Konfe- Austria Center Vienna zum Zentrum des Center Vienna will be the centre of ther- topher Wasserman, member of the particular demand. “We are certain renzsprache Englisch gehalten. Das In- Thermischen Spritzens in Europa. Bild: mal spraying in Europe. Picture: Austria GTS Executive Board and President Austria Center Vienna. Center Vienna. that the joint initiative ‘Faszination dustrieforum ist offen für alle Besucher of the TeroLab Surface Group SA Oberflächentechnik’ in the future der ITSC, auch Gäste mit der „Minimum with its headquarters in Lausanne will merge the combined know-how Registration“ sind herzlich willkommen. Auszeichnung im Andenken an seinen of thermal spraying. Attention will (Switzerland), introduced this award of GTS and DVS on these methods Das Vortragsprogramm fnden Sie im Vater René Wasserman ins Leben geru- also be duly given to other surface in memory of his father René Was- and enhance their visibility to po- Kasten unter diesem Beitrag. fen. Der mit 10.000 Schweizer Franken technologies. serman. Every three years at the tential users,” states Dipl.-Ing. Jens dotierte René Wasserman Award wird European ITSC, the René Wasserman Jerzembeck, Head of Research and Ein weiteres Highlight wird wie im- alle drei Jahre anlässlich der europäi- GTS is a supporting partner of the ITSC Award to the value of 10,000 Swiss mer die Ausstellung der ITSC sein. Die schen ITSC an ein innovatives Unterneh- in Vienna and, in this role, involved francs is presented to an innovative Veranstalter sprechen von einer der men aus der Thermischen Spritztechnik in organizing the Industrial Forum. company in the feld of thermal spray- weltweit größten Messen mit Anbie- verliehen, das strenge Kriterien auf wirt- The forum is directed at experts and ing. It must meet strict criteria on both tern thermischer Spritztechnik, Werk- schaftlicher, aber auch sozialer Ebene practitioners who are interested in an economic and socially responsible stoffen, Zubehör und Dienstleistungen. erfüllen muss. Eine Liste der bisherigen the latest technical developments and level. You can fnd a list of previous Unter den über 50 namhaften Ausstel- Preisträger fnden Sie auf: applications. During the last two days award winners at: lern wird natürlich auch die GTS mit . www.gts-ev.de of the ITSC, companies will present . www.gts-ev.de ihrem Gemeinschaftsstand zu finden topics and products related to this sein. Wie meist auf der ITSC wird der Die Verleihung des René Wasserman industrial sector by way of 30 different The René Wasserman Award will GTS-Stand nicht durchgehend besetzt Awards findet in Wien während der presentations. These will be given in be presented in Vienna during the

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„Young Professionals Session“ statt, Programmpunkte. Das Anwendungs- “Young Professionals” session, yet ties. The application forum “Thermal einer weiteren wichtigen Auszeichnung forum „Thermisches Spritzen in ei- another important distinction in the Spraying in a Nutshell”, for example, Professor Robert Vaßen zum ASM Fellow ernannt im Bereich des Thermischen Spritzens. ner Nussschale“ zum Beispiel soll feld of thermal spraying. Sponsored will examine the signifcance of ther- Der von Oerlikon Metco gesponserte die Bedeutung thermischer Spritzpro- by Oerlikon Metco, the “Young Profes- mal spray processes and their applica- Professor Robert Vassen named Fellow of ASM „Young Professionals Award“ wird seit zesse und deren Anwendungen für sionals Award” has been conferred tions for various sectors of industry. 2011 vergeben und richtet sich spezi- verschiedene Branchen beleuchten. since 2011 and is specifcally directed Again, all registered guests may at- Forschungszentrum Jülich GmbH, ASM International, GTS e.V. ell an den Nachwuchs. Ausgezeichnet Auch zu diesem Forum haben alle at the upcoming generation. The prize tend this forum. New technology- werden Studierende, die besondere registrierten Gäste Zutritt. Im Fokus is awarded to students for their out- oriented topics such as cladding or Leistungen im Bereich der Oberflä- werden außerdem neue technologie- standing achievements in the feld of additive manufacturing will also be Prof. Dr. Robert Vaßen vom Forschungs chentechnik erbracht haben. orientierte Themen wie das Cladding surface technology. given due emphasis. We look forward zentrum Jülich wurde vom „Board of oder das Additive Manufacturing to seeing you again in Vienna. Trustees of Auf die Besucher der ITSC warten liegen. Wir freuen uns auf ein Wie- Visitors to the ITSC can expect a num- „Fellow of ASM International“ gewählt. darüber hinaus weitere spannende dersehen in Wien. ber of further exciting program activi- Die Ehrung zum „Fellow of the So ciety“ wurde von der ASM Internati onal 1969 als Auszeichnung für au PROGRAM ITSC 2020 INDUSTRIAL FORUM ßergewöhnliche Leistungen auf dem Ge THURSDAY 11 JUNE 2020 und der Werkstofftechnik eingeführt. COATINGS | APPLICATIONS | MATERIALS EQUIPMENT AND DIAGNOSTICS Ein weiteres Ziel war die Entwicklung 9.00 a.m. E. Vogli, LiquiMetal Group Holdings, USA 1.40 p.m. M. P. Zwetsloot, Flame Spray Technologies b.v., Netherlands eines breit angelegten Forums von Amorphous Metals – Revolution in the Material Technology cGun™, A Promising Technology – An Up-Date of Finding and Results technischen und professionellen Füh 9.20 a.m. M. Trattler, Treibacher Industrie AG, Austria 2.00 p.m. K. Kloiber, Zierhut-Messtechnik, Germany rungskräften, die der Gesellschaft als Next generation ceramic coatings Self-fluxing alloys Diagnostics with a difference Berater dienen sollten. 9.40 a.m. M. Nabavi, Oerlikon Metco, Switzerland 2.20 p.m. A. Iotti, Turbocoating S.p.A., Italy Artificial Intelligence in the Age of Digitalized Coating Technology Case studies in advanced Thermal spray: Coating process automation In der Begründung des Preises für 10.00 a.m. F. Trenkle, obz innovation gmbh, Germany to improve Quality and Productivity, SPS application development … Prof. Vaßen heißt es: „Für Innovative Serial production applications and application development with focus 2.40 p.m. K. Rozema, Dycomet Europe B.V., Netherlands Entwicklungen von Werkstoffen und on cold and suspension spraying at obz innovation Commercial Cold Spraying at 100 bar Technologien des Thermischen Sprit 10.20 a.m. F. Beck, BLC Lasercladding, Germany 3.00 p.m. W. Andreas, GTV Verschleißschutz GmbH, Germany zens, die zu Wissenstransfer und erfolg From laser cladding to laser spraying Advanced automation concepts and data management reicher Implementierung für Systeme STATE OF THE ART IN ALTERNATIVE SURFACE TECHNOLOGY PROCESSES EQUIPMENT AND DIAGNOSTICS der Energietechnik führten“. 11.00 a.m. T. Brögelmann, IOT RWTH Aachen University, Germany 3.40 p.m. D. Feldhaus, Northwest Mettech Corp., Canada 10 Micron High-Tech – Efficiency Improvement and Wear Protection by The Next Generation of Axial III Die High-Performance PVD Coatings 4.00 p.m. C. Briquet, Saint-Gobain Coating Solutions, France sammlung der F 11.20 a.m. R. Hepp, Oerlikon Metco WOKA GmbH, Germany Wire flame spray process old fashioned? Discover our new Master jet ASM Hard coatings with products and technologies in various wear- auto IV in P intensive industrial applications 4.20 p.m. K. VanEvery, Progressive Technologies, Inc., USA 11.40 a.m. T. Lampke, Technische Universität Chemnitz, Germany Beyond One Size Fits All Thermal Spray Machines Prof. Dr. Robert Vaßen ist stellvertreten Electroplating – Processes, regulations, markets and trends 4.40 p.m. J. Villafuerte, Centerline Windsor Ltd., UK der Direktor und Abteilungsleiter der 12.00 p.m. I. Rass, EUROMAT GmbH, Germany The Introduction of Cold Spray Technology into High Volume Functional Coatings made by Brazing Production of Components made of Non Traditional Materials Abteilung 12.20 p.m. M. Öte, Schäffler AG, Germany 5.00 p.m. I. Linden, Oseir Ltd., Finland Added Value Through Functional Coatings Generated by Means of How best to measure hot and cold particle processes Chemical Processes

FRIDAY 12 JUNE 2020 EQUIPMENT AND DIAGNOSTICS OTHERS | PROCESS | PERIPHERAL 9.00 a.m. A. Barth, Oerlikon Metco, Switzerland 11.00 a.m. Xiaoou Huang, TS Committee of China Surface Eng. Association, China New Torch Developments at Oerlikon Metco New Application of Thermal Spraying Technologies in China 9.20 a.m. S. C. Satish, Metallizing Equipment Co. Pvt. Ltd, India 11.20 a.m. C. Kunde, DIAMANT Metallplastic GmbH, Germany New developments to deposit dense thin ceramic coatings Sealers – proof of function and potential for optimisation 9.40 a.m. I. Smirnov, HÖGANÄS AB, Germany 11.40 a.m. S. Hartmann, shotec gmbh, Germany High Speed Laser Cladding – a technical Review Funding opportunities for heat recovery systems, used in dust filters 10.00 a.m. P. Richter, Impact Innovations GmbH, Germany 12.00 p.m. R. Huber, GSI mbH, NL SLV München, Germany Advancements in Cold Spray Equipment, Materials and Selected Qualification and certification – important requirements for thermal Applications spraying companies 10.20 a.m. M. Stark, SMS Group GmbH, Germany 12.20 p.m. H. Zernitz, DIN e.V., Germany Innovative applications for high velocity wire arc spraying Current European and international standards for thermal spraying – Standard committees and advantages for industry Standardization in a globalized world – Using EN ISO 12671 as an example

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GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 18 31.03.2020 12:26:09 Von unseren Mitgliedern News from our members ties. The application forum “Thermal Spraying in a Nutshell”, for example, Professor Robert Vaßen zum ASM Fellow ernannt will examine the signifcance of thermal spray processes and their applica- Professor Robert Vassen named Fellow of ASM tions for various sectors of industry. Again, all registered guests may at- Forschungszentrum Jülich GmbH, ASM International, GTS e.V. tend this forum. New technology- oriented topics such as cladding or additive manufacturing will also be Prof. Dr. Robert Vaßen vom Forschungs- The citation for Prof Vassen’s confer- given due emphasis. We look forward zentrum Jülich wurde vom „Board of ment reads: “For innovative devel- Trustees of ASM International“ zum opments in thermal spray materials „Fellow of ASM International“ gewählt. and technology leading to knowledge transfer and successful implementa- Die Ehrung zum „Fellow of the So- tion for energy system applications.” ciety“ wurde von der ASM Internati- onal 1969 als Auszeichnung für au- The award was presented at the Fel- ßergewöhnliche Leistungen auf dem lows Meeting during the ASM Award Gebiet der Werkstoffwissenschaften Banquet in Portland, USA in October und der Werkstofftechnik eingeführt. 2019. Ein weiteres Ziel war die Entwicklung eines breit angelegten Forums von Prof Robert Vassen is Deputy Director cGun™, A Promising Technology – An Up-Date of Finding and Results technischen und professionellen Füh- and head of the department Materials rungskräften, die der Gesellschaft als for High-Temperature Technologies at Berater dienen sollten. Prof. Vaßen (links) erhält die Ernennungs- Prof. Vassen (left) receives the recogni- the Forschungszentrum Jülich GmbH urkunde von ASM-Präsident Dr. David tion certifcate presented by ASM Furrer. President Dr. David Furrer. and is also faculty professor for Ce- In der Begründung des Preises für Bild: ASM International Photo: ASM International ramics at the Ruhr University Bochum. Prof. Vaßen heißt es: „Für Innovative Prof Vassen has been at the Forschun- Entwicklungen von Werkstoffen und turtechnologien am Forschungszentrum Prof Robert Vassen from the Research gszentrum Jülich since 2009 and a Technologien des Thermischen Sprit- Jülich GmbH und zugleich Professor am Centre (Forschungszentrum) Jülich member of GTS for over 10 years. zens, die zu Wissenstransfer und erfolg- Lehrstuhl Keramische Werkstoffe der was elected “Fellow of ASM Interna- reicher Implementierung für Systeme Ruhr-Universität Bochum. Mit dem For- tional” by the Board of Trustees of Other GTS members who have be- der Energietechnik führten“. schungszentrum Jülich ist Prof. Vaßen ASM International. come Fellows of ASM International seit 2009 und damit bereits seit über alongside Prof Vassen are Prof Erich Die Verleihung erfolgte auf der Ver- 10 Jahren Mitglied in der GTS. The award “Fellow of the Society” was Lugscheider (1994) and Peter Heinrich sammlung der Fellows während des introduced by ASM International 1969 (2009). ASM Award Banquet im Oktober 2019 Aus den Reihen der GTS-Mitglieder as a distinction for exceptional achieve- in Portland, USA. wurden neben Prof. Vaßen bereits Prof. ments in the feld of materials science Dr. techn. Erich Lugscheider (1994) und and engineering. A further objective Prof. Dr. Robert Vaßen ist stellvertreten- Peter Heinrich (2009) in den Kreis der was to create a large-scale forum of der Direktor und Abteilungsleiter der „Fellows of ASM International“ auf- technical and professional leaders who Abteilung Werkstoffe für Hochtempera- genommen. would serve as advisors to the society.

Titelbild Title picture

Xiaoou Huang, TS Committee of China Surface Eng. Association, China Es macht Gewitterblitze sichtbar und lässt Polarlichter entstehen It makes lightning fashes visible and contributes to the polar – und auch beim Thermischen Spritzen fndet es Anwendung: lights – and it also has its place in thermal spraying: plasma. In das Plasma. Beim Plasmaspritzen wird das Plasma – vereinfacht plasma spraying, the plasma – simply put: a mixture of electri- gesagt ein Gemisch elektrisch geladener Teilchen – durch einen cally charged particles – is produced by an arc. The gas mixture, Lichtbogen erzeugt. Das auf bis zu 20.000 Kelvin aufgeheizte heated up to around 20,000 kelvin, expands rapidly and absorbs Gasgemisch dehnt sich stark aus und nimmt den Spritzwerkstoff the spray material, which is then melted in it and propelled auf, der darin aufgeschmolzen und auf die Werkstückoberfäche onto the workpiece surface. Plasma spraying is conducted in geschleudert wird. Plasmaspritzen wird in Atmosphäre oder atmosphere or vacuum and also forms the basis for ultra-modern Vakuum durchgeführt und bildet auch die Basis für hochmoderne processes such as suspension spraying. Verfahren wie das Suspensionsspritzen. Plasma spraying is used in the paper and printing industry, in Die Einsatzgebiete des Plasmaspritzens liegen in der Papier- und aerospace, medical engineering and the automotive industry as Druckindustrie, der Luft- und Raumfahrtindustrie, der Medizin- well as many other industrial sectors. technik und Automobilindustrie sowie vielen anderen Industrie- The picture shows the Penta burner at GTV Verschleißschutz zweigen. GmbH in action. . www.gtv-mbh.de Standard committees and advantages for industry Standardization in a Das Bild zeigt den Penta-Brenner der GTV Verschleißschutz GmbH im Einsatz. . www.gtv-mbh.de

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Internationale Konferenz „Les Rencontres Internationales de la Projection Thermique“ Rahmen einer kleinen Ausstellung im Foyer genauer erläutern lassen konnte.

Die 9. RIPT am Forschungszentrum Jülich Ein Schwerpunkt der Veranstaltung International Conference „Les Rencontres Internationales de la Projection Thermique“ war das Kaltgasspritzen z.B. für Repa raturanwendungen oder die Additive th Formgebung. 9 RIPT at the Forschungszentrum Jülich Thema mit einer Vielzahl von Beiträ gen war das Solution- und Suspensi on-Plasmaspritzen für unterschiedli che Anwendungen. Aber auch andere Prof. Dr. rer. nat. habil. Robert Vaßen, IEK-1, Forschungszentrum Jülich GmbH, Jülich, Germany Themen wie die Charakterisierung von Beschichtungen, zessdiagnostik, sowie weitere Spritz prozesse spielten eine wesentliche Die nun zum 9. Mal stattfndende Ta- tung des Events hervorhebt. Aufgrund The conference “Les Rencontres In- China, which underscores the interna- Rolle gung „Les Rencontres Internationa- des geringen Hotelkontingents in Jülich ternationales de la Projection Ther- tional importance of the event. Due to rend der Mittagpause mit Buffet in der les de la Projection Thermique“, kurz und der größeren Attraktivität von Aa- mique”, in short “RIPT”, which took the somewhat limited hotel offering Zentralbibliothek statt. „RIPT“ widmet sich den unterschied- chen wurden die meisten Teilnehmer place for the 9th time, is devoted to in Jülich and Aachen’s greater appeal, von den lichen thermischen Spritztechnologi- in dortigen Hotels untergebracht und the different thermal spray tech- most of the participants were accom- ausgewählt, die Auszeichnung erfolgte en. Die alle zwei Jahre im Dezember mit einem Shuttle-Service nach Jülich nologies. The event is held every two modated in hotels there and driven to beim Konferenzdinner (s. unten). Die stattfindende Veranstaltung wurde gefahren. years in December and was originally Jülich by shuttle service. Zentralbibliothek mit dem Zentralen Hörsaal und großen Freiflächen mit Sitzgelegenheiten bot dabei auch in den anderen Tagungspausen viele gute Möglichkeiten zur Kommunikation und Interaktion.

Am Abend fand dann im Restaurant Eli senbrunnen in Aachen das Konferenz dinner statt, das von dem Gitarrenduo „T Rockklassik Dinner wurden die drei Posterpreise (1×500 Euro und 2×300 Euro) an H. Myalska, et al. (University of Limoges), sowie N. Salazar, et al. (Universitat de Die „Welcome Reception“ der 9. RIPT im The welcome reception at the 9th RIPT in Prof. Lech Pawlowski begrüßt die Prof Lech Pawlowski welcomes the Barcelona) und Dr. P. Sokołowski, et „forum M“ in Aachen. “forum M” in Aachen. Teilnehmer während der gemeinsamen participants during the introductory al. (Wrocław University of Science and Alle Bilder: Hiltrud Moitroux (IEK-1) All images: Hiltrud Moitroux (IEK-1) Einführungssession. session. Technology) vergeben.

ursprünglich von Prof. Lech Pawlow- In Aachen fand am Mittwochabend initiated by Prof Lech Pawlowski in On Wednesday evening, a welcome Am Freitagmorgen wurde die Tagung ski ins Leben gerufen, damals noch im im „forum M“ die „Welcome Recep- Lille, France. Since 2007, Prof Robert reception was held in “forum M” in mit vier parallelen Sessions fortgesetzt. französischen Lille. Seit 2007 ist Prof. tion“ statt. Dort konnte man sich bei Vassen has been the co-chair of the Aachen. Snacks and beverages were Sie endete dann am Freitagmittag mit Robert Vaßen Co-Chair der Tagung, die Snacks und Getränken mit Kollegen conference, which relocated to Limo- served while colleagues chatted and einem kurzen Schlusswort und der 2011 nach Limoges wechselte. austauschen und den Blick über die ges in 2011. enjoyed the view of the city. Danksagung an die administrative Stadt genießen. Organisatorin in Jülich, Frau Schmitz, Vom 11. bis zum 13. Dezember 2019 However this year for the frst time, The next morning, Lech Pawlowski an die Fotografn Frau Moitroux und fand nun die Tagung das erste Mal am Am nächsten Morgen startete die ei- the conference took place in the cen- and Robert Vassen welcomed the an Dr. Mauer für die wissenschaftliche Forschungszentrum Jülich GmbH in der gentliche, 4-zügige Tagung mit dem tral library of the Forschungszentrum participants to the actual four-part Unterstützung. Zentralbibliothek statt. Mit über 130 Vortragsprogramm. Während einer Jülich GmbH (Research Centre Jül- conference and introduced the lec- Teilnehmern und annähernd 100 Bei- gemeinsamen Einführungssession be- ich) from 11 to 13 December 2019. ture program. Subsequently, by way Einweihung des Jülicher Thermal trägen hat sie sich als wichtige euro- grüßten Lech Pawlowski und Robert With more than 130 participants and of two slides each, the three exhibi- Spray Centers (JTSC) päische Tagung im Bereich thermisches Vaßen die Teilnehmer und gaben eine around 100 papers, it has established tors – Oseir Ltd., Impact Innovations Mehr als 60 Teilnehmer nutzten da Spritzen etabliert. Neben den Teilneh- Einführung zur Tagung. Im Anschluss itself as a major European thermal GmbH and Oerlikon Metco – pre- nach die Gelegenheit, der offziellen mern aus europäischen Staaten, allen konnten die drei Aussteller – Oseir spray conference. In addition to par- sented their new developments. Op- Einweihung des Jülicher voran Deutschland und Frankreich, Ltd., Impact Innovations GmbH und ticipants from European countries, portunity for further discussion and Centers (JTSC) beizuwohnen, konnten wir auch einige Teilnehmer aus Oerlikon Metco – in jeweils zwei Foli- first and foremost Germany and explanations was provided in the auch, weil dort noch einmal Snacks Australien, USA, Kanada und China been ihre Neuheiten vorstellen, die man France, we also welcomed attend- breaks at the small exhibition in und Getränke angeboten wurden. Prof. grüßen, was die internationale Bedeu- sich dann in den Tagungspausen im ees from Australia, USA, Canada and the foyer. Olivier Guillon, der Direktor des Insti

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Rahmen einer kleinen Ausstellung im tuts für Energie und Klimaforschung A key topic of the event was cold organizer in Jülich, Ms Schmitz, the Foyer genauer erläutern lassen konnte. (IEK), IEK-1 Werkstoffsynthese und spraying, e.g. for repair applica- photographer Ms Moitroux and to Herstellungsverfahren, erläuterte die tions or additive moulding. Several Dr Mauer for his scientifc support. Ein Schwerpunkt der Veranstaltung Schwerpunkte der Arbeiten im Institut, papers also focussed on the impor- war das Kaltgasspritzen z.B. für Repa- sowie die Rolle des JTSC. Das JTSC ver- tance of solution and suspension Inauguration of the Jülich Ther- raturanwendungen oder die Additive fügt über vier thermische Spritzanlagen plasma spraying for a variety of mal Spray Center (JTSC) Formgebung. Ein weiteres wichtiges (mit APS, HVOF, VLPPS, PS-PVD, SPS, applications. But other topics such Afterwards, more than 60 participants Thema mit einer Vielzahl von Beiträ- HVAF, CGS), eine Lasercladding- und the characterization of coatings, took the opportunity to attend the of- gen war das Solution- und Suspensi- Strukturierungsanlage sowie umfang- modelling, process diagnostics and fcial inauguration of the Jülich Ther- on-Plasmaspritzen für unterschiedli- reiche Charakterisierungstools (u.a. further spray processes were also mal Spray Center (JTSC), maybe also che Anwendungen. Aber auch andere fünf Burner Rigs). Diese verschiedenen given due attention. A poster session because there were snacks and drinks Themen wie die Charakterisierung von Anlagen wurden von den Mitarbeitern took place during the buffet lunch in on offer again. Prof Olivier Guillon, Beschichtungen, Modellierung, Pro- der Abteilung Werkstoffe für Hoch- the central library and participants director of the Institute of Energy zessdiagnostik, sowie weitere Spritz- temperaturtechnologien des IEK-1, zu were able to choose the best post- and Climate Research (IEK), IEK-1 prozesse spielten eine wesentliche der das JTSC gehört, vorgestellt. Dort ers. The winners were then awarded Materials Synthesis and Processing, China, which underscores the interna- Rolle. Eine Postersession fand wäh- können nun interessierte Institutionen their prizes at the conference dinner explained the focus of the institute’s tional importance of the event. Due to rend der Mittagpause mit Buffet in der Anträge stellen, um neue Ansätze zur (see below). In the other conference work and the role of the JTSC. The the somewhat limited hotel offering Zentralbibliothek statt. Hierbei wurden Nutzung der thermischen Spritztechnik breaks, the spacious central library JTSC has four thermal spray systems in Jülich and Aachen’s greater appeal, von den Teilnehmern die besten Poster zu erproben: with its central lecture theatre and at its disposal (with APS, HVOF, VLPPS, most of the participants were accom- ausgewählt, die Auszeichnung erfolgte . https://www.fz-juelich.de/iek/iek-1/ plenty of seating was again ideal PS-PVD, SPS, HVAF, CGS), a laser clad- modated in hotels there and driven to beim Konferenzdinner (s. unten). Die DE/Forschung/JuelichThermalSpray- for exchanging impressions and ding and structuring system as well Zentralbibliothek mit dem Zentralen Center/JTSC_node.html experiences. as extensive characterization tools Hörsaal und großen Freiflächen mit (five burner rigs amongst others). Sitzgelegenheiten bot dabei auch in These systems were presented by den anderen Tagungspausen viele gute staff members from the department Möglichkeiten zur Kommunikation und Materials for High-Temperature Tech- Interaktion. nologies of IEK-1 to which the JTSC belongs. Interested institutions can Am Abend fand dann im Restaurant Eli- now submit applications to test new senbrunnen in Aachen das Konferenz- concepts for using thermal spraying: dinner statt, das von dem Gitarrenduo . https://www.fz-juelich.de/iek/ „The Man in the Crowd“ mit vielen iek-1/DE/Forschung/JuelichThermal- Rockklassikern untermalt wurde. Beim SprayCenter/JTSC_node.html Dinner wurden die drei Posterpreise (1×500 Euro und 2×300 Euro) an H. Training session in theory and Myalska, et al. (University of Limoges), practice sowie N. Salazar, et al. (Universitat de Prior to the conference, a training Barcelona) und Dr. P. Sokołowski, et Viele gute Möglichkeiten zur Kommu- There was plenty of opportunity to course also took place with around al. (Wrocław University of Science and nikation und Interaktion boten sich exchange impressions and experiences 20 participants. It was organized by während der Tagungspausen. during the conference breaks. Technology) vergeben. Prof Lech Pawlowski and PD Dr Georg Mauer and the lectures by Prof Lech On Wednesday evening, a welcome Am Freitagmorgen wurde die Tagung Fortbildungssession in Theorie The venue for the conference dinner Pawlowski, Prof Chang-Jiu Li, Prof reception was held in “forum M” in mit vier parallelen Sessions fortgesetzt. und Praxis in the evening was the restaurant Christopher Berndt and Prof Shrikant Aachen. Snacks and beverages were Sie endete dann am Freitagmittag mit Im Vorfeld der Tagung fand außer- Elisenbrunnen in Aachen where the Joshi afforded excellent insights into served while colleagues chatted and einem kurzen Schlusswort und der dem eine mit etwa 20 Teilnehmern guitar duo “The Man in the Crowd” complex thermal spray operations Danksagung an die administrative sehr gut besuchte Fortbildungsver- entertained the guests with a variety and phenomena. There was also a Organisatorin in Jülich, Frau Schmitz, anstaltung statt. Diese von Prof. Lech of classic rock songs. During dinner, practical session involving the spray The next morning, Lech Pawlowski an die Fotografn Frau Moitroux und Pawlowski und PD Dr. Georg Mauer the three poster prizes (1×500 euros systems in IEK-1, during which Georg and Robert Vassen welcomed the an Dr. Mauer für die wissenschaftliche organisierte Veranstaltung vermit- and 2×300 euros) were presented Mauer and his colleagues demon- participants to the actual four-part Unterstützung. telte durch Vorträge von Prof. Lech to H. Myalska, et al. (University of Li- strated the different spray processes. conference and introduced the lec- Pawlowski, Prof. Chang-Jiu Li, Prof. moges), N. Salazar, et al. (University ture program. Subsequently, by way Einweihung des Jülicher Thermal Christopher Berndt und Prof. Shri- of Barcelona) and Dr P. Sokołowski, ETSA meeting and IOT tour as of two slides each, the three exhibi- Spray Centers (JTSC) kant Joshi einen hervorragenden et al. (Wrocław University of Science part of the supporting program tors – Oseir Ltd., Impact Innovations Mehr als 60 Teilnehmer nutzten da- Einblick in die komplexen Vorgänge and Technology). The 4th General Assembly of the Eu- GmbH and Oerlikon Metco – pre- nach die Gelegenheit, der offziellen beim thermischen Spritzen. Dane- ropean Thermal Spray Association sented their new developments. Op- Einweihung des Jülicher Thermal Spray ben gab es noch einen praktischen The conference then resumed on (ETSA) was held on Wednesday af- portunity for further discussion and Centers (JTSC) beizuwohnen, vielleicht Teil an den Spritzanlagen im IEK-1, Friday morning with four parallel ternoon and chaired by its head Lech explanations was provided in the auch, weil dort noch einmal Snacks im dem Georg Mauer und Kolle- sessions. The event ended in the af- Pawlowski. Another event which took breaks at the small exhibition in und Getränke angeboten wurden. Prof. gen verschiedene Spritzverfahren ternoon with a few closing words and place prior to the RIPT was a tour of Olivier Guillon, der Direktor des Insti- vorstellten. a big thank-you to the administrative the IOT in Aachen. You can read a sep-

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43 XXI

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 21 31.03.2020 12:26:14 News from our members Von unseren Mitgliedern

ETSA-Versammlung und IOT- Bericht von Wolfgang Wietheger im arate report by Wolfgang Wietheger pants regarding the 9th RIPT in Jülich Führung als Rahmenprogramm nochfolgenden Beitrag. on the tour in the following article. was extremely positive. The date for Am Mittwochnachmittag fand zudem the 10th RIPT has already been de- die 4. Generalversammlung der Euro- Abschließend möchte ich feststellen, Finally, I would like to say that, in my cided and will be held in Jülich from pean Thermal Spray Association (ETSA) dass in meinen Augen die 9. RIPT in opinion, the feedback from partici- 8 to 10 December 2021. statt, die von Lech Pawlowski als ihr Jülich von den Teilnehmern sehr po- Leiter moderiert wurde. Eine weitere sitiv bewertet wurde. Der Termin für Veranstaltung im Vorfeld der RIPT war die nächste nunmehr 10. RIPT in Jülich eine Institutsführung im IOT, Aachen. steht mit dem 8. bis zum 10. Dezember Lesen Sie dazu einen gesonderten 2021 auch schon fest.

