DE19857737A1

DE19857737A1 - Material and method for producing a corrosion and wear-resistant layer by thermal spraying

Info

Publication number: DE19857737A1
Application number: DE19857737A
Authority: DE
Inventors: Erich Lugscheider
Original assignee: JOMA CHEMICALS AS LIMINGEN
Current assignee: JOMA CHEMICALS AS LIMINGEN
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2000-05-31
Also published as: DE59905361D1

Abstract

The invention relates to a material for producing a corrosion- and wear-resistant layer on a substrate by thermal spraying. Said material consists of at least 20 wt.-% - preferably more than 30 wt.-% - magnetite (Fe3O4 and/or FeFe2O4). Preferably, the inventive material consists of pure magnetite or of magnetite and at least one other metallic material or at least one intermetallic compound.

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstoff und ein Verfahren zum Herstellen einer korrosions- und verschleißfesten Schicht auf einem Substrat durch thermi sches Spritzen.The invention relates to a material and a method for producing a corrosion and wear-resistant layer on a substrate by thermi spraying.

Korrosions- und Verschleißschutzschichten werden üblicherweise aus Pulver gemischen verschiedener Art auf zu schützende Oberflächen in der Fabrika tion oder zum Unterhalt aufgebracht. Dazu werden in der Hauptsache thermi sche Spritzverfahren oder Aufdampfverfahren wie CVD (chemical vapor depo sition) oder PVD (plasma vapor deposition) eingesetzt. Mit den CVD- und PVD- Verfahren können dünne Korrosions- und Verschleißschutzschichten auf Oxid- oder Hartstoffbasis, besonders in der Massenproduktion, aufgebracht werden. Zudem werden elektrochemische oder galvanische Verfahren einge setzt.Corrosion and wear protection layers are usually made of powder mixtures of various types on surfaces to be protected in the factory tion or applied for maintenance. In the main, thermi spraying processes or vapor deposition processes such as CVD (chemical vapor depo sition) or PVD (plasma vapor deposition). With the CVD and PVD Processes can apply thin layers of corrosion and wear protection Oxide or hard material base, especially applied in mass production become. In addition, electrochemical or galvanic processes are used puts.

Mittels des thermischen Spritzens werden in der Hauptsache Schichten einer Schichtdicke von mehr als 0,1 mm geschaffen. Bei den durch thermisches Spritzen hergestellten korrosions- und verschleißfesten Schichten handelt es sich zumeist um metallische oder oxidische Schichten, in die zur Verbesse rung Hartstoffe eingelagert werden.Thermal spraying mainly turns layers into one Layer thickness of more than 0.1 mm created. In the case of thermal Sprayed corrosion and wear-resistant layers mostly around metallic or oxidic layers in which to improve hard materials.

Eines der größten Probleme bei den thermischen Spritzverfahren ist das Her stellen von Schichten konstanter Eigenschaften und Qualität. Aus diesem Grunde konnten die thermischen Spritzverfahren an Substraten oder Teilen mit hohen Qualitätsansprüchen in der Serienproduktion nur begrenzt An wendung finden.One of the biggest problems with thermal spraying is the her provide layers of constant properties and quality. For this The thermal spraying processes on substrates or parts were basically able with high quality demands in series production only limited find application.

Versuche mit Auswahl des Werkstoffes bezüglich seiner chemischen Zusam mensetzung oder seiner Form - etwa zum einen des Drahtdurchmessers eines Fülldrahtes oder zum anderen der Korngrößenverteilung und der Korn form des Spritzpulvers - führten zu keiner ausreichenden Qualitätssteige rung. Auch Änderungen an den Spritzanlagen verhalfen nicht zu einer besse ren Qualität.Experiments with selection of the material with regard to its chemical composition composition or its shape - for example on the one hand the wire diameter of a cored wire or on the other hand the grain size distribution and the grain form of wettable powder - did not lead to a sufficient quality increase tion. Changes to the spray systems did not help either quality.

