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1. EinführungDie Einführung des Hochgeschwin-digkeitsflammspritzens (HVOF) durchBrowning [1] bewirkte einen signifi-kanten Fortschritt in der Qualität me-tallischer (einschließlich Legierungen)und Hartmetallschichten. Mit der da-rauffolgenden Entwicklung des Kalt-gasspritzens konnten verschiedenemetallische Schichten, wie Kupfer-schichten, in noch besserer Qualität,beispielsweise mit einem besondersniedrigen Sauerstoffgehalt hergestelltwerden. Ein Vergleich der HVOF-Ver-fahren (unter Berücksichtigung derSpritzpistolen mit unterschiedlichenKonstruktionsmerkmalen und der ver-schiedenen Brennstoffe) und des Kalt-gasspritzens zeigt, dass beide Pro-zessgruppen durch sehr unterschied-liche Kombinationen von Partikelge-schwindigkeit und -temperatur ge-kennzeichnet sind. Für Hartmetalleund einige Metalle ergeben dieseKombinationen entweder nicht diegewünschten Schichteigenschaftenoder die wirtschaftlichen Parameter(Pulverförderraten, Auftragswirkungs-grad (DE)) der Spritzprozesse sindnicht optimal. So sind bei der Herstel-lung von HVOF-gespritzten Hartme-tallschichten der hohe Kohlenstoff-verlust und unerwünschte Phasenum-wandlungen gut bekannt [2], dagegen

Potenzial von HVAF-SpritzprozessenPotential of HVAF Spray ProcessesDr. Lutz-Michael Berger, Dipl.-Ing. Roberto Puschmann, Dipl.-Ing. Jörg Spatzier, Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (Fh-IWS), Dresden; Dr. Steven Matthews, Massey University, Auckland, New Zealand

1. IntroductionThe development of high velocity oxy-fuel spraying (HVOF) by Browning [1]brought significant progress in thequality of metal, alloy and hardmetalcoatings. Later, the development ofcold spraying allowed several metalslike copper to be sprayed with superiorcoating quality, in particular low oxygencontent. Comparing HVOF (taking alsointo account guns working with different

sind die Eigenschaften kaltgasgespritz-ter Schichten unzureichend [3]. Daher ist die gegenwärtige Entwicklungneuer Spritzprozesse durch die Reali-sierung optimaler Kombinationen vonPartikelgeschwindigkeit und -temperaturbei gleichzeitig hohen Pulverförderratenund Auftragswirkungsgraden gekenn-zeichnet. Eine dieser Entwicklung istder Warmspritzprozess [4, 5]. Währendvon ausgezeichneten Schichteigenschaf-

construction principles and fuel) andcold spraying, both processes are char-acterized by significantly different com-binations of particle velocity and tem-perature. For hardmetals and somemetals these combinations of particlevelocity and temperature do not resultin the desired coating properties andnot optimum economic parameters(powder feedrates, deposition efficiency(DE)) of the spray process. For example,high carbon loss and undesired phasetransformations in HVOF-sprayed hard-metal coatings are well known [2], butproperties for hardmetal coatings de-posited by cold spraying are by far notsufficient [3]. Thus the current development of thermalspray processes is characterized by thesearch for an opimum combination ofpowder particle velocity and tempera-ture while maintaining high powderfeedrates and deposition efficiencies.One of these developments is the warmspray process [4, 5]. While excellentcoating properties are reported thedeposition efficiency is only approxi-mately 30 % [5]. Another alternative technology is HighVelocity Air Fuel (HVAF) spraying usingair as the oxidizer gas instead of oxygenas in HVOF. As the German languagehas accepted the English abbreviation“HVOF” with a meaning “high velocity