Zahlreiche Teilnehmer folgten der Einladung zu einer Institutsführung mit Posterausstel- lung im IOT. Bilder: IOT Besichtigung des Instituts für Oberfächentechnik (IOT) der RWTH Aachen A Visit to the Surface Engineering Institute (IOT) of RWTH Aachen University

Wolfgang Wietheger, IOT, RWTH Aachen, Aachen, Germany GT Am 11. Dezember fand im Rahmen der dem Bereich Thermisches Spritzen, die On 11 December, a tour of the IOT field of thermal spraying, which RIPT 2019 zusätzlich eine Institutsfüh- während einer Posterausstellung prä- took place within the framework were presented during a poster ex- rung am IOT statt, zu der zahlreiche sentiert wurden. Die jungen Forscher of RIPT 2019. Many participants hibition. The young researchers of Teilnehmer von Jülich nach Aachen, der mittlerweile 150 Jahre alten RWTH travelled from Jülich to Aachen, the the meanwhile 150 year-old RWTH der Stadt Karls des Großen, gereist Aachen standen dem interessierten ancient city of Charlemagne. Recent Aachen University were available sind. Aktuelle Grundlagen- und An- und erfahrenen Fachpublikum für basic and applied research activities for questions and answers from the wendungsforschung aus der Füge- Fragen und Antworten zur Verfügung. in the feld of joining and coating experienced and interested expert

GTS-Rundschreiben 2019/2020

Nr. Besichtigung der Beschichtungsanlagen Visit to the coating facilities for thermal Tour durch den Analytikbereich des IOT Tour of the IOT analytical area for coat- für das Thermische Spritzen im IOT. spraying at the IOT. zur Schichtcharakterisierung. ing characterization (right). R0248 Zugangsdaten Mitgliederbereich |

R0249 Protokoll GTS-Mitgliederversammlung 2019 | und Beschichtungstechnik wurde Über Tribologie, Prozessdigitalisierung technology were presented and the audience. Lively discussion about R0250 Neue Initiative Faszination Obefächentechnik | vorgestellt und die Besucher konnten bis hin zu Funktionsschichten wurde visitors were able to gain insights tribology, process digitization or Einblicke in das Institutsleben der ak- lebhaft diskutiert. Es wurde schnell into the working life of the 30 cur- even functional coatings followed. R0251 GTS-Strahl 43 im Thermal Spray Bulletin | tuell 30 wissenschaftlichen Mitarbei- deutlich, dass auch in den nächsten rent scientifc staff members from Soon it became clear that thermal R0252 Standbesetzung ter aus den Forschungsgruppen PVD- Jahrzehnten das Thermische Spritzen the research groups PVD technol- spraying still has many surprises in Technologie, Thermisches Spritzen und noch für so manche Überraschung gut ogy, thermal spraying and brazing store for the coming decades and, R0253 Löttechnologie erhalten. ist, die es in Zukunft nach dem Entde- technology. once discovered, these would need R0254 cken umzusetzen gilt. Alles getreu dem to be put into action in the future. All Im Fokus der Besichtigung standen Aachener Motto: Lernen. Forschen. The focus of the guided tour was true to the motto of Aachen: Learn. Fehlt Ihnen ein Rundschreiben? Bitte wenden Sie sich an die GTS-Geschäftsstelle oder besuchen Sie den geschützten Mitgliederbereich der GTS-Homepage. If a circular is missing from your fles, please contact the GTS Head Offce or visit the protected members’ area of the GTS homepage. die aktuellen Forschungsprojekte aus Machen. on current research projects in the Research. Do.

XXII THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 22 31.03.2020 12:26:15 Die (vor-) letzte Seite The (pre-) last page

RIPT in Jülich was extremely positive. The date for RIPT has already been de- cided and will be held in Jülich from

Zahlreiche Teilnehmer folgten der Einladung zu einer Institutsführung mit Posterausstel- Numerous participants accepted the invitation to a tour of the institute with poster lung im IOT. Bilder: IOT exhibition. Pictures: IOT.

-Sze ne GTS Scene field of thermal spraying, which GTS were presented during a poster exhibition. The young researchers of Kleiderzwillinge Vol. 2 Ì Twin dressing vol. 2 Ì the meanwhile 150 year-old RWTH Wir haben es Ihnen ja versprochen, dass wir die Sache We promised we would keep a close eye on things: Aachen University were available im Auge behalten werden: Im letzten Heft haben wir an in the last issue, we reported on the twin dressing we dieser Stelle über die Sache mit den Kleiderzwillinge discovered at the AGM in Vienna in 2018. Normally, at for questions and answers from the berichtet, die wir während der Mitgliederversammlung least we assumed so, it would be a nightmare for most experienced and interested expert 2018 in Wien entdeckt hatten. Normalerweise, so hatten women, i.e. meeting another woman in an identical wir angenommen, ein Albtraum für viele Damen, wenn dress at the same event. Not the case with our two sie anderen Damen im gleichen Kleid auf der selben loyal AGM visitors Gertrud Buhmann (left) and Ursula Veranstaltung begegnen. Nicht so bei den treuen Beller; they took the whole thing, very humorously, in Besucherinnen unserer Mitgliederversammlungen their stride. Gertrud Buhmann (links) und Ursula Beller, die das So in Halle (Saale) in 2019, we were naturally on the Ganze sehr humorvoll nahmen. lookout again, and what did we see: the two ladies So haben wir natürlich auch 2019 in Halle (Saale) Ausschau weren’t wearing the same dresses this time, but once gehalten und siehe da: die beiden Damen nicht mehr again their colour coordination was just perfect. We im gleichen Kleid, sehr wohl aber farblich wieder gut can’t wait for 2020; to be continued! abgestimmt. Wir sind gespannt auf 2020, wir bleiden dran!

Bild/Photo: C. Penszior

GTS-Rundschreiben 2019/2020 | GTS Circulars 2019/2020

Nr. | No. Rundschreiben-Titel | Circular title Datum | Date

R0248 Zugangsdaten Mitgliederbereich | Login data to members' area on GTS web 20.09.2019

R0249 Protokoll GTS-Mitgliederversammlung 2019 | Minutes of the GTS AGM 2019 05.11.2019 audience. Lively discussion about R0250 Neue Initiative Faszination Obef ächentechnik | New Initiative The fascination of Surface 21.11.2019 tribology, process digitization or even functional coatings followed. R0251 GTS-Strahl 43 im Thermal Spray Bulletin | GTS-Strahl 43 in Thermal Spray Bulletin 12.12.2019 Soon it became clear that thermal R0252 Standbesetzung HANNOVER MESSE 2020 | Booth personnel HANNOVER MESSE 2020 08.01.2020 spraying still has many surprises in store for the coming decades and, R0253 E-Ticket HANNOVER MESSE 2020 | eTicket HANNOVER MESSE 2020 17.01.2020 once discovered, these would need R0254 Terminverschiebung HANNOVER MESSE 2020 | Postponement HANNOVER MESSE 2020 11.03.2020 to be put into action in the future. All true to the motto of Aachen: Learn. Fehlt Ihnen ein Rundschreiben? Bitte wenden Sie sich an die GTS-Geschäftsstelle oder besuchen Sie den geschützten Mitgliederbereich der GTS-Homepage. If a circular is missing from your f les, please contact the GTS Head Off ce or visit the protected members’ area of the GTS homepage.

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43 XXIII

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 23 31.03.2020 12:26:17 GTS Services GTS-Dienste

Termine und Veranstaltungen | Dates and Events

Wichtiger Hinweis: Durch künftige Maßnahmen zur Eindämmung der Coronavirus/Covid-19-Infektionen, die bei Redaktionsschluss noch nicht bekannt waren, können einzelne Veranstaltungen verschoben oder abgesagt werden. Bitte informieren Sie sich beim jeweiligen Veranstalter oder auf der Homepage der Veranstaltung. Important note: due to measures to curb coronavirus/Covid-19 infections which were not know when GTS-Strahl went to press, certain events may be postponed or cancelled in the future. Please contact the respective organizers or check their websites for updates.

Veranstaltungen | Meeting diary Zeitraum Titel Ort Veranstalter | Info Internet Term Title Location Organizer | info Internet 28.04.2020 ATeSp – Arbeitskreis Thermisches Spritzen Unterschleißheim Linde AG, Geschäftsbereich Linde Gas abgesagt / cancelled des DVS-BV-München E-Mail: [email protected] 11.05.2020–12.05.2020 Materialographie und werkstofftechnisches München GSI mbH – Niederlassung SLV München www.slv-muenchen.de Prüfen von thermisch gespritzten Schicht E-Mail: [email protected] 11.05.2020–15.05.2020 European Thermal Sprayer (ETS) Duisburg GSI mbH – Niederlassung SLV Duisburg www.slv-duisburg.de nach Richtlinie DVS-EWF 1197 10.06.2020–12.06.2020 ITSC 2020 International Thermal Spray Wien, Österreich DVS Deutscher Verband für Schweißen und www.die-verbindungs- Conference & Exposition verwandte Verfahren e.V. spezialisten.de 29.06.2020–03.07.2020 European Thermal Sprayer (ETS) Duisburg, course in GSI mbH – Niederlassung SLV Duisburg www.slv-duisburg.de according to Guideline EWF 507-06 in English language 06.07.2020–24.07.2020 European Thermal Spraying Specialist (ETSS) Munich, course in GSI mbH – Niederlassung SLV München www.slv-muenchen.de according to guideline EWF 459r2-13 in English language E-Mail: [email protected] 16.09.2020 21. GTS-Open – Jochen-Rybak-Cup Kamp-Lintfort GTS Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V. www.gts-ev.de Golfturnier für GTS-Mitglieder E-Mail: [email protected] 17.09.2020–18.09.2020 28. GTS-Mitgliederversammlung Kamp-Lintfort GTS Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V. www.gts-ev.de 28th GTS Annual General Meeting (AGM) E-Mail: [email protected] 05.10.2020–23.10.2020 European Thermal Spraying Specialist München GSI mbH – Niederlassung SLV München www.slv-muenchen.de (ETSS) nach Richtlinie DVS-EWF 1188 E-Mail: [email protected] 26.10.2020–30.10.2020 European Thermal Sprayer (ETS) Duisburg GSI mbH – Niederlassung SLV Duisburg www.slv-duisburg.de nach Richtlinie DVS-EWF 1197 27.10.2020–29.10.2020 SurfaceTechnology GERMANY Stuttgart, Germany Deutsche Messe, Hannover www.surface-technology- Neuer Termin! New date! germany.de 16.11.2020–27.11.2020 Thermischer Spritzer für den Duisburg GSI mbH – Niederlassung SLV Duisburg www.slv-duisburg.de Korrosionsschutz nach DIN EN ISO 14918 18.11.2020–20.11.2020 Zusatzausbildung Aufsicht für das Duisburg GSI mbH – Niederlassung SLV Duisburg www.slv-duisburg.de thermische Spritzen – DIN EN ISO 12690 07.12.2020–11.12.2020 European Thermal Sprayer (ETS) Duisburg GSI mbH – Niederlassung SLV Duisburg www.slv-duisburg.de nach Richtlinie DVS-EWF 1197 12.04.2021–16.04.2021 HANNOVER MESSE 2021 Hannover Deutsche Messe, Hannover www.hannovermesse.de

24.05.2021–27.05.2021 ITSC 2021 International Thermal Spray Quebec City, ASM International, USA www.asminternational. Conference & Exposition Canada org 13.09.2021–17.09.2021 SCHWEISSEN & SCHNEIDEN 2021 Düsseldorf MESSE ESSEN GmbH www.schweissen- schneiden.com 28.10.2021–29.10.2021 12. Kolloquium Hochgeschwindigkeits- Erding GTS Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V. hvof.gts-ev.de Flammspritzen / 12th HVOF Colloquium E-Mail: [email protected] 08.12.2021–10.12.2021 10 RIPT – Les Rencontres Internationales Jülich Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für www.fz-juelich.de/iek/ de la Projection Thermique Energie- und Klimaforschung, IEK-1 iek-1 Alle Angaben ohne Gewähr | No liability is assumed for the correctness of the details provided Weitere Termine und Informationen zu ETS- und ETSS-Terminen der GSI SLV München und GSI SLV Duisburg finden Sie unter | For further dates and information on ETS and ETSS training offered by GSI SLV Munich and GSI SLV Duisburg please visit: . www.slv-muenchen.de . www.slv-duisburg.de

Weitere Details und Termine, darunter die Treffen der Arbeitsgruppen ATeSp und TS-3 , f nden Sie online auf unserer Seite „Termine“ unter . www.gts-ev.de Further details and dates, including the meetings of the working groups ATeSp and TS-3 , can be found online on our “Dates” page at . www.gts-ev.de

XXIV THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 + NO. 43

GTS-Strahl43_TSB01-2020_Final2.indd 24 31.03.2020 12:26:18 DAS NEUE UNIVERSUM DER SCHWEISSTECHNISCHEN INFORMATION

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DVS Media GmbH • Aachener Straße 172 • 40223 Düsseldorf Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

Möglichkeiten der Validierung von Partikelgeschwindigkeits-Messungen am Beispiel von HVOF-Prozessen Possibilities for the validation of particle velocity measurements using the example of HVOF spraying processes

Dr.-Ing. Stephan Zimmermann, Roman Simon Forster, M. Sc., Prof. Dr.-Ing. Jochen Schein, Universität der Bundeswehr, EIT1 (LPT), Neubiberg; Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Tillmann, Christopher Schaak, M. Sc., Dipl. Wirt.-Ing. Leif Gereon Hagen, Hans-Georg Rademacher, Technische Universität Dortmund, LWT, Dortmund

Kurzfassung Abstract Mit diesem Artikel sollen erste Ergebnisse bei der Entwicklung der Validie- This article is intended to highlight those initial results with regard to the de- rung der Geschwindigkeits-Partikelmessungen an Hochgeschwindigkeits- velopment of the validation of the particle velocity measurements in high-ve- Flammspritzprozessen (HVOF-Prozesse) aufgezeigt werden, die im Zuge ei- locity oxy-fuel (HVOF) spraying processes which have arisen in the course nes IGF-Forschungsprojekts entstanden sind. Dabei wird als erstes die allge- of an IGF research project. In this respect, the general questions about the meine Fragestellung der Validierungen bei Partikel-Geschwindigkeits-Mes- validation operations with regard to particle velocity measurements are ex- sungen erklärt. Dann werden die ersten mit unterschiedlichen Partikeldiagno- plained frst of all. Then, the initial velocity measurement results obtained sesystemen am HVOF-Prozess erziel- with different particle diagnosis sys- ten Geschwindigkeitsmessergebnis- Dr.-Ing. Stephan Zimmermann tems in the HVOF spraying process se dargestellt und den mit zusätzli- Autorenprofl: Author profle: are portrayed and compared with chen Diagnosemethoden erzielten the results obtained using addition- www.thermal-spray-bulletin.info/?id=202478 Ergebnissen gegenübergestellt. al diagnosis methods. [email protected] Prof. Dr.-Ing. Jochen Schein 1. Einleitung Autorenprofl: Author profle: 1. Introduction Im Bereich der Analyse thermischer www.thermal-spray-bulletin.info/?id=202482 In the feld of the analysis of ther- Beschichtungsprozesse [1–3] ist fest [email protected] mal coating processes [1-3], it has gestellt worden, dass die Partikeltem- been established that the particle Roman Simon Forster, M. Sc. peratur T und die Partikelgeschwin- temperature T and the particle ve- P Autorenprofl: Author profle: P digkeit vP wichtige Parameter für die locity vP are important parameters Schichtherstellung sind. Das Problem www.thermal-spray-bulletin.info/?id=400200 for the manufacture of coatings. bei der Bestimmung dieser Kenngrö- [email protected] The problem with regard to the de- ßen ist, dass die vielen Diagnosesys- Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Tillmann termination of these characteristic teme zur Bestimmung von TP und vP Autorenprofl: Author profle: variables is that the many diagno- unterschiedliche Resultate liefern. sis systems for the determination of www.thermal-spray-bulletin.info/?id=201717 Daher ist es angebracht, diese Sys- T and v supply different results. [email protected] P P teme zu vergleichen, Korrelationen Therefore, it is appropriate to com- zu erkennen und zu defnieren, um Christopher Schaak, M. Sc. pare these systems and to recognise so eine mögliche eventuell abso- Autorenprofl: Author profle: and defne any correlations in order lute Messung durchzuführen. Des www.thermal-spray-bulletin.info/?id=307119 to thus take a possible, potential- Weiteren existieren bei den kleinen [email protected] ly absolute measurement. Further- und mittelständischen Unternehmen more, only limited resources and Dipl. Wirt.-Ing. Leif Hagen (KMU) und der Industrie nur bedingt means for measurement exist at the Autorenprofl: Author profle: Ressourcen und Mittel zur Vermes- small and medium-sized enterpris- sung. Die komplexe Bedienung so- www.thermal-spray-bulletin.info/?id=306997 es (SMEs) and in industry. The com- wie mehrere Diagnosen für Redun- [email protected] plex operation as well as several di- danz-Untersuchungen hemmen In- Hans-Georg Rademacher agnoses for redundancy investiga- vestitionen zum Kauf dieser Systeme. Autorenprofl: Author profle: tions are inhibiting investments in Speziell bei Diagnosen spielt (neben the purchase of these systems. Espe- www.thermal-spray-bulletin.info/?id=400204 Kosten, Einsatzmöglichkeit, Komple- cially in the case of diagnoses, roles [email protected] xität und Bedienbarkeit usw.) vor al- are played not only by the costs, the

38 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Wissenschaftliche Fachbeiträge Peer-reviewed Papers lem die Frage eine Rolle, inwieweit taneous monitoring of the develop- Reales Wertepaar (v -T ) des Messobjektes diese die „wahren“, das heißt die tat- P P ment of the coating (thermal cam- Pair of real values (v -T ) of the measured object sächlichen, realen Werte des jeweili- P P era, high-speed camera and pyrom- gen Messobjekts bei Prozessabwei- eter), can be used in order to com- Diagnose 1 chungen reproduzierbar und hinrei- Diagnosis 1 pare the different measuring proce- Diagnose 3 chend schnell wiedergeben, Bild 1. dures with each other on the basis Diagnosis 3 Vor diesem Hintergrund ist es realis- Diagnose 2 of their results. For this purpose, in- tisch, dass die Ergebnisse verschie- Diagnosis 2 dustrial diagnosis systems (Accu- dener Messverfahren eine unter- Diagnose 4 raSpray, SprayWatch and NIR sen- schiedliche Nähe zu den „wahren“ Diagnosis 4 sor) with scientifc diagnosis sys- Werten des Messobjekts aufweisen. tems (DPV2000) are systematically In der zweidimensionalen Tempera- investigated and tested with regard tur- und Geschwindigkeitsebene lie- to the detection of any deviations in

gen Messverfahren mit ihren Ergeb- Wert Normierter the particle parameters in the pro- Standardised value Standardised nissen (entsprechend dem jeweili- cess. The indication of the process [K]

p gen Verfahren sind das Wertepaa- T stability, i.e. the information about re v1-T1, v2-T2 usw.) näher oder ent- the extent to which the diagnosis fernter zum „wahren“ Wertepaar Partikel-Geschwindigkeit v systems are capable of recognising v -T (Geschwindigkeit und Tempe- any deviations quickly enough and P P Particle velocity Particle temperature ratur) eines Teilchens. Somit kön- p [m/s] Partikel-Temperatur of minimising the measuring error nen unterschiedliche systematische with regard to the pair of „true“ Fehler bei den verschiedenen Diag- measured values v -T , serves as the Bild 1: Bestimmung des „wahren/ Fig. 1: Fig. 1: Determination of the pair P P nosen auftreten. Zu diesem Feh- statement criterion, based on the realen“ Partikel-Wertepaars vp-Tp of “true/real” particle values vP-TP (ve- lertyp kommen dann noch unter- (Geschwindigkeit/Temperatur) bei der locity/temperature) during the analysis classic coating analysis. schiedliche statistische Fehler hin- Analyse mit unterschiedlichen Diagno- with different diagnoses in the case of In this respect, consideration must sen beim thermischen Spritzen thermal spraying zu, die sich in Bild 1 durch schmä- also be given to the different physi- lere oder breitere Verteilungen (hier cal measuring principles (and thus to jeweils mittels Gauß-Verteilung) dar- es für KMU und die Industrie wichtig utilisation possibility, the complexi- the different limits) when the meas- stellen lassen. Daher sollen mit Hil- (die meist nur ein System zur Verfü- ty and the ease of operation etc. but ured values are obtained. Therefore, fe der Partikeldiagnosesysteme und gung haben) zu wissen, wie die Er- also, above all, by the question of it is important for SMEs and industry eines neuen Verfahrens, der Schall- gebnisse und Daten zu werten und the extent to which these indicate (which have just one system availa- analyse (Wavelet-Transformation), zu interpretieren sind. Hierbei soll- the „true“ (i.e. actual), real values of ble in most cases) to know how the gekoppelt mit der gleichzeitigen te eine Entscheidungsmatrix existie- the measured object in question in results and the data should be as- Überwachung der Schichtentstehung ren, die es erlaubt, die vorhandenen a reproducible and suffciently quick sessed and interpreted. In this case, (Thermokamera, Hochgeschwindig Systeme in ein Preis-Leistungsver- way in the event of any process de- there should be a decision matrix keitskamera, Pyrometer), die unter- hältnis zu setzen, um so den KMU viations, Fig. 1. Against this back- which makes it possible to put the schiedlichen Messverfahren anhand und der Industrie mit Ihren fnanzi- ground, it is realistic that the results existing systems in price/perfor- ihrer Ergebnisse miteinander vergli- ellen Mitteln ein Optimum zur Pro- of various measuring procedures mance ratios in order to thus high- chen werden. Dazu werden Indust- zessanalyse/Prozessüberwachung exhibit different proximities to the light an optimum for process analy- riediagnosesysteme (AccuraSpray, [5–9] aufzuzeigen. Ferner sollten „true“ values of the measured ob- sis / process monitoring [5-9] to the SprayWatch, NIR-Sensor) mit wis- die Ergebnisse von Prozess-Diagno- ject. On the two-dimensional tem- SMEs and to industry with their f- senschaftlichen Diagnosesystemen sesystemen (vorwiegend bei KMU perature and velocity level, meas- nancial means. Furthermore, the re- (DPV2000) bei der Detektion von und Industrie vorhanden) mit de- uring procedures are, with their results of process diagnosis systems Abweichungen der Partikel-Parame- nen von Analyse-Diagnosesystemen sults (corresponding to the proce- (predominantly available at SMEs ter im Prozess systematisch unter- (vorwiegend bei den Forschungsins- dure in question, the pairs of values and in industry) should be compared sucht und getestet. Als Aussagekri- tituten vorhanden) sowie mit dem in are v1-T1, v2-T2 etc.), closer or further with those of analysis/diagnosis sys- terium, basierend auf der klassischen einer erweiterten fundierten Schicht- away from the „true“ pair of values tems (predominantly available at the

Schichtanalyse, dient die Wiederga- prüfung ermittelten „wahren“ Mess- vP-TP (velocity and temperature) of research institutes) as well as with be der Prozessstabilität, das heißt wert (für die Geschwindigkeit v und a particle. Thus, different systemat- the „true“ measured value estab- die Angabe, inwieweit die Diagno- die Temperatur T) verglichen und ic errors may arise during the vari- lished in an extended well-founded sesysteme in der Lage sind, Abwei- analysiert werden. Um eine even- ous diagnoses. This type of error is coating test (for the velocity v and chungen schnell genug zu erkennen tuelle Vergleichbarkeit der aufge- then also supplemented by differ- the temperature T) and analysed. In sowie den Messfehler bezüglich des nommenen Werte zur Prozessop- ent statistical errors which can be order to obtain any potential com-

„wahren“ Messwertpaars vp-Tp zu timierung oder Prozessauslegung portrayed on Fig. 1 using narrow- parability of the recorded values for minimieren. der KMU und Industrie zu erhalten, er or wider distributions (here, us- process optimisation or process de- Die unterschiedlichen physikalischen müssen Untersuchungen in enger ing the Gaussian distribution in each signing at the SMEs and in industry, Messprinzipien (und somit unter- Zusammenarbeit von Forschungsin- case). Therefore, the particle diag- investigations must be conducted in schiedlichen Grenzen) beim Erhalt stituten durchgeführt werden. Da- nosis systems and a new procedure, close cooperation with research in- der Messwerte müssen hierbei eben- bei sind diese Untersuchungen auf i.e. sound analysis (wavelet trans- stitutes. In this respect, these investi- falls berücksichtigt werden. Daher ist die beiden wesentlichen Partikelei- formation), coupled with the simul- gations must be focused on both the

