DE102008039076B3 - Method for coating a surface of a substrate such as valve seat or bearing seat by electric arc wire spraying, comprises producing an electric arc through applying a voltage between respective ends of rotatable electrodes - Google Patents

Method for coating a surface of a substrate such as valve seat or bearing seat by electric arc wire spraying, comprises producing an electric arc through applying a voltage between respective ends of rotatable electrodes Download PDF

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    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/131—Wire arc spraying

Abstract

The method comprises producing an electric arc through applying a voltage between respective ends (4.1, 5.1) of rotatable first and second electrode (4, 5). The first electrode is melted in the area of the electric arc and is repositioned for the maintenance of the electric arc. The melted particles of the first electrode are transported by an atomizing gas in the direction of the surface and are adhered on the surface. A material consuming itself in the electric arc is used as second electrode, which is arranged for the maintenance of the electric arc. The method comprises producing an electric arc through applying a voltage between respective ends (4.1, 5.1) of rotatable first and second electrode (4, 5). The first electrode is melted in the area of the electric arc and is repositioned for the maintenance of the electric arc. The melted particles of the first electrode are transported by an atomizing gas in the direction of the surface and are adhered on the surface. A material consuming itself in the electric arc is used as second electrode, which is arranged for the maintenance of the electric arc. The first electrode and the second electrode are touchably adjusted for igniting the electric arc. Only the melted particle of the first electrode is adhered on the surface. The second electrode has a diameter that is smaller than the diameter of the first electrode, and is continuously repositioned so that an interval forms between the first electrode and the second electrode. A protective gas is emitted around the electric arc so that an area of the surface to be coated receives a protective gas atmosphere during the coating. A particle beam angle is narrowed by the flow of the protective gas. An independent claim is included for a device for coating a surface of a substrate through electric arc wire spraying.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten einer Oberfläche eines Substrats durch Lichtbogendrahtspritzen, wobei zwischen einer drahtförmigen Anode und einer drahtförmigen Kathode ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugt wird, wobei die Anode im Bereich des Lichtbogens geschmolzen und zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachgeführt wird, wobei geschmolzene Partikel der Anode mittels eines Zerstäubergases in Richtung der Oberfläche transportiert und auf der Oberfläche angelagert werden.The The invention relates to a method and a device for coating a surface a substrate by arc wire spraying, wherein between a wire-like Anode and a wire-shaped Cathode an arc is generated by applying a voltage, whereby the anode is melted in the area of the arc and to maintain followed by the arc is, wherein molten particles of the anode by means of a nebulizer gas towards the surface transported and on the surface be attached.

Bei der Herstellung von Verbrennungsmotoren wird aus Gründen der Energieeffizienz und der Emissionsreduzierung eine möglichst geringe Reibung und eine hohe Abrieb- und Verschleißfestigkeit angestrebt. Hierzu werden Motorbauteile, wie zum Beispiel Zylinderbohrungen, Ventilsitze und Lagersitze mit Schichten versehen, die mittels thermischen Spritzens, insbesondere Lichtbogendrahtspritzen aufgebracht werden. Üblicherweise wird beim Lichtbogendrahtspritzen zwischen zwei drahtförmigen Spritzwerkstoffen ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugt. Dabei schmelzen die Drahtspitzen ab und werden beispielsweise mittels eines Zerstäubergases auf die zu beschichtende Oberfläche, beispielsweise die Zylinderwand befördert, wo sie sich anlagern.at The manufacture of internal combustion engines is for the sake of Energy efficiency and emission reduction as possible low friction and high abrasion and wear resistance. For this become engine components, such as cylinder bores, valve seats and bearing seats provided with layers, which by means of thermal spraying, in particular arc wire spraying can be applied. Usually becomes during arc wire spraying between two wire-shaped spray materials generates an arc by applying a voltage. It will melt the wire tips and are for example by means of a nebulizer gas on the surface to be coated, for example, conveys the cylinder wall, where they attach.