KurzfassungDer mit HVAF (high veloicty air fuel) abgekürzte Spritzprozess ist ein Hochge-schwindigkeitsflammspritzverfahren, welches Luft als Oxidationsmittel verwendet.Bei diesem Verfahren werden Pulverpartikel unterhalb oder im Bereich derSchmelzpunkte gespritzt sowie sehr hohe Partikelgeschwindigkeiten erreicht,sodass beim Aufprall deren plastische Deformation eine Schichtbildung ermöglicht.In diesem Beitrag wird ein kurzer Überblick über die Geschichte des HVAF-Spritzens gegeben und die typischen Schichtstrukturen und -eigenschaftenwerden mit denen HVOF-gespritzter Schichten verglichen. Während die Qualitätder HVAF-Schichten von Anfang an sehr hoch war, wurden die Auftragswirkungsgrademit neuen Geräteentwicklungen in den letzten 10 Jahren erheblich verbessert.Sowohl mit HVAF- als auch mit HVOF-Verfahren können dichte Schichtenhergestellt werden, die sich aber in ihren Mikrostrukturen und Eigenschaften un-terscheiden.

AbstractThe High Veloicty Air Fuel spray process abbreviated as HVAF is a high velocityflame spray process using air as the oxidizing gas. The concept behind thisprocess is the use of particle temperatures below or around their melting pointbut high particle velocities such that plastic deformation at impact becomespossible and coating formation occurs. In this contribution a short historic surveyis given and the typical structures and properties of HVAF coatings are comparedwith those of HVOF coatings. While coating quality was very high from thebeginning of HVAF development, significant improvements in the depositionefficiency have occured with equipment developments over the last 10 years.Both HVAF and HVOF can produce dense coatings but their microstructuralfeatures and properties are different.

Dr. Lutz-Michael BergerAutorenprofil: Author profile:

www.thermal-spray-bulletin.info/?id=202265Lutz-Michael.Berger@iws.fraunhofer.de

Dipl.-Ing. Roberto PuschmannAutorenprofil: Author profile:

www.thermal-spray-bulletin.info/?id=202883Roberto.Puschmann@iws.fraunhofer.de

Dipl.-Ing. Jörg SpatzierAutorenprofil: Author profile:

www.thermal-spray-bulletin.info/?id=202872Joerg.Spatzier@iws.fraunhofer.de

Dr. Steven MatthewsAutorenprofil: Author profile:

www.thermal-spray-bulletin.info/?id=206979S.Matthews@massey.ac.nz

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ten berichtet wird, beträgt der Auf-tragswirkungsgrad nur rund 30% [5]. Eine andere Alternative ist der mit„HVAF“ (High Velocity Air Fuel spraying)abgekürzte Hochgeschwindigkeits-flammspritzprozess, bei dem Luft anStelle von Sauerstoff wie beim HVOFals Oxidationsmittel verwendet wird.Da in der deutschen Terminologie dieenglische Abkürzung „HVOF“ mit Hoch-geschwindigkeitsflammspritzen gleich-gesetzt wird ohne das Oxidationsmittelzu nennen, gibt es keine direkte Über-setzung für die Abkürzung „HVAF“.Dies macht es schwer im deutschenSprachgebrauch zwischen HVOF andHVAF zu unterscheiden. Das technischePotential der HVAF-Spritzverfahren,ausgezeichnete Schichteigenschaftenbei gleichzeitig hohen Pulverförderraten,hohen Auftragswirkungsgraden und ei-nem geringen Wärmeeintrag zu errei-chen ist noch weitgehend unbekannt.