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 39 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge genschaften (Temperatur und Ge- Messungen mit unterschiedlichen schwindigkeit) bei Plasma-, Lichtbo- Diagnosesystemen (DPV2000, Ac- gendraht- und HVOF-basierten Pro- cura-Spray und VisiSizer) bezüglich zessen [3–7, 9] zu fokussieren. der Geschwindigkeitsdetektion am Um die Bedeutung der „exakten“ HVOF-Prozess im Fokus. Dabei soll-

oder „wahren“ Bestimmung des Par- ten keine großen Parametervariati- Messung Measurement tikel-Wertepaars (vP-TP) noch mehr onen beim HVOF-Prozess durchge- hervorzuheben, sollen hierzu die führt werden, sondern vielmehr die 3000 Simulation derzeitigen Aktivitäten auf dem Ge- Detektion bei Änderung eines Pa- 2900 2800 biet der Schichtbildung (Partikelauf- rameters mit den unterschiedlichen [K] 2700 2600 prall, Splat- und Porenbildung) noch- Diagnosesystemen erfolgen. Hier- 2500 2400 mals kurz dargestellt werden. Die re- bei wurde in den Tests nur die Parti- 2300 2200 sultierenden Schichteigenschaften kelrate (in Form der Drehgeschwin- Temperatur 2100 sind einerseits sehr stark von der digkeit des Scheibenförderers von Temperature 2000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 Partikel-Geschwindigkeit und Tem- 2,5% auf 5%) geändert. Als Ergeb- x/mm peratur bestimmt, welche die Abfa- nisse der Untersuchungen sollen chung der einzelnen Partikel kontrol- hier die Geschwindigkeitsdetektion lieren, und andererseits von der Tem- (Bild 3), die Größendetektion (Bild 4) peratur des zu beschichtenden Sub- und die resultierende Schichtanaly- strats (insbesondere für keramische se (Bild 6) beim HVOF-Prozess auf- Partikel), welche die Fragmentie- gezeigt werden. Als zusätzliches Un- rung und Haftung der Partikel unter tersuchungskriterium wurden vor al- sich und zum Substrat bestimmen. lem Schall- und High-Speed-Aufnah- Der Partikelaufprall [8] und die sich men im Spritzabstand sowie erste Si- Bild 2: Oben: HVOF-Hochgeschwindig- Fig. 2: Top: High-speed photographs of keitsaufnahmen (Intensitätsverteilung HVOF spraying (intensity distribution daraus bildende Schicht kann nach mulationsergebnisse mit herange- der HVOF-Flamme) mit Maßstab; Mitte: of the HVOF spraying fame) with a Madejski und strömungsmecha- zogen. Dabei erfolgt die Modellie- Berechnete Temperaturverteilung nach scale; centre: calculated temperature HVOF-Ausgang; Unten: HVOF-Simulati- distribution downstream of the HVOF nischen Simulations-Programmen rung der HVOF-Systeme meist auf onsergebnisse der Intensitätsverteilung spraying outlet; bottom: HVOF spraying (CFD, Flow-3D) oder mit 1D-, 2D- der Basis der Erhaltungsgleichun- der Flamme (JP5000-Parameter); An- simulation results of the intensity und 3D-Monte-Carlo-Modellen je gen der klassischen Physik, begin- wendung für die optimale Partikelin- distribution of the fame (JP5000 pa- jektion oder Ermittlung des optimalen rameters); application for the optimum nach Rechnerleistung und Komplexi- nend mit der Kerosininjektion in die Spritzabstands für das entsprechende particle injection or determination of tät der Anforderung berechnet wer- Brennkammer und der anschließen- Beschichtungsmaterial the optimum spraying offset distance for the corresponding coating material den. Die Eingangsparameter für die den Zerstäubung des Kerosins. Die Splat- und Schichtbildung sind da- zerstäubten Tropfen verdampfen bei neben den klassischen Partikel- und bilden damit einen gasförmi- DPV2000 DPV2000 parametern (Temperatur, Geschwin- gen chemischen Reaktionspartner. 5%-Dosierscheibe 2,5%-Dosierscheibe digkeit, Größe, Form, Anzahldichte, Die hauptsächlich in der Brennkam- 5% dosing disc 2,5% dosing disc Zusammensetzung usw.) auch Ein- mer ablaufenden chemischen Reak- fussgrößen wie Substrattempera- tionen werden durch einen Reakti- tur, Aufprallwinkel oder Materialzu- onsmechanismus erfasst. Für das hy- sammensetzung [8]. Validiert wer- bride System wurde der Reaktions- den diese Berechnungen mit expe- mechanismus für die Kerosin-Sau- rimentellen Untersuchungen wie erstoff-Verbrennung um die Was- der optischen Aufnahme der Splat- serstoff-Sauerstoff-Verbrennung er- bildung, Schliffbildern sowie unter- weitert. Die Reaktionsraten der Me- HVOF-Vermessung WOKA400 23 l/h Kerosin, 880SLPM O2, Messab- schiedlichen Mikroskopie-Analysen. chanismen werden durch das Ed- stand: 350 mm, 5%- und 2,5%-Dosier- Die Temperatur beeinfusst die Vis- dy-Dissipation-Concept berechnet. scheibe, WC-CoCr −45+15 µm Pulver v (z. B. 5% AccuraSpray) = 758,7 m/s kosität des Fluids und somit den Er- Die Kombination der Messresulta- v (z. B. 2,5% AccuraSpray) = 769,7m/s starrungsvorgang. Der erreichbare te und der Anlagenparameter dien- HVOF spraying measurement WOKA400 23 l/h kerosene, 880 SLPM O2, measuring Oberfächenschutz durch thermisch ten als Eingangsparameter für die distance: 350 mm, 5% and 2.5% dosing gespritzte Beschichtungen ist neben simulativen Berechnungen und als z-Achse z-axis [mm] discs, WC-CoCr −45+15 µm powder v (e.g. 5% AccuraSpray) = 758.7 m/s den Phasenanteilen des Spritzwerk- Verifkationsdaten. Gleichzeitig kön- v (e.g. 2.5% AccuraSpray) = 769.7 m/s stoffs somit auch eine Funktion der nen die im HVOF-System berechne- y-Achse y-axis [mm] Schichtmikrostruktur. ten Werte mit solchen Modellen und Validierungsmessungen für die Vor- Bild 3: Messungen am HVOF-Prozess, a) Fig. 3: Measurements in the HVOF 2. Experimenteller Aufbau und hersage der resultierenden Partikel- DPV2000-Messung mit 5% Dosierschei- spraying process, a) DPV2000 measure- Ergebnisse bei der Geschwindig- eigenschaften genutzt werden (In- benparameter, b) DPV2000-Messung ment with 5% dosing disc parameter, keitsdetektion am HVOF-Prozess jektionsbedingungen und optimaler mit 2,5% Dosierscheibenparameter, c) b) DPV2000 measurement with 2.5% LDA-Vergleichsmessung, d) HVOF-Para- dosing disc parameter, c) comparative In ersten Versuchen am Lehrstuhl Spritzabstand). In Zusammenarbeit meter sowie Ergebnisse der AccuraS- LDA measurement, d) HVOF spraying für Werkstofftechnologie der TU mit der Liebherr-Aerospace Linden- pray-Parameter-Messungen parameters as well as results of the AccuraSpray parameter measurements Dortmund stand der Vergleich von berg GmbH (Mitglied des projektbe-

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essential particle properties (temper- tions as well as different microscopic ature and velocity) in the case of pro- analyses. The temperature infuences cesses based on plasma, wire arc and the viscosity of the fuid and thus the HVOF spraying [3-7, 9]. solidifcation process. The achievable In order to emphasise the signif- surface protection provided by ther- cance of the „exact“ or „true“ deter- mally sprayed coatings is a function mination of the pair of particle values not only of the phase proportions of

(vP-TP) even more, the current activi- the spraying material but also thus of ties in the feld of the coating forma- the coating microstructure. tion (particle impact as well as splat and pore formation) should be por- 2. Experimental setup and trayed briefy once more for this pur- results with regard to the pose. The resulting coating proper- velocity detection in the HVOF ties are determined not only, to a very spraying process great extent, by the particle velocity Initial tests at the Professorship of and the temperature which control Materials Technology at the Dort- Bild 4: VisiSizer-Messung am HVOF-Pro- Fig. 4: VisiSize measurement in the zess mit Kalibrierung, Einzelbilder mit HVOF spraying process with calibration, the fattening of the individual par- mund University of Technology fo- Zeitdifferenz ∆t = 0,26 µs, Binärbilder individual images with time difference ticles but also by the temperature of cused on the comparison of meas- des Auswertealgorithmus zur Bestim- ∆t = 0.26 µs and binary images of the mung der Größe und der Geschwin- evaluation algorithm for the determina- the substrate to be coated (particu- urements with different diagnosis digkeit tion of the size and the velocity larly for ceramic particles) which de- systems (DPV2000, AccuraSpray and termines the fragmentation and ad- VisiSize) with regard to the velocity hesion of the particles to each other detection in the HVOF spraying pro- Bild 5: Beschichtungssystem Coating system Adaption der and to the substrate. The particle im- cess. In this respect, it was not intend- Schall-Mes- pact [8] and the coating forming from ed to carry out any great parameter Plasma, Computer Lichtbogendraht, sung mit this can be calculated according to variations during the HVOF spraying Vergleich HVOF Madejski and fuid mechanics simu- process but instead to detect them Plasma, der unter- wire arc, schiedlichen lation programs (CFD and Flow-3D) or with the different diagnosis systems Partikelrate HVOF with 1D, 2D and 3D Monte Carlo mod- when one parameter was changed. spraying Spektrum Spectrum (2,5%- versus 5%-Dosier- els depending on the computer per- In this case, only the particle rate (in scheibe beim formance and the complexity of the the form of the rotational speed of Durchschnittsverlauf der einzelnen HVOF-Prozess) Messreihen nach Systemabzug requirement. In this respect, the in- the disc feeder from 2.5% to 5%) was Average courses of the individual Fig. 5: put parameters for the splat and coat- changed in the tests. Here, the veloci- series of tests after system deduction Adaptation of the sound ing formation are not only the clas- ty detection (Fig. 3), the size detection measure- sic particle parameters (temperature, (Fig. 4) and the resulting coating anal- ment with a System comparison of velocity, size, shape, number density, ysis (Fig. 6) during the HVOF spray- 2,5% 5% the different composition etc.) but also infuencing ing process should be highlighted as Amplitude [V] particle rates (2.5% dosing variables such as substrate tempera- the results of the investigations. As disc versus ture, impact angle or material com- an additional investigation criterion, 5% dosing position [8]. These calculations are reference was also made, above all, disc during the HVOF validated with experimental inves- to sound recordings and high-speed spraying Frequenz Frequency [kHz] tigations such as the optical record- photographs at the spraying offset process) ing of the splat formation, microsec- distance as well as to initial simulation results. In this respect, the HVOF spraying systems are mostly mod- Originalschicht a) b) (Spritzschicht) elled on the basis of the conservation Original coating equations in classic physics, begin- (sprayed coating) ning with the kerosene injection into

5%-Dosierscheibe 2,5%-Dosierscheibe the combustion chamber and the sub- Pyrometer 1 5% dosing disc 2.5% dosing disc sequent atomisation of the kerosene. The atomised droplets evaporate and Schichtaufbau (Abstand = 350 mm, 8 Überläufe, Subst- thus form a gaseous chemical reac- rat C45 (50 mm × 70 mm), tion partner. The chemical reactions EKF100) Coating structure (distance = mainly taking place in the combus- 350 mm, 8 passes, substrate: Schichtdicke (174,3 µm) Schichtdicke (89,6 µm) C45 (50 mm × 70 mm), tion chamber are taken into account Coating thickness (174.3 µm) Coating thickness (89,6 µm) EKF100) using a reaction mechanism. For the hybrid system, the reaction mecha- Bild 6: a) HVOF-WOKA-Schallanalyse (stellvertretend); Fig. 6: a) HVOF-WOKA sound analysis (representative); nism for the kerosene/oxygen com- b): HVOF-WOKA-Hochgeschwindigkeits-Kamera-Analyse b): HVOF-WOKA high-speed camera analysis (intensity image (Intensitätsbild beim Spritzabstand von 350 mm) und at the spraying offset distance of 350 mm) and subsequent bustion was extended by the hydro- anschließender Proben-/Schichtanalyse (8 Überläufe auf specimen/coating analysis (eight passes on C45-EKF100) gen/oxygen combustion. The reaction C45-EKF100) (stellvertretend) (representative) rates of the mechanisms are calculat-

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 41 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

Literatur References [1] Fr.-W. Bach, R. Henne, K. Landes, E. Lugscheider, T. Copitzky, J. [5] B. Jähne: Digitale Bildverarbeitung, Springer ISBN 3-540-61379-X Prehm, B. Droessler, F. Ernst, A. Fischer, K. Seemann, T. Streibl, S. (1997). Zimmermann, E. Bouyer: Diagnostics at Thermal Coating Processes - [6] G. Kamala, J. Hashemi, A. A. Barhorst: “Discrete-Wavelet Analysis Research Results of the DFG-Founded Project, International Thermal of Acoustic Emissions During Fatigue Loading of Carbon Fiber Rein- Spray Conference and Exposition, ITSC, 2003. forced Composites”, J. Reinforced Plastics and Composites 20 (3), S. [2] Fr.-W. Bach, R. Henne, K. Landes, E. Lugscheider, J. Prehm, K. Hartz, 222/38, 2001. F. Ernst, S. Zimmermann, J. Arnold, M. Müller, G. Schiller, T. Kav- [7] F. Mayinger, O. Feldmann: „Optical Measurements-Techniques and ka: Diagnostics at Thermal Coating Process-Research Results of the Applications”, 2nd Edition, Springer Verlag Berlin Heidelberg, 2001. DFG-Founded Project, ITSC 2004, International Thermal Spray Con- [8] T. Steinke: „Ein Monte-Carlo-Modell zur Simulation plasmagespritz- ference and Exposition (Osaka), 2004. ter Wärmedämmschichten“, Dissertation, Technischen Universität [3] P. Fauchais, A. Vardelle, B. Dussoubs: “Quo vadis thermal spraying?”, Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, 2008. Journal of Thermal Spray Technology, Vol.10, 2001, S. 44/66. [9] S. Zimmermann, K. Kreher, P. Weiland, L. Schnauber, J. L. Marques, [4] M. Hugenschmidt: Lasermesstechnik, Diagnostik der Kurzzeitphysik, K. Landes und J. Schein: „Entwicklungen im Bereich der DC-Plasma- Springer ISBN 978-3-540-29920-2, 2007. generatoren und deren mögliche Applikationsfelder“, 15. Werkstoff- technisches Kolloquium, 2012, Chemnitz. gleitenden Ausschusses) und ersten messung am Spritzsystem (HVOF- ed using the eddy dissipation concept. the size ((v (e.g. 5% dosing disc) = Hochgeschwindigkeitsmessungen Prozess), mit 2,5%-Partikeldosier- The combination of the measured re- 676.9 m/s, d(mean) = 37.55 µm)). konnten solche Modelle und Berech- scheibe und 5%-Partikeldosier- sults and the installation parame- Here, the HVOF-WOKA parameter ve- nungen erstellt werden, Bild 2. scheibe in einem Diagramm gegen- ters served as the input parameters locity is between the DPV2000/LDA In Bild 3 ist der Vergleich der Ge- übergestellt, Bild 5. Die akustischen for the simulative calculations and as and AccuraSpray values. The estab- schwindigkeits-Detektion mittels Signale können als zusätzliche Pro- verifcation data. At the same time, lished average value for the size distri- DPV2000, Accura-Spray und LDA zessänderungsgröße benutzt und als the values calculated in the HVOF bution of the particles corresponds to (Laser-Doppler-Anemometrie) bei Validierungskriterium herangezogen spraying system can, with such mod- the input powder distribution WC-Co- Variation der Partikelrate/Teilchen- werden. els and validation measurements, be Cr −45+15 µm. dichte beim HVOF-Prozess darge- Parallel dazu sind Hochgeschwindig- used for the prediction of the result- During the HVOF coating process, it stellt. keitskamera-Aufnahmen im Spritz ing particle properties (injection con- was possible to analyse the acoustic Die Vergleichsmessung beim oben abstand durchgeführt worden. Ver- ditions and optimum spraying offset signals. In this respect, the results of angegebenen HVOF-Prozess (WOKA) glichen wurden hier stellvertretend distance). In cooperation with Lieb- the sound measurements in the spray- wurde mit einem kamerabasierten wieder die HVOF-Versuche (2,5%- herr-Aerospace Lindenberg GmbH ing system (HVOF spraying process) System (VisiSize N60, Oxford Laser) versus 5%-Dosierscheibe). Abschlie- (member of the project-accompany- with a 2.5% particle dosing disc and a durchgeführt. In Bild 4 ist der Re- ßende Schichtdickenmessungen kom ing committee) and using initial high- 5% particle dosing disc are compared chenweg für den 5%-Dosierschei- plettieren diese Versuchsreihe. Mit speed measurements, it was possible on one diagram, Fig. 5. The acoustic ben-Parameter dargestellt. Dabei den gewonnenen Daten können dann to elaborate such models and calcu- signals can be used as an additional wurde zuerst eine Justage der Ka- zusätzliche Korrelationsfaktoren und lations, Fig. 2. process change variable and referred mera durchgeführt (VisiSize-Justage, Validierungsmethoden defniert wer- The comparison of the velocity detec- to as a validation criterion. 1 mm Quadrat, Bildgröße 1000 Pi- den, um die unterschiedlichen Par- tion using DPV2000, AccuraSpray and Parallel to this, high-speed camera xel × 1000 Pixel entspricht 1,57 µm/ tikelmessmethoden zu vergleichen, LDA (laser doppler anemometry) with photographs have been taken at the Pixel, zeitliche Differenz zweier Bil- Bild 6. the variation of the particle rate / par- spraying offset distance. Here, the der ∆t = 0,26 µs, Grauwert-Schwel- ticle density during the HVOF spraying HVOF spraying tests (2.5% dosing le = 152). Mit dem selbstgeschriebe- 3. Fazit process is portrayed on Fig. 3. disc versus 5% dosing disc) were once nen Bildauswertealgorithmus lassen Alle beim HVOF-Prozess bisher einge- The comparative measurements dur- again compared as representatives. sich dann die Geschwindigkeit und setzten Partikel-Geschwindigkeits- ing the HVOF spraying process spec- This series of tests is completed by f- die Größe ermitteln ((v (beispielswei- Mess-Systeme basieren auf unter- ifed above (WOKA) were taken with nal coating thickness measurements. se 5%-Dosierscheibe) = 676,9m/s, schiedlichen physikalischen Mess- a camera-based system (VisiSize N60, The obtained data can then be used d(mean) = 37,55 µm)). Die HVOF-WO- methoden und geben Parameterän- Oxford Laser). The computation path for the defnition of additional corre- KA-Parameter-Geschwindigkeit liegt derungen an. Die absoluten Ge- for the 5% dosing disc parameter is lation factors and validation methods hier zwischen dem DPV2000-LDA- schwindigkeiten variieren aber, wes- portrayed on Fig. 4. In this respect, in order to compare the different par- und dem AccuraSpray-Wert. Der er- halb es sich anbietet, für zukünfti- the camera was adjusted frst of all ticle measuring methods, Fig. 6. mittelte Durchschnittswert für die ge Geschwindigkeitsmessungen die (VisiSize adjustment, 1 mm square, Größenverteilung der Partikel ent- LDA-Messungen als Basis zur Be- image size: 1,000 pixels × 1,000 pix- 3. Conclusion spricht der eingegebenen Pulverver- rechnung der Korrelationsfaktoren els corresponds to 1.57 µm/pixel, All the particle velocity measuring teilung WC-CoCr −45+15µm. heranzuziehen. Des Weiteren kann time difference between two imag- systems utilised during the HVOF Während des HVOF-Beschichtungs aus den bisher durchgeführten Par- es ∆t = 0.26 µs, grey value thresh- spraying process until now are based prozesses konnten die akustischen tikel-Geschwindigkeits- und Parti- old = 152). With the self-written im- on different physical measuring meth- Signale, analysiert werden. Dabei kel-Größenmessungen festgehalten age evaluation algorithm, it is then ods and indicate parameter changes. wurden die Ergebnisse der Schall- werden: possible to establish the velocity and However, there are variations in the

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Idealerweise existieren ein Ge- Danksagung absolute velocities. For this reason, it Particle sizes smaller than 10 µm schwindigkeitskalibriertool für alle Das IGF-Vorhaben Nr. 19.960N / is expedient, for future velocity meas- must be viewed critically. The rea- etablierten Partikel-Geschwindig- DVS-Nr.: 02.098 der Forschungsver- urements, to make reference to the sons for this are the Mie scattering keits-Messungen (ähnlich dem einigung Schweißen und verwand- LDA measurements as the basis for as well as the optical image limit. DPV2000-Kalibrierkoffer), ein Pie- te Verfahren e. V. des DVS, Aache- the calculation of the correlation fac- zozerstäuber zur Erzeugung def- ner Str. 172, 40223 Düsseldorf, wur- tors. Furthermore, the following con- Acknowledgement nierter Tröpfchengrößen (idealer- de über die Arbeitsgemeinschaft in- clusions can be drawn from the previ- The IGF Project 19.960 N / DVS No. weise runde) oder eine standardi- dustrieller Forschungsvereinigungen ously taken particle velocity and size 02.098 of the research association sierte Fokalplatte für das thermi- (AiF) im Rahmen des Programms zur measurements: „Forschungsvereinigung Schweißen sche Spritzen. Förderung der industriellen Gemein- Ideally, there is one velocity calibra- und verwandte Verfahren e. V. des Basis aller Geschwindigkeitsmes- schaftsforschung (IGF) vom Bundes- tion tool for all the established par- DVS, Aachener Straße 172, 40223 sungen der Partikel sollten die ministerium für Wirtschaft und Ener- ticle velocity measurements (similar Düsseldorf“ was, on the basis of a Analysen mit einem LDA-System gie aufgrund eines Beschlusses des to the DPV2000 calibration case), a resolution of the German Bundestag, (Laser-Doppler-Anemometrie-Sys- Deutschen Bundestages gefördert. piezoelectric atomiser for the pro- promoted by the Federal Ministry of tem) oder einem PIV-System (Par- Wir bedanken uns für die fnanziel- duction of defned droplet sizes Economic Affairs and Energy via AiF ticle-Image-Velocimetry-System) le Unterstützung dieses Vorhabens. (ideally round) or a standardised fo- within the framework of the pro- sein. Beide Verfahren sind berüh- cal plate for thermal spraying. gramme for the promotion of joint in- rungslose optische Verfahren zur All the velocity measurements on dustrial research. Bestimmung von Geschwindig- the particles should be based on We would like to express our grati- keitsfeldern in der Strömungsme- the analyses with an LDA (laser tude for the fnancial support for this chanik und in der Fachwelt aner- doppler anemometry) system or project. kannt und etabliert. a PIV (particle image velocimetry) Partikelgrößen kleiner 10 µm sind system. Both procedures are con- kritisch zu betrachten. Grund hier- tactless optical procedures for the für ist die Mie-Streuung ((english: determination of velocity felds in Mie scattering)) sowie die opti- fuid mechanics and are recognised sche Bildgrenze. and established in the expert world.

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THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 43 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

Weiterentwicklung der eisenbasierten, titankarbid- verstärkten thermisch gespritzten Beschichtungen für den Verschleißschutz unter korrosiver Beanspruchung Further development of iron-based, titanium carbide reinforced thermal spray coatings for wear protection under corrosive loads

Prof. Dr.-Ing. Kirsten Bobzin, Wolfgang M. Wietheger, M. Sc., Dipl.-Ing. Tim Königstein, Dr.-Ing. Lidong Zhao, Dipl.Chem. Katarzyna Maria Malik, Institut für Oberfächentechnik (IOT) an der RWTH Aachen

Kurzfassung Abstract Thermisch gespritzte Fe-Basis-Beschichtungen sind bedingt durch hohe Thermally sprayed Fe-based coatings are of great importance for many in- Wirtschaftlichkeit für viele industrielle Anwendungen von großer Bedeu- dustrial applications due to their high economic effciency. Through an addi- tung. Durch die Zugabe von Hartstoffen kann die Verschleißfestigkeit die- tion of hard phases, the wear resistance of these coatings can be increased ser Beschichtungen signifkant er- signifcantly. Thus, coating systems höht werden, wodurch Schichtsys- Prof. Dr.-Ing. Kirsten Bobzin can be optimized as needed. Moreo- teme bedarfsgerecht optimiert wer- Autorenprofl: Author profle: ver, the alloy development of the Fe- den können. Darüber hinaus kann based matrix can improve the corro- www.thermal-spray-bulletin.info/?id=201094 durch die gezielte Legierungsent- sion resistance of these coatings. In [email protected] wicklung der Eisenmatrix die Korro- this study, two novel TiC-reinforced sionsbeständigkeit dieser Beschich- Wolfgang M. Wietheger, M. Sc. Fe-based coatings with a special fo- tungen verbessert werden. In die- Autorenprofl: Author profle: cus on corrosion resistance were de- ser Studie wurden zwei neuartige www.thermal-spray-bulletin.info/?id=400022 veloped using HVAF process. The TiC-verstärkte Fe-Basis-Beschich- [email protected] coatings were subsequently inves- tungen mittels HVAF-Verfahren ins- tigated in comparison with well-es- besondere im Hinblick auf die Kor- Dipl.-Ing. Tim Königstein tablished coatings made from WC- Autorenprofl: Author profle: rosionsbeständigkeit der Beschich- CoCr and Cr3C2-NiCr regarding their tungen entwickelt und in Bezug auf www.thermal-spray-bulletin.info/author/?authorId=8497 microstructure as well as their wear die Mikrostruktur, das Verschleiß- [email protected] and corrosion resistance. The HVAF- sowie Korrosionsverhalten unter- sprayed TiC-reinforced coatings fea- Dr.-Ing. Lidong Zhao sucht. Die Untersuchungen wurden ture a very dense microstructure Autorenprofl: Author profle: im Vergleich zu etablierten Beschich- that has a considerably lower oxide www.thermal-spray-bulletin.info/?id=201400 tungen aus WC-CoCr und Cr3C2-NiCr content compared to HVOF-sprayed durchgeführt. Die HVAF-gespritz- [email protected] coatings. The novel HVAF-sprayed ten TiC-verstärkten Beschichtungen Dipl.Chem. Katarzyna Maria Malik TiC-reinforced coatings moreover zeichnen sich durch eine sehr dich- show a comparably high wear re- Autorenprofl: Author profle: te und im Vergleich zu HVOF-her- sistance compared to the Cr3C2-NiCr gestellten Beschichtungen deut- www.thermal-spray-bulletin.info/?id=306958 reference, while also showing a con- [email protected] lich oxidärmere Mikrostruktur aus. siderably better corrosion behavior Die neuartigen HVAF-gespritzten than the HVOF-sprayed TiC/Fe coat- TiC-verstärkten Beschichtungen weisen eine vergleichbar zur Referenz aus ings. Overall, they exhibit great potential for wear and corrosion resistance

Cr3C2-NiCr hohe Verschleißbeständigkeit auf. Im Vergleich zu den HVOF-ge- applications. spritzten TiC/Fe-Beschichtungen zeigen diese ein deutlich verbessertes Kor- rosionsverhalten und damit ein großes Potenzial für den Verschleiß- und Kor- rosionsschutz auf.