Neben dem Lichtbogendrahtspritzen mit zwei drahtförmigen Spritzwerkstoffen ist auch so genanntes Eindrahtspritzen gebräuchlich. Aus der US 6,610,959 B2 ist ein Verfahren zur Erzeugung eines engen Strahls flüssiger Tropfen zum thermischen Spritzen bekannt, bei dem eine Zerstäubergasdüse vorgesehen ist, in der eine erste, sich verbrauchende Elektrode positioniert wird. Eine zweite, sich nicht verbrauchende Elektrode wird in der Nähe eines Gasaustritts der Zerstäuberdüse positioniert und ein Lichtbogen zwischen Enden der Elektroden gezündet.In addition to the arc wire spraying with two wire-shaped spray materials and so-called single-wire spraying is common. From the US Pat. No. 6,610,959 B2 For example, there is known a method for producing a narrow stream of liquid droplets for thermal spraying, in which a nebulizer gas nozzle is provided, in which a first consumable electrode is positioned. A second, non-consumable electrode is positioned near a gas outlet of the atomizer nozzle and an arc is ignited between ends of the electrodes.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Beschichten einer Oberfläche mittels Lichtbogendrahtspritzen anzugeben.It is an object of the invention, an improved method and a improved device for coating a surface by means of Indicate arc wire spraying.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8.The The object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a device with the features of claim 8.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Further developments are the subject of the dependent claims.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche eines Substrats durch Lichtbogendrahtspritzen wird zwischen jeweiligen Enden einer drahtförmigen ersten Elektrode und einer drahtförmigen zweiten Elektrode ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugt. Die erste Elektrode wird im Bereich des Lichtbogens geschmolzen und zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachgeführt. Geschmolzene Partikel der ersten Elektrode werden mittels eines Zerstäubergases unter Bildung eines Partikelstrahls in Richtung der Oberfläche transportiert und dort angelagert. Erfindungsgemäß wird als zweite Elektrode ein sich im Lichtbogen verbrauchender Werkstoff verwendet, der jedoch nicht zur Partikelbildung beiträgt, so dass nur geschmolzene Partikel der ersten Elektrode auf der Oberfläche angelagert werden. Die zweite Elektrode wird zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachgeführt. Zumindest zum Zünden des Lichtbogens werden die erste Elektrode und die zweite Elektrode einander berührend eingestellt, so dass ein Zünden des Lichtbogens mit einer geringeren Spannung erfolgen kann als mit einer feststehenden zweiten Elektrode. Weiterhin kann auf Zünden mittels einer Hochfrequenzspannung oder unter Zuhilfenahme von Argon zur Ionisierung verzichtet werden, wodurch das Verfahren preisgünstiger wird. Die erste Elektrode kann als eine Anode und die zweite Elektrode als eine Kathode ausgebildet sein. Das Verfahren ermöglicht einen sehr engen Partikelstrahlwinkel mit beispielsweise weniger als 5° verglichen mit Zweidrahtspritzen, bei dem etwa 30° erreicht werden. Dies ermöglicht die homogene und räumlich begrenzte Beschichtung filigraner oder eng begrenzter Flächen in einem stabilen Prozess. Das Verfahren wird insbesondere verwendet, um einen Ventilsitz oder einen Lagersitz, beispielsweise für eine Nockenwelle, eine Kurbelwelle oder einen Zylinderkopflagerdeckel zu beschichten.at a method according to the invention for Coating a surface of a substrate by arc wire spraying is between each Ends of a wire-shaped