Es fanden Versuche statt, Verschleiß- und Korrosionsschutz durch thermisch aufgespritzte Schichten aus Eisenoxid bzw. Magnetit zu schaffen. Bei allen Versuchen dieser Art zeigte sich, dass die Qualität der jeweiligen Schicht in Hinblick auf den Schichtaufbau nur unter großem Aufwand einigermaßen gesichert zu werden vermochte.There were tests, wear and corrosion protection by thermal to create sprayed-on layers of iron oxide or magnetite. At all Experiments of this type have shown that the quality of the respective layer in With regard to the layer structure, only to a certain extent with great effort could be secured.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, das Herstellen einer konstanten verschleiß- und korrosionsfesten Oberflächenbe schichtung auf Oxidbasis auf dem Wege des thermischen Spritzens zu ver bessern.Knowing these facts, the inventor has set the goal that Establish a constant wear and corrosion-resistant surface oxide-based coating by thermal spraying improve.

Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Lehren der unabhängigen Patentan sprüche; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbar ten Merkmale.The teachings of the independent patent applicants solve this problem claims; the subclaims indicate favorable further training. In addition all combinations of at least two fall within the scope of the invention which is evident in the description, the drawing and / or the claims characteristics.

Erfindungsgemäß weist der Schichtwerkstoff zum Herstellen der korrosions- und verschleißfesten Schicht zumindest 20 Gew.-% - vorzugsweise mehr als 30 Gew.-% - Magnetiteisenstein (Fe₃O₄, auch mit Zusätzen von Fe₂O₃) auf; es kann sich um reines Magnetit (Fe₃O₄) handeln oder um einen Werkstoff aus Magnetit und wenigstens einem weiteren metallischen Werkstoff, gegebenen falls auch um Magnetit und zumindest eine intermetallische Verbindung.According to the invention, the layer material for producing the corrosion and wear-resistant layer has at least 20% by weight - preferably more than 30% by weight - magnetite iron (Fe ₃ O ₄ , also with additions of Fe ₂ O ₃ ); it can be pure magnetite (Fe ₃ O ₄ ) or a material made of magnetite and at least one further metallic material, if appropriate also magnetite and at least one intermetallic compound.

Zudem hat sich ein Werkstoff mit einem Zusatz aus Karbid/en oder Nitrid/en oder Silizid/en oder Borid/en oder Oxiden als günstig erwiesen oder ein Werkstoff, dessen Zusätze Mischungen aus Metallen, intermetallischen Ver bindungen, Karbiden, Nitriden, Siliziden, Boriden und/oder Oxiden sind.In addition, there is a material with an addition of carbide / s or nitride / s or silicide / s or boride / s or oxides have been found to be favorable or a Material whose additives are mixtures of metals, intermetallic ver are bonds, carbides, nitrides, silicides, borides and / or oxides.

Die Zusätze von bis zu 50 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 40 Gew.-%, zum Magneteisenstein können etwa Cr, CrNi oder ferritische Stähle sein. The additions of up to 50% by weight, preferably up to 40% by weight, for Magnetic iron stones can be Cr, CrNi or ferritic steels.

Bei den Hartstoffen haben sich die Karbide, Nitride, Silizide, Boride und Oxide als Zusätze bewährt. Bei den Karbiden eignen sich die Karbidbildner wie Wolf ram, Chrom Molybdän, Niob, Tantal, Titan, Vanadium od. dgl. Der Zusatz der Karbide sollte auf höchstens 30 Gew.-% - vorzugsweise 20 Gew.-% - be grenzt werden. Bei den Boriden und Nitriden als Zusätze in dieser Höhe werden Verbesserungen der Eigenschaften festgestellt. Oxidische Zusätze von Chromoxid (Cr₂O₃) in einer Größenordnung von 1 bis 40 Gew.-% - vorzugs weise 5 bis 30 Gew.-% - zeigen ebenfalls gute Resultate.Carbides, nitrides, silicides, borides and oxides have proven their worth as additives for hard materials. In the carbides, the carbide formers such as tungsten, chromium molybdenum, niobium, tantalum, titanium, vanadium or the like are suitable. The addition of the carbides should be limited to a maximum of 30% by weight, preferably 20% by weight. With borides and nitrides as additives at this level, improvements in properties are observed. Oxidic additions of chromium oxide (Cr ₂ O ₃ ) in the order of 1 to 40% by weight - preferably 5 to 30% by weight - also show good results.