1. Einleitung ständigkeit sind thermisch gespritz- 1. Introduction ly sprayed WC-CoCr-based or Cr3C2- Für Anwendungen im Maschinen- te Hartmetallschichten auf Basis For applications in machine and plant NiCr-based hard metal coatings are und Anlagenbau mit hohen Anfor- von WC-CoCr und Cr3C2-NiCr derzeit engineering with high requirements state of the art. These coatings fnd derungen an den Verschleißschutz in Stand der Technik. Diese Beschich- to wear protection in combination applications for instance in the hy- Kombination mit der Korrosionsbe- tungen werden beispielsweise in with corrosion resistance, thermal- draulics industry or in aircraft landing

44 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Wissenschaftliche Fachbeiträge Peer-reviewed Papers der Hydraulikindustrie oder bei Flug- zeigten bei anwendungsnahen Prüf- gears [1]. Due to the materials used, sprayed coatings in [8, 9], a clear zeugfahrwerken eigensetzt [1]. Auf standtests für Hydraulikanwendun- these coating systems are expen- change in the chemical composition Grund der verwendeten Werkstof- gen mit wasserbasierten Fluiden ein sive, which is why the industry de- was observed that was triggered by fe sind diese Schichtsysteme kons- großes Potenzial auf [8, 9]. mands similarly effcient but cost-ef- oxidation processes. This has a neg- tenintensiv. Aus diesem Grund wer- Trotz der verbesserten Korrosions- fective alternatives. One approach is ative effect on the corrosion resist- den von der Industrie preisgünstige beständigkeit ergeben sich weitere the development of iron-based ma- ance. The project Fe/TiC II (IGF No. Alternativen gefordert, die ähnlich Optimierungspotenziale, insbeson- terials. In this context, the Surface 19.451 N) therefore aimed at the de- leistungsfähig sind. Ein Ansatz ist die dere um die Korrosionsbeständigkeit Engineering Institute of the RWTH velopment of coatings by means of Entwicklung eisenbasierter Spritzzu- weiter zu erhöhen. In [8, 9] konnte Aachen University has successful- the lower-temperature HVAF pro- satzwerkstoffe. In diesem Zusam- in den mittels HVOF-Verfahren ap- ly researched thermally sprayed cess. In this process, the oxidation menhang wird am Institut für Ober- plizierten Beschichtungen unter an- TiC-reinforced Fe-based coatings agent oxygen is substituted by com- fächentechnik der RWTH Aachen derem eine deutliche Änderung der as an alternative to the established pressed air, which leads to a notice- University erfolgreich an thermisch chemischen Zusammensetzung be- coating systems. Within the scope ably reduced combustion and conse- gespritzten TiC-verstärkten Fe-Ba- obachtet werden, ausgelöst durch of the project “Beschichtungen mit quently particle temperature [4, 5]. sis-Beschichtungen als Alternati- Oxidationsprozesse. Dies wirkt sich Titankarbidverstärkung” (IGF No. Furthermore, the very large amounts ve für die etablierten Schichtsyste- negativ auf die Korrosionsbeständig- 14.510 N), frst coatings were proof compressed air combined with me geforscht. Im Projekt „Beschich- keit aus. Im Projekt Fe/TiC II (IGF-Nr.: duced using the HVOF process and the use of fne spray powders with tungen mit Titankarbidverstärkung“ 19.451 N) wurde aus diesem Grund feedstock materials based on an es- fractions of D = −30 +10 µm and (IGF-Nr.: 14.510 N) wurden erste die Schichtentwicklung mit dem käl- tablished TiC/Fe-sintered hard met- D = −25 +5 µm results in very high

Beschichtungen mittels HVOF-Ver- teren HVAF-Verfahren als Ziel festge- al with a TiC mass percentage of particle velocities of vp > 800 m/s. fahren mit den Zusatzwerkstof- legt. Beim HVAF-Verfahren wird das XTiC = 33%. The Fe matrix contains These characteristics enable very fen auf Basis von einem etablierten Oxidationsmittel Sauerstoff durch XCr = 13.5% chromium. This project dense microstructures with a low ox- TiC/Fe-Sinterhartmetall entwickelt, Druckluft substituiert, was zu ei- revealed a similarly high wear re- ide content. Apart from the adjust- das einen TiC-Massenanteil von ner deutlichen Reduzierung der Ver- sistance for HVOF-sprayed coatings ments made to the TS process, it was xTiC = 33% enthält. Die Fe-Mat- brennungstemperatur und folglich in comparison to the Cr3C2-NiCr ref- further investigated whether the ad- rix enthielt einen Chrommassenan- der Partikeltemperatur führt [4, 5]. erence [2, 3]. However, due to the dition of silicon can ensure a higher teil von xCr = 13,5%. In diesem Pro- Zudem können durch die sehr ho- chemical composition of the Fe- ma- oxidation protection for the powder jekt konnte für HVOF-gespritzte Be- hen Druckluftmengen in Kombinati- trix, no satisfactory corrosion resist- particles. The results of the coating schichtungen eine zur Referenz aus on mit der Verwendung feiner Spritz- ance could be achieved in this pro- development will be presented in the

Cr3C2-NiCr vergleichbar hohe Ver- pulver der Fraktionen wie D = −30 ject. Building on the results, a novel following chapter. schleißfestigkeit gezeigt werden +10 bzw. −25 +5 µm sehr hohe Par- TiC/Fe feedstock material for hydrau-

[2, 3]. Auf Grund der chemischen tikelgeschwindigkeiten von vp > 800 lic applications with water-based hy- 2. Experimental procedure Zusammensetzung der Fe-Mat- m/s erreicht werden. Diese Eigen- draulic fuids was developed in the Two different spray powders were rix konnte in diesem Projekt aller- schaften ermöglichen es, sehr dichte follow-up project “FeTiC-Hydro” used in the scope of this project. First, dings noch keine zufriedenstellen- und oxidarme Mikrostrukturen reali- (IGF No. 17.701 N). For an improved the powder fractions of the spray de Korrosionsbeständigkeit erreicht sieren zu können. Neben der Anpas- corrosion resistance, a highly alloyed powder used in [8, 9] was adjusted werden. Aufbauend auf diesen Er- sung des TS-Verfahrens wurde darü- Fe-matrix made from Fe27Cr18Ni- to the requirements of the HVAF-pro- gebnissen wurde im Folgeprojekt ber hinaus untersucht, ob durch die 3Mo was used. Compared to the pre- cess. Second, this powder was then FeTiC-Hydro (IGF-Nr.: 17.701 N) ein Zugabe von Silizium ein höherer Oxi- viously investigated feedstock mate- further developed by the addition of neuartiger TiC/Fe-Spritzzusatzwerk- dationsschutz der Spritzpartikel ge- rial in [2, 3], a considerably higher XSi = 3.5% Si to the Fe-matrix. This stoff für den Einsatz in Hydraulik- währleistet werden kann. Die Ergeb- chromium and nickel percentage was modifcation of the Fe-matrix aimed anwendungen mit wasserbasierten nisse dieser Schichtenwicklung wer- alloyed to the Fe-matrix. The HVOF- at reducing the oxidation of the ma- Hydraulikölen entwickelt. Zur Erhö- den im Folgenden vorgestellt. sprayed coatings moreover showed terial during spraying and thus im- hung der Korrosionsbeständigkeit a high microhardness as well as a proving the corrosion resistance. wurde eine hochlegierte Fe-Mat- 2. Experimentelle Durchführung wear resistance comparable to the Both spray powders were produced rix aus Fe27Cr18Ni3Mo eingesetzt. Im Rahmen dieses Projekts wurden Cr3C2-NiCr reference. In addition, through agglomeration and sinter- Dieser wurde im Vergleich zum bis- zwei unterschiedliche Spritzpulver the corrosion resistance of the nov- ing by Oerlikon Metco WOKA GmbH her untersuchten Zusatzwerkstoff in eingesetzt. Zum einen das in [8, 9] el TiC/Fe coatings showed a con- (Barchfeld, Germany). The chemical [2, 3] ein deutlich höherer Chrom- verwendet Spritzpulver. Hier wurde siderable improvement to the coat- composition according to the man- und Nickelanteil hinzulegiert. Die lediglich die Pulverfraktion gemäß ings in [2, 3]. In application-orient- ufacturer’s specifcations as well mittels HVOF-Verfahren entwickel- den Anforderungen an das HVAF- ed bench tests, the coatings showed as the powder fractions are sum- ten Beschichtungen wiesen eben- Verfahren angepasst. Zum anderen great potential for hydraulic appli- marized in Table 1. Figure 1 shows falls eine hohe Mikrohärte und eine wurde auf Basis dieses Pulvers eine cations with water-based fuids [8, scanning electron microscope (SEM) zur Referenz aus Cr3C2-NiCr ver- Weiterentwicklung durchgeführt. 9]. Despite the improvements that images of the two spray powders, gleichbar hohe Verschleißbestän- Hierfür wurde die Fe-Matrix durch could already be achieved regard- confrming a spherical particle form digkeit auf. Das Korrosionsverhalten die Zugabe von xSi = 3,5% Si mo- ing the corrosion resistance, there for both. The TiC-reinforced coat- der neuartigen TiC/Fe-Beschichtun- difziert. Ziel dieser Zugabe war es, is still potential for further optimiza- ings were applied on C45 (1.0503) gen wurde hingegen im Vergleich zu die Oxidation des Zusatzwerkstoffs tion. This includes particularly ongo- steel substrates. The substrate sam- den Beschichtungen in [2, 3] deut- beim Spritzen zu verringern und da- ing improvements for an even better ples were blasted with F16 corun- lich verbessert. Die Beschichtungen mit die Korrosionsbeständigkeit der corrosion resistance. In the HVOF- dum at a pressure of p = 0.4 MPa.

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 45 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

Beschichtungen zu erhöhen. Beide Tabelle 1: Chemische Zusammensetzungen (Massenanteil in %) und die Fraktionen der Spritzpulver Spritzpulver wurden von der Oer- Table 1: Chemical composition (mass fraction in %) and spray powder fractions likon Metco WOKA GmbH (Barch- Spritzpulver Kornfraktion [µm] Fe Ti Cr Ni Mo C Si feld) durch Agglomerieren und Sin- Spray powder Grain fraction [µm] tern hergestellt. Die chemischen Zu- TiC/Fe −35 +9 µm 34 27 18 12 2 7 0 sammensetzungen nach Hersteller- TiC/FeSi −32 +12 µm 30,5 30.5 27 18 12 2 7 3,5 3.5 angaben sowie die Pulverfraktionen sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Bild 1 zeigt die Rasterelektronen- gestellt, indem glatte Substrate be- Subsequently, they were cleaned Cr3C2-NiCr coating were produced as mikroskopie (REM)-Aufnahmen der schichtet wurden. Die Schicht wur- using ethanol and compressed air. references at the Surface Engineer- beiden Spritzpulver, die eine sphä- de anschließend mechanisch vom TiC-reinforced coatings were pro- ing Institute of the RWTH Aachen rische Form der Partikel bestätigen. Substrat gelöst. duced using the HVAF spraying sys- University. The WC-CoCr spray pow- Die TiC-verstärkten Beschichtungen Das Verschleißverhalten der Be- tem AK-07 (Kermetico Inc., Beni- der has a fraction of D = −25 +10 µm wurden auf Stahlsubstrat aus C45 schichtungen wurde mit einem Pin- cia, USA) at a high powder feed rate and was applied using the spray-

(1.0503) appliziert. Die Substrat- on-Disc (PoD) -Tribometer (CSM of approximately ṁ = 80 g/min. ing system AK-07, while the Cr3C2- proben wurden mit F16-Korund bei Instruments SA, Freiburg) ohne The process parameters are exem- NiCr spray powder has a fraction of einem Druck von p = 0,4 MPa ge- Schmiermittel untersucht. Vor der plarily illustrated in Table 2. Addi- D = −45 +15 µm and was applied strahlt und anschließend mit Ethanol Verschleißprüfung wurde die Ober- tionally, a WC-CoCr coating and a using the HVOF spraying system K2 und Druckluft gereinigt. Die TiC-ver- (GTV Verschleißschutz GmbH, Luck- stärkten Beschichtungen wurden enbach, Germany. mithilfe des HVAF-Spritzsystems Apart from the microstructural anal- AK-07 (Kermetico Inc., Benicia, ysis, the microhardness of the coat- USA) mit einer hohen Pulverförder- ings was determined as well. The rate von etwa ṁ = 80 g/min herge- “SEM LEO 1530 VP” Gemini unit stellt. Die verwendeten Prozesspara- (Card Zeiss AG, Germany) was used meter sind exemplarisch in Tabelle 2 for the SEM analysis as well as the dargestellt. Zusätzlich wurden eine energy-dispersive X-ray spectrosco- WC-CoCr-Beschichtung und eine py (EDS) analysis. The microhard-

Cr3C2-NiCr-Beschichtung als Refe- Bild 1: REM-Aufnahme der beiden TiC/Fe- Figure 1: SEM image of both TiC/Fe ness test was conducted using the renzen mit einem WC-CoCr-Spritz- Spritzpulver spray powders Micrometer 1 by Bühler GmbH (Düs- pulver der Fraktion D = −25 +10 µm seldorf, Germany). For the hard- mithilfe des Spritzsystems AK-07 so- ness measurements, a test load of wie mit einem Cr C -NiCr-Spritzpul- Tabelle 2: Spritzparameter für das HVAF-Verfahren m = 300 g was applied to the cross- 3 2 Table 2: Spray parameters for the HVAF process ver der Fraktion D = −45 +15 µm section for t = 15 s. The wet chemi- mittels des HVOF-Spritzsystems K2 Probe Druckluft [MPa] Propan [MPa] Spritzabstand L [mm] cal analysis of the coatings was used Sample Compresed air [MPa] Propane [MPa] Spraying distance L [mm] (GTV Verschleißschutz GmbH, Lu- to determine the chemical composi- HVAF TiC/Fe 01 0,73 0.73 0,55 0.55 250 ckenbach) am Institut für Oberfä- tion. It was conducted at the Insti- chentechnik der RWTH Aachen Uni- HVAF TiC/Fe 02 0,73 0.73 0,59 0.59 250 tute for Metallurgical Process Tech- versity hergestellt. HVAF TiC/FeSi 01 0,73 0.73 0,59 0.59 250 nology and Metal Recycling (IME) of

Neben der mikrostrukturellen Ana- HVAF TiC/FeSi 02 0,73 0.73 0,59 0.59 300 the RWTH Aachen University. For this lyse wurde die Mikrohärte der Be- purpose, coatings were produced on Robotergeschwindigkeit: 900 mm/s schichtungen bestimmt. Für die REM- Robot speed: smooth substrates. Subsequently, the und Energiedispersive Röntgen- coatings were mechanically removed Pulverförderrate: 80 g/min spektroskopie (EDX)-Analyse wurde Powder feed rate: from the substrate. das Gerät „SEM LEO 1530 VP Ge- The wear behavior of the coatings Trägergas (H2) TiC/Fe: 35 SLPM mini“ (Carl Zeiss AG) verwendet. Carrier gas (H2) TiC/Fe: was investigated with a Pin-on-Disc

Die Mikrohärteprüfung wurde mit Trägergas (H2) TiC/FeSi: 50 SLPM (PoD) tribometer (CSM Instruments Carrier gas (H ) TiC/FeSi: dem Gerät Micrometer 1 der Büh- 2 SA, Freiburg, Germany) without lubri- Trägergas (N ): 18 SLPM ler GmbH (Düsseldorf) durchge- 2 cants. Prior to the wear test, the sur- Carrier gas (N ): führt. Für die Härtemessungen wur- 2 face of the coating was polished us- den eine Prüfast von m = 300 g für ing a 10 µm diamond disc in order to t = 15 s im Querschliff aufgebracht. Tabelle 3: Testparameter für den PoD-Tribometer ensure consistent testing conditions. Die nasschemische Analyse der Be- Table 3: Test parameters for the PoD tribometer To create a predominantly abrasive schichtungen wurde zur Ermittlung Parameter Parameter Wert Value wear situation, an Al2O3 sphere with der chemischen Zusammensetzung Normalkraft F [N] Normal force F [N] 10 a diameter of d = 6 mm was used as am Institut für Metallurgische Pro- a counterpart. The PoD test param- Prüfgeschwindigkeit v [mm/s] Test speed v [mm/s] 100 zesstechnik und Metallrecycling eters are given in Table 3. The wear (IME) der RWTH Aachen Univer- Prüfstrecke s [m] Test track s [m] 1000 traces of the coatings were analyz- sity durchgeführt. Hierzu wurden Verschleißspurdurchmesser [mm] 10 ed using the confocal laser scanning freistehende Beschichtungen her- Wear mark diameter [mm] microscope KLM (VK-X210, Keyence

46 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Wissenschaftliche Fachbeiträge Peer-reviewed Papers fäche der Beschichtungen mit einer rosion mechanisms. The focus here 10 µm Diamantscheibe geschliffen, was particularly on the investigation um gleichbleibende Prüfbedingun- of under-corrosion. gen sicherzustellen. Um eine vorwiegend abrasive Verschleißsitu- 3. Results and discussion ation zu erzeugen, wurde als Ge- In a frst analysis step, the manufac- genkörper eine Al2O3-Kugel mit ei- tured coatings were subjected to a nem Durchmesser von 6 mm ver- basic characterization. On this basis, wendet. Die PoD-Testparameter wear and corrosion resistances were sind in Tabelle 3 dargestellt. Die investigated via model tests. The re- Verschleißspuren der Beschich- sults will be presented and discussed tungen wurden mittels konfokaler in following. Laserscanning-Mikroskopie KLM (VKX 200, Keyence Deutschland 3.1 Basic characterization GmbH, Neu-Isenburg) analysiert. The microstructure of the coatings Zur Analyse des Korrosionsverhal- was examined on cross-sections us- tens wurden die Stromdichte-Po- Bild 2: Querschliffe der Proben HVAF Figure 2: Cross-sections of the samples ing SEM and EDS. Figure 2 exempla- TiC/Fe 02 und HVAF TiC/FeSi 01 HVAF TiC/Fe 02 and HVAF TiC/FeSi 01 tenzial-Kurven der Beschichtun- rily shows the cross-sections of the gen im künstlichen Meerwasser developed coatings HVAF TiC/Fe 02 (KMW) gemessen. Die Polarisati- 3.1 Grundcharakterisierung Deutschland GmbH, Neu-Isenburg, and HVAF TiC/FeSi 01. The process onsmessungen wurden mit dem Die Mikrostruktur der Beschichtun- Germany). For the analysis of the parameters were similar for both Potentiostat „Reference 600+“ gen wurde anhand von Querschif- corrosion behavior, the current den- coatings. Both coatings show a very (Gamry Instruments, Warminster, fen mittels REM und EDX untersucht. sity-potential-curves of the coatings dense, fne microstructure. The po- England) durchgeführt. Bei die- Bild 2 zeigt exemplarisch die entwi- were measured in artifcial sea wa- rosity values are too low to be meas- sem Versuchsaufbau stellen die ckelten Beschichtungen HVAF TiC/Fe ter. The polarization measurements ured with optical methods. A high beschichteten Proben die Arbeits- 02 und HVAF TiC/FeSi 01 im Quer- were conducted using the potentio- tightness towards electrolytes is es- elektrode dar. Als Gegenelekt- schliff. Die beiden Beschichtungen stat Reference 600+ (Gamry Instru- sential for corrosion protection coat- rode wurde eine Graphitelektro- wurden mit sehr ähnlichen Spritz- ments, Warminster, England). With ings. The TiC-particles are homoge- de und als Referenzelektrode eine parametern hergestellt. Beide Be- this experimental setup, the coated nously distributed in the Fe-matrix,

Kalomel (Hg2Cl2)-Elektrode mit schichtungen zeigen eine sehr dich- samples represent the working elec- which is crucial for a high wear re- einer Potenzialverschiebung von te und feine Mikrostruktur. Die Wer- trode. A graphite electrode was used sistance. EDS measurements show ΔU = +242 mV gegenüber der Stan- te für die Porosität sind so gering, as counter electrode and a calomel that titanium and iron mixed oxides dard-Wasserstoffelektrode ausge- dass diese mittels optischer Mess- (Hg2Cl2) electrode with a potential were formed during the spraying wählt. Die Potenzialvorschubrate methoden nicht bestimmt werden displacement of ΔU = +242 mV in process. Furthermore, chromium car- betrug U=0,5 mV/s. Zusätzlich zu konnten. Für eine Korrosionsschutz- comparison to the standard hydro- bides were detected. Especially the den Polarisationsmessungen wur- schicht ist eine hohe Dichtigkeit gegen electrode was used as reference formation of oxides and carbides is den zwei ausgewählte Beschich- genüber dem Elektrolyten unabding- electrode. The potential scan rate undesirable due to the resulting lo- tungen zusammen mit den Referen- bar. Die TiC-Partikel sind homogen was = 0.5 mV/s. In addition to the cal chromium depletion. zen im neutralen Salzsprühnebel- in der Fe-Matrix verteilt, was für die polarization measurements, two se- The results of the wet chemical anal- test (nach DIN EN ISO 9227) ausge- hohe Verschleißbeständigkeit von lected coatings along with the ref- ysis are presented in Table 4. The ox- lagert. Die Testdauer für den Salz- großer Bedeutung ist. EDX-Mes- erences were evaluated in a neu- ygen contents of the coatings are sprühnebeltest betrug t = 25 h. Die sungen zeigen, dass während des tral salt spray test (according to DIN considerably lower in comparison Korrosionsproben wurden nach den Spritzprozesses Titan- sowie Eisen- EN ISO 9227). The test duration of to the respective HVOF-sprayed TiC/ Korrosionsprüfungen mikrostruktu- mischoxide gebildet wurden. Außer- the salt spray test was t = 25 h. The Fe coatings [8, 9]. This confrms the rell untersucht, um die Korrosions- dem konnte die Bildung von Chrom- corrosion samples were investigat- technical advantages of the HVAF mechanismen zu identifzieren. Da- karbiden detektiert werden. Spezi- ed microstructurally after the corro- process for TiC-reinforced materi- bei wurde der Fokus insbesondere ell die Bildung von Oxiden und Kar- sion tests in order to identify the cor- als. Moreover, the coatings with Si auf die Untersuchung von Unterkor- biden ist aufgrund der daraus resul- rosion gelegt. tierenden lokalen Chromverarmung für die Korrosionsbeständigkeit un- Tabelle 4: Chemische Zusammensetzungen (Massenanteil in %) der Beschichtungen (nasschemisch analysiert) 3. Ergebnisse und Diskussion erwünscht. Table 4: Chemical composition (mass fraction in %) of the coatings (wet chemical analysis) In einem ersten Analyseschritt wur- Die Ergebnisse der nasschemischen Probe Sample Fe Ti Cr Ni Mo C Si O den die hergestellten Beschichtun- Analyse sind in Tabelle 4 dargestellt. HVAF TiC/Fe 01 43,2 13,3 16,2 16,7 2,14 3,83 4,29 gen einer Grundcharakterisierung Die Sauerstoffgehalte der Beschich- 43.2 13.3 16.2 16.7 2.14 3.83 4.29 unterzogen. Darauf aufbauend wur- tungen sind im Vergleich zu den HVAF TiC/Fe 02 43,2 13 16,7 16,4 2,17 3,92 4,15 den die Verschleiß- und Korrosions- entsprechenden mittels HVOF-her- 43.2 13 16.7 16.4 2.17 3.92 4.15 beständigkeit mittels Modelltests gestellten TiC/Fe-Beschichtungen HVAF TiC/FeSi 01 38,7 16,1 17,9 12,7 2,02 4,23 3,98 3,09 untersucht. Im Folgenden werden wesentlich geringer [8, 9], was die 38.7 16.1 17.9 12.7 2.02 4.23 3.98 3.09 die Ergebnisse vorgestellt und dis- prozesstechnischen Vorteile des HVAF TiC/FeSi 02 40,4 18,2 18,2 13,4 2,07 4,45 3,96 2,95 kutiert. HVAF-Verfahrens für die TiC-ver- 40.4 18.2 18.2 13.4 2.07 4.45 3.96 2.95

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stärkten Zusatzwerkstoffe bestä- 3.2 Verschleißverhalten Bild 3: PoD- tigt. Es ist des Weiteren zu erken- Die mittels KLM aufgenommenen Verschleiß- nen, dass die Beschichtungen mit Verschleißspuren mit zugehörigen spuren mit dazugehörigen Si-Zugabe geringere Sauerstoffge- Tiefenproflen sind in Bild 3 darge- Proflen halte aufwiesen als die Beschichtun- stellt. Die TiC-verstärkten Beschich- Figure 3: gen ohne Si. Somit konnte eine Ver- tungen zeigen einen geringen Ver- PoD wear besserung der Oxidationsbeständig- schleiß, wobei die HVAF TiC/Fe-Be- tracks and their respec- keit durch die Zugabe von Si bestä- schichtungen eine schmalere Ver- tive profles tigt werden. Zusätzlich ist zu erken- schleißspur aufweisen als die TiC/ nen, dass die Anteile an TiC in den FeSi-Beschichtungen. Dagegen zeigt Beschichtungen im Vergleich zu den die Beschichtung HVAF TiC/FeSi 01 Spritzpulvern abnehmen. Das könn- die geringste Verschleißtiefe. Die te ein Indiz dafür sein, dass ein HVAF-WC-CoCr-Referenz zeigt nur Teil der TiC-Partikel nicht vollstän- eine erhöhte Rauheit in der Ver- dig aufgeschmolzen werden konn- schleißspur und keinen Verschleiß. te und sie bei Aufprall abprallen. Mit einer Profltiefe von t = 7,1 µm Zum anderen könnte die Oxidati- und fast gleicher Verschleißspur- on von TiC-Partikeln ebenfalls zur breite zeigt die Cr3C2/NiCr-Beschich- Verringerung des TiC-Anteils füh- tung einen geringfügig erhöhten Ver- ren. Im Vergleich zum Ausgangs- schleiß im Vergleich zur Beschichtung werkstoff bleibt der Chromanteil in HVAF TiC/Fe 01. Wie bereits in den der Beschichtung nahezu unverän- Vorgängerprojekten gezeigt, konn- dert. Jedoch nimmt das Verhältnis te mit den optimierten neuartigen des Chromgehalts zum Eisengehalt TiC-verstärkten Beschichtungen im in der Fe-Matrix ab. Das deutet da- Vergleich zur Referenz aus Cr3C2-NiCr rauf hin, dass Chrom im agglome- eine vergleichbar hohe Verschleißbe- rierten und gesinterten Spritzparti- ständigkeit erreicht werden. kel nicht vollständig in der Fe-Mat- exhibit a lower oxygen content than ness with HV0.3 = 1,445 ± 83, fol- rix gelöst und durch den Spritzpro- 3.3 Korrosionsverhalten – the coatings without Si, which con- lowed by Cr3C2-NiCr with a hardness zess nicht aufgeschmolzen wurde. Stromdichte-Potenzial-Kurven frms that the addition of Si improves of HV0.3 = 872 ± 128. The coat- Ähnlich wie zuvor bei den unaufge- Mithilfe der potentiostatischen Kor- the oxidation resistance. The results ings HVAF TiC/Fe 01 and HVAF TiC/ schmolzenen TiC-Partikeln können rosionsprüfung können wichtige furthermore show that the propor- Fe 02 show hardnesses of HV0.3 = die chromreichen unaufgeschmol- Kenndaten wie Ruhepotenzial UR tion of TiC is lower in the coatings 673 ± 31 and HV0.3 = 614 ± 41 re- zenen Partikel ebenfalls abprallen. und Korrosionsstromdichte ikorr, be- than in the spray powders. This could spectively. The hardness of the coat- Nickel und Eisen konnten bei dem stimmt werden. Je positiver das Ru- be an indication that parts of the TiC ings with Si is slightly higher: HV0.3 = Spritzprozess gut geschmolzen wer- hepotenzial ist, desto edler ist der particles could not melt entirely und 697 ± 16 for HVAF TiC/FeSi 01 and den, sodass deren Anteil in der Mat- Werkstoff in dem System. Je höher bounced off upon impacting the sub- HV0.3 = 638 ± 44 for HVAF TiC/ rix verhältnismäßig steigt. die Korrosionsstromdichte ist, des- strate. On the other hand, the oxida- FeSi 02. This can probably be attrib- Die Härtemessungen zeigen, dass to schneller schreitet die Korrosion tion of TiC particles could lead to a uted to the slightly higher TiC con- die HVAF-gespritzte WC-CoCr-Be- voran. Bild 4 zeigt exemplarisch die reduced proportion of TiC as well. In tents as well as the silicides formed schichtung die höchste Härte von Stromdichte-Potenzial-Kurven der comparison to the starting material, in the TiC/FeSi coatings. Taking into HV0,3 = 1.445 ± 83 besitzt, gefolgt Beschichtungen HVAF TiC/Fe 01 und the chromium content of the coating account the lower carbide contents von der Cr3C2/NiCr-Beschichtung mit HVAF TiC/FeSi 01, der zwei Referen- remains almost unchanged. Howev- in the coatings, the hardness values einer Härte von HV0,3 = 872 ± 128. zen sowie des Substratwerkstoffs. er, the ratio between chromium con- of the TiC-reinforced coatings are to Die Beschichtungen HVAF TiC/Fe 01 Zum weiteren Vergleich ist der Kur- tent and iron content in the Fe-ma- be assessed as high. und HVAF TiC/Fe 02 weisen jeweils venverlauf einer HVOF-gespritzten trix decreases. This indicates that the eine Härte von HV0,3 = 673 ± 31 TiC/Fe-Beschichtung aus dem Vor- chromium in the agglomerated and 3.2 Wear behavior und HV0,3 = 614 ± 41 auf. Die Härte gängerprojekt [9] ergänzt. In Tabel- sintered spray powders was not ful- The wear traces and their respec- der Beschichtungen mit Si ist leicht le 5 sind die ermittelten Ruhepoten- ly solved in the Fe-matrix, and hence tive depth profles shown in Fig- höher und liegt bei HV0,3 = 697 ± 16 ziale und Korrosionsstromdichten was not melted during the spraying ure 3 were taken via confocal laser für HVAF TiC/FeSi 01 und bei der Proben zusammengestellt. Zu- process. Similar to the TiC particles, scanning microscopy. The TiC-rein- HV0,3 = 638 ± 44 für HVAF TiC/ sätzlich können die Messdaten der the chromium-rich particles may forced coatings have a lower wear. FeSi 02. Das ist wahrscheinlich auf Beschichtung HVAF TiC/Fe 02 aus bounce off as well. Nickel and iron The HVAF TiC/Fe coatings exhib- die leicht höheren TiC-Anteile sowie Tabelle 5 entnommen werden. Es ist could be melted easily during the it a narrower wear track than the die gebildeten Silizide in den TiC/Fe- zu erkennen, dass die drei HVAF TiC/ spraying process. Accordingly, the TiC/FeSi coatings. The HVAF TiC/ Si-Beschichtungen zurückzuführen. Fe(Si) verstärkten Beschichtungen proportions of these elements in the FeSi 01 coating, on the other hand, Unter Berücksichtigung der niedri- ein deutlich höheres Ruhepotenzial matrix increased proportionately. has a lower wear depth. The HVAF- gen Karbidanteile in den Beschich- im Vergleich zum Stahlsubstrat C45 The hardness measurements show WC-CoCr reference merely shows a tungen sind die ermittelten Härte- aufweisen. Die Korrosionsstromdich- that the HVAF-sprayed WC-CoCr higher roughness in the wear track, werte als hoch zu bewerten. ten aller HVAF TiC/Fe(Si)-Beschich- coatings exhibit the highest hard- but no wear. With a profle depth of