first electrode and a wire-shaped second electrode Arc generated by applying a voltage. The first electrode is melted in the area of the arc and to maintain followed by the arc. Molten particles of the first electrode are by means of a atomizing transported with the formation of a particle beam in the direction of the surface and attached there. According to the invention as the second electrode a consumable in the arc material used, however does not contribute to particle formation, so only molten particles of the first electrode are deposited on the surface become. The second electrode is used to maintain the arc tracked. At least for ignition of the arc become the first electrode and the second electrode touching each other set, so that an ignition of the arc can be done with a lower voltage than with a fixed second electrode. Furthermore, on ignition means a high frequency voltage or with the aid of argon Ionization can be omitted, making the process cheaper becomes. The first electrode may act as an anode and the second electrode be formed as a cathode. The method allows one very narrow particle beam angle with, for example, less than 5 ° compared with two-wire syringes, where about 30 ° can be reached. This allows the homogeneous and spatially limited coating of filigree or narrow surfaces in a stable process. The method is used in particular around a valve seat or a bearing seat, for example for a camshaft, To coat a crankshaft or a cylinder head bearing cover.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschichten einer Oberfläche eines Substrats durch Lichtbogendrahtspritzen umfasst die Düse mit einem Zerstäubergasaustritt, in dem die drahtförmige erste Elektrode geführt ist. Die drahtförmige zweite Elektrode ist außerhalb der Düse mit einem Ende im Bereich des Zerstäubergasaustritts angeordnet. Der Lichtbogen ist zwischen dem Ende der zweiten Elektrode und dem Ende der ersten Elektrode durch Anlegen einer Spannung erzeugbar. Die erste Elektrode ist durch den Lichtbogen lokal schmelzbar und zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachführbar. Das Zerstäubergas ist der Düse so zuführbar, dass die geschmolzenen Partikel der ersten Elektrode durch das aus dem Zerstäubergasaustritt austretende Zerstäubergas in Richtung der Oberfläche transportierbar und auf der Oberfläche abscheidbar sind. Die zweite Elektrode ist als ein sich im Lichtbogen verbrauchender Werkstoff ausgebildet. Die zweite Elektrode ist zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens ebenfalls nachführbar. Zumindest zum Zünden des Lichtbogens sind die erste Elektrode und die zweite Elektrode einander berührend einstellbar.A inventive device for coating a surface a substrate by arc wire spraying comprises the nozzle with a Zerstäubergasaustritt, in which the wire-shaped first electrode out is. The wire-shaped second electrode is outside the nozzle arranged with one end in the region of the atomizer gas outlet. The arc is between the end of the second electrode and the End of the first electrode can be generated by applying a voltage. The first electrode is locally melted by the arc and trackable to maintain the arc. The atomizer gas is the nozzle so feedable, that the molten particles of the first electrode through the the atomizer gas outlet escaping nebulizer gas towards the surface transportable and can be deposited on the surface. The second Electrode is a consumable material in the arc educated. The second electrode is to maintain the Arc also traceable. At least for ignition of the arc are the first electrode and the second electrode touching each other adjustable.