2. Verfahrenseigenschaften und historische Entwicklung des HVAFWie beim HVOF, begann die Geschichtedes HVAF mit Patenten von Browning[6, 7] und war dafür vorgesehen, dasKonzept der „Hypervelocity Impact Fu-sion“ [8] (Werkstoffschmelze beim Auf-prall durch hohe Geschwindigkeit) um-zusetzen. Nach diesem ursprünglichenHVAF-Konzept, wird das Pulver übereine Düse in einen heißen Überschall-geschwindigkeits-Gasstrom eingeführt,dessen Temperatur unterhalb derSchmelztemperatur des Werkstoffs liegt(bei Hartmetallen unterhalb der Schmelz-temperatur der Bindermetalle). Die fes-ten Pulverpartikel werden aufgeheiztund auf extreme Geschwindigkeitenbeschleunigt. Beim Aufprall auf dasSubstrat wird die kinetische Energieder Partikel in Wärme umgewandeltund heizt diese (gegebenenfalls biszum Schmelzpunkt oder auf eine Tem-peratur, die eine ausreichende plastischeDeformation ermöglicht) noch weiterauf. Auf diese Art und Weise erfolgtdie Schichtbildung. Eines der ersten kommerziellen HVAF-Systeme war das „Aerospray“, welchesParaffin als Brennstoff verwendete undauf den entsprechenden Patenten ba-sierte [6, 7]. Verschiedene Modelledieser Anlage wurden vertrieben. Nacheiner ersten Verbesserung im HVAF-Anlagendesign durch die Verwendung

eines durchlässigen Brennerblocks inder Brennkammer [9], wurde ein wei-terer Fortschritt durch die Verwendungeines Katalysators erreicht [10]. DieEigenschaften der mit diesen Anlagenhergestellten Schichten wurden auchin der Literatur [11-13] vorgestellt. Un-längst wurde das Brennerdesign nochweiter verbessert [14]. Für diese neuenProzesse wurde auch die Verwendungvon Gastemperaturen unterhalb derSchmelzpunkte der Spritzwerkstoffebeschrieben [11-13]. Messungen amFh-IWS haben aber gezeigt, dass wirt-schaftlich effektive Spritzparameter fürdie Herstellung von Hartmetallschichteneine Partikeltemperatur im Bereich desAuftretens einer flüssigen Phase vo-raussetzen. Bild 1 zeigt eine neuereHVAF-Spritzpistole in Betrieb.

3. Mikrostruktur und Eigenschaf-ten von HVAF-SchichtenFrühe Untersuchungen mit dem „Ae-rospray“-HVAF-System zur Herstellungvon WC-basierten Hartmetallschichtenmit Pulvern, deren Partikelgröße nichtan die Prozesse angepasst war, zeigteneinen geringen Kohlenstoffverlust, ge-ringe Phasenumwandlungen und bes-sere Schichteigenschaften, als sie mitHVOF-Anlagen der damaligen Zeit er-reichbar waren [15, 16]. Die intensiveLösung der Karbide im Co-Binder, welchezu einer amorphen und heterogenenBindermatrix in den HVOF-Schichtenführte, wurde in den HVAF-Schichtennicht beobachtet. [15]. Die HVAF-Schich-ten zeigten eine bessere Verschleißbe-ständigkeit im Stift-Scheibe-Test. DieExistenz von W2C und die Versprödung

flame spraying” without mentioningthe oxidizer gas, there is no directtranslation for the abbreviation “HVAF”.This makes it difficult to explain thedifference between HVOF and HVAFlinguistically in German. However, thepotential of HVAF to reach improvedcoating properties with high feedratesand DE, as well as low heat input intothe substrate, is still largely unexplored.

2. Process Characteristics and Historical Development of HVAFLike HVOF, HVAF started from patentsof Browning [6, 7] and was designedto exploit the concept of “HypervelocityImpact Fusion” [8]. According to thisoriginal HVAF concept, powder is in-jected into a nozzle and entrained bya hot supersonic gas stream, the tem-perature of which is below the meltingpoint of the powder material (in thecase of hardmetals the melting of thebinder phase). The solid powder particlesare heated and accelerated to extremevelocities. Upon impact with the sub-strate the kinetic energy of the particlesis converted into thermal energy whichfurther heats the particles and enablesthem to melt or deform sufficiently toform part of the coating.One of the earliest commercial systemswas the "Aerospray" HVAF which usedparaffine as the fuel and was basedon the corresponding patent [6, 7].Several gun models were available.After a first improvement of the HVAFgun design by the introduction of apermeable burner block into the internalcombustion chamber [9], furtherprogress was made by the introduction

of a catalytic member in the internalburner [10]. Properties of the coatingsprepared with guns of this constructionare presented in the literature [11-13].Quite recently, the gun design was fur-ther improved [14]. For these newerprocesses a gas temperature belowthe melting point of the material isalso stated [11-13]. However, meas-urements at Fh-IWS have shown thatfor effective spraying of hardmetalcompositions the gun is operating inthe temperature range which resultsin the formation of a liquid phase.Figure 1 shows a newer HVAF spraygun in operation.