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tungen zeigen im Vergleich zum Sub- Tabelle 5: Ruhepotenziale und Korrosionsstromdichten der Proben strat deutlich geringere Korrosions- Table 5: Rest potentials and corrosion current densities of the samples stromdichten und damit deutlich hö- Probe Sample C45 HVOF λ=1,4 TiC/Fe 01 TiC/Fe 02 TiC/FeSi 01 Cr C -NiCr WC-CoCr here Korrosionsbeständigkeiten auf. 3 2 UR (mV) −697,2 −493,0 −284,7 −276,3 −334,3 −346,1 −305,0 Darüber hinaus ist zu erkennen, dass −697.2 −493.0 −284.7 −276.3 −334.3 −346.1 −305.0 die HVAF-TiC/Fe-Beschichtungen ein -3 2 ikorr (10 mA/cm ) 22,14 7,18 0,90 0,91 3,21 0,31 1,21 positiveres Ruhepotenzial und nied- 22.14 7.18 0.90 0.91 3.21 0.31 1.21 rigere Korrosionsstromdichten besitzen als die mittels HVOF hergestell- weise sogar positivere Ruhepotenzi- t = 7.1 µm and an almost identical use of a fner powder fraction lead ten TiC/Fe-Beschichtung aus [9]. ale ermittelt werden. In Bild 5 ist ein wear track width, the Cr3C2-NiCr to a signifcantly improved corrosion Dies ist auf die dichtere Mikrostruk- Querschliff der Beschichtung HVAF coating shows slightly higher wear resistance. Despite the positive in- tur und den geringen Anteil an Oxi- TiC/Fe 02 exemplarisch dargestellt. compared to the HVAF TiC/Fe 01 fuence on the oxidation resistance, den zurückzuführen. Somit konnte Es ist erkennbar, dass die Beschich- coating. As has already been shown the addition of silicon did not lead bereits gezeigt werden, dass der Ein- tung gleichmäßig im Oberfächenbe- in previous projects, the optimized to further improvements of the cor- satz von HVAF und einer feinen Pul- reich korrodiert ist. Trotz der hohen novel TiC-reinforced coatings lead to rosion resistance. This can presum- verfraktion zu einer deutlichen Ver- Überpolarisation von η = +1.000 mV a similarly high wear resistance as ably be attributed to the formation besserung der Korrosionsbeständig- wurden keine korrosionsinduzierten the Cr3C2-NiCr reference. of silicides during the powder pro- keit führt. Trotz der positiven Eigen- Risse, Delaminationen oder Unter- duction via sintering, which lowers schaften auf die Oxidationsbestän- korrosion im Querschliff beobachtet. 3.3 Corrosion behavior – the effective portions of Cr and Mo digkeit, konnte für die Pulverweiter- Dies liegt weit oberhalb der in der current density-potential-curve in the Fe-matrix. In comparison to entwicklung durch die Zugabe von Realität auftretenden Belastungssi- Important parameters, such as rest the reference coatings, similar and

Silizium keine weitere Verbesserung tuation. Damit können die positiven potential UR and corrosion cur- partly even more positive rest po- der Korrosionsbeständigkeit beob- Eigenschaften der HVAF-gespritzten rent density ic can be determined tentials were determined. Figure 5 achtet werden. Es wird vermutet, TiC/Fe-Beschichtung weiter bestä- by means of potentiostatic corro- exemplarily shows a cross-section dass dies auf die Bildung von Silizi- tigt werden. sion test. The higher the rest po- of the coating HVAF TiC/Fe 02. It is den bei der Pulverherstellung durch tential, the more noble the materi- noticeable that the coating has cor- das Sintern zurückzuführen ist, was 3.4 Korrosionsverhalten – al in the system becomes. The high- roded uniformly in the surface area. die effektiven Anteile an Cr und Mo Salzsprühnebeltest er the corrosion current density, the Despite the high anodic polarization in der Fe-Matrix reduzierte. Im Ver- Für den Salzsprühnebeltest wurden faster corrosion takes place. Fig- of η = +1,000 mV, no corrosion-in- gleich zu den Referenzbeschichtun- die Proben partiell mit einer spezi- ure 4 exemplarily shows the current duced cracks, delaminations or un- gen konnten vergleichbare und teil- ellen Folie abgeklebt und mit meh- desity-potential-curves of the coat- der-corrosions were recognizable in ings HVAF TiC/Fe 01 and HVAF TiC/ the cross-section. The polarization FeSi 01, the two references as well far exceeds the realistically occur- as the substrate material. For fur- ring loads. Thus, the positive char- ther comparison, the curve of the acteristics of HVAF-sprayed TiC/Fe HVOF-sprayed TiC/Fe coating from coatings are further confrmed. the previous project [9] is added as well. Table 5 shows the determined 3.4 Corrosion behavior – rest potentials and corrosion cur- salt spray test rent densities of the samples. The For the salt spray test, the samples measured data of the HVAF TiC/Fe were partially sealed with a special 02 coating are additionally shown flm as well as covered with sever- in Table 5. It can be seen that the al layers of lacquer in order to pro- three HVAF TiC/Fe(Si)-reinforced tect the samples from corrosion of coatings show a considerably high- the substrate. Figure 6 shows the Bild 4: Stromdichte-Potenzial-Kurven der Figure 4: Current density-potential-curves er rest potential than the steel sub- coatings HVAF TiC/Fe 02, HVAF TiC/ Proben im künstlichen Meerwasser of the samples in artifcial sea water strate C45. The corrosion current FeSi 01 as well as the reference

densities of all HVAF TiC/Fe(Si) Cr3C2-NiCr after t = 25 h in the salt coatings are noticeably lower, which spray chamber. Both TiC-reinforced Bild 5: leads to a signifcantly higher cor- coatings show clear corrosion. Re- Querschliff der Beschichtung rosion resistance compared to the action products are found on the HVAF TiC/Fe 02 substrate. Moreover, the HVAF-TiC/ coating surface of the reference as nach der Strom- dichte-Poten- Fe coatings show a more positive well. To analyze the corrosion mech- zial-Messung rest potential and a lower corro- anisms, cross-sections of the sam-

Figure 5: sion current density than the HVOF- ples were examined via SEM and Cross-section sprayed TiC/Fe coatings in [9]. This EDS. The under-corrosion detected of the coating can be attributed to the denser mi- for the two TiC-reinforced coatings HVAF TiC/Fe 02 subsequent crostructure and the lower oxide ra- was confrmed via EDS. Despite the to the polariza- tio. It has thus already been shown high density of the coating, the elec- tion test that the application of HVAF and the trolyte was able to get to the sub-

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 49 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

reren Lackschichten geschützt, um Bild 6: die Proben vor Korrosion des Sub- Aufsicht und strats zu schützen. Bild 6 zeigt die Querschliffe nach Proben nach Beschichtungen HVAF TiC/Fe 02, dem Salzsprühne- HVAF TiC/FeSi 01 sowie die Refe- beltest renz aus Cr3C2-NiCr nach t = 25 h Figure 6: in der Salzsprühkammer. An den Top views and cross-sections beiden TiC-verstärkten Beschich- of the samples tungen ist eine deutliche Korrosi- subsequent to the on zu erkennen. Die Referenz zeigt salt spray test ebenso Reaktionsprodukte auf der Schichtoberfäche. Um den Korro- sionsfortschritt analysieren zu kön- nen, wurden von den Proben Quer- schliffe angefertigt und mittels REM und EDX untersucht. Bei den beiden TiC-verstärkten Beschichtungen wurde Unterkorrosion erkannt, die mittels EDX bestätigt wurde. Durch die Mikroporosität konnte der Elek- trolyt trotz der hohen Dichtigkeit der Beschichtungen zum Substrat gelangen. Auch bei der Referenz aus Cr3C2-NiCr ist Unterkorrosion zu erkennen. In dieser Hinsicht ist eine weitere Prozessentwicklung in Kom- bination einer Pulvermodifkation in Zukunft aus Sicht der Autoren viel- versprechend.

4. Zusammenfassung die zudem wirtschaftlicher und res- strate due to the micro-porosity. Un- ings exhibit a dense and low-ox- In dieser Studie wurde gezeigt, dass sourcenschonender sind. Die Korro- ter-corrosion was found for the ref- ide microstructure. Not only due to die TiC-verstärkten Beschichtungen sionstests zeigen, dass die Korrosi- erence Cr3C2-NiCr as well. In this the high wear resistance but also mittels HVAF-Verfahren mit hohen onsbeständigkeit der TiC-verstärk- context, the authors assume that a due to their higher economic eff- Pulverförderraten hergestellt werten Beschichtungen durch Einsatz further process development com- ciency and resource friendliness do den können. Die Beschichtungen des HVAF-Verfahrens im Vergleich bined with a modifcation of the the novel TiC-reinforced HVAF coat- weisen eine dichte und oxidarme zum HVOF-Verfahren deutlich ge- powder to be highly promising. ings present an interesting alter-

Mikrostruktur auf. Wegen der ho- steigert werden kann. Zusammen- native to Cr3C2-NiCr coatings. The hen Verschleißbeständigkeit stellen fassend kann festgehalten wer- 4. Summary corrosion tests show a considera- die neuartigen TiC-verstärkten Be- den, dass die HVAF-gespritzten Be- This study demonstrated that TiC-re- bly improved corrosion resistance of schichtungen mittels HVAF-Verfah- schichtungen ein großes Potenzial inforced coatings can be manufac- TiC-reinforced coatings sprayed by ren eine sehr interessante Alternati- zum Verschleißschutz unter korrosi- tured using the HVAF process with HVAF as opposed to HVOF. In con- ve zur Cr3C2-NiCr-Beschichtung dar, ver Belastung besitzen. a high powder feed rate. The coat- clusion it can be stated that HVAF-

Literatur References [1] H.-G. Burhart, Kolbenstangenbeschichtung, Verfahren, Qualitätsbe- [5] Wang, Q., Zhang, S., Cheng, Y. and Xiang, J.: Wear and corrosion per- urteilung & Trends, IFAS-Kolloquium 2011. formance of WC-10Co4Cr coatings deposited by different HVOF and [2] K. Bobzin, F. Ernst, J. Zwick, K. Richardt, T. Warda, G. Reisel: Ther- HVAF spraying processes. Surface & Coating Technology 1 (2013), misch gespritzte titankarbidverstärkte Eisenbasisschichten als Alter- Vol. 218, pp. 117/123. Elsevier, Amsterdam, Netherland. DOI: doi.or- native zu konventionellen karbidischen Werkstoffen, Materialwissen- g/10.1016/j.surfcoat.2012.12.041. schaft und Werkstofftechnik, 39 (2008). [8] K. Bobzin, M. Öte, T. F. Linke, K. M. Malik: Iron-based, titanium-carbi- [3] K. Bobzin, T. Schlaefer, K. Richardt, T. Warda, G. Reisel: Titankar- de-reinforced thermally sprayed coatings for hydraulic systems, Ther- bidverstärkte Eisenbasiswerkstoffe – Eine kostengünstige Lösung für mal Spray Bulletin 8 (2015). Verschleißschutzanwendungen, Thermal Spray Bulletin 2 (2008). [9] K. Bobzin, M. Öte, T. F. Linke, K. M. Malik: Wear and Corrosion Re- [4] Guo R.Q., Zhang C., Chen Q. and Yang, Y.: Study of structure and cor- sistance of Fe-Based Coatings Reinforced by TiC Particles for Appli- rosion resistance of Fe-based amorphous coatings prepared by HVAF cation in Hydraulic Systems, Journal of Thermal Spray Technology, 25 and HVOF. Corrosion Science 7 (2011), Vol. 53, pp. 2351/56. Elsevier, (2016). Amsterdam, Netherland. DOI: 10.1016/j.corsci.2010.12.022.

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Zukünftige Optimierungen können gramms zur Förderung der industri- sprayed coatings show great poten- resolution of the German Bundestag, sich zum einen auf die weitere An- ellen Gemeinschaftsforschung (IGF) tial for wear resistance under corro- promoted by the German Ministry of passung der Fe-Matrix während der vom Bundesministerium für Wirt- sive load. Economic Affairs and Energy via AiF Pulverherstellung konzentrieren, ins- schaft und Energie aufgrund eines Future optimization can on the one within the framework of the program besondere auf die homogene Ver- Beschlusses des Deutschen Bundes- hand focus on a further adjustment for the promotion of joint industri- teilung aller Elemente innerhalb der tages gefördert. in the Fe matrix during powder pro- al research. Matrix. In Kombination mit verbes- Die Autoren danken der Arbeitsge- duction, in particular on a homog- The authors would like to thank the serten Spritzpulvern können die Be- meinschaft industrieller Forschungs- enous distribution of the elements federation of industrial research as- schichtungen zum anderen prozes- vereinigungen (AiF) für die Förde- within the matrix. On the other hand, sociations (AiF) for their fnancial stechnisch im Hinblick auf eine voll- rung im Rahmen des Programms zur the coatings can be improved pro- support within the funding program ständige Sperrwirkung gegen das Förderung der Industriellen Gemein- cedurally by developing a full barri- cooperative industrial research and Eindringen des Elektrolyten weiter- schaftsforschung und -entwicklung er effect against the penetration of development (IGF). The authors fur- entwickelt werden, um zukünftig (IGF) für die fnanzielle Unterstüt- the electrolyte. These aspects would thermore express their gratitude to- die Korrosionsbeständigkeit dieser zung des Projekts. Weiterhin danken enhance the corrosion resistance of wards their industrial partners who vielversprechenden Beschichtungen die Autoren für die ausgezeichnete these already promising coatings actively engaged on the project com- noch weiter zu steigern. Zusammenarbeit mit den Industrie- even further. mittee for the excellent cooperation. partnern, die sich im projektbeglei- Danksagung tenden Ausschuss engagiert haben. Acknowledgment Das IGF-Vorhaben Nr. 19.451 N / The IGF Project 19.451 N / DVS No. DVS-Nr. 02.108 der Forschungsver- 02.108 of the research association einigung Schweißen und verwand- “Forschungsvereinigung Schweißen te Verfahren e. V. des DVS, Aache- und verwandte Verfahren e. V. des ner Str. 172, 40223 Düsseldorf, wur- DVS, Aachener Straße 172, 40223 de über die AiF im Rahmen des Pro- Düsseldorf” was, on the basis of a

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Weiterentwicklung von Schichten aus dem

System Al2O3-TiO2 Advanced development of coatings of the

Al2O3-TiO2 system

Dr. Susan Conze, Dr. Lutz-Michael Berger, Fraunhofer IKTS, Dresden; Dr. Alexei Richter, Prof. Robert Vaßen, Forschungszentrum Jülich IEK-1, Jülich

Kurzfassung Abstract

Thermisch gespritzte Schichten aus dem System Al2O3-TiO2 werden seit meh- Thermally sprayed coatings of the Al2O3-TiO2 system have been used in many reren Jahrzehnten in der industriellen Praxis verwendet. Potenzial für eine industrial applications for several decades. However, a better understanding noch umfangreichere Nutzung auch für zukünftige Beschichtungslösungen and systematic advancement of the materials of this system would create the liegt in einem besseren Verständnis und einer systematischen Weiterentwick- potential for their extended use including future coating solutions. The coat- lung dieser Werkstoffe. Die Schicht- ing properties are infuenced by the eigenschaften werden durch das spe- Dr. Susan Conze specifc behavior of Al2O3 and TiO2 zifsche Verhalten von Al2O3 und TiO2 Autorenprofl: Author profle: during the spray process as well as beim Spritzen und die Besonderhei- by the specifcs of the compound www.thermal-spray-bulletin.info/?id=400201 ten der Verbindung Al2TiO5 beein- [email protected] Al2TiO5. In this study, the infuence fusst. In dieser Studie wurde der Ein- of the composition and the manu- fuss der Zusammensetzung und des Dr. Lutz-Michael Berger facturing process on the homogene- Herstellungsprozesses der Beschich- Autorenprofl: Author profle: ity of the distribution of Al and Ti in tungspulver auf die Homogenität der commercial powders containing 3% www.thermal-spray-bulletin.info/?id=202265 Verteilung von Al und Ti in kommerzi- [email protected] 13% and 40% TiO2 was investigated. ellen Pulvern mit 3%, 13% und 40% The impact of this on the mechani-

TiO2 untersucht. Die Folgen für die Dr. Alexei Richter cal, tribological, electrical and corro- mechanischen, tribologischen, elek- Autorenprofl: Author profle: sion properties of APS sprayed coat- trischen und Korrosionseigenschaf- ings are described. Using experimen- www.thermal-spray-bulletin.info/?id=400203 ten APS-gespritzter Schichten wer- [email protected] tal powders, the infuence of the sta- den beschrieben. Mit Hilfe experi- bilization of Al2TiO5 and the potential menteller Pulver wurde der Einfuss Prof. Dr. Robert Vaßen of TiO2-rich compositions of the sys- der Stabilisierung des Al2TiO5 unter- Autorenprofl: Author profle: tem were evaluated. sucht und das Potenzial von Zusam- www.thermal-spray-bulletin.info/?id=203105 mensetzungen auf der TiO2-reichen [email protected] Seite des Systems evaluiert.

1. Einleitung fangreichere Nutzung, einschließ- 1. Introduction The Al2O3-TiO2 phase diagram, ac-

Die Oxide Al2O3 und TiO2 und binäre lich neuer Anwendungen, sehr at- The oxides Al2O3, TiO2 and binary cording to Freudenberg [1] shown

Zusammensetzungen aus dem Sys- traktiv. compositions of the Al2O3-TiO2 sys- in Fig. 1 and a newer work by tem Al2O3-TiO2 gehören zu den am Das Phasendiagramm des Systems tem belong to the most widely used Ilatovskaia et al. [2] describes the meisten verwendeten Werkstoffen Al2O3-TiO2 nach Freudenberg [1] in materials for thermally sprayed equimolar compound aluminium ti- für thermisch gespritzte Beschich- Bild 1 und eine neue Arbeit von Ila- coating solutions, mostly for wear tanate Al2TiO5 (Al2O3 • TiO2, miner- tungslösungen, vorrangig für den tovskaia und anderen [2] beschrei- protection and electrical insulation. alogical name: tialite) as the only Verschleißschutz und die elektri- ben die äquimolare Verbindung Alu- In addition to their unique proper- compound in the system. In the lit- sche Isolation. Neben ihren unika- miniumtitanat Al2TiO5 (Al2O3 • TiO2, ties, both oxides and their com- erature the existence of another bi- len Eigenschaften sind beide Oxi- mineralogischer Name Tialit) als die pounds are non-toxic and, thus, en- nary phase is reported (Al6Ti2O13 de und ihre Verbindungen nicht to- einzige Verbindung im System. Zu- vironmentally friendly. Moreover, (3 Al2O3 • 2 TiO2)), which exists, xisch und somit umweltfreundlich. sätzlich wurde über die Existenz ei- they are cost effcient, as the raw however, only in a small tempera-

Sie sind darüber hinaus kosten- ner weiteren binären Phase (Al6Ti2O13 materials are abundantly found in ture range above 1400°C [3]. This günstig, da die Rohstoffe von den (3 Al2O3 • 2 TiO2)) berichtet, die je- the earth’s crust and do not belong phase probably forms only via a natürlichen Vorkommen her prak- doch nur in einem kleinen Tempera- to the group of so-called “strategic” liquid phase, which might be a pos- tisch unbegrenzt und strategisch turbereich oberhalb 1400°C existiert materials. By this reason the system sible reason why it has not been in- unkritisch verfügbar sind. Deshalb [3]. Diese bildet sich wahrscheinlich is attractive for more extended use, cluded in the latest phase diagram ist das System für eine noch um- nur über die füssige Phase und wur- including new applications. given in [2].

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de möglicherweise deshalb nicht in higkeiten). Daher ist die Existenz von The compound Al2TiO5 can be eas- microstructures on the processabili- das Phasendiagramm in [2] einge- Al2TiO5 in den Pulvern und Schichten ily synthesized in air from the sin- ty during atmospheric plasma spray- tragen. von Bedeutung und sollte kontrolliert gle oxides and melts congruent- ing (APS), and the resulting coating

Das Al2TiO5 kann einfach an Luft aus werden. ly like Al2O3 and TiO2. At the same properties. Simultaneously, the po- den Einzeloxiden hergestellt werden Das scheinbar einfache System Al2O3- time, this compound has a number tential of alternative compositions und ist wie Al2O3 und TiO2 kongruent TiO2 ist beim thermischen Spritzen be- of special properties. Below the de- regarding microstructural, mechan- schmelzend. Gleichzeitig weist die- reits durch das spezifsche Werkstoff- composition temperature of 1280°C ical, electrical and corrosive proper- se Verbindung eine Reihe von Beson- verhalten der Einzeloxide sehr kom- it decomposes in air fnally into Al2O3 ties in the whole Al2O3-TiO2 system derheiten auf. Unterhalb der Zerset- plex. Bekannt ist die Umwandlung and TiO2 [4, 5]. Under reducing con- was studied by using ceramic parts zungstemperatur zerfällt sie an Luft von α-Al2O3 zu γ-Al2O3 während des ditions an Al2−xTi1+xO5 solid solution prepared by sintering. In addition, fnal in Al2O3 und TiO2 [4,5]. Unter re- Spritzprozesses, wobei nur γ-Al2O3 is observed. Additions of MgO or the stabilization of Al2TiO5 by MgO duzierenden Bedingungen wird ein in der Lage ist, Ti zu lösen [7,8]. Fe2O3 are able to stabilize Al2TiO5 [4]. was a focus point of these investi-

Al2−xTi1+xO5-Mischkristall bei der Zer- Durch die reduzierenden Bedingun- Al2TiO5 which has decomposed into gations. Based on these results ex- setzung beobachtet. Zusätze von gen bei der Herstellung geschmolze- Al2O3 and TiO2 can reform after a perimental feedstock powders were

MgO oder Fe2O3 sind in der Lage, ner und gebrochener Beschichtungs- corresponding heat treatment [6]. prepared, which were also sprayed

Al2TiO5 zu stabilisieren [4]. In Al2O3 pulver wird in der Praxis zumeist un- In general, Al2TiO5, Al2O3 and TiO2 by APS. The coating properties were und TiO2 zerfallenes Al2TiO5 kann sich terstöchiometrisches TiOx eingesetzt. have very different properties (e.g. evaluated accordingly. nach einer Wärmebehandlung wie- Eine Folge des Sauerstoffdefzites ist coeffcient of thermal expansion, This contribution gives a summary der neu bilden [6]. Insgesamt haben die erhebliche Absenkung der Tem- hardness, Young’s modulus, thermal of the most important results and a

Al2TiO5, Al2O3 und TiO2 sehr unter- peratur, bei der eine füssige Phase conductivity). Thus, the occurence of systematic description of the coat- schiedliche Eigenschaften (beispiels- auftritt – von 1857°C für TiO2 bis zu Al2TiO5 in powders and coatings is ing properties of the Al2O3-TiO2 sys- weise Wärmeausdehnungskoeffzi- 1679°C bei der eutektischen Zusam- of practical importance and should tem based on selected experimental ent, Härten, E-Moduln, Wärmeleitfä- mensetzung von ungefähr TiO1,78 [9]. be controlled. results. More detailed descriptions,

The apparently simple system Al2O3- together with investigation methods

TiO2 is very complex. One reason is the not described here, are given else- specifc behavior of the single oxides where [8, 11-12]. during the spray process. The trans-

formation of α-Al2O3 to γ-Al2O3 dur- 2. Experimental ing the spray process is well known, In total 13 commercial and fve exper-

while only γ-Al2O3 can dissolve Ti [7, imental feedstock powders were used 8]. Due to the reducing conditions in this study (Table 1). Samples of the during the commercial manufactur- three commercial powder composi- ing of fused and crushed feedstock tions were provided from fve differ-

powders, non-stoichiometric TiOx is ent companies in such a manner that commonly applied. The oxygen def- characteristic microstructures de- ciency causes a signifcant decrease pended only on the manufacturing in the temperature of liquid phase for- method but not on the manufactur-

mation – from 1857°C for TiO2 down er. In the case that one manufactur- to 1679°C at the eutectic composition ing process resulted in powders with

of about TiO1.78 [9]. strongly different properties, both For more than 50 years standard were used. The designation of the in-

Al2O3-TiO2 compositions contain- dividual powders was composed from

ing a mass fraction of 3%, 13% the nominal TiO2-content (frst three

and 40% TiO2 have been used for numbers in mass fraction in %), the thermal spray coating manufactur- abbreviation of the manufacturing ing [10]. They are all located in the process (Table 1) and a letter (a or b)

Al2O3-Al2TiO5 partial system (Fig. at the end in the case of a different or-

1). Surprisingly, little, if any, atten- igin. With a content of 3% TiO2 only tion has been paid to the formation, fused and crushed powders are com- existence and decomposition of mercially available. The largest vari-

Al2-TiO5, either in the feedstock pow- ety of powders was available for the

ders or in the coatings. The question composition with 13% TiO2. Six dif- of whether other compositions, e.g. ferent powders of this composition,

from the Al2TiO5-TiO2 partial system, manufactured by four different pro- lead to coatings with interesting cesses, were studied. For a content

properties is also still open. of 40% TiO2, only fused and crushed Bild 1: Phasendiagramm des Systems Fig. 1: Phase diagram of the Al O -TiO 2 3 2 In order to answer these questions, powders were available, which dif- Al2O3-TiO2 nach Freudenberg [1] mit system after Freudenberg [1] showing Kennzeichnung der kommerziellen und the compositions of the commercial and the current work explored frst the fered in their homogeneity of distribu- experimentellen Spritzpulverzusammen- experimental feedstock powders infuence of different feedstock pow- tion of Al and Ti, and their phase com- setzungen der compositions and their typical position [12]. For comparison, two

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 53 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