Vorzugsweise wird die zweite Elektrode kontinuierlich so nachgeführt, dass ein Abstand zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode konstant bleibt. Auf diese Weise wird einem Erlöschen des Lichtbogens vorgebeugt und so ein aufwändiges erneutes Zünden vermieden. Gleichzeitig ist ein besonders homogener Partikelstrahl sichergestellt, ohne dass hierfür eine Drahtvorschubgeschwindigkeit der ersten Elektrode oder ein Gasdruck des Zerstäubergases aufwändig geregelt werden muss.Preferably the second electrode is continuously tracked so that a distance between the first electrode and the second electrode remains constant. In this way, an extinction of the arc is prevented and so elaborate reigniting avoided. At the same time is a particularly homogeneous particle beam ensured without this a wire feed speed of the first electrode or a Gas pressure of the atomizer gas costly must be regulated.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine zweite Elektrode mit einem Durchmesser verwendet, der geringer ist als ein Durchmesser der ersten Elektrode.In a preferred embodiment a second electrode with a diameter is used which is less than a diameter of the first electrode.

Vorzugsweise wird um den Lichtbogen herum ein Schutzgas so ausgeströmt, dass ein zu beschichtender Bereich der Oberfläche während der Beschichtung eine Schutzgasatmosphäre erhält. Im Bereich des Lichtbogendrahtspritzens wird das Schutzgas auch als Shroud-Gas bezeichnet. Das Schutzgas kann auch dazu dienen, eine Düse, in der die erste Elektrode angeordnet ist, vor Verschmutzung zu schützen. Weiterhin kann das Schutzgas so ausgeströmt werden, dass der Partikelstrahlwinkel eingeengt wird. Beispielsweise wird das Schutzgas hierzu kreisförmig um die Düse herum ausgeströmt.Preferably a protective gas is emitted around the arc in such a way that a region of the surface to be coated during coating Protective atmosphere receives. In the area of arc wire spraying, the protective gas also becomes referred to as Shroud gas. The shielding gas can also serve a nozzle, in which the first electrode is arranged, from contamination protect. Furthermore, the protective gas can be emitted so that the particle beam angle is narrowed becomes. For example, the protective gas is circular for this purpose the nozzle emanated around.

Als Schutzgas werden vorzugsweise Stickstoff oder Druckluft oder Kohlendioxid oder Argon oder ein Gemisch aus mindestens zweien der vorgenannten Gase verwendet.When Shielding gas is preferably nitrogen or compressed air or carbon dioxide or argon or a mixture of at least two of the foregoing Gases used.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Zerstäubergas und als Schutzgas das gleiche Gas verwendet. In diesem Fall ist nur eine gemeinsame Zuführung des Gases zur Düse erforderlich. Eine Aufteilung in Schutzgasstrom und Zerstäubergasstrom erfolgt dann erst in der Düse.In a preferred embodiment is called nebulizer gas and using the same gas as the shielding gas. In this case is only a common feeder of gas to the nozzle required. A division into protective gas flow and atomizing gas flow then takes place only in the nozzle.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschichten einer Oberfläche eines Substrats durch Lichtbogendrahtspritzen umfasst die Düse mit einem Zerstäubergasaustritt, in dem die drahtförmige erste Elektrode geführt ist. Die drahtförmige zweite Elektrode ist außerhalb der Düse mit einem Ende im Bereich des Zerstäubergasaustritts angeordnet. Der Lichtbogen ist zwischen dem Ende der zweiten Elektrode und dem Ende der ersten Elektrode durch Anlegen einer Spannung erzeugbar. Die erste Elektrode ist durch den Lichtbogen lokal schmelzbar und zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachführbar. Das Zerstäubergas ist der Düse so zuführbar, dass die geschmolzenen Partikel der ersten Elektrode durch das aus dem Zerstäubergasaustritt austretende Zerstäubergas in Richtung der Oberfläche transportierbar und auf der Oberfläche abscheidbar sind. Die zweite Elektrode ist als ein sich im Lichtbogen verbrauchender Werkstoff ausgebildet. Die zweite Elektrode ist zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens ebenfalls nachführbar. Zumindest zum Zünden des Lichtbogens sind die erste Elektrode und die zweite Elektrode einander berührend einstellbar.A inventive device for coating a surface a substrate by arc wire spraying comprises the nozzle with a Zerstäubergasaustritt, in which the wire-shaped first electrode out is. The wire-shaped second electrode is outside the nozzle arranged with one end in the region of the atomizer gas outlet. The arc is between the end of the second electrode and the End of the first electrode can be generated by applying a voltage. The first electrode is locally melted by the arc and trackable to maintain the arc. The atomizer gas is the nozzle so feedable, that the molten particles of the first electrode through the the atomizer gas outlet escaping nebulizer gas towards the surface transportable and can be deposited on the surface. The second Electrode is a consumable material in the arc educated. The second electrode is to maintain the Arc also traceable. At least for ignition of the arc are the first electrode and the second electrode touching each other adjustable.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.in the Below is an embodiment of the Invention explained in more detail with reference to a drawing.

