Kolbenstangen HVOF beschichten - Alternative zum Hartverchromen

Mit dem Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, kurz HVOF, gibt es eine umweltverträgliche Alternative zum galvanischen Hartverchromen. Hierbei werden Spritzschichten von ca. 200µm aufgebracht. Als Beschichtungsmaterial werden meisten Wolfram-Karbid oder Chrom-Karbid eingesetzt. Reine Karbide können nicht verspritzt werden, deshalb werden diese als Legierung mit Nickel oder Kobalt verarbeitet. Die metallische Matrix bietet den Korrosionsschutz und der karbidische Anteil den Verschleißschutz, dadurch ergibt sich eine hervorragende Eignung dieser Schicht als Ersatz zum Hartverchromen.

Vergleichstests für Kolbenstangen zwischen Hartverchromen und HVOF in alkalisch-wässrigen Lösungen und säurehaltigen- und Salzlösungen kamen zum Ergebnis, das HVOF gespritzte, karbidische Werkstoffe den galvanischen Hartchromschichten klar überlegen sind.

Die Vorteile, Kolbenstangen durch HVOF statt durch Hartverchromen zu beschichten, sind:

  • Umweltfreundlicher, preiswerter, härter, Verschleiß-und Korrosionsbeständiger
  • Es sind dickere Schichten möglich, die auch zu Reparaturzwecken geeignet sind
  • Eine HVOF-Beschichtung kann gegen Unterkorrosion durch Versiegelung geschützt werden

Kolbenstangen können mit den unterschiedlichsten Werkstoffen und Schichtstärken durch HVOF zur Reparatur oder zur Instandsetzung beschichtet werden. Porenbildung, die aufgrund von sehr massiven Schichten beim Hartverchromen der Kolbenstangen auftreten kann, entsteht durch die Flammspritztechnik nicht.

Mehr Info zum Thema Hochgeschwindigkeitsflammspritzen finden Sie auf unseren Seiten für: HVOF

Kolbenstangen, Dichtungen und Stopfpackungen

Die Dichtungen und Stopfpackungen für Kolbenstangen bestehen vielfach aus einem Kombinationsgeflecht aus PTFE-Graphit und Aramidfaser mit Einlaufschmiermittel oder auch aus 100% PTFE-Fasern.

Die Haupteinsatzgebiete für Stopfpackungen können sein: Pumpen, Rührwerke, Mischer, Kneter, Filter, Ventile, Schieber, Wellenschonhülsen für die Industriebereiche Papier- und Zellstoffindustrie, Abwasser, Klärtechnik, Lebensmittel, Chemie und Pharmazeutik und Kraftwerke.

Als Eigenschaften von Dichtungen und Stopfpackungen für die Kolbenstange gelten:

  • Ein geringer Wellenverschleiß und gute Wärmeleitfähigkeit
  • Empfohlene Oberflächenhärte der Welle ca. 60HRc
  • Sichere Dichtung und Stopfpackungen bei abrasiven Medien

Trotzdem sind gerade hierbei die Kolbenstangen extrem gefordert. Korrosionsschutz, Verschleißschutz und Torsion sind die entscheidenen Faktoren.

Welches Bauteil soll Verschleißen? Dichtung, Stopfpackung oder die Kolbenstange. Eine hartverchromte Kolbenstange mit gehärtetem Grundmaterial oder aus Edelstahl mit nur 30µm Standardschicht bietet deutlich zu wenig Schutzmechanismen.

Unsere Beschichtungstechnologie durch Flammspritztechnik bietet hier jahrzehntelange Erfahrung mit einer umfassenden Produktpalette.

Gerade für Stopfpackungen im Dichtungsbereich sollte hier das Pulverflammspritzen nach DIN EN ISO 14920:1999 in Erwägung gezogen werden. Wir bekommen mit einer Pulverflammspritzschicht eine gasdichte Beschichtung mit ca. 750µm Schichtstärke, haben den Edelstahl-Rostfrei-Charakter bei ca. 60HRc und eine sehr gute Polierbarkeit. Desweiteren weist diese Beschichtung keine Mikroporen für Schmutznester auf. Auch Torsions-Probleme sind aufgrund der sehr guten Partikelhaftung zum Substrat zu vernachlässigen.

Mehr Info zum Thema Pulverflammspritzen finden Sie auf unseren Seiten für: Pulverflammspritzen

Kolbenstangen Keramik-Beschichtung

In vielen Fällen wird nicht das Dichtungselement O-Ring als Radial-Wellen-Dichtungs-Ring eingesetzt, sondern auch die Bronzebuchse.

Hierbei bietet sich die Keramik-Beschichtung der Kolbenstangen des Hydrauklikzylinders als optimale Lösung an. Die Keramik auf den Kolbenstangen wird durch Flammspritzen aufgetragen, ist mikroporös und eignet sich deshalb sehr gut als Schmierstoff-Depot.

Die Keramik wird entweder als Aluminium-Oxid+Titan-Oxid mit ca. 60HRc oder als Chrom-Oxid mit ca. 66HRc aufgetragen. Ein Vorteil gegenüber der 30µm Galvanik-Hartverchromung ist es, dass die Kolbenstangen Keramik-Beschichtung eine Schichtstärke von ca. 300µm aufweist. Dies hat den Vorteil das die Radial-Wellen-Dichtungs-Ringe über ihren kompletten Vorspannungsbereich in derselben Keramik-Beschichtung arbeiten können und nicht - wie bei Galvanik-Hartchrom - nach 30µm in den verschleißintensiveren Grundwerkstoff einbrechen.

Dieses Prinzip der Schichtstärke gilt im übrigen auch für sämtliche Flammspritz-Verfahren, die durch uns für Sie aufgebracht werden.

Kolbenstangen, deren Oberfläche durch uns mit einer Keramik-Beschichtung oder anderen Beschichtungsverfahren des Thermischen Spritzens behandelt werden, bekommen mit die längsten Standzeiten, die überhaupt erzielt werden können.

Weitere Spezialgebiete: Wellenschutzhülse | Mischwerkzeuge | Förderschnecke

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