Für die Herstellung thermisch ge- verwendet. Die kommerziellen Pulver Al2O3 powders (000fc-a and 000hp-a) tents of stabilizers was performed by spritzter Schichten werden die be- wurden so ausgewählt, dass für jede and one TiOx powder (100fc-a) were ICP-OES (Inductively Coupled Plas- reits seit mehr als 50 Jahre be- der drei Zusammensetzungen herstel- used. ma-Optical Emission Spectrometry). kannten Standardzusammenset- lerunabhängige charakteristische Mi- Based on results described else- All the coatings presented here were zungen mit einem Massenanteil krostrukturen, die sich hauptsächlich where [8], the commercial powder sprayed using an Oerlikon Metco von 3%, 13% und 40% TiO2 ver- aus dem Herstellungsverfahren erge- 040fc-b with the highest content of Multicoat System with an F4 plas- wendet [10], die alle im Teilsys- ben, verwendet wurden. Falls aus ei- Al2TiO5 was used to prepare an ex- ma torch, mounted on a six-axis ro- tem Al2O3-Al2TiO5 liegen (Bild 1). nem Herstellungsverfahren Pulver mit perimental powder (040ex-a) using bot using one unique spray parame-

Überraschenderweise wurde bis jetzt stark unterschiedlichen Eigenschaf- a heat treatment at 1100°C. The ex- ter sets for all powders with an Ar/H2 der Bildung, Existenz und dem Zerfall ten resultieren, wurden beide ver- perimental powder had the same plasma and a spray distance of von Al2TiO5 sowohl in den Beschich- wendet. Die Nomenklatur für die ein- morphology and particle size distri- 150 mm. More details of sample tungspulvern als auch in den Schich- zelnen Pulver setzt sich aus dem no- bution but contained only Al2O3 and preparation and determination of ten praktisch keine Aufmerksamkeit minellen TiO2-Gehalt (erste drei Zif- TiO2 [11]. The aim of another experi- the deposition effciency (DE) are geschenkt. Die Frage, ob andere Zu- fern jeweils in Massenanteil in %), mental powder (080ex-a) was to in- given elsewhere [12]. sammensetzungen, zum Beispiel dem Kürzel für das Herstellungsver- vestigate the coating properties of For characterisation of the coat- aus dem Teilsystem Al2TiO5-TiO2, zu fahren (Tabelle 1) und einem Buchsta- the TiO2-rich side. The potential ad- ing microstructure and determina-

Schichten mit interessanten Eigen- ben (a oder b) am Ende für eine un- vantage of a stabilization of Al2TiO5 tion of the coating thickness and schaften führen, ist ebenfalls noch terschiedliche Herkunft zusammen. by MgO was studied with three fur- porosity, cross sections were stud- nicht beantwortet. Für Pulver mit 3% TiO2 sind kommer- ther powders (013ex-a, 040ex-b und ied by confocal laser microscopy Um diese Fragen zu beantworten, ziell nur geschmolzene und gebroche- 080ex-b). (LaMi) and scanning electron mi- wurde in der hier vorgestellten Ar- ne Pulver verfügbar. Dagegen ist für From the powder characterization re- croscopy (SEM). Possible changes in beit das Konzept verfolgt, zunächst Pulver mit 13% TiO2 die Vielfalt am sults, only SEM investigations (pow- the chemical composition due to the für die kommerziell verfügbaren Be- größten, und es wurden sechs ver- der morphology and cross sections) spray process were studied for coat- schichtungspulver den Einfuss der schiedene Pulver aus vier verschiede- and the identifcation of the phase ings containing 13% TiO2 by ICP-OES. Zusammensetzungen und typischer nen Herstellungsverfahren verwen- compositions by x-ray diffraction are Coating hardness (HV0.3) was also

Mikrostrukturen auf die Verarbeit- det. Für Pulver mit 40% TiO2 sind ge- presented here in detail. The inves- determined in the coating cross sec- barkeit beim atmosphärischen Plas- genwärtig nur geschmolzen und ge- tigation of the chemical composition. The tribological performance maspritzen (APS) und die resultie- brochen hergestellte Pulver verfüg- tion for impurities and possible con- of the coatings was evaluated under renden Schichteigenschaften zu untersuchen. Gleichzeitig wurde das Tabelle 1: Phasenzusammensetzungen der Beschichtungspulver und der Schichten Potenzial alternativer Zusammenset- Table 1: Phase compositions of the feedstock powders and coatings zungen im gesamten System Al O - 1a&s: agglomeriert und gesintert agglomerated and sintered, f&c: geschmolzen und gebrochen fused and crushed, b: gemischt aus geschmolzenen und 2 3 gebrochenen Pulvern blended from fused and crushed powders, c: umhüllt coated, ex: experimentelles Spritzpulver experimental feedstock powder, hp: TiO2 an Sinterkörpern untersucht, um hochrein high purity ein grundlegendes Bild über die mik- Bezeichnung TiO2 Herstellung Phasenzusammensetzung Phase composition rostrukturellen, mechanischen, elek- designation [Massenanteil in%] manufacturing TiO trischen und korrosiven Eigenschaf- 2 Beschichtungspulver Feedstock powder Schichten Coatings [mass fraction in %] ten zu erhalten. Daneben war die 000fc-a 0 f&c α-Al2O3, NaAl11O17 γ-Al2O3, α-Al2O3 Stabilisierung des Al2TiO5 mit MgO 000hp-a 0 hochrein high purity α-Al O , δ-Al O γ-Al O , α-Al O Schwerpunkt der Untersuchungen. 2 3 2 3 2 3 2 3 003fc-a 3 f&c α-Al O , TiO (Rutil rutile) γ-Al O , α-Al O Auf dieser Grundlage wurden expe- 2 3 2 2 3 2 3 rimentelle Beschichtungspulver her- 013as-a 13 a&s α-Al2O3, Al2TiO5, TiO2 (Rutil rutile) γ-Al2O3, α-Al2O3, Al2TiO5 gestellt, aus denen ebenfalls mit APS 013as-b 13 a&s α-Al2O3, TiO2 (Rutil rutile), Na0,8Ga0,8Ti3,2O8 γ-Al2O3, α-Al2O3, (TiOx) Schichten gespritzt und deren Eigen- 013c-a 13 umhüllt coated α-Al2O3, TiO2 (Anatas anatase) γ-Al2O3, α-Al2O3, Al2TiO5 schaften untersucht wurden. 013b-a 13 gemischt blended α-Al2O3, TiO2 (Rutil rutile), Ti8O15 γ-Al2O3, α-Al2O3, TiOx Dieser Beitrag gibt eine Zusammen- 013fc-a 13 f&c α-Al2O3, Al2-xTi1+xO5/Ti3O5, (TiO2 (Rutil rutile)) γ-Al2O3, Al2-xTi1+xO5, TiOx fassung der wichtigsten Arbeitser- 013fc-b 13 f&c α-Al O , Al TiO , Al Ti O γ-Al O , α-Al O , Al TiO gebnisse und eine systematische 2 3 2 5 6 2 13 2 3 2 3 2 5 013ex-a* 13 s&c α-Al O , Al TiO , TiO (Rutil rutile) γ-Al O , α-Al O , Al TiO Beschreibung von Schichteigen- 2 3 2 5 2 2 3 2 3 2 5

040b-a 40 gemischt blended α-Al2O3, TiOx γ-Al2O3, α-Al2O3, TiOx schaften des Systems Al2O3-TiO2 an- 040fc-a 40 f&c α-Al O , Al Ti O Al Ti O ,γ-Al O , α-Al O hand ausgewählter experimenteller 2 3 2-x 1+x 5 2-x 1+x 5 2 3 2 3 040fc-b 40 f&c Al Ti O Al TiO , αAl O Al TiO / Al Ti O Ergebnisse. Eine ausführlichere Dar- 6 2 13 2 5 2 3 2 5 6 2 13 # # stellung einschließlich hier nicht be- 040ex-a 40 f&c α-Al2O3, TiO2 (Rutil rutile) Al2TiO5, Al6Ti2O13 schriebener Untersuchungsmetho- 040ex-b* 40 s&c Al2TiO5 α-Al2O3, TiO2 (Rutil rutile) Förderung des Pulvers nicht möglich den erfolgt an anderen Stellen [8, Feeding of the powder not possible 080ex-a 80 a&s TiO (Rutil rutile), Al TiO , α-Al O TiO , Al Ti O 11–12]. 2 2 5 2 3 x 2-x 1+x 5

080ex-b* 80 a&s TiO2 (Rutil rutile), Al2TiO5 Al2-xTi1+xO5, TiOx

2. Experimente 100fc-a 100 f&c TiOx TiOx Insgesamt wurden in den Arbeiten * Mit einem Massenanteil von 2,2% MgO bezogen auf den theoretischen Gehalt Al2TiO5 versetzt Addition of a mass fraction of 2.2% MgO related to the

13 kommerzielle und fünf experimen- theoretical content of Al2TiO5 # wärmebehandeltes 040fc-b, kontrollierte Bildung von Al O und TiO Heat-treated 040fc-b, controlled formation of Al O und TiO telle Beschichtungspulver (Tabelle 1) 2 3 2 2 3 2

54 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Wissenschaftliche Fachbeiträge Peer-reviewed Papers

3. Results and Discussion 3.1 Feedstock powders The appearance of the commercial powders in Fig. 2 shows signifcant differences for the same corresponding compositions. The SEM images in Fig. 3a-c illustrate the morpholo- gies of the powders 013b-a, 013fc-b, 013as-a, the corresponding SEM images of the powder cross section are Bild 2: Erscheinungsbild der kommerziellen Spritzpulver Fig. 2: Appearance of the commercial feedstock powders shown in Fig. 3d-f. The associated phase compositions are included in bar. Die Homogenität der Vertei- Zur Charakterisierung der Schicht- dry unidirectional sliding wear and Table 1. lung von Al und Ti und die Phasenzu- mikrostruktur und zur Bestimmung abrasive wear conditions. All tribo- The manufacturing process has a sammensetzungen sind stark unter- der Schichtdicke sowie der Porosi- logical test conditions were selected strong infuence on the homogene- schiedlich [12]. Zum Vergleich wur- tät wurden Querschliffe der Schich- in a manner that test results were ob- ity of the distribution of Al and Ti. den noch zwei Al2O3-Pulver (000fc- ten mit einem konfokalen Lasermik- tained for all coatings. The dry unidi- A high homogeneity is the precon- a und 000hp-a) und ein TiOx-Pulver roskop (LaMi) und mittels REM unter- rectional sliding wear test was per- dition for the formation of Al2TiO5 (100fc-a) verwendet. sucht. Die Untersuchung von mögli- formed according to ASTM G99 us- [8]. Blends of separately fused and Auf der Basis der in [8] beschriebenen chen Änderungen der chemischen ing polished coatings (Ra < 0.1 µm) crushed powders and the coated

Erkenntnisse wurde das kommerziel- Zusammensetzung durch den Spritz- against an Al2O3 ball (diameter powder with 13% TiO2 are typically le Pulver 040fc-b mit dem höchsten prozess erfolgte für die Schichten 6 mm) under the following condi- characterised by a low homogenei-

Al2TiO5-Gehalt verwendet, um durch mit 13% TiO2 ebenfalls durch Ana- tions: room temperature, normal ty of distribution. Due to differenc- eine Wärmebehandlung bei 1100°C lyse mit ICP-OES. Die Vickershärte force: 3 N, sliding speed: 0.1 m/s, es in the manufacturing parameters ein experimentelles Pulver (040ex- (HV0,3) der Schichten wurde eben- wear track radius: 5 mm, sliding dis- for jointly fused and crushed pow- a) herzustellen, welches bei gleicher falls im Schichtquerschliff bestimmt. tance: 250 m. The abrasion wear re- ders of different sources, powders

Morphologie und Partikelgrößenver- Die tribologische Charakterisierung sistance was tested with as-sprayed both with 13% TiO2 [11] and 40% teilung nur aus Al2O3 und TiO2 be- der Schichten erfolgte mit einem coatings at room temperature based TiO2 [11, 12] showed signifcant steht [11]. Ein weiteres experimentel- ungeschmierten rotierenden Reib-/ on ASTM G65 with the following differences. The powders 013fc-b les Pulver (080ex-a) wurde mit dem Gleitverschleiß und einem Abrasi- parameters: counterbody: rubber and 040fc-b showed a homogene- Ziel, die Schichteigenschaften auf der onsverschleiß. Die Versuchsbedin- wheel, normal force: 25 N, wear ous distribution of Al and Ti, which

TiO2-reichen Seite zu untersuchen, gungen wurden jeweils so gewählt, distance: 1000 m, speed 2.39 m/s, was connected with a high con- hergestellt. Ob eine Stabilisierung des dass für alle Schichtzusammenset- abrasive: 212-300 µm quartz sand. tent of Al2TiO5/Al6Ti2O13 (Table 1).

Al2TiO5 mit MgO Vorteile bringt, wur- zungen Messwerte erhalten wer- The resistivity was determined for Different manufacturing parame- de mit drei weiteren Pulvern (013ex- den konnten. Der ungeschmierte ro- coatings with a low resistance (≥ ters also resulted in signifcant a, 040ex-b und 080ex-b) untersucht. tierende Reib-/Gleitverschleiß wurde 13% content of TiO2) using the four- differences for the agglomerated Von den Ergebnissen der Pulvercha- entsprechend ASTM G99 an polier- point measurement technique for and sintered powders 013as-a and rakterisierungen werden hier REM- ten Schichten (Ra < 0,1 µm) mit ei- two conducting paths 5 × 35 mm² 013as-b. The grayscales in the SEM

Untersuchungen (Pulvermorpholo- ner Al2O3-Kugel (Durchmesser: 6 mm) with a voltage of 4-5 V, and for coat- images in the respective Fig. 3d-i gie und Querschliffe) sowie die Be- unter folgenden Bedingung durchge- ings with a high resistance (≤ 13 % correspond to the following phas- stimmung der Phasenzusammenset- führt: Raumtemperatur, Normalkraft: content of TiO2) with a two-elec- es (see Table 1): bright gray – TiO2 zungen mit Röntgendiffraktometrie 3 N, Geschwindigkeit: 0,1 m/s, Bahn- trode arrangement with voltages of or TiOx, gray – Al2TiO5, Al2−xTi1+xO5, auszugsweise näher vorgestellt. Die radius: 5 mm, Gleitweg: 250 m. Die 100 mV, 50, 100 and 200 V. The die- Al6Ti2O13, dark gray – α-/γ-Al2O3.

Prüfung der chemischen Zusammen- Abrasionsverschleißbeständigkeit lectric strength was calculated from The occurrence of Al2TiO5 and setzung auf Verunreinigungen und wurde angelehnt an ASTM G65 bei the breakdown voltage measured Al6Ti2O13 is a sign of a homogene- eventuelle Gehalte von Stabilisato- Raumtemperatur an Schichten ohne with direct voltage increased with ous distribution of Al and Ti and ren erfolgte mittels ICP-OES (Opti- Nachbearbeitung mit folgenden Pa- 0.1 kV/s up to 6 kV according to non-reducing conditions during sche Emissionsspektrometrie mittels rametern bestimmt: Gegenkörper: DIN IEC 60672-2 (VDE 0335 Part 2) powder manufacturing. Under re- induktiv gekoppelten Plasmas). gummiertes Stahlrad, Normalkraft: 10/2000 and DIN EN 60243-2 (VDE ducing conditions during manu-

Alle hier dargestellten Schichten wur- 25 N, Verschleißweg: 1000 m, Ge- 0303, Part 22), 2014-08 for fve de- facture, TiOx and Al2−xTi1+xO5 are den mit einer Oerlikon-Metco-Multi- schwindigkeit: 2,39 m/s, Abrasiv: fned points (∅ = 5 mm), and the cor- formed. coat-Anlage mit einem Sechs-Ach- 212 bis 300 µm Quarzsand. responding coating thickness d. Oxides like MgO or Fe2O3, which sen-Roboter gesteuerten F4-Bren- Die Widerstandsmessung erfolgte The corrosion resistance was de- are able to stabilize Al2TiO5, were ner und einem einheitlichen Parame- an niederohmigen Schichten (≥ 13% termined by exposure testing of as- not added to the commercial pow- tersatz für alle Pulver mit einem Ar/ TiO2-Anteil) mit einer Vier-Punkt- sprayed coatings in 1 N H2SO4 at ders and are contained in some cas-

H2-Plasma und einem Spritzabstand Messung an zwei Schichtleiterbah- 85°C for a maximum of 300 h using es only at an impurity level. The ex- von 150 mm gespritzt. Details zur nen 5 × 35 mm² mit einer Span- the method of [13]. The corrosion re- perimental MgO-containing pow- Probenherstellung und der Bestim- nung von 4 bis 5 V und an hochoh- sistance was evaluated by the loss ders had the highest content of mung des Auftragswirkungsgrads migen Schichten (≤ 13% TiO2-An- related to the exposed coating area Al2TiO5, thus demonstrating the sta- (DE) fnden sich an anderer Stelle [12]. teil) mit einer Zwei-Elektrodenan- mass change. bilizing effect of MgO.

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 55 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

ordnung mit Spannungen von 100 Bild 3: REM-Auf- mV, 50, 100 und 200 V. Die Durch- nahmen der schlagsfeldstärke wurde ermittelt Beschichtungspulver (a-c), sowie der aus der Durchschlagsspannung, die entsprechenden mit Gleichspannung mit 0,1 kV/s bis Pulverquerschliffe (d- f) und Schichten (g-i) maximal 6 kV nach DIN IEC 60672-2 für das gemischte (VDE 0335 Teil 2) 10/2000 und DIN Pulver 013b-a (a, d, g), das gemeinsam EN 60243-2 (VDE0303, Teil 22), geschmolzene und 2014-08 an 5 defnierten Messstel- gebrochene Pulver len (∅ = 5 mm) bestimmt wurde und 013fc-b (b, e, h), und das agglomerierte der jeweiligen Schichtdicke d. und gesinterte Pulver Die Korrosionsuntersuchungen er- 013as-a (c, f, i) folgten als Auslagerungstests mit Fig. 3: SEM images Schichten ohne Nachbearbeitung in of the feedstock powders (a-c), as 1 N H2SO4 bei 85°C für maximal 300 h well as the corre- analog [13]. Die Korrosionsbestän- sponding powder cross sections (d-f) digkeit wurde mit Hilfe des relativen and coatings (g-i) for Masseverlustes beurteilt. the blended powder 013b-a (a, d, g), the jointly fused and 3. Ergebnisse und Diskussion crushed powder 3.1 Beschichtungspulver 013fc-b (b, e, h), and the agglomerated Bereits das Erscheinungsbild der and sintered powder kommerziellen Pulver in Bild 2 zeigt 013as-a (c, f, i) für die jeweiligen Zusammensetzun- gen deutliche Unterschiede. Die Bil- grau: Al2TiO5, Al2−xTi1+xO5, Al6Ti2O13, dun- 3.2 Deposition effciency and 013fc-a), show a signifcantly lower der 3a-c zeigen als Beispiele die kelgrau: α-/γ-Al2O3. Die Existenz von changes induced by the spray DE compared to powders with high

REM-Aufnahmen von den Morpho- Al2TiO5 und Al6Ti2O13 ist ein Indikator für process contents of Al2TiO5 or Al2−xTi1+xO5, but logien der Pulver 013b-a, 013fc-b, eine homogene Verteilung von Al und The deposition effciency of the pow- also TiOx (Figure 4a). The same ten- 013as-a, die Bilder 3d-f die entspre- Ti und nicht-reduzierende Bedingungen ders was signifcantly infuenced by dency is valid for powders with 40% chenden Pulverquerschnitte. Die dazu bei der Pulverherstellung. Dagegen tre- their phase composition. The phas- TiO2 [12]. gehörigen Phasenzusammensetzun- ten TiOx und Al2−xTi1+xO5 bei reduzierten es Al2TiO5, Al2−xTi1+xO5, and Al6Ti2O13 For all samples with 13% TiO2 the gen sind in Tabelle 1 aufgeführt. Bedingungen auf. contribute to a decrease of the melt- analysis of the elemental composi-

Das Herstellungsverfahren hat einen Oxide, die wie MgO oder Fe2O3 das ing temperatures. Powders with a tions of the powders and the coat- starken Einfuss auf die Homogeni- Al2TiO5 stabilisieren können, wurden high content of α-Al2O3, in particular ings showed a nearly unchanged Al:- tät der Verteilung von Al und Ti im Be- den kommerziellen Pulvern nicht zuge- those with large particles (013b-a, Ti ratio, a moderate specifc loss of schichtungspulver; sie ist die Grund- an element was detected only for the voraussetzung für die Bildung von powder blend.

Al2TiO5 [8]. Die Homogenität der Ver- teilung ist bei der Mischung der se- 3.3 Coating microstructures and parat geschmolzenen und gebroche- phase compositions nen Pulver und beim umhüllten Pul- The different melting temperatures ver mit 13% TiO2 prinzipiell niedrig. of the individual phases also infu- Auf Grund unterschiedlicher Prozes- ence the porosities of the coatings. sparameter bei den Herstellern gibt es Besides high values for 000fc-a, bei den gemeinsam geschmolzenen 000hp-a and 003fc-a, this is refect- und gebrochenen Pulvern sowohl mit ed in particular by the powders con-

13% TiO2 [11] als auch 40% TiO2 [11, taining 13% TiO2. In the case of the 12] erhebliche Unterschiede. Die Pulver experimental powder 013ex-a, the 013fc-b und 040fc-b zeigten eine ho- deviating particle size distribution mogene Verteilung von Al und Ti, die and morphology infuenced the coat- sich auch in dem hohen Gehalt an ing porosity (Figure 4b). The lowest

Al2TiO5/Al6Ti2O13 widerspiegelte (Ta- values were measured for all pow- belle 1). Unterschiedliche Herstellungs- ders containing 40% TiO2. bedingungen resultieren auch bei den The known transformation from agglomeriert und gesinterten Pulvern α-Al2O3 into γ-Al2O3 was observed

013as-a und 013as-b in signifkanten for all powders containing Al2O3 Unterschieden. Die Graustufen in den particles. Surprisingly, coatings de- einzelnen REM-Aufnahmen in den Bil- Bild 4: (a) Auftragswirkungsgrad DE, Fig. 4: (a) Deposition effciency DE, posited from Al2TiO5-rich powders dern 3d-i entsprechen folgenden Pha- (b) Schichtporosität und (c) Schichthärte (b) porosity of the coatings, and (c) (013as-a, 013fc-b and 013ex-a) HV0,3 coating hardness HV0.3 sen (Tabelle 1): hellgrau: TiO2 bzw. TiOx, showed not only similar contents of

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setzt, sondern sind nur in einigen Fäl- tikeln (Bild 3h–i) überein. Die Pulver Al2TiO5 and, at the same time, high for the sliding wear rate (Fig. 5b), an len als Verunreinigungen enthalten. Die 013b-a und 013fc-a mit überwiegend peak intensities of α-Al2O3. This is in increase in the wear resistance with

MgO-haltigen Experimentalpulver hin- isolierten Al2O3-Partikeln im Quer- a good agreement with an increased increasing Al2O3 content was found, gegen enthalten die höchsten Al2TiO5 schliff (Bild 3d) führten zu deutlich un- amount of partially molten particles there was no clear trend with com-

Anteile und weisen damit die stabilisie- terscheidbaren TiOx/Al2−xTi1+xO5 und (Fig. 3h-i). The powders 013b-a and position for the abrasion wear re- rende Wirkung von MgO nach. Al2O3-Splats in den Schichten (Bild 013fc-a with a majority of isolated sistance. Inside the group of coat-

3g). Eine Reaktion zwischen den Ein- Al2O3 particles appearing in the cross ings with 13% TiO2, both wear tests

3.2 Auftragswirkungsgrad zeloxiden während des Spritzprozes- section (see Fig. 3d) resulted in TiOx/ showed similar tendencies. Coat- und Veränderungen durch den ses konnte nur bei sehr feiner homo- Al2−xTi1+xO5 and Al2O3 splats, which ings with a high content of partially

Spritzprozess gener Verteilung, wie sie in 013as-a/b can be easily distinguished by their molten α-Al2O3 and Al2TiO5 particles Der Auftragswirkungsgrad der Pul- und in 013c-a sowie im modifzierten grayscale differences in the coat- (013as-a, 013fc-b, 013ex-a) or in-siver wurde maßgeblich durch deren kommerziellen 040ex-a [11] vorlag, ings (Fig. 3g). Evidence of a reac- tu formed Al2TiO5 (013c-a, 013as-b) Phasenzusammensetzung bestimmt. anhand von REM Aufnahmen (Mate- tion between the single oxides dur- were more wear resistant than the

Die Phasen Al2TiO5, Al2−xTi1+xO5, und rialkontrast und EDS) nachgewiesen ing the spray process was only pro- 013b-a and 013fc-a coatings, which

Al6Ti2O13 tragen zu einer Verrin- werden. Der Einbau von Ti ins γ-Al2O3 vided by material contrast and EDS were characterised by separate α-/γ- gerung der Schmelztemperaturen konnte mit EDS-Linienscans für die for very homogeneously distributed Al2O3 and TiOx/Al2−xTi1+xO5 splats. bei. Pulver mit hohen Anteilen an Pulvermischung 040fc-b beobachtet fne grains of the single oxides, such The lowest wear rates were found

α-Al2O3, insbesondere bei groben werden [12]. Einzig für 013as-b und as in powders 013as-a/b and in 013c- for the coatings containing Al2TiO5. Partikeln (013b-a, 013fc-a), zeigen 040ex-a [11] war eine Reaktion der a, as well as in the modifed commer- This is in agreement with the the- eine deutlich geringere DE als Pulver Einzeloxide unter Bildung von Al2TiO5 cial powder 040ex-a [11]. The incor- sis of the action of Al2TiO5 as a re- mit hohen Gehalten von Al2TiO5 bzw. mittels XRD verifzierbar. poration of Ti into γ-Al2O3 was ob- inforcing component in this concen-

Al2−xTi1+xO5, aber auch TiOx (Bild 4a). served by EDS line scans for the pow- tration range of Al2O3/Al2TiO5 com- Die gleiche Tendenz gilt für Pulver mit 3.4 Schichthärten und tribologi- der blend 040fc-b [12]. The detec- posites [14]. Surprisingly, coatings

40% TiO2 [12]. sche Untersuchungen tion of Al2TiO5 by XRD indicated that containing 80% TiO2 showed lower Die Bestimmung der elementaren Bild 4c zeigt die gemessenen Härte- a reaction of the single oxides was abrasion wear rates than coatings

Zusammensetzungen der Pulver und werte. Tendenziell sind die Härten der possible for 013as-b and 040ex-a with 40% TiO2, the plain 100% TiOx

Schichten für alle Proben mit 13% Schichten auf der Al2O3-reichen Seite [11] only. coating, as well as the Al2TiO5-rich

TiO2 wiesen zumeist ein nahezu un- höher. Die Verschleißraten aus dem 13% TiO2 coatings (013as-a, 013b-a, verändertes Verhältnis von Al:Ti nach, Abrasions- und dem Reib-/Gleitver- 3.4 Coating hardness and tribo- 013fc-a). In contrast, in the sliding ein moderater element-spezifscher schleiß sind in Bild 5 dargestellt. Wäh- logical investigations wear test a high content of TiOx and

Verlust während des Spritzprozesses rend für den Reib-/Gleitverschleiß eine Fig. 4c shows the measured hardness Al2−xTi1+xO5 was detrimental. Conse- wurde nur für das gemischte Pulver generelle Erhöhung der Verschleiß- values. There is a tendency for a high- quently, the occurrence of Al2−xTi1+xO5 registriert. beständigkeit mit steigendem Al2O3- er coating hardness on the Al2O3-rich improves the tribological proper- Gehalt zu erkennen ist (Bild 5b), ist die side. The abrasion and sliding wear ties under the conditions of abrasive 3.3 Schichtmikrostrukturen und Tendenz im Abrasionsverschleiß un- rates are presented in Fig. 5. While wear but is detrimental for the slid- Phasenzusammensetzungen einheitlich. Innerhalb der Gruppe der

Die unterschiedlichen Schmelztem- Schichten mit 13% TiO2 zeigen beide peraturen der einzelnen Phasen be- Verschleißversuche ähnliche Tenden- einfussen auch die Schichtporositä- zen. Schichten mit einem hohen An- ten. Neben besonders hohen Wer- teil an teilgeschmolzenen α-Al2O3- ten für 000fc-a, 000hp-a und 003fc- und Al2TiO5-Partikeln (013as-a, a spiegelt sich dies insbesondere für 013fc-b, 013ex-a) bzw. in-situ ge- die Zusammensetzungen mit 13% bildetem Al2TiO5 (013c-a, 013as-b)

TiO2 wider. Im Fall des experimen- sind verschleißfester als die 013b-a- tellen Pulvers 013ex-a wirkt sich die und 013fc-a-Schichten mit separa- abweichende Partikelgrößenvertei- ten α-/γ-Al2O3 und TiOx/Al2−xTi1+xO5- lung und -morphologie deutlich auf Splats. Die geringsten Verschleißraten die Schichtporosität aus (Bild 4b). Die wurden für Schichten mit Al2TiO5 be- niedrigsten Werte wurden für alle Pul- stimmt. Dies ist in Übereinstimmung ver mit 40% TiO2 gemessen. mit der These zur Wirkung von Al2TiO5 Die bekannte Umwandlung von in diesem Konzentrationsbereich als

α-Al2O3 in γ-Al2O3 wurde für alle Pul- verstärkende Komponente in Al2O3/ ver mit Al2O3-Partikeln beobachtet. Al2TiO5-Kompositen [14]. Erstaunli-

Erstaunlicherweise wiesen Schich- cherweise zeigten 80%-TiO2-Schich- ten aus Al2TiO5-reichen Pulvern ten im Abrasionsverschleiß eine ge- (013as-a, 013fc-b und 013ex-a) ne- ringere Verschleißrate als Schichten ben ähnlichen Al TiO -Anteilen auch mit 40% TiO , die TiO -Schicht sowie Bild 5: (a) Abrasionsverschleißrate an- Fig. 5: (a) Abrasive wear rate based on 2 5 2 x gelehnt an Testbedingungen nach ASTM test conditions of ASTM G65 and hohe Peakintensitäten von α-Al2O3 Al2TiO5-reiche 13%-Schichten (013as- G65 und (b) Schicht-Verschleißraten aus (b) coating wear rates of the unidirec- auf. Dies stimmt gut mit einer erhöh- a, 013b-a, 013fc-a). Im Gegensatz dazu rotierenden trockenem Reib-/Gleitver- tional dry sliding wear test according to schleiß nach ASTM G99 ASTM G99 ten Anzahl an teilgeschmolzenen Par- wirkte sich im Reib-Gleitverschleiß ein

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 57 Peer-reviewed Papers Wissenschaftliche Fachbeiträge

ing wear resistance. For the interpre- ders of magnitude for electric feld tation of these observations further strengths in the range from 4∙10−4 investigations and additional meas- to 1 V/μm. urements are necessary. 3.6 Corrosion resistance 3.5 Electrical properties The exposure tests in 1 N sulphu- Fig. 6a presents the results of the re- ric acid (Fig. 6b) confrmed the sub- sistivity measurements. As expect- stantially improved corrosion resist-

ed, with increasing TiO2-content in ance of coatings based on TiOx [13] or

the feedstock powder a decreasing Al2−xTi1+xO5. For the groups with 13%

resistivity of the coating was found and 40% TiO2 there was an increased due to the rising content of elec- corrosion resistance of coatings with

trically conductive TiOx [15, 16] or a higher TiOx content, as this results

Al2−xTi1+xO5. Both Al2O3 coatings and from an inhomogeous distribution of the 003c-a coating had an insulating Al and Ti. An increased content of

character. The coatings containing Al2TiO5/Al6Ti2O13 resulted in a lower

13% TiO2 could be divided into high- corrosion resistance. The infuence of ly resistive coatings with a high con- other corrosion conditions has to be

tent of partially molten α-Al2O3 and investigated in further work.