Dabei zeigt:there shows:

1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Beschichten einer Oberfläche eines Substrats durch Lichtbogendrahtspritzen, und 1 a longitudinal section through an apparatus for coating a surface of a substrate by arc wire spraying, and

2 Partikelstrahlwinkel von Vorrichtungen zum Beschichten einer Oberfläche eines Substrats durch Lichtbogendrahtspritzen im Vergleich Zweidrahtspritzen gegen Eindrahtspritzen. 2 Particle beam angle of devices for coating a surface of a substrate by arc wire spraying in comparison Two-wire spraying against single-wire spraying.

In 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Beschichten einer Oberfläche eines Substrats durch Lichtbogendrahtspritzen gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Düse 2 mit einem Zerstäubergasaustritt 3. In dem Zerstäubergasaustritt 3 ist eine drahtförmige erste Elektrode 4 geführt. Eine drahtförmige zweite Elektrode 5 ist außerhalb der Düse 2 mit einem Ende 5.1 im Bereich des Zerstäubergasaustritts 3 angeordnet. Zwischen dem Ende 5.1 der zweiten Elektrode 5 und einem Ende 4.1 der ersten Elektrode 4 kann ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugt werden. Die erste Elektrode 4 wird durch den Lichtbogen im Bereich ihres Endes 4.1 geschmolzen. Der Düse 2 ist ein Zerstäubergas Z so zuführbar, dass beim Schmelzen der ersten Elektrode 4 entstehende geschmolzene Partikel durch das aus dem Zerstäubergasaustritt 3 austretende Zerstäubergas Z in Richtung der Oberfläche (nicht gezeigt) transportiert und auf der Oberfläche abgeschieden werden. Die erste Elektrode 4 wird zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens und zur kontinuierlichen Zufuhr von Beschichtungsmaterial mittels eines ersten Förderers 7 nachgeführt. Die zweite Elektrode 5 ist als ein sich im Lichtbogen verbrauchender Werkstoff ausgebildet und wird zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens mittels eines zweiten Förderers 8 ebenfalls nachgeführt. Zumindest zum Zünden des Lichtbogens werden die erste Elektrode 4 und die zweite Elektrode 5 einander berührend eingestellt. Die zweite Elektrode 5 trägt allerdings nicht zur Bildung von Partikeln für die Abscheidung auf der Oberfläche bei.In 1 is a device 1 for coating a surface of a substrate by arc wire spraying. The device 1 includes a nozzle 2 with a sputtering gas outlet 3 , In the atomizer gas outlet 3 is a wire-shaped first electrode 4 guided. A wire-shaped second electrode 5 is outside the nozzle 2 with one end 5.1 in the area of the atomizer gas outlet 3 arranged. Between the end 5.1 the second electrode 5 and an end 4.1 the first electrode 4 An arc can be generated by applying a voltage. The first electrode 4 gets through the arc in the area of its end 4.1 melted. The nozzle 2 is a Zerstäubergas Z fed so that when melting the first electrode 4 resulting molten particles through from the Zerstäubergasaustritt 3 exiting nebulizer gas Z are transported in the direction of the surface (not shown) and deposited on the surface. The first electrode 4 is used to maintain the arc and for the continuous supply of coating material by means of a first conveyor 7 tracked. The second electrode 5 is designed as a consumable in the arc material and is used to maintain the arc by means of a second conveyor 8th also tracked. At least to ignite the arc become the first electrode 4 and the second electrode 5 set each other touching. The second electrode 5 however, does not contribute to the formation of particles for deposition on the surface.

Die erste Elektrode 4 kann als eine Anode und die zweite Elektrode 5 als eine Kathode ausgebildet sein.The first electrode 4 can act as an anode and the second electrode 5 be designed as a cathode.

Die zweite Elektrode 5 kann kontinuierlich so nachgeführt werden, dass ein Abstand zwischen der ersten Elektrode 4 und der zweiten Elektrode 5 konstant bleibt.The second electrode 5 can be continuously adjusted so that a distance between the first electrode 4 and the second electrode 5 kon remains constant.