3. Microstructure and Propertiesof HVAF CoatingsEarly research using the "Aerospray"HVAF system to deposit WC basedhardmetal coatings from feedstockpowders not tailored by particle sizeto the processes showed that the lowdegree of carbon loss and phase degra-dation in-flight generated coatings withsuperior properties relative to competingHVOF technologies of the time [15,16]. Dissolution of the carbides intothe Co binder generated an amorphousmatrix phase of heterogeneous com-position in the HVOF coatings whichwas not observed in the HVAF coatings[15]. The HVAF coatings exhibitedgreater wear resistance in pin-on-disctesting. The presence of the W2C phaseand the embrittlement of the binder inthe HVOF coatings resulted in greaterdegrees of particle pullout and therapid onset of three-body abrasivewear [16]. However, low deposition

Bild 1: HVAF-Spritz-prozess (M2, Uni-quecoat) am Fh-IWS

Fig. 1: HVAF process(M2, Uniquecoat)running at Fh-IWS

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des Binders in den HVOF-Schichtenführte zu einem verstärkten Ausbrechenvon Schichtpartikeln und einer hohenVerschleißrate im Drei-Körper-Abrasi-onsverschleiß [16]. Allerdings warenfür diese frühen HVAF-Prozesse geringeAuftragswirkungsgrade von rund 30%charakteristisch, wie am Beispiel vonCr3C2-NiCr-Schichten gezeigt wurde[17].Ähnliche Beobachtungen wurden beivergleichenden Untersuchungen derWirkung einzelner Strahlpartikel aufHVOF- (GMA Microjet) und HVAF- (Ae-rospray) gespritzte Cr3C2-NiCr-Schichtengemacht [18]. Die minimalen Phasen-veränderungen in den HVAF-Schichtenführten zu der Festellung, dass dasVerhalten dieser Schichten auf einer

ähnlichen Verteilung von Hartstoff- undBinderphase wie in gesinterten Hart-metallen beruht. Im Gegensatz dazuverringerte die starke Auflösung derHartstoffkörner beim HVOF den Hart-stoffgehalt und führte gleichzeitig zurBildung einer spröden, übersättigtenBindermatrix. Beim Aufprall der Strahl-partikel wurde in dieser spröden Matrixdas Auftreten von Rissen in den ein-zelnen Splats beobachtet. Diese Rissebreiteten sich über die Grenzen derSplats weiter aus und führten unterBelastung zum Ausbrechen größererBereiche der Schichten. Dieser Ver-schleißmechanismus war für die HVOF-Schichten stärker ausgeprägt als fürdie HVAF-Schichten und bestätigte sodie unterschiedlichen Strukturen der

efficiencies of approximately 30%where characteristic for these earlyHVAF processes, as shown for Cr3C2-NiCr coatings [17].Similar observations have been madein contrasting the single impact erosionresponse of GMA Microjet HVOF and"Aerospray" HVAF Cr3C2-NiCr coatings[18]. The minimal phase degradationin the HVAF coating meant that theerosion response was dictated by themicrostructural distribution of the hardand binder phases in the same manneras seen in bulk hardmetals. In contrast,the extensive carbide dissolution inthe HVOF coating reduced the carbidecontent and led to a brittle supersatu-rated binder matrix. Under erodent im-pact the matrix phase was prone tobrittle cracking within the splats. Thesecrack networks intersected the splat

boundaries to form large chips of ma-terial which were lost from the coating.This splat boundary based erosion massloss mechanism was much more dom-inant in the HVOF coating than in theHVAF coating, highlighting the effectof the different splat structures. Thissplat structure variation was also linkedto the lower oxidation mass gain ofHVAF Cr3C2-NiCr coatings relative toHVOF coatings during isothermal oxi-dation testing [19].Besides the patent literature reflectingthe construction of the HVAF equipment[6, 7, 9, 10, 14], the properties of acti-vated combustion HVAF (SB-500, SB-250, SB 9300 and SB 9500 spray guns)coatings are presented in a number ofpapers [11-13]. These guns used gaseousfuels such as propane and propylene.The deposition efficiency, hardness and