Al2TiO5 particles or grains (013as-a, Bild 6: (a) Spezifscher elektrischer Fig. 6: (a) Electrical resistivity of the 013fc-b, 013ex-a) or in-situ formed 4. Summary DC-Widerstand (blau schraffert Ergeb- coatings (blue hatched results are from nisse der 4-Punktmessung) und the 4-point measurement) and Al2TiO5 (013c-a, 013as-b), and into The materials of the Al2O3-TiO2 sys- (b) relativer Masseverlust bei Auslage- (b) relative mass loss of the coatings low resistive coatings with an inho- tem showed a more complex behav- rungsversuchen in 1 N H2SO4 bei 85°C for exposure tests in 1 N H2SO4 at 85°C für 300 h for 300 h mogeneous microstructure of insulat- ior than expected at the start of this

ing α-/γ-Al2O3 and conductive TiOx/ study. The results demonstrate the

Al2−xTi1+xO5 splats (013b-a, 013fc-a). achievable property level of a coat- hoher Anteil an TiOx und Al2−xTi1+xO5 ter Widerstand durch den zunehmen- From this group, the breakdown feld ing in dependence of the powder. nachteilig aus. Folglich verbesserte den Anteil an gut leitfähigem TiOx [15, strength (condition for the measure- Consequently, they are an aid for 8 Al2−xTi1+xO5 die tribologischen Eigen- 16] bzw. Al2−xTi1+xO5-Phasen gefun- ment ρ > 10 Ω∙m) could only be de- certain areas of application. schaften unter den Abrasionsbedin- den. Die beiden Al2O3-Schichten und termined for the 013c-a coatings as The formation, decomposition, sta- gungen, wirkte sich jedoch nachteilig die 003c-a-Schicht haben isolierenden 12.6 kV/mm as this was the only coat- bility and infuence of Al2TiO5 on auf den Reib-Gleitverschleiß aus. Zur Charakter. Die 13%-TiO2-Schichten ing (TiOx, Al2−xTi1+xO5). For compari- the coating properties were inves- Interpretation der Beobachtungen sind können unterteilt werden in hochoh- son, the breakdown feld strength of tigated in detail. Some commer- weiterführende Untersuchungen, ins- mige Schichten mit einem hohen An- the coatings 003fc-a and 000hp-a cial feedstock powders contain sig- besondere auch zusätzliche Messun- teil an teilgeschmolzenen α-Al2O3- und was calculated as 18.7 kV/mm and nifcant amounts of Al2TiO5, but gen notwendig. Al2TiO5-Partikeln oder -Körnern 18.4 kV/mm, respectively. no stabilizers. The condition for

(013as-a, 013fc-b, 013ex-a) bzw. in-si- In the measurement of the specif- the formation of Al2TiO5 is the ho-

3.5 Elektrische Eigenschaften tu gebildetem Al2TiO5 (013c-a, 013as- ic electrical resistivity with different mogeneous distribution of Al and Bild 6a zeigt die Ergebnisse für die Wi- b) sowie niederohmige Schichten mit voltages, a strong dependence of Ti on a small grain size level. This derstandsmessungen. Erwartungsge- inhomogener Mikrostruktur aus iso- the measured resistivity on the elec- is determined by the manufactur- mäß wurde mit zunehmendem TiO2- lierenden α-/γ-Al2O3 und leitfähi- tric feld strength was demonstrating process of the powder and the

Anteil im Spritzpulver ein verminder- gen TiOx/Al2−xTi1+xO5 Splats (013b-a, ed. This differed by up to three or- specifc manufacturing conditions.

Literatur References

[1] B. Freudenberg: Etude de la réaction à l‘état solide Al2O3+TiO2 -> [9] P. Waldner, G. Eriksson, Calphad 23 (1999): 189/218.

Al2TiO5: observation des structures: Thèse EPFL n° 709 (1987), EPFL, [10] H. Eschnauer, F. Kilp, K. Mundinger, H. Kühn, O. Stitz: Ber. Dt. Keram. Lausanne, 1988. Ges. 57 No 4-5 (1980) 94/8. [2] M. Ilatovskaia, O. Fabrichnaya: J. Alloys Compd. (2019) 1137/48. [11] A. Richter, L.-M. Berger, S. Conze, Y.J. Sohn, R. Vaßen, IOP Conferen- [3] S.T. Norberg, S. Hoffmann, M. Yoshimura, N. Ishizawa, Acta Cryst. ce Series: Materials Science and Engineering 480 (2019) 12007. Section C: Crystal Structure Communications 61 (2005) 135/38. [12] A. Richter, L.-M. Berger, Y.J. Sohn, S. Conze, K. Sempf, R. Vaßen: J. [4] V. Buscaglia, P. Nanni: J. Am. Ceram. Soc. 81 (1998) 2645/53. Eur. Ceram. Soc. 39 (2019) 5391/402. [5] H.W. Hennicke, W. Lingenberg: CFI Ceramic Forum International 63 [13] F.-L. Toma, C.C. Stahr, L.-M. Berger, S. Saaro, M. Herrmann, D. Deska, (1986) 100/6. G. Michael: J. Therm. Spray Technol. 19 (2010) 137/47. [6] I.M. Low, Z. Oo: Mater. Chem. Phys. 111 (2008) 9/12. [14] C. Baudin, A. Sayir, M.H. Berger: Acta Mater. 54 (2006) 3835/41. [7] B.H. Kear, Z. Kalman, R.K. Sadangi, G. Skandan, J. Colaizzi, W.E. [15] J.R. Smith, F.C. Walsh, R.L. Clarke: J. Appl. Electrochem. 28 (1998) Mayo: J. Therm. Spray Technol. 9 (2000) 483/7. 1021/33. [8] L.-M. Berger, K. Sempf, Y.J. Sohn, R. Vaßen: J.Therm. Spray Technol. [16] A. A. Gusev, E. G. Avvakumov, A.Zh. Medvedev, A. I. Masliy: Sci. Sin- 27 (2018) 654/66. tering 39 (2007) 51/7.

58 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Wissenschaftliche Fachbeiträge Peer-reviewed Papers

013fc-a). Aus dieser Gruppe konn- bereich; diese wird vom Herstellungs- There are distinct differences in the Acknowledgements te die Durchschlagsfeldstärke (Vor- prozess der Pulver und den spezif- case of commercial powders of the The IGF Project Nr. 19471 BG / DVS- aussetzung für die Messung: ρ > 108 schen Produktionsbedingungen be- same composition, and even of the Nr. 02.109 of the research association Ω∙m) nur an 013c-a-Schichten mit stimmt. Bei den kommerziellen Pul- same manufacturing process. At a Forschungsvereinigung Schweißen 12,6 kV/mm bestimmt werden, da vern gibt es bei gleichen Zusammen- suffciently homogeneous distribu- und verwandte Verfahren e. V. of the nur hier keine unterstöchiometri- setzungen und sogar bei gleichen tion of small grains can be formed DVS, was, on the basis of a resolution schen Phasen (TiOx, Al2−xTi1+xO5) vorla- Herstellungsverfahren deutliche Un- during the spray process. The infu- of the German Bundestag, promoted gen. Zum Vergleich hierzu liegen die terschiede. Bei hinreichend homoge- ence depends on its amount and is by the German Ministry of Economic Durchschlagsfeldstärken der Schichten ner Verteilung kleiner Körner kann observed for a content of about 13% Affairs and Energy via AiF within the

003fc-a und 000hp-a entsprechend sich Al2TiO5 auch während des Spritz- TiO2 or higher. In general, the exist- framework of the programme for the bei 18,7 kV/mmbzw. 18,4 kV/mm. prozesses bilden. Der Einfuss ist von ence of Al2TiO5 positively infuences promotion of joint industrial research Bei den Versuchen zur Bestimmung seiner Menge abhängig und ab einem some properties, such as the deposi- and development (IGF). des spezifschen elektrischen Wider- Gehalt von rund 13% TiO2 zu beob- tion effciency and the electrical re- The commercial powders were pro- stands bei unterschiedlichen Span- achten. Ansonsten beeinfusst das sistance, but other properties, like vided by Oerlikon Metco WOKA nungen war eine starke Abhängigkeit Al2TiO5 einige Eigenschaften, wie den the corrosion resistance are nega- GmbH, Millidyne Oy, Saint-Gobain des Widerstands von der angelegten Auftragswirkungsgrad und den elekt- tively affected. Ceramic Materials GmbH, H.C. Starck Feldstärke nachweisbar. Sie unter- rischen Widerstand positiv, dagegen A possible advantage or disadvan- GmbH and Ceram GmbH Ingenieur- schieden sich um bis zu drei Größen- andere, wie die Korrosionsbestän- tage of the use of mechanical blends keramik. Company Ceram GmbH In- ordnungen im Feldstärkenbereich von digkeit gegenüber H2SO4 negativ. Ein depends on the service conditions of genieurkeramik is acknowledged for 4∙10 −4 bis 1 V/μm. möglicher Vor- oder Nachteil für die the coatings. participation in the preparation of the Verwendung mechanischer Mischun- In general, there exists a strong infu- experimental feedstock powders.

3.6 Korrosionsbeständigkeit gen ist von den Anwendungsbedin- ence of the TiO2 content and its dis- Die Auslagerungsversuche in 1 N gungen der Schichten abhängig. tribution on the coating performance.

Schwefelsäure (Bild 6b) bestätigen Insgesamt gibt es einen starken Ein- Compositions of the TiO2-rich side die erheblich verbesserte Korrosions- fuss des TiO2-Anteils und dessen have the largest application potential beständigkeit von Schichten auf der Verteilung auf die Schichtperfor- under corrosive conditions.

Basis von TiOx [13] oder Al2−xTi1+xO5. mance. Zusammensetzungen auf der

Auch in den Gruppen mit 13% und TiO2-reichen Seite haben ihr größtes

40% TiO2 ergibt sich eine bessere Einsatzpotenzial unter korrosiven Korrosionsbeständigkeit für Schich- Bedingungen. ten mit einem erhöhten TiO -Gehalt, x www.nmbgmbh.de wie er durch eine inhomogene Vertei- Danksagung lung von Al und Ti entsteht. Dagegen Das IGF-Vorhaben Nr. 19471 BG / hat ein erhöhter Al2TiO5/Al6Ti2O13-Ge- DVS-Nr. 02.109 der Forschungsver- halt eine geringere Korrosionsbestän- einigung Schweißen und verwand- digkeit zur Folge. Der Einfuss anderer te Verfahren e. V. des DVS, Aache- Korrosionsbedingungen muss in wei- ner Str. 172, 40223 Düsseldorf, wur- Erweitern Sie den Einsatz des teren Arbeiten untersucht werden. de über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen THERMISCHEN SPRITZENS! 4. Zusammenfassung (AiF) im Rahmen des Programms zur Insgesamt zeigten die Werkstoffe aus Förderung der industriellen Gemein- dem System Al2O3-TiO2 ein deutlich schaftsforschung (IGF) vom Bundes- komplexeres Verhalten als zu Beginn ministerium für Wirtschaft und Ener- der Arbeiten erwartet. Die Ergebnisse gie aufgrund eines Beschlusses des demonstrieren das erreichbare Eigen- Deutschen Bundestages gefördert. schaftsniveau einer Schicht in Abhän- Die kommerziellen Pulver wurden gigkeit von den jeweiligen Pulvercha- von Oerlikon Metco WOKA GmbH, rakteristiken und sind somit ein Hilfs- Millidyne Oy, Saint-Gobain Ceramic mittel für die Auswahl eines Pulvers Materials GmbH, H.C. Starck GmbH Wir eröffnen innovative Einsatzfelder für das thermische Spritzen – für ein konkretes Anwendungsgebiet. und Ceram GmbH Ingenieurkera- von der Werkzeugherstellung über die Entwicklung von Hybridmateria- lien bis zur additiven Fertigung. Die Bildung, Zersetzung, Stabilität mik bereitgestellt. Der Firma Ceram und Auswirkung von Al TiO auf die GmbH Ingenieurkeramik wird zu- Unser Demo-Center verfügt über hochmoderne Anlagentechnik für 2 5 leistungsstarke Verfahrensvarianten. Schichteigenschaften wurden aus- sätzlich für die Beteiligung bei der führlich untersucht. Einige kommer- Herstellung der experimentellen Be- Nutzen Sie unser Know-How im Rahmen von Dienstleistungsaufträgen, Auftragsforschung oder öffentlichen Kooperationsprojekten. zielle Beschichtungspulver enthal- schichtungspulver gedankt. ten erhebliche Anteile an Al TiO , al- 2 5 Die Neue Materialien Bayreuth GmbH ist eine lerdings ohne Stabilisatoren. Voraus- unabhängige außeruniversitäre Forschungseinrichtung setzung für die Bildung von Al2TiO5 ist eine homogene Verteilung von Al und Ti in einem feinen Korngrößen-

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ISSN 1866-6248 ISSN 1866-6248

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Veröffentlichung in / Publication in: THERMAL SPRAY BULLETIN

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Thermische Spritzanwendungen C Thermal spray applications

Ausrüstung zur Vorbereitung & Hilfsstoffe D Preparation equipment & supplies

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AMT AG advanced materials technology IBEDA Sicherheitsgeräte und Gastechnik GmbH & Co. KG Gewerbestrasse 113, 5314 Kleindöttingen Bahnhofstraße 27, D-53577 Neustadt/Wied ( +41 56 2459-010 7 +41 56 2459-011 Postfach: 1145, D-53573 Neustadt/Wied E-Mail: [email protected] ( +49 (0)2683/306-0 7 +49 (0)2683/306-31 Praxair Surface Technologies GmbH Internet: www.amt-ag.net E-Mail: [email protected] Am Mühlbach 13, D-87487 Wiggensbach Internet: www.ibeda.de ( +49 (0)8370/92070 7 +49 (0)8370/920720

▼ Lichtbogenspritzen 9080 Arc spraying

IBEDA Sicherheitsgeräte und Gastechnik GmbH & Co. KG SAINT-GOBAIN COATING SOLUTIONS Bahnhofstraße 27, D-53577 Neustadt/Wied 50, Rue du Mourelet, F-84093 AVIGNON Cedex 9 Postfach: 1145, D-53573 Neustadt/Wied ( +33 490 858 500 7 + 33 490 829 452 ( +49 (0)2683/306-0 7 +49 (0)2683/306-31 E-Mail: [email protected] AMT AG E-Mail: [email protected] Internet: www.coatingsolutions.saint-gobain.com advanced materials technology Internet: www.ibeda.de Gewerbestrasse 113, 5314 Kleindöttingen Plasma-Pulver-Auftragschweißen 9100 ( +41 56 2459-010 7 +41 56 2459-011 ▼ Plasma transfer arc welding E-Mail: [email protected] Internet: www.amt-ag.net

LINCOTEK EQUIPMENT SPA Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH E-Mail: [email protected] LINCOTEK EQUIPMENT SPA Carl-Friedrich-Benz-Straße 7, D-47877 Willich Internet: www.lincotekequipment.com Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy ( +49 (0)2154/4837-0 7 +49 (0)2154/4837-78 ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected] Internet: www.durmat.com Internet: www.lincotekequipment.com

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 65 Buyers guide Bezugsquellenverzeichnis

▼ Lichtbogenspritzen 9670 Arc spraying

SAINT-GOBAIN COATING SOLUTIONS Cremer Beschichtungstechnologie GmbH 50, Rue du Mourelet, F-84093 AVIGNON Cedex 9 Baukloh 16, 58515 Lüdenscheid ( +33 490 858 500 7 + 33 490 829 452 ( +49 (0) 2351 / 94 22 - 48 7 +49 (0) 2351 / 94 22 - 49 ABLER GmbH & Co. KG E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected] Georg-Haindl-Straße 44, D-87448 Waltenhofen-Hegge Internet: www.coatingsolutions.saint-gobain.com Internet: www.cremer-beschichtungstechnologie.de/fammspritzen.html ( +49 (0)831/540288-0 7 +49 (0)831/540288-9 E-Mail: [email protected] Internet: www.abler.de B Jobshop mit folgenden Spritzverfahren in der Anwendung Jobshop with following thermal spraying processes RYBAK + HOFMANN rhv-Technik GmbH + Co. KG Baumann Plasma Flame Technic AG Eisentalstraße 27, D-71332 Waiblingen Hofstrasse 1, CH-8181 Höri ( +49 (0)7151/95998-0 7 +49 (0)7151/95998-95 ( +41 44 8644490 7 +41 44 8644491 E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected] ▼ Flammspritzen mit Draht, Schnur oder Stab 9610 Internet: www.rhv-technik.de Flame spraying with wire, cord or rod Internet: www.baumann-plasma.ch

▼ Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen 9630 High-velocity oxy-fuel spraying

Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH ABLER GmbH & Co. KG Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf Georg-Haindl-Straße 44, D-87448 Waltenhofen-Hegge ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01 ( +49 (0)831/540288-0 7 +49 (0)831/540288-9 E-Mail: [email protected] ABLER GmbH & Co. KG E-Mail: [email protected] Internet: www.metallspritztechnik.de Georg-Haindl-Straße 44, D-87448 Waltenhofen-Hegge Internet: www.abler.de ( +49 (0)831/540288-0 7 +49 (0)831/540288-9

E-Mail: [email protected] Internet: www.abler.de

Baumann Plasma Flame Technic AG RYBAK + HOFMANN rhv-Technik GmbH + Co. KG Hofstrasse 1, CH-8181 Höri Eisentalstraße 27, D-71332 Waiblingen ( +41 44 8644490 7 +41 44 8644491 Baumann Plasma Flame Technic AG ( +49 (0)7151/95998-0 7 +49 (0)7151/95998-95 E-Mail: [email protected] Hofstrasse 1, CH-8181 Höri E-Mail: [email protected] Internet: www.baumann-plasma.ch ( +41 44 8644490 7 +41 44 8644491 Internet: www.rhv-technik.de

E-Mail: [email protected] Internet: www.baumann-plasma.ch ▼ Plasmaspritzen 9680 Plasma spraying

Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01 Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH E-Mail: [email protected] Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf Internet: www.metallspritztechnik.de ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01 ABLER GmbH & Co. KG

E-Mail: [email protected] Georg-Haindl-Straße 44, D-87448 Waltenhofen-Hegge Internet: www.metallspritztechnik.de ( +49 (0)831/540288-0 7 +49 (0)831/540288-9 E-Mail: [email protected] Internet: www.abler.de

RYBAK + HOFMANN rhv-Technik GmbH + Co. KG Eisentalstraße 27, D-71332 Waiblingen ( +49 (0)7151/95998-0 7 +49 (0)7151/95998-95 RYBAK + HOFMANN rhv-Technik GmbH + Co. KG E-Mail: [email protected] Baumann Plasma Flame Technic AG Eisentalstraße 27, D-71332 Waiblingen Internet: www.rhv-technik.de Hofstrasse 1, CH-8181 Höri ( +49 (0)7151/95998-0 7 +49 (0)7151/95998-95 ( +41 44 8644490 7 +41 44 8644491 E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected] ▼ Flammspritzen mit Pulver 9620 Internet: www.rhv-technik.de Flame spraying with powder Internet: www.baumann-plasma.ch

▼ Kaltgassspritzen 9640 Cold gas spraying

Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH ABLER GmbH & Co. KG Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf Georg-Haindl-Straße 44, D-87448 Waltenhofen-Hegge ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01 ( +49 (0)831/540288-0 7 +49 (0)831/540288-9 E-Mail: [email protected] Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH E-Mail: [email protected] Internet: www.metallspritztechnik.de Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf Internet: www.abler.de ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01

E-Mail: [email protected] Internet: www.metallspritztechnik.de

▼ Laserspritzen 9660 Baumann Plasma Flame Technic AG Laser spraying RYBAK + HOFMANN rhv-Technik GmbH + Co. KG Hofstrasse 1, CH-8181 Höri Eisentalstraße 27, D-71332 Waiblingen ( +41 44 8644490 7 +41 44 8644491 ( +49 (0)7151/95998-0 7 +49 (0)7151/95998-95 E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected] Internet: www.baumann-plasma.ch Internet: www.rhv-technik.de

RYBAK + HOFMANN rhv-Technik GmbH + Co. KG Eisentalstraße 27, D-71332 Waiblingen Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH ( +49 (0)7151/95998-0 7 +49 (0)7151/95998-95 Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf E-Mail: [email protected] ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01 Internet: www.rhv-technik.de E-Mail: [email protected] Internet: www.metallspritztechnik.de

66 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Bezugsquellenverzeichnis Buyers guide

▼ Plasma-Pulver-Auftragschweißen 9690 ▼ Wärmeschutz 9200 Plasma transfer arc welding Thermal barrier

RYBAK + HOFMANN rhv-Technik GmbH + Co. KG Eisentalstraße 27, D-71332 Waiblingen DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH ( +49 (0)7151/95998-0 7 +49 (0)7151/95998-95 SAINT-GOBAIN COATING SOLUTIONS Carl-Friedrich-Benz-Straße 7, D-47877 Willich E-Mail: [email protected] 50, Rue du Mourelet, F-84093 AVIGNON Cedex 9 ( +49 (0)2154/4837-0 7 +49 (0)2154/4837-78 Internet: www.rhv-technik.de ( +33 490 858 500 7 + 33 490 829 452 E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected] Internet: www.durmat.com Internet: www.coatingsolutions.saint-gobain.com

Thermische Spritzanwendungen C Ausrüstung zur Vorbereitung & Hilfsstoffe Thermal spray applications D SAINT-GOBAIN COATING SOLUTIONS Preparation equipment & supplies 50, Rue du Mourelet, F-84093 AVIGNON Cedex 9 ( +33 490 858 500 7 + 33 490 829 452 E-Mail: [email protected] ▼ Atmosphärische Korrosion 9120 Internet: www.coatingsolutions.saint-gobain.com Druckluft- & Vakuumstrahlen 9210 Atmospheric corrosion ▼ Pressure & vacuum blasting ▼ Verschleißschutz 9190 Wear resistance

RYBAK + HOFMANN rhv-Technik GmbH + Co. KG Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH Eisentalstraße 27, D-71332 Waiblingen Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf ( +49 (0)7151/95998-0 7 +49 (0)7151/95998-95 ABLER GmbH & Co. KG ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01 E-Mail: [email protected] Georg-Haindl-Straße 44, D-87448 Waltenhofen-Hegge E-Mail: [email protected] Internet: www.rhv-technik.de ( +49 (0)831/540288-0 7 +49 (0)831/540288-9 Internet: www.metallspritztechnik.de E-Mail: [email protected] Internet: www.abler.de ▼ Korrosionsschutz 9232 Corrosion protection

LINCOTEK EQUIPMENT SPA Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01 E-Mail: [email protected] RYBAK + HOFMANN rhv-Technik GmbH + Co. KG E-Mail: [email protected] Internet: www.lincotekequipment.com Eisentalstraße 27, D-71332 Waiblingen Internet: www.metallspritztechnik.de ( +49 (0)7151/95998-0 7 +49 (0)7151/95998-95 ▼ Strahlmittel 9230 E-Mail: [email protected] Blasting media Internet: www.rhv-technik.de

▼ Elektronik 9140 Electrical CORODUR Fülldraht GmbH - Das Original Gießerallee 37, 47877 Willich

( +49 2154 8879-0 7 +49 2154 8879-79 E-Mail: [email protected] Internet: www.corodur.de SAINT-GOBAIN COATING SOLUTIONS 50, Rue du Mourelet, F-84093 AVIGNON Cedex 9 ( +33 490 858 500 7 + 33 490 829 452 Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH E-Mail: [email protected] Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf Internet: www.coatingsolutions.saint-gobain.com ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01 E-Mail: [email protected] Internet: www.metallspritztechnik.de DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH E Ausrüstung zur Endbearbeitung Carl-Friedrich-Benz-Straße 7, D-47877 Willich Finishing equipment ( +49 (0)2154/4837-0 7 +49 (0)2154/4837-78 ▼ Hochtemperaturkorrosion 9160 High temperature corrosion E-Mail: [email protected] Internet: www.durmat.com