Bevorzugt weist die zweite Elektrode 5 einen Durchmesser auf, der geringer ist als ein Durchmesser der ersten Elektrode 4. Die erste Elektrode 4 hat beispielsweise einen Standarddurchmesser von 1,6 mm.Preferably, the second electrode 5 a diameter smaller than a diameter of the first electrode 4 , The first electrode 4 For example, it has a standard diameter of 1.6 mm.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist kreisförmig um den Zerstäubergasaustritt 3 ein Schutzgasaustritt 9 vorgesehen, aus dem ein Schutzgas S so ausgeströmt wird, dass ein zu beschichtender Bereich der Oberfläche während der Beschichtung eine Schutzgasatmosphäre erhält. Das Schutzgas S kann auch dazu dienen, die Düse 2 vor Verschmutzung zu schützen. Weiterhin kann das Schutzgas S so ausgeströmt werden, dass ein Partikelstrahlwinkel eingeengt wird.In the embodiment shown is circular around the Zerstäubergasaustritt 3 a protective gas outlet 9 provided, from which a protective gas S is discharged so that a region of the surface to be coated during the coating receives a protective gas atmosphere. The protective gas S can also serve the nozzle 2 to protect against contamination. Furthermore, the protective gas S can be emitted so that a particle beam angle is narrowed.

Als Schutzgas können beispielsweise Stickstoff oder Druckluft oder Kohlendioxid oder Argon oder ein Gemisch aus mindestens zweien der vorgenannten Gase verwendet werden.When Protective gas can For example, nitrogen or compressed air or carbon dioxide or Argon or a mixture of at least two of the aforementioned gases be used.

Im gezeigten Beispiel wird das gleiche Gas als Zerstäubergas Z und als Schutzgas S verwendet. In diesem Fall ist nur eine gemeinsame Zuführung des Gases zur Düse 2 erforderlich. Eine Aufteilung in Schutzgasstrom und Zerstäubergasstrom erfolgt erst in der Düse 2.In the example shown, the same gas is used as the atomizing gas Z and as protective gas S. In this case, there is only one common supply of the gas to the nozzle 2 required. A division into protective gas flow and atomizing gas flow takes place only in the nozzle 2 ,

Alternativ können als Schutzgas S und als Zerstäubergas Z unterschiedliche Gase verwendet und entsprechend getrennt der Düse 2 zugeführt werden.Alternatively, different gases can be used as shielding gas S and as atomizing gas Z, and correspondingly separated from the nozzle 2 be supplied.

Ein Drahtanstellwinkel α zwischen der ersten Elektrode 4 und der zweiten Elektrode 5 kann, wie gezeigt, kleiner als 90° sein. Ebenso kann ein Drahtanstellwinkel α von 90° gewählt werden.A Drahtanstellwinkel α between the first electrode 4 and the second electrode 5 can be less than 90 °, as shown. Likewise, a Drahtanstellwinkel α of 90 ° can be selected.

Das Verfahren ermöglicht einen sehr engen Partikelstrahlwinkel β mit beispielsweise weniger als 5° verglichen mit Zweidrahtspritzen, bei dem ein Partikelstrahlwinkel γ von etwa 30° erreicht wird, wie in 2 dargestellt ist. Die Partikel können so besonders definiert und sparsam auf die zu beschichtende Oberfläche 10 aufgebracht werden.The method allows a very narrow particle beam angle β with, for example, less than 5 ° compared to two-wire spraying, in which a particle beam angle γ of about 30 ° is achieved, as in 2 is shown. The particles can thus be particularly defined and economical on the surface to be coated 10 be applied.

Das Verfahren und die Vorrichtung 1 werden insbesondere verwendet, um einen Ventilsitz oder einen Lagersitz, beispielsweise für eine Nockenwelle, eine Kurbelwelle oder einen Zylinderkopflagerdeckel zu beschichten.The method and the device 1 are used, in particular, to coat a valve seat or a bearing seat, for example for a camshaft, a crankshaft or a cylinder head bearing cover.