Um eine hohe Qualität zu erreichen, müssen die pulverförmigen Spritzwerk stoffe eine Korngröße von 0,05 bis 150 µm - vorzugsweise 0,1 bis 120 µm - besitzen. Bei den Gemischen von verschiedenen pulverförmigen Werkstoffen empfiehlt es sich, zur Vermeidung einer Entmischung und zur Verbesserung des Fließverhaltens diese zu agglomerieren oder sprühzutrocknen.In order to achieve high quality, the powdery spraying unit must substances a grain size of 0.05 to 150 µm - preferably 0.1 to 120 µm - have. When mixing different powdery materials it is recommended to avoid segregation and to improve the flow behavior to agglomerate or spray-dry them.

Beim Einsatz drahtförmiger Spritzwerkstoffe mit hohem Magnetitanteil kann im Rahmen der Erfindung aus einem metallischen Mantel und Magnetitpulver ein Fülldraht hergestellt werden.When using wire-shaped spray materials with a high proportion of magnetite in the context of the invention from a metallic shell and magnetite powder a cored wire can be produced.

Zum Aufbringen der Verschleiß- und/oder Korrosionsschicht sind erfin dungsgemäß alle thermischen Spritzverfahren wie das autogene Flammsprit zen, das Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF-Spritzen), das Plas maspritzen unter Luft (APS), das Shroud-Plasmaspritzen (SPS), das Vakkum spritzen (LPPS), das Hochleistungs-Plasmaspritzen (HPPS), das autogene Drahtspritzen oder Lichtbogen-Drahtspritzen einsetzbar.To apply the wear and / or corrosion layer are invented According to all thermal spray processes such as the autogenous flame fuel zen, high-speed flame spraying (HVOF spraying), the plas spraying under air (APS), Shroud plasma spraying (SPS), the vacuum spraying (LPPS), high-performance plasma spraying (HPPS), the autogenous Wire spraying or arc wire spraying can be used.

Die Online-Kontrolle und Steuerung erfolgt mit einer Kombination von ver schiedenen Verfahren, die es erlauben, die Temperatur des Partikels bzw. den Aufschmelzgrad, die Partikelgröße, die Geschwindigkeit, das Auftreffen dessel ben auf das Substrat sowie die Erwärmung der Schicht und des Substrats während des Spritzvorgangs zu messen. Die Messsignale werden dann dem Computer einer Steueranlage für die Spritzanlage zugeleitet und die Flam menparameter sowie die Leistung den Werten angepasst. The online control and control takes place with a combination of ver different processes that allow the temperature of the particle or the Degree of melting, the particle size, the speed, the impact of the same ben on the substrate and the heating of the layer and the substrate to measure during the spraying process. The measurement signals are then the Computer fed a control system for the spray system and the flam parameters and performance adjusted to the values.

Vom Erfinder wurde also festgestellt, dass es möglich ist, eine den oben er wähnten Anforderungen gerecht werdende Beschichtung zu schaffen, wenn als Werkstoff ein Oxid auf Eisenbasis verwendet wird, dem man - in Abhän gigkeit von dem zu lösenden Korrosions- oder Verschleißproblem - Metalle, Hartstoffe oder intermetallische Verbindungen zusetzt. Der Werkstoff muss nach einem bestimmten Herstellungsverfahren erzeugt werden; erfindungsgemäß wird ein aus dem pulverförmigen Werkstoffgemisch durch Sprühtrocknen hergestelltes Pulverkorn mit guten Fließeigenschaften vorgeschlagen sowie ein aus dem pulverförmigen Werkstoffgemisch mittels eines Agglomerationsverfahrens hergestelltes entmischungssicheres Pulverkorn.The inventor has therefore determined that it is possible to use the one above to meet the above-mentioned requirements if an iron-based oxide is used as the material, which - depending on the problem of corrosion or wear to be solved - metals, Hard materials or intermetallic compounds added. The material must are produced by a certain manufacturing process; According to the invention, one is made from the powdery material mixture Spray drying produced powder grain with good flow properties proposed as well as from the powdery material mixture anti-segregation manufactured in an agglomeration process Powder grain.