Bild 2: Lichtmikroskopische (a) und REM- (b) Aufnahmen des Quer-schliffs einer HVOF-gespritztenCr3C2-NiCr-Schicht (K2, GTV mbH)(Pulverpartikelgröße −45 +15)

Fig. 2: Optical (a) and SEM (b) micrographs of a cross section ofan HVOF-sprayed Cr3C2-NiCrcoating (K2, GTV mbH) (powderparticle size −45 +15)

Bild 3: Lichtmikroskopische (a) undREM- (b) Aufnahmen des Quer-schliffes einer HVAF-gespritztenCr3C2-NiCr-Schicht (M2, Unique-coat) (Pulverpartikelgröße −30 +5)

Fig. 3: Optical (a) and SEM (b) micrographs of a cross section ofan HVAF-sprayed Cr3C2-NiCrcoating (M2, Uniquecoat) (powderparticle size −30 +5)

a)

b)

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Splats. Die Struktur der Splats konntezusätzlich mit der geringeren Sauer-stoffaufnahme von HVAF-gespritztengegenüber HVOF-gespritzten Cr3C2-NiCr-Schichten bei isothermen Oxida-tionsversuchen in Zusammenhang ge-bracht werden [19].Neben der Patentliteratur [6, 7, 9, 10,14], die die Konstruktionsmerkmaleverschiedener HVAF-Anlagen beschreibt,wurden die Eigenschaften der mit neue-ren HVAF-Anlagen hergestellten Schich-ten (SB-500, SB-250, SB 9300 and SB9500, die alle eine katalytische Ver-brennung verwenden), in der Literatur[11-13] beschrieben. Diese Anlagenverwenden gasförmige Brennstoffe wiePropan und Propylen. Die Auftragswir-kungsgrade, Härten und die Abrasi-onsverschleißraten hingen vom Brenn-stoff und von der Pulverpartikelgrößeab [12]. Für WC-10Co4Cr wurden beiVerwendung von Propylen Pulverför-derraten von 480 g/min und Auftrags-wirkungsgrade > 60% angegeben [13].Härten von rund 1100 HV0,3 für WC-10Co4Cr [13] und rund 970 HV0,3 fürWC-17Co [12] wurden gemessen.Gegenwärtig existiert nur sehr wenigLiteratur über die Eigenschaften HVAF-gespritzter Schichten, die mit neuerenAnlagen hergestellt wurden, zum Beipieleine Studie über Schlagbeanspruchung[20]. Häufig wurden in diesen Arbeitenauch seltene Schichtwerkstoffe wieverdüste „NiCrC“-Pulver verwendet[21]. Ein kürzlich veröffentlichter Beitragverglich HVOF und HVAF-gespritzteSchichten unter Verwendung einer neu-en kommerziell verfügbaren Zusam-mensetzung (CrC-37WC-18M) mit an-gepassten Pulverpartikelgrößen fürbeide Verfahren und Propan als Brenn-stoff [22]. Obwohl eine geringere Härtefür die HVAF-gespritzten Schichten ge-messen wurde, war der Widerstandgegen Abrasions- beziehungsweiseReib- oder Gleitverschleiß höher. Ineiner anderen kürzlich veröffentlichtenArbeit wurden WC-10Co4Cr-Schichten,hergestellt mit einem HVAF- und zweiunterschiedlichen HVOF-Verfahren, mit-einander verglichen [23]. Die HVAF-Schicht zeigte ein besseres Verhaltenim Abrasions- und im Reib- oder Gleit-verschleiß sowie ein besseres Verhaltengegen elektrochemische Korrosion. Indieser Arbeiten wiesen die HVAF-ge-spritzen Schichten gegenüber den HVOF-Schichten einen höhere Härte auf.