Die erste Elektrode 4 und die zweite Elektrode 5 werden beispielsweise auf Drahtrollen vorgehalten, von denen sie über den jeweiligen Förderer 7, 8 der Vorrichtung 1 zugeführt werden.The first electrode 4 and the second electrode 5 For example, they are held on wire wheels, of which they are on the respective conveyor 7 . 8th the device 1 be supplied.

Claims (12)

Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche (10) eines Substrats durch Lichtbogendrahtspritzen, wobei zwischen jeweiligen Enden (4.1, 5.1) einer drahtförmigen ersten Elektrode (4) und einer drahtförmigen zweiten Elektrode (5) ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugt wird, wobei die erste Elektrode (4) im Bereich des Lichtbogens geschmolzen und zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachgeführt wird, wobei geschmolzene Partikel der ersten Elektrode (4) mittels eines Zerstäubergases (Z) in Richtung der Oberfläche (10) transportiert und auf der Oberfläche (10) angelagert werden, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Elektrode (5) ein sich im Lichtbogen verbrauchender Werkstoff verwendet wird, wobei die zweite Elektrode (5) zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachgeführt wird, wobei die erste Elektrode (4) und die zweite Elektrode (5) zumindest zum Zünden des Lichtbogens einander berührend eingestellt werden, wobei nur geschmolzene Partikel der ersten Elektrode (4) auf der Oberfläche (10) angelagert werden.Method for coating a surface ( 10 ) of a substrate by arc wire spraying, wherein between respective ends ( 4.1 . 5.1 ) of a wire-shaped first electrode ( 4 ) and a wire-shaped second electrode ( 5 ) an arc is generated by applying a voltage, wherein the first electrode ( 4 ) is melted in the region of the arc and is tracked to maintain the arc, whereby molten particles of the first electrode ( 4 ) by means of a nebulizer gas (Z) in the direction of the surface ( 10 ) and on the surface ( 10 ), characterized in that as a second electrode ( 5 ) an arc consumable material is used, the second electrode ( 5 ) is maintained to maintain the arc, wherein the first electrode ( 4 ) and the second electrode ( 5 ) are set in contact with each other at least to ignite the arc, whereby only molten particles of the first electrode ( 4 ) on the surface ( 10 ) are attached. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode (5) kontinuierlich so nachgeführt wird, dass ein Abstand zwischen der ersten Elektrode (4) und der zweiten Elektrode (5) konstant bleibt.Method according to claim 1, characterized in that the second electrode ( 5 ) is continuously tracked so that a distance between the first electrode ( 4 ) and the second electrode ( 5 ) remains constant. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Elektrode (5) mit einem Durchmesser verwendet wird, der geringer ist als ein Durchmesser der ersten Elektrode (4).Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that a second electrode ( 5 ) is used with a diameter which is smaller than a diameter of the first electrode ( 4 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um den Lichtbogen herum ein Schutzgas (S) so ausgeströmt wird, dass ein zu beschichtender Bereich der Oberfläche (10) während der Beschichtung eine Schutzgasatmosphäre erhält.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a protective gas (S) is emitted around the arc in such a way that a region of the surface ( 10 ) receives a protective gas atmosphere during the coating. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Partikelstrahlwinkel (β) mittels einer Strömung des Schutzgases (S) eingeengt wird.Method according to claim 4, characterized in that that a particle beam angle (β) by means of a flow of the protective gas (S) is concentrated. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzgas (S) Stickstoff oder Druckluft oder Kohlendioxid oder Argon oder ein Gemisch aus mindestens zweien der vorgenannten Gase verwendet wird.Method according to one of claims 4 or 5, characterized that as protective gas (S) nitrogen or compressed air or carbon dioxide or argon or a mixture of at least two of the foregoing Gases is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass für das Zerstäubergas (Z) und für das Schutzgas (S) das gleiche Gas verwendet wird.Method according to one of Claims 4 to 6, characterized that for the atomizer gas (Z) and for the inert gas (S) the same gas is used. Vorrichtung (1) zum Beschichten einer Oberfläche (10) eines Substrats durch Lichtbogendrahtspritzen, umfassend eine Düse (2) mit einem Zerstäubergasaustritt (3), in dem eine drahtförmige erste Elektrode (4) geführt ist, wobei eine drahtförmige zweite Elektrode (5) außerhalb der Düse (2) mit einem Ende (5.1) im Bereich des Zerstäubergasaustritts (3) angeordnet ist, wobei zwischen dem Ende (5.1) der zweiten Elektrode (5) und einem Ende (4.1) der ersten Elektrode (4) ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugbar ist, wobei die erste Elektrode (4) durch den Lichtbogen lokal schmelzbar und zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachführbar ist, wobei der Düse (2) ein Zerstäubergas (Z) so zuführbar ist, dass geschmolzene Partikel der ersten Elektrode (4) durch das aus dem Zerstäubergasaustritt (3) austretende Zerstäubergas (Z) in Richtung der Oberfläche (10) transportierbar und auf der Oberfläche (10) abscheidbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode (5) als ein sich im Lichtbogen verbrauchender Werkstoff ausgebildet ist, wobei die zweite Elektrode (5) zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens nachführbar ist, wobei die erste Elektrode (4) und die zweite Elektrode (5) zumindest zum Zünden des Lichtbogens einander berührend einstellbar sind, wobei nur geschmolzene Partikel der ersten Elektrode (4) auf der Oberfläche (10) abscheidbar sind.Contraption ( 1 ) for coating a surface ( 10 ) of a substrate by arc wire spraying, comprising a nozzle ( 2 ) with a nebulizer gas outlet ( 3 ), in which a wire-shaped first electrode ( 4 ), wherein a wire-shaped second electrode ( 5 ) outside the nozzle ( 2 ) with one end ( 5.1 ) in the area of the atomizer gas outlet ( 3 ), wherein between the end ( 5.1 ) of the second electrode ( 5 ) and one end ( 4.1 ) of the first electrode ( 4 ) an arc can be generated by applying a voltage, wherein the first electrode ( 4 ) is locally fusible by the arc and is trackable to maintain the arc, the nozzle ( 2 ) a nebulizer gas (Z) can be fed in such a way that molten particles of the first electrode ( 4 ) through the nebulizer gas outlet ( 3 ) escaping nebulizer gas (Z) in the direction of the surface ( 10 ) transportable and on the surface ( 10 ) are separable, characterized in that the second electrode ( 5 ) is formed as a consumable in the arc material, wherein the second electrode ( 5 ) is traceable to maintain the arc, wherein the first electrode ( 4 ) and the second electrode ( 5 ) are at least for the ignition of the arc touching each other adjustable, with only molten particles of the first electrode ( 4 ) on the surface ( 10 ) are separable. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode (5) einen Durchmesser aufweist, der geringer ist als ein Durchmesser der ersten Elektrode (4).Contraption ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the second electrode ( 5 ) has a diameter which is smaller than a diameter of the first electrode ( 4 ). Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass um den Zerstäubergasaustritt (3) herum ein Schutzgas (S) so ausströmbar ist, dass ein zu beschichtender Bereich der Oberfläche (10) während der Beschichtung eine Schutzgasatmosphäre erhält.Contraption ( 1 ) according to one of claims 8 or 9, characterized in that the atomizing gas outlet ( 3 ) a protective gas (S) can be flowed out so that a region of the surface to be coated ( 10 ) receives a protective gas atmosphere during the coating. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Partikelstrahlwinkel (β) mittels einer Strömung des Schutzgases (S) einengbar ist.Contraption ( 1 ) according to claim 10, characterized in that a particle beam angle (β) by means of a flow of the protective gas (S) is eingbar. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Merkmale 1 bis 7 zur Beschichtung eines Ventilsitzes oder eines Lagersitzes.Use of a method according to one of the features 1 to 7 for coating a valve seat or a bearing seat.
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