Die Spritzanlage wird mit einem Online-Kontroll- bzw. Steuersystem zur Überwachung ausgerüstet, um Schichten mit einer hohen Qualität und gleichbleibenden Eigenschaften durch Aufspritzen herstellen zu können.The spraying system is equipped with an online control system Equipped to monitor with a high quality and layers to be able to produce consistent properties by spraying.

Dazu hat sich eine Online-Kontrolle und Steuerung mittels einer auf den Spritzstrahl gerichteten ITG-Kamera, einen LDA-Detektor mit LDA-Laser sowie einen HSP-Kopf als günstig erwiesen oder eine Online-Kontrolle mittels einer auf den Spritzstrahl gerichteten ITG-Kamera und einen HSP-Kopf eines Messkörpers.For this purpose, an online control and control by means of a Spray jet directed ITG camera, an LDA detector with LDA laser as well as an HSP head proved to be cheap or an online control using an ITG camera directed at the spray jet and an HSP head one Measuring body.

Gemessen werden soll durch die Online-Kontrolle und Steuerung günstigerweise die Partikelgeschwindigkeit in der Spritzflamme, etwa durch ein Laser-Doppler-Anemometer anhand eines von einem Lasergerät ausgeschickten Strahles, der durch eine Sendeoptik in zwei Teilstrahlen zerlegt wird.The online control system is to be used for measurement conveniently the particle speed in the spray flame, for example by a laser doppler anemometer using one from a laser device emitted beam, which by means of a transmission optics in two partial beams is disassembled.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird durch die Online-Kontrolle und Steuerung die Partikeltemperatur in der Spritzflamme mittels eines Hochgeschwindigkeits-Pyrometers beobachtet. Dies erfolgt etwa mittels Infrarot-Thermographie. Another feature of the invention is through online control and controlling the particle temperature in the spray flame by means of a High speed pyrometer observed. This is done by means of Infrared thermography.

Auch hat es sich als günstig erwiesen, durch die Online-Kontrolle und Steuerung die Gasmenge zu messen, etwa eine Plasmagasmenge.It has also proven to be cheap, through online control and Control measure the amount of gas, such as a quantity of plasma gas.

Dank der Online-Kontrolle und Steuerung ist man auch in der Lage, eine gemessene Strom-Spannungscharakteristik auszuwerten oder eine der Spritzflamme zugeführte Pulvermenge zu messen.Thanks to the online control and control, you are also able to evaluate the measured current-voltage characteristic or one of the Measure the amount of powder fed into the spray flame.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie an hand der Zeichnung; diese zeigt jeweils schematisch inFurther advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and hand of drawing; this shows schematically in

Fig. 1 ein Online-Steuer- und Kontroll-System für eine Plasmaanlage; FIG. 1 is an online command and control system for a plasma system;

Fig. 2 eine Anlage zur Infrarot-Thermographie (ITG) und zur Hochgeschwindigkeits-Pyrometrie (HSP = High Speed Pyrometry) beim thermi schen Spritzen; Figure 2 shows a system for infrared thermography (ITG) and for high-speed pyrometry (HSP = High Speed Pyrometry) during thermal spraying.

Fig. 3 ein Schema zur Infrarot-Thermographie (ITG); Fig. 3 is a diagram for infrared thermography (ITG);

Fig. 4, 5 jeweils eine Anlage zur Hochgeschwindigkeits- Pyrometrie (HSP); Fig. 4, 5 each a plant for high-speed pyrometry (HSP);

Fig. 6 eine Ausgestaltung eines Laser-Doppler-Ane mometers (LDA); Fig. 6 is an embodiment of a laser Doppler Ane mometers (LDA);

Fig. 7 eine Skizze zur Partikelform-Messung im Fluge (PSI = Particle Shape Imaging); Fig. 7 is a diagram for particle shape measurement on the fly (PSI = Particle Shape Imaging);

Fig. 8 eine Partikeltemperatur-Messung im Fluge (PTM = Particle Temperature Measurement); Fig. 8 is a particle temperature measurement in flight (PTM = Particle Temperature Measurement);

Fig. 9 eine Skizze zur Messung von Partikeltempera tur und -geschwindigkeit. Fig. 9 is a sketch for measuring particle temperature and speed.

