1. Verfahrenstechnische Grundlagen

Das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (High Velocity Oxy-Fuel, kurz HVOF) ist ein thermisches Spritzverfahren zur Herstellung hochfester, verschleiß- und korrosionsbeständiger Beschichtungen. Es basiert auf der Verbrennung eines Brenngases (z. B. Wasserstoff, Propan, Kerosin) mit reinem Sauerstoff, wobei ein Gasstrahl mit sehr hoher Geschwindigkeit und Temperatur erzeugt wird.


2. Prinzip des HVOF-Verfahrens

In einer Brennkammer findet die kontrollierte Verbrennung des Brennstoff-Sauerstoff-Gemisches statt.
Die heißen Verbrennungsgase expandieren durch eine Düse und erzeugen dabei einen Gasstrahl mit Geschwindigkeiten bis zu 1000 m/s.
Das pulverförmige Beschichtungsmaterial wird in den Gasstrahl eingebracht, aufgeschmolzen oder plastifiziert und mit hoher kinetischer Energie auf das Substrat geschleudert.
Die Partikel verformen sich beim Aufprall, verfestigen sich schlagartig und bilden eine dichte, gut haftende Schicht.


3. Typische Einsatzmaterialien

Karbid-Metall-Mischungen: z. B. Wolframkarbid (WC-Co, WC-CoCr)
Oxidkeramiken: begrenzt einsetzbar, da Oxide meist höhere Schmelzpunkte haben
Metalllegierungen: z. B. NiCr, Inconel, Stellite


4. Eigenschaften der HVOF-Schichten

Sehr hohe Dichte und Haftung (Adhäsion + mechanische Verklammerung)
Geringe Porosität (typisch < 1 %)
Geringe thermische Belastung des Substrats
Hohe Härte und Verschleißfestigkeit
Gute Korrosionsbeständigkeit


5. Anwendungen

Schutzbeschichtungen im Maschinen- und Anlagenbau
Reparatur und Wiederaufbereitung verschlissener Bauteile
Oberflächenmodifikation bei z. B. Pumpenteilen, Turbinenschaufeln, Kolbenstangen, Ventilen
Luft- und Raumfahrttechnik, Energieerzeugung, Öl- und Gasindustrie


6. Vorteile gegenüber anderen Spritzverfahren

Höhere Partikelgeschwindigkeit → bessere Schichteigenschaften
Geringere Oxidation der Partikel
Verbesserte Haftung und geringerer Wärmeeintrag → minimaler Verzug
Gute Steuerbarkeit des Spritzprozesses und reproduzierbare Ergebnisse


7. Grenzen des Verfahrens

Begrenzte Schichtdicken (typisch < 0,5 mm)
Aufwendige Anlagentechnik
Pulver muss bestimmte Eigenschaften (Korngröße, Fließfähigkeit) erfüllen
Relativ hohe Investitions- und Betriebskosten