▼ Einschmelzbrenner 9239 Fusing torch

Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf RYBAK + HOFMANN rhv-Technik GmbH + Co. KG ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01 Eisentalstraße 27, D-71332 Waiblingen E-Mail: [email protected] ( +49 (0)7151/95998-0 7 +49 (0)7151/95998-95 Internet: www.metallspritztechnik.de E-Mail: [email protected] Internet: www.rhv-technik.de IBEDA Sicherheitsgeräte und Gastechnik GmbH & Co. KG

▼ Sanierung 9170 Bahnhofstraße 27, D-53577 Neustadt/Wied Repair Postfach: 1145, D-53573 Neustadt/Wied ( +49 (0)2683/306-0 7 +49 (0)2683/306-31 E-Mail: [email protected] Internet: www.ibeda.de

SAINT-GOBAIN COATING SOLUTIONS Ausrüstung zum Sandstrahlen 9250 50, Rue du Mourelet, F-84093 AVIGNON Cedex 9 ▼ Sand-blasting equipment Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH ( +33 490 858 500 7 + 33 490 829 452 Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf E-Mail: [email protected] ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01 Internet: www.coatingsolutions.saint-gobain.com E-Mail: [email protected] Internet: www.metallspritztechnik.de

LINCOTEK EQUIPMENT SPA Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 E-Mail: [email protected] Internet: www.lincotekequipment.com

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 67 Buyers guide Bezugsquellenverzeichnis

▼ Versiegeln 9262 ▼ Pulverförderer 9340 Sealing Powder feeder G Zusatzwerkstoffe zum Thermischen Spritzen Filler materials for thermal spraying

▼ Andere Pulver 9380 Other powders Diamant Metallplastic GmbH AMT AG Hontzlarstrasse 12, 41238 Mönchengladbach advanced materials technology ( +49 2166 98360 7 +49 2166 83025 Gewerbestrasse 113, 5314 Kleindöttingen E-Mail: [email protected] ( +41 56 2459-010 7 +41 56 2459-011 Internet: www.diamant-polymer.de E-Mail: [email protected] Internet: www.amt-ag.net CORODUR Fülldraht GmbH - Das Original F Weitere Ausrüstung Gießerallee 37, 47877 Willich Other equipment ( +49 2154 8879-0 7 +49 2154 8879-79 E-Mail: [email protected] Internet: www.corodur.de

DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH ▼ Abluft/Filtersysteme/Filter 9270 Carl-Friedrich-Benz-Straße 7, D-47877 Willich Exhaust systems/bag houses ( +49 (0)2154/4837-0 7 +49 (0)2154/4837-78 E-Mail: [email protected] Internet: www.durmat.com DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH Carl-Friedrich-Benz-Straße 7, D-47877 Willich ( +49 (0)2154/4837-0 7 +49 (0)2154/4837-78 E-Mail: [email protected] Internet: www.durmat.com LINCOTEK EQUIPMENT SPA Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 LINCOTEK EQUIPMENT SPA E-Mail: [email protected] Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy Internet: www.lincotekequipment.com ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 E-Mail: [email protected] Internet: www.lincotekequipment.com Automatisierte Spritzsysteme 9280 ▼ LINCOTEK EQUIPMENT SPA Automated spraying systems Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400

E-Mail: [email protected] Internet: www.lincotekequipment.com Praxair Surface Technologies GmbH Am Mühlbach 13, D-87487 Wiggensbach ( +49 (0)8370/92070 7 +49 (0)8370/920720 AMT AG advanced materials technology ▼ Roboter 9350 Praxair Surface Technologies GmbH Gewerbestrasse 113, 5314 Kleindöttingen Robotics Am Mühlbach 13, D-87487 Wiggensbach ( +41 56 2459-010 7 +41 56 2459-011 ( +49 (0)8370/92070 7 +49 (0)8370/920720 E-Mail: [email protected] Internet: www.amt-ag.net

▼ Drähte 9390 Wires

LINCOTEK EQUIPMENT SPA Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy LINCOTEK EQUIPMENT SPA ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy E-Mail: [email protected] ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 Internet: www.lincotekequipment.com E-Mail: [email protected] CORODUR Fülldraht GmbH - Das Original Internet: www.lincotekequipment.com ▼ Schallschutzkabinen/Spritzkabinen 9360 Gießerallee 37, 47877 Willich Soundproof rooms/Spray booths ( +49 2154 8879-0 7 +49 2154 8879-79 E-Mail: [email protected]

Internet: www.corodur.de

T-Spray GmbH Hoher Stich 4, D-73252 Lenningen ( +49 (0)7026/7135 7 +49 (0)7026/5421 E-Mail: [email protected] AMT AG Internet: www.t-spray.de advanced materials technology DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH Gewerbestrasse 113, 5314 Kleindöttingen Carl-Friedrich-Benz-Straße 7, D-47877 Willich ▼ Manipulatoren 9310 ( +41 56 2459-010 7 +41 56 2459-011 ( +49 (0)2154/4837-0 7 +49 (0)2154/4837-78 Manipulators E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected] Internet: www.amt-ag.net Internet: www.durmat.com

LINCOTEK EQUIPMENT SPA LINCOTEK EQUIPMENT SPA Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy LINCOTEK EQUIPMENT SPA Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 E-Mail: [email protected] ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 E-Mail: [email protected] Internet: www.lincotekequipment.com E-Mail: [email protected] Internet: www.lincotekequipment.com Internet: www.lincotekequipment.com

Metallizing Equipment Co. Pvt. Ltd. E-101, M.I.A., Basni 2 phase, IND - Jodhpur-342005 ( +91 291 274 7601-02 Internet: www.mecpl.com

68 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Bezugsquellenverzeichnis Buyers guide

Praxair Surface Technologies GmbH Praxair Surface Technologies GmbH Am Mühlbach 13, D-87487 Wiggensbach Am Mühlbach 13, D-87487 Wiggensbach DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH ( +49 (0)8370/92070 7 +49 (0)8370/920720 ( +49 (0)8370/92070 7 +49 (0)8370/920720 Carl-Friedrich-Benz-Straße 7, D-47877 Willich ( +49 (0)2154/4837-0 7 +49 (0)2154/4837-78 E-Mail: [email protected] ▼ Keramische Pulver (Metalloxide/Metallnitride) 9420 Ceramic powders (metal oxides/nitrides) Internet: www.durmat.com

SAINT-GOBAIN COATING SOLUTIONS 50, Rue du Mourelet, F-84093 AVIGNON Cedex 9 Höganäs AB ( +33 490 858 500 7 + 33 490 829 452 Brucksgatan , SE-263 39 Höganäs E-Mail: [email protected] ( +49 (0) 5321 / 751 - 3444 Internet: www.coatingsolutions.saint-gobain.com LINCOTEK EQUIPMENT SPA E-Mail: [email protected] Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy Internet: www.hoganas.com ▼ Intermetallische Pulver 9400 ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 Intermetallic powders E-Mail: [email protected] Internet: www.lincotekequipment.com

IBEDA Sicherheitsgeräte und Gastechnik GmbH & Co. KG Praxair Surface Technologies GmbH Bahnhofstraße 27, D-53577 Neustadt/Wied Am Mühlbach 13, D-87487 Wiggensbach Postfach: 1145, D-53573 Neustadt/Wied LINCOTEK EQUIPMENT SPA ( +49 (0)8370/92070 7 +49 (0)8370/920720 Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy ( +49 (0)2683/306-0 7 +49 (0)2683/306-31 E-Mail: [email protected] ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 E-Mail: [email protected] Internet: www.ibeda.de Internet: www.lincotekequipment.com

▼ Karbidische Pulver 9410 Carbide powders SAINT-GOBAIN COATING SOLUTIONS 50, Rue du Mourelet, F-84093 AVIGNON Cedex 9 ( +33 490 858 500 7 + 33 490 829 452 LINCOTEK EQUIPMENT SPA E-Mail: [email protected] Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy Internet: www.coatingsolutions.saint-gobain.com ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 E-Mail: [email protected] ▼ Keramikstäbe 9430 Internet: www.lincotekequipment.com C&M Technologies GmbH Ceramic rods Am Bahnhof 10+26, 36456 Barchfeld-Immelborn

( +49 3695/858578-0 7 +49 3695/858578-99 E-Mail: [email protected] Internet: www.c-m-tech.com Praxair Surface Technologies GmbH Am Mühlbach 13, D-87487 Wiggensbach ( +49 (0)8370/92070 7 +49 (0)8370/920720 SAINT-GOBAIN COATING SOLUTIONS 50, Rue du Mourelet, F-84093 AVIGNON Cedex 9 ( +33 490 858 500 7 + 33 490 829 452 CORODUR Fülldraht GmbH - Das Original E-Mail: [email protected] ▼ Oxide 9445 Gießerallee 37, 47877 Willich Internet: www.coatingsolutions.saint-gobain.com ( +49 2154 8879-0 7 +49 2154 8879-79 Oxides E-Mail: [email protected] MCrAlYs 9439 Internet: www.corodur.de ▼ MCrAlYs

Höganäs AB Brucksgatan , SE-263 39 Höganäs ( +49 (0) 5321 / 751 - 3444 DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH Höganäs AB E-Mail: [email protected] Carl-Friedrich-Benz-Straße 7, D-47877 Willich Brucksgatan , SE-263 39 Höganäs Internet: www.hoganas.com ( +49 (0)2154/4837-0 7 +49 (0)2154/4837-78 ( +49 (0) 5321 / 751 - 3444 E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected] Internet: www.durmat.com Internet: www.hoganas.com

LINCOTEK EQUIPMENT SPA Höganäs AB Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy Brucksgatan , SE-263 39 Höganäs ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 ( +49 (0) 5321 / 751 - 3444 LINCOTEK EQUIPMENT SPA E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected] Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy Internet: www.lincotekequipment.com Internet: www.hoganas.com ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 E-Mail: [email protected] Internet: www.lincotekequipment.com

▼ Metallische Pulver 9440 Metal powders SAINT-GOBAIN COATING SOLUTIONS LINCOTEK EQUIPMENT SPA 50, Rue du Mourelet, F-84093 AVIGNON Cedex 9 Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy ( +33 490 858 500 7 + 33 490 829 452 ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected] Internet: www.coatingsolutions.saint-gobain.com Internet: www.lincotekequipment.com CORODUR Fülldraht GmbH - Das Original Gießerallee 37, 47877 Willich ( +49 2154 8879-0 7 +49 2154 8879-79 E-Mail: [email protected] Internet: www.corodur.de

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 69 Buyers guide Bezugsquellenverzeichnis

▼ Selbstfießende Pulver 9450 Self Fluxing powders

Praxair Surface Technologies GmbH Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH Am Mühlbach 13, D-87487 Wiggensbach Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf ( +49 (0)8370/92070 7 +49 (0)8370/920720 ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01 CORODUR Fülldraht GmbH - Das Original E-Mail: [email protected] Gießerallee 37, 47877 Willich ▼ Spritzschnüre 9461 Internet: www.metallspritztechnik.de ( +49 2154 8879-0 7 +49 2154 8879-79 Flexible cords E-Mail: [email protected]

Internet: www.corodur.de

RYBAK + HOFMANN rhv-Technik GmbH + Co. KG DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH Eisentalstraße 27, D-71332 Waiblingen Carl-Friedrich-Benz-Straße 7, D-47877 Willich DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH ( +49 (0)7151/95998-0 7 +49 (0)7151/95998-95 ( +49 (0)2154/4837-0 7 +49 (0)2154/4837-78 Carl-Friedrich-Benz-Straße 7, D-47877 Willich E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected] ( +49 (0)2154/4837-0 7 +49 (0)2154/4837-78 Internet: www.rhv-technik.de Internet: www.durmat.com E-Mail: [email protected]

Internet: www.durmat.com ▼ Spanende Bearbeitung 9500 Machining Spritzpulver 9459 ▼ Spray Powders

SAINT-GOBAIN COATING SOLUTIONS 50, Rue du Mourelet, F-84093 AVIGNON Cedex 9 ( +33 490 858 500 7 + 33 490 829 452 Berolina Metallspritztechnik Wesnigk GmbH E-Mail: [email protected] Pappelhain 30-31, D-15378 Hennickendorf Internet: www.coatingsolutions.saint-gobain.com ( +49 (0)33434/1550-00 7 +49 (0)33434/1550-01 C&M Technologies GmbH E-Mail: [email protected] Am Bahnhof 10+26, 36456 Barchfeld-Immelborn ▼ Thermoplaste 9470 Internet: www.metallspritztechnik.de ( +49 3695/858578-0 7 +49 3695/858578-99 Thermoplastics E-Mail: [email protected]

Internet: www.c-m-tech.com

RYBAK + HOFMANN rhv-Technik GmbH + Co. KG Höganäs AB Eisentalstraße 27, D-71332 Waiblingen ( +49 (0)7151/95998-0 7 +49 (0)7151/95998-95 Brucksgatan , SE-263 39 Höganäs IBEDA Sicherheitsgeräte und Gastechnik GmbH & Co. KG ( +49 (0) 5321 / 751 - 3444 E-Mail: [email protected] Bahnhofstraße 27, D-53577 Neustadt/Wied Internet: www.rhv-technik.de E-Mail: [email protected] Postfach: 1145, D-53573 Neustadt/Wied Internet: www.hoganas.com ( +49 (0)2683/306-0 7 +49 (0)2683/306-31

E-Mail: [email protected] I Prüfen, Forschung & Entwicklung, Aus- und Internet: www.ibeda.de Weiterbildung Testing, research & development, education ▼ Verdüste Legierungen 9475 Atomized alloys

LINCOTEK EQUIPMENT SPA Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy ▼ Forschung und Entwicklung 9530 ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 Research and Development E-Mail: [email protected] Internet: www.lincotekequipment.com Höganäs AB Brucksgatan , SE-263 39 Höganäs ▼ Spritzpulver-Gemische 9460 ( +49 (0) 5321 / 751 - 3444 Powder mixtures E-Mail: [email protected] Internet: www.hoganas.com Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Winterbergstraße 28, D-01277 Dresden ( +49 (0)351/83391-3330 7 +49 (0)351/83391-3478 E-Mail: [email protected] Internet: www.iws.fraunhofer.de CORODUR Fülldraht GmbH - Das Original Gießerallee 37, 47877 Willich LINCOTEK EQUIPMENT SPA ▼ Beratung 9560 ( +49 2154 8879-0 7 +49 2154 8879-79 Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy Consultancy E-Mail: [email protected] ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 Internet: www.corodur.de E-Mail: [email protected] Internet: www.lincotekequipment.com

H Oberfächenbearbeitung Finishing services CORODUR Fülldraht GmbH - Das Original Gießerallee 37, 47877 Willich DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH ( +49 2154 8879-0 7 +49 2154 8879-79 Carl-Friedrich-Benz-Straße 7, D-47877 Willich E-Mail: [email protected] ( +49 (0)2154/4837-0 7 +49 (0)2154/4837-78 Internet: www.corodur.de E-Mail: [email protected] ▼ Schleifen 9490 Internet: www.durmat.com Grinding

LINCOTEK EQUIPMENT SPA ABLER GmbH & Co. KG Via Mistrali 5, 43046, Rubbiano di Solignano PR, Italy Georg-Haindl-Straße 44, D-87448 Waltenhofen-Hegge ( +39 0525 53659 7 +39 0525 550400 ( +49 (0)831/540288-0 7 +49 (0)831/540288-9 E-Mail: [email protected] E-Mail: [email protected] Internet: www.lincotekequipment.com Internet: www.abler.de

70 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Bezugsquellenverzeichnis Buyers guide

Firmenindex / Index to Companies

Frima / Company Produkt / Product Firma / Company Produkt / Product

Höganäs AB 9410, 9439, 9440, 9445, 9459, ABLER GmbH & Co. KG 9190, 9490, 9610, 9620, 9630, Accounts Payable Department 9475 9670, 9680

IBEDA Sicherheitsgeräte und 9030, 9060, 9239, 9440, 9470 AMT AG 9020, 9030, 9040, 9080, 9090, Gastechnik GmbH & Co. KG 9280, 9340, 9360

LINCOTEK EQUIPMENT SPA 9020, 9030, 9040, 9080, 9090, Baumann Plasma Flame Technic AG 9610, 9620, 9630, 9670, 9680 9210, 9250, 9270, 9280, 9310, 9340, 9350, 9360, 9380, 9390, Berolina Metallspritztechnik 9140, 9160, 9170, 9190, 9210, 9400, 9410, 9420, 9439, 9440, Wesnigk GmbH 9490, 9500, 9610, 9620, 9630, 9445, 9459, 9460, 9475 9640, 9670, 9680

Metallizing Equipment Co. Pvt. Ltd. 9020, 9030, 9040, 9080, 9090, C&M Technologies GmbH 9410, 9459 9360

CORODUR Fülldraht GmbH 9190, 9380, 9390, 9410, 9440, Praxair Surface Technologies GmbH 9040, 9080, 9090, 9340, 9380, 9450, 9460, 9560 9390, 9410, 9420, 9440, 9460

Cremer Beschichtungstechnologie GmbH 9620 Rybak + Hofmann 9120, 9170, 9190, 9232, 9490, rhv-Technik GmbH + Co. KG 9500, 9610, 9620, 9630, 9660, DIAMANT Metallplastic GmbH 9262 9670, 9680

DURUM VERSCHLEISS-SCHUTZ GMBH 9100, 9190, 9340, 9380, 9390, SAINT-GOBAIN COATING SOLUTIONS 9020, 9090, 9100, 9170, 9190, 9410, 9440, 9450, 9460, 9461, 9200, 9230, 9390, 9420, 9430, 9690 9445, 9461

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- 9530 T-Spray GmbH 9080, 9280 und Strahltechnik IWS Dresden

THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 71 Buyers guide Bezugsquellenverzeichnis

Produktliste / List of Products

A Anlagen und Komponenten zum Thermischen Spritzen / F Weitere Ausrüstung / Other equipment Plants and components for thermal spraying processes 9270 Abluft/Filtersysteme/Filter / Exhaust systems/bag houses 9010 Detonationsspritzen / Detonation spraying 9280 Automatisierte Spritzsysteme / Automated spraying systems 9020 Flammspritzen mit Draht, Schnur oder Stab / Flame spraying with wire, cord or rod 9290 Durchfussmesser/Durchfussregler / Flow meter/Flow controller 9030 Flammspritzen mit Pulver / Flame spraying with powder 9300 Luftkompressoren / Air compressors 9040 Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen / High-velocity oxy-fuel spraying 9310 Manipulatoren / Manipulators 9050 Kaltgassspritzen / Cold gas spraying 9330 Prüfausrüstung / Testing equipment 9060 Kunststoff-Flammspritzen / Plastic fame spraying 9340 Pulverförderer / Powder feeder 9070 Laserspritzen / Laser spraying 9350 Roboter / Robotics 9080 Lichtbogenspritzen / Arc spraying 9360 Schallschutzkabinen/Spritzkabinen / Soundproof rooms/Spray booths 9090 Plasmaspritzen / Plasma spraying 9100 Plasma-Pulver-Auftragschweißen / Plasma transfer arc welding

G Zusatzwerkstoffe zum Thermischen Spritzen / Filler materials for thermal spraying B Jobshop mit folgenden Spritzverfahren in der Anwendung / Jobshop with following thermal spraying processes 9380 Andere Pulver / Other powders 9390 Drähte / Wires 9600 Detonationsspritzen / Detonation spraying 9400 Intermetallische Pulver / Intermetallic powders 9610 Flammspritzen mit Draht, Schnur oder Stab / Flame spraying with wire, cord or rod 9410 Karbidische Pulver / Carbide powders 9620 Flammspritzen mit Pulver / Flame spraying with powder 9420 Keramische Pulver (Metalloxide/Metallnitride) / Ceramic powders (metal oxides/ 9630 Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen / High-velocity oxy-fuel spraying nitrides) 9640 Kaltgassspritzen / Cold gas spraying 9430 Keramikstäbe / Ceramic rods 9650 Kunststoff-Flammspritzen / Plastic fame spraying 9439 MCrAlYs / MCrAlYs 9660 Laserspritzen / Laser spraying 9440 Metallische Pulver / Metal powders 9670 Lichtbogenspritzen / Arc spraying 9445 Oxide / Oxides 9680 Plasmaspritzen / Plasma spraying 9450 Selbstfießende Pulver / Self Fluxing powders 9690 Plasma-Pulver-Auftragschweißen / Plasma transfer arc welding 9459 Spritzpulver / Spray Powders 9460 Spritzpulver-Gemische / Powder mixtures 9461 Spritzschnüre / Flexible cords 9470 Thermoplaste / Thermoplastics 9475 Verdüste Legierungen / Atomized alloys C Thermische Spritzanwendungen / Thermal spray applications

9120 Atmosphärische Korrosion / Atmospheric corrosion H Oberfächenbearbeitung / Finishing services 9232 Korrosionsschutz / Corrosion protection 9130 Einlaufschichten / Abradable applications 9480 Feinschleifen / Superfnishing 9140 Elektronik / Electrical 9490 Schleifen / Grinding 9150 Maßhaltigkeit / Clearance control 9500 Spanende Bearbeitung / Machining 9160 Hochtemperaturkorrosion / High temperature corrosion 9510 Weiteres / Other 9170 Sanierung / Repair

9180 Vakuumplasma / Vacuum plasma 9190 Verschleißschutz / Wear resistance 9200 Wärmeschutz / Thermal barrier I Prüfen, Forschung & Entwicklung, Aus- und Weiterbildung / Testing, research & development, education

D Ausrüstung zur Vorbereitung & Hilfsstoffe / 9520 Aus- und Weiterbildung / Education 9530 Forschung und Entwicklung / Research and Development Preparation equipment & supplies 9540 Prüfabschnitte / Test coupons 9550 Prüfdienstleistung, Ausrüstung, Betriebsstoffe / Testing services, equipment, supplies 9198 Flammspritzen mit Draht oder Stab / Flame spraying with wire or rod 9560 Beratung / Consultancy 9199 Flammspritzen mit Pulver / Flame spraying with powder 9201 Kunststoff-Flammspritzen / Plastic Flame spraying 9202 Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF) / High-velocity oxy-fuel spraying (HVOF) 9203 Detonationsspritzen / Detonation spraying 9204 Plasmaspritzen / Plasma spraying 9205 Suspensionsspritzen / Suspension spraying 9206 Laserspritzen / Laser sparying 9207 Lichtbogenspritzen / Arc spraying 9208 Kaltgasspritzen / Cold gas spraying 9209 Plasma-Pulver-Auftragsschweißen (PTA) / Plasma transfer arc welding (PTA) 9210 Druckluft- & Vakuumstrahlen / Pressure & vacuum blasting 9220 Maskierungen & Klebebänder / Masking compounds & tapes 9230 Strahlmittel / Blasting media 9231 Sandstrahlen / Sandblasting

E Ausrüstung zur Endbearbeitung / Finishing equipment

9239 Einschmelzbrenner / Fusing torch 9240 Werkzeuge und Schleifmittel / Finishing tools and grinding wheels 9250 Ausrüstung zum Sandstrahlen / Sand-blasting equipment 9260 Dichtmittel / Sealants 9261 Spiegelhochglanz / Mirror polish 9262 Versiegeln / Sealing

72 THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 Bezugsquellenverzeichnis Buyers guide

Preisliste / Pricelist

Die Vorteile auf einen Blick / The advantages at a glance:

 Für jeden etwas dabei / Something for everyone:  Zusätzlich und kostenfrei / In addition and at no charge: Der Der Branchenführer ist nach 9 thematisch unterteilten Hauptgrup- Eintrag im Internet unter www.tsb-bezugsquellen.de mit einer pen mit zahlreichen relevanten Stichwörtern sortiert / Organised Verlinkung zu Ihrer Homepage / Your entry on the internet on topically into 9 main groups with numerous relevant keywords www.tsb-bezugsquellen.de/en/ with a link to your homepage  Zielsicher / Directed: Die klare Gliederung führt den  Kostenlose Veröffentlichung Ihres Firmenlogos im Internet unter Benutzer schnell und treffsicher ans Ziel / the precise classifcation www.tsb-bezugsquellen.de und in der Zeitschrift. Senden Sie Ihr leads the user to a result accurately Logo (jpg-Datei) an folgende E-Mail-Adresse: [email protected] / Free Publication of your  Alles auf einen Blick / At a glance: Jeder Eintrag umfasst die company logo on the internet on www.tsb-bezugsquellen.de/en/ vollständige Firmenanschrift inklusive E-Mail- und as well as in the magazine Please send the logo (jpg-fle) to: Internet-Adresse / Complete listing of your entries inluding email [email protected] and Internet address  Beginn der Einträge jeden Monat möglich  Länderübergreifende Kontakte / Cross-national (Abgabe-Termin: 15. des Vormonats) / contacts: Die Veröffentlichung in unserer zweisprachigen Start of entries is possible in each month Zeitschrift ermöglicht Ihnen eine Kontaktaufnahme auch über (deadline: the 15th of the previous month) Deutschlands Grenzen hinaus / The bilingual magazine offers the opportunity to develop new international contacts  Kosten sparen / Save costs: Wir bieten Ihnen attraktive Staffel- preise nach Anzahl der Stichwörter / Attractive scale prices on basis of number of keywords

Preise / Prices: Anzahl der Stichwörter Kosten pro Jahr/pro Stichwort in EUR* Number of keywords Costs per annum/per keyword in EUR* 1 75,00 2 – 5 70,00 6 – 10 65,00 ab/from 11 60,00 * Auf alle Preise wird die derzeitige MwSt. erhoben. * The prices are subject to VAT.

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THERMAL SPRAY BULLETIN 13 (2020) NO. 1 73 Bestellformular / Order

Ja, bitte veröffentlichen Sie den folgenden Eintrag im Bezugsquellenverzeichnis: Yes, please publish the following entry in the buyers guide:

Firma / Company

Straße, Hausnummer bzw. Postfach / Street Address - P.O. Box

PLZ, Wohnort / Postal Code, City

Telefon / Phone Fax

E-Mail / email Internet

Hauptgruppe bitte ankreuzen: / Please mark the main group:

 A Anlagen und Komponenten zum thermische Spritzverfahren / Plants and components for thermal spraying processes  B Jobshop mit Spritzverfahren in der Anwendung / Jobshop with thermal spraying processes  C Thermische Spritzanwendungen / Thermal spray applications  D Ausrüstung zur Vorbereitung & Hilfsstoffe / Preparation equipment & supplies  E Ausrüstung zur Endbearbeitung / Finishing equipment  F Weitere Ausrüstung / Other equipment  G Zusatzwerkstoffe zum Thermischen Spritzen / Filler materials for thermal spraying  H Oberfächenbearbeitung / Finishing services  I Prüfen, Forschung & Entwicklung, Aus- und Weiterbildung / Testing, research & development, education

Stichwörter / Keywords: 1. 4. 2. 5. 3. 6.

Für weitere Stichwörter bitte separates Blatt verwenden / For further keywords please use a separate sheet

Die bereits bestehende Stichwörterliste kann mit neuen - zur Hauptgruppe passenden - Stichwörtern ergänzt werden. It‘s possible to add new keywords to the existing list of keywords (appropriate to the main group).

Die Einträge im Branchenführer erfolgen jeweils mit einer Laufzeit von 12 Monaten bis auf Widerruf. Abbestellungen werden zum Ende des jeweiligen Bezugsjahres unter Einhaltung einer Frist von 6 Wochen angenommen. Stichtag ist jeweils der 15. des Monats. The entries in the Industry Guide take place in each case with a term of 12 month until they are canceled. Discontinuation will be accepted at the end of a subscribtion year considering 6 weeks notice. Deadline is the 15th of each month.

Zusätzlich und kostenfrei: Der Eintrag im Internet unter www.tsb-bezugsquellen.de, mit einer Verlinkung zu Ihrer Homepage sowie die Veröffentlichung Ihres Firmenlogos. Bitte senden Sie das Bestellformular mit Ihrem Logo (jpg-Datei) an folgende E-Mail Adresse: [email protected]. In addition and at no charge: Your entry on the internet on www.tsb-bezugsquellen.de/en/ with a link to your homepage and also the Publication of your company logo. Please send the order formular with your logo (jpg-fle) to: [email protected].

Ansprechpartner / Contact person

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