Zum Aufbringen von Verschleiss- und/oder Korrosionsschichten sind alle thermischen Spritzverfahren - wie das autogene Flammspritzen, das Hochge schwindigkeits-Flammspritzen (HVOF), das Plasmaspritzen unter Luft (APS), das sog. Shroud-Plasmaspritzen (SPS), Plasmaspritzen im Vakuum (LPPS), High-Power-Plasmaspritzen (HPPS), autogenes oder Lichtbogen-Drahtspritzen - einsetzbar. Die Online-Kontrolle und Steuerung erfolgt mittels einer Kombination aus verschiedenen Verfahren, die es erlauben, die Temperatur des Partikels bzw. den Aufschmelzgrad, die Partikelgröße, die Geschwindig keit, den Aufprall desselben auf dem Substrat sowie die Erwärmung der Schicht und des Substrats während des Spritzvorgangs zu messen. Die Mess signale werden dann dem Computer des Steuerungsteils der thermischen Spritzanlage zugeleitet, um die Flammenparameter und die Leistung den gemessenen Werten anpassen zu können.All are necessary to apply wear and / or corrosion layers thermal spraying processes - such as autogenous flame spraying, velocity flame spraying (HVOF), plasma spraying under air (APS), the so-called Shroud plasma spraying (SPS), plasma spraying in a vacuum (LPPS), High-power plasma spraying (HPPS), autogenous or arc wire spraying - applicable. Online control and control is carried out using a Combination of different processes that allow the temperature of the particle or the degree of melting, the particle size, the speed speed, the impact of the same on the substrate and the heating of the Measure layer and substrate during the spraying process. The mess signals are then sent to the computer of the thermal control part Spraying system fed to the flame parameters and the performance to be able to adapt measured values.

Ein in Fig. 1 dargestelltes Online-Steuer- und Kontrollsystem für die Flamme bzw. den Spritzstrahl 10 einer bei 12 angedeuteten Spritzpistole od. dgl. Spritzvorrichtung 12 mit deren Brennerdüse 14 vorgeordneter Pulverzufüh rung 16 - weist über den Spritzstrahl 10 eine ITG-Kamera 18 - also eine In frarot-Thermographie-Kamera - sowie ein Laser-Doppler-Anemometer (LDA- Detektor) 20 für einen unterhalb des Spritzstrahls 10 erkennbaren LDA-Laser 22 auf; neben diesem ist ein HSP-Kopf 24 - HSP = high speed pyrometry - zu erkennen, der mit einem spulenähnlichen Messkörper 26 verbunden ist.An online control and monitoring system shown in FIG. 1 for the flame or the spray jet 10 of a spray gun or the like indicated at 12. Sprayer 12 with its burner nozzle 14 upstream powder feeder 16 - has an ITG camera 18 via the spray jet 10 - In other words, an infrared thermography camera - and a laser Doppler anemometer (LDA detector) 20 for an LDA laser 22 which can be seen below the spray jet 10 ; next to this, an HSP head 24 - HSP = high speed pyrometry - can be seen, which is connected to a coil-like measuring body 26 .

Zum Messen von Substrattemperatur T_s und Beschichtungstemperatur T_c mittels der Infrarot-Thermographie liegt nach Fig. 3 ein - mit einer Beschichtung 32 zu versehendes - Substrat 30 im Aufnahmebereich einer ITG-Kamera 18. Von dieser geht ein Glasfaserkabel 36 aus, das zu einer bei 42 angedeuteten Video-PC-Karte - 500 KHz - führt. An diese ist ein Rechner 46 mit Monitor 48 angeschlossen, dem hier ein Temperaturaufnahmegerät 50 zugeordnet ist.To measure substrate temperature T _s and coating temperature T _c by means of infrared thermography, according to FIG. 3 there is a substrate 30 - to be provided with a coating 32 - in the recording area of an ITG camera 18 . A glass fiber cable 36 leads from this, which leads to a video PC card - 500 kHz - indicated at 42 . A computer 46 with a monitor 48 is connected to this, to which a temperature recording device 50 is assigned here.