Bild 2 und Bild 3 zeigen jeweils dieMikrostrukturen einer HVOF-gespritzten(K2, GTV) beziehungsweise HVAF-ge-spritzten (M2, Uniquecoat) Cr3C2-NiCr-Schicht, bei der entsprechend Paraffinund Methan als Brennstoffe verwendetwurde. Unterschiedliche Partikelgrößeneines kommerziell verfügbaren Pulverseines Herstellers wurden verwendet.Die Schichten wurden mit Pulverför-derraten von 50 g/min (HVOF) und 115g/min (HVAF) hergestellt. Es wurdenentsprechende Härten von 993 HV0,3und 718 HV0,3 gemessen. Die lichtmi-kroskopischen Aufnahmen verdeutlichen,dass die Rauheit der HVAF-gespritztenSchicht bedeutend geringer ist. Die Mi-krostrukturen beider Schichten sinddicht, zeigen aber die typischen Defektegespritzter Cr3C2-NiCr-Schichten, wieRisse in den Cr3C2-Körnern und umdiese herum [2].Bild 4 vergleicht die Röntgendiffrakto-gramme der Cr3C2-NiCr-Beschichtungs-pulver und der Schichten in den Bildern2 und 3. Die Diffraktogramme derbeiden unterschiedlichen Fraktionendes Pulvers sind identisch. Der Unter-schied zwischen Beschichtungspulverund HVAF-Schicht ist relativ gering undbestätigt so die minimale Auflösungder Karbide im Binder während desBeschichtungsvorgangs sowie die sehrgeringen Veränderungen der chemischenund Phasenzusammensetzung. Der Bin-der befindet sich in einem kristallinenZustand, seine Zusammensetzung istnur unwesentlich verändert, wie ausder geringen Verschiebung der Peak-positionen hervorgeht. Dagegen unter-

abrasion wear resistance were foundto depend on the fuel gas and thepowder particle size [12]. For WC-10Co4Cr, feedrates of 480 g/min andDE > 60% were reported when usingpropylene as the fuel gas [13]. Hardnessvalues of about 1100 HV0.3 have beenreported for WC-10Co4Cr [13] and ofabout 970 HV0.3 for WC-17Co [12].In general there is little literature onthe properties of HVAF coatings de-posited using the latest equipment,e.g. for a study of impingement resist-ance [20]. In addition, these workswere often performed with rarely usedcoating materials, e.g. atomized “NiCrC”powders [21]. One recent comparisonof HVOF and HVAF coatings was madeusing a new commercial hardmetalgrade composition (CrC-37WC-18M)with particle size distributions optimisedfor both guns and propane as fuel gas[22]. Though the hardness of the HVAFcoating was lower than the HVOF coat-ing, both the abrasion and dry slidingwear resistance of the HVAF coatingwere found to be higher. In anotherrecent work, a comparison of WC-10Co4Cr coatings prepared by HVAFand two differerent HVOF processeswas made [23]. The HVAF coating wasreported to show superior performanceregarding abrasion and sliding wearresistance and electrochemical corrosionresistance. In this work the HVAF coatinghardness values were higher than thoseof the HVOF coatings.Figure 2 and Figure 3 show the mi-crostructures of a Cr3C2-NiCr coatingsprayed by HVOF (K2, GTV) using paraf-