In Fig. 4 ist zum Messen der Kühlrate bzw. der Beschichtungstemperatur Tc mittels Hochgeschwindigkiets-Pyrometrie (HSP) der Beschichtung 32 des Substrates 30 der HSP-Kopf 24 zugeschaltet, der über einen AD-Konverter 52 an einen - Speicherelement 44 und Monitor 48 aufweisenden - Rechner 46 angeschlossen ist. Ein Hochgeschwindigkeitspyrometer mit HSP-Kopf 24, AD- Konverter 52 sowie mit einem Rechner 46, der ein Benutzermenue 54, ein Kontrollmenue 56 und Graphiksoftware 58 enthält, kann man Fig. 5 entneh men. In FIG. 4, for measuring the cooling rate or the coating temperature Tc by means of high-speed pyrometry (HSP), the coating 32 of the substrate 30 is connected to the HSP head 24 , which has an AD converter 52 to a storage element 44 and monitor 48 - Computer 46 is connected. A high-speed pyrometer with HSP head 24 , AD converter 52 and with a computer 46 , which contains a user menu 54 , a control menu 56 and graphics software 58 , can be seen in FIG. 5.

Mit dem Verfahren der sog. Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) kann bei gerin gem Zeit- und Arbeitsaufwand eine Optimierung der Spritzparameter erreicht werden. Bei der bevorzugten Zweistrahltechnik wird der Strahl 60 eines bei 62 angedeuteten Argon-Ionenlasers (λ = 514,5 nm, P = 150 mW) durch eine Sendeoptik 64 in zwei Teilstrahlen 60 _a, 60 _b gleicher Intensität zerlegt. Beide Teilstrahlen 60 _a, 60 _b werden in ein ortsfestes Meßvolumen 66 fokussiert. Sie schneiden sich dort unter einem definierten Winkel so, dass ein streifenförmig intensitätsmoduliertes Interferenzmuster entsteht. Ein Partikel des Spritz strahls 10, das dieses Streifenmuster durchfliegt, erzeugt ein zeitlich peri odisch veränderliches Streulichtsignal 68 für eine Empfangsoptik mit Photo detektor 70. Die Modulationsfrequenz des Streulichtsignals 68 ist proportio nal zur Geschwindigkeitskomponente des Teilchens senkrecht zum Interfe renzstreifensystem. Die Häufigkeit der LDA-Streulichtsignale ist ein Maß für die lokale Dichte der Partikel im Plasmaspritzstrahl 10. Durch Abscannen des Strahls ist eine ortsaufgelöste Messung relevanter Partikelparameter möglich. Hieraus können Ergebnisse wie Geschwindigkeitsverteilung, Trajektorien und Verweilzeiten der Partikel gewonnen werden.The process of so-called laser Doppler anemometry (LDA) can be used to optimize the spray parameters with little time and effort. In the preferred two-beam technique, the beam 60 of an argon ion laser (λ = 514.5 nm, P = 150 mW) indicated at 62 is broken down into two partial beams 60 _a , 60 _{b of the} same intensity by means of a transmission optics 64 . Both partial beams 60 _a , 60 _b are focused in a fixed measuring volume 66 . There they intersect at a defined angle so that a stripe-shaped intensity-modulated interference pattern is created. A particle of the spray jet 10 , which flies through this stripe pattern, generates a time-periodically variable scattered light signal 68 for an optical receiving system with photo detector 70 . The modulation frequency of the scattered light signal 68 is proportional to the speed component of the particle perpendicular to the interference strip system. The frequency of the LDA scattered light signals is a measure of the local density of the particles in the plasma spray jet 10 . A locally resolved measurement of relevant particle parameters is possible by scanning the beam. Results such as speed distribution, trajectories and dwell times of the particles can be obtained from this.