fine as fuel and HVAF (M2, Uniquecoat),using methane as the fuel gas, respec-tively. One type of powder of one com-mercial supplier with different particlesizes suitable for both processes wasused. The coatings were sprayed withpowder feed rates for HVOF of 50 g/minand HVAF of 115 g/min, resulting inhardness values of 993 HV0.3 and 718HV0.3, respectively. As shown in theoptical micrographs, the surface rough-ness of the HVAF coating is significantlylower. Both coating microstructures aredense, but also show the defects typicalfor Cr3C2-NiCr coatings, such as cracksin and around the Cr3C2 grains [2].Figure 4 compares the X-ray diffractionpattern of the Cr3C2-NiCr feedstockpowder, and the coatings, shown inFigures 2 and 3. The feedstock powdersof both fractions showed identical dif-fraction patterns. The difference betweenthe pattern of the powder and theHVAF coating is relatively small, indi-cating a minimum dissolution of thecarbide in the metallic binder in-flight,as well as only small changes in thechemical and phase composition. Themetallic binder composition is not sig-nificantly changed, as expressed bythe minor shift of the Ni alloy peaks,and is largely in a crystalline state.This pattern is different for the HVOFcoating. Due to melting of the metallicbinder and dissolution of the carbidegrains, as well as rapid solidification,the binder is in an amorphous state.The binder composition is also hetero-geneous since low and high alloyedbinder areas coexist.

Bild 4: Röntgen-diffraktogrammeder Beschich-tungspulver (bei -de Fraktionen desPulvers sind iden-tisch) und denHVAF- und HVOF-gespritzten Cr3C2-NiCr-Schichten

Fig. 4: XRD dif-fraction patternof the Cr3C2-NiCrfeedstock powder(powders of bothfractions showedidentical pattern)and the resultingHVAF and HVOFcoating

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scheidet sich das Diffraktogramm derHVOF-Schicht wesentlich. Durch dieSchmelze des Binders und die Lösungder Karbidkörner in der Schmelze sowieder hohen Abkühlrate ist der Binderhier in einem amorphen Zustand. DieBinderzusammensetzung ist heterogen;weniger und stark legierte Bereiche lie-gen gleichzeitig nebeneinander vor. Eine andere charakteristische Eigen-schaft HVAF-gespritzter Hartmetall-schichten ist der höhere E-Modul imVergleich zu den entsprechenden HVOF-gespritzten Schichten [24].

4. Zusammenfassung und AusblickObwohl bereits vor mehr als 20 Jahrenentwickelt, fanden HVAF-Spritzprozessebis jetzt nur eine sehr begrenzte Ver-

breitung. Das weltweite Interesse andiesem Verfahren zeigt aber eine stei-gende Tendenz. Die Auftragswirkungs-grade wurden in den letzten 10 Jahrenerheblich gesteigert und machen dasHVAF zu einem wirtschaftlich interes-santen Verfahren. Bis jetzt sind nur we-nige Arbeiten verfügbar, die sich mit ei-nem Vergleich der HVOF- und HVAF-Schichteigenschaften von Hartmetall-Standardzusammensetzungen beschäf-tigen. Mit beiden Verfahren könnendichte Schichten hergestellt werden, diesich aber in ihren Eigenschaften unter-scheiden. Da unterschiedliche HVOF-und HVAF-Systeme verfügbar sind, sindverallgemeinernde Schlussfolgerungennicht möglich. Es ist zu erwarten, dassdas Potenzial der HVAF-Verfahren inder Zukunft verstärkt untersucht wird.

Another characteristic of HVAF sprayedhardmetal coatings is that the Young’smodulus is higher compared with cor-responding HVOF sprayed coatings[24].

4. Conclusions and OutlookAlthough existing for more than 20years, HVAF has found only a relativelylimited distribution so far, but the world-wide interest is increasing. The depositionefficiency of the process has been greatlyenhanced in the last 10 years, making

the HVAF technology a commerciallyviable thermal spray system. There arestill relatively few works available, inparticular for comparisons betweenHVOF and HVAF for standard hardmetalcoating compositions. Both HVAF andHVOF can produce dense coatings butwith different properties. Since differentsystems for HVOF and HVAF are com-mercially available, it is not possible tomake generalised conclusions. Thus thepotential of HVAF will be probably betterexplored in the future.

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Literatur References

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