Da eine individuelle Bestimmung von Größe und Form eines Spritzpartikels mit LDA nicht durchführbar ist, wird gemäß Fig. 7 das Particle-Shape- Imaging (PSI) eingesetzt, ein bildgebendes Verfahren zur ortsaufgelösten Be stimmung von Größe und Form einzelner Pulverpartikel in Plasmaspritz strahlen 10. Das Messprinzip beruht auf einer telemikroskopischen Abbildung der Schatten der Partikel, die Messmethode weist als Vorteile eine hohe Licht stärke im Vergleich zu Streulichtverfahren und gleichzeitig eine Reduktion auf die gewünschte Bildinformation auf. Ähnlich wie bei der Laser-Doppler-Ane mometrie wird der Strahl 60 eines Nd-YAG-Dauerstrichlasers 60 _a (λ = 532 nm, P = 100 mW) an einem Strahlteiler 72 mit Spiegeln 74 in zwei gleichintensive Teilstrahlen 60 _a, 60 _b aufgespalten, die mittels der Spiegel 74 in der Gegen standsebene E des Fernmikroskopieobjektivs eines Fernmikroskops 76 ge kreuzt werden. Dessen Verwendung erlaubt die Einhaltung eines Sicherheits abstands von 600 mm zum Messobjekt. Bei einem Abbildungsmaßstab 1 : 10 wird noch eine optische Auflösung von 2,7 µm erreicht. Das Bildaufnahme system besteht aus einer CCD-Kamera 78 mit einem vorgeschalteten Micro- Channel-Plate(MCP)-Bildverstärker einer minimalen Belichtungszeit von 5 ns. Since an individual determination of the size and shape of a spray particle with LDA cannot be carried out, particle-shape imaging (PSI) is used according to FIG. 7, an imaging method for spatially resolved determination of the size and shape of individual powder particles in plasma spray 10 . The measuring principle is based on telemicroscopic imaging of the shadows of the particles; the measuring method has the advantages of high light intensity compared to scattered light methods and at the same time a reduction to the desired image information. Similar to laser Doppler anometry, the beam 60 of an Nd-YAG continuous wave laser 60 _a (λ = 532 nm, P = 100 mW) is split on a beam splitter 72 with mirrors 74 into two equally intense partial beams 60 _a , 60 _b which are crossed by means of the mirror 74 in the object plane E of the long-range microscope objective of a long-range microscope 76 ge. Its use allows a safety distance of 600 mm to be maintained. With a 1:10 imaging scale, an optical resolution of 2.7 µm is still achieved. The image recording system consists of a CCD camera 78 with an upstream micro-channel plate (MCP) image intensifier with a minimum exposure time of 5 ns.

Die geometrische Abmessung des 512 × 512-Pixel-CCD-Chips und der Tiefen schärfebereich des Objektivs ergeben ein Messvolumen von 410 × 410 × 940 µm³.The geometric dimensions of the 512 × 512 pixel CCD chip and the depth of field of the lens result in a measurement volume of 410 × 410 × 940 µm ³ .

Für den Fall, dass sich ein Partikel im Messvolumen exakt in der Gegen standsebene E befindet, werden von beiden Strahlen 64, 64 _a Teilschatten ge neriert, die sich bei der Abbildung auf den CCD-Chip vollständig decken und damit einen Vollschatten bilden. Proportional zum Abstand der Partikel von der Gegenstandsebene E wandern die Teilschatten in der Bildebene ausein ander und der Vollschattenbereich nimmt ab. Mit diesem Effekt kann die Lage eines Teilchens relativ zur Gegenstandsebene E bestimmt werden. Fläche und Kontur des Schattenbildes geben Aufschluss über Größe und Form des Teilchens. Das ebenfalls abgebildete LDA-Interferenzstreifenmuster liefert da bei den Größenmaßstab. Mit der minimalen Belichtungszeit der MCP-CCD- Kamera von 5 ns ergibt sich ein Wert von 500 m/s als maximale Partikelge schwindigkeit, bei der die Bewegungsunschärfe das optische Auflösungsver mögen nicht übersteigt.In the event that a particle in the measurement volume is exactly in the object plane E _, partial rays are generated from both rays 64 , 64 _a , which completely overlap when they are imaged on the CCD chip and thus form a full shadow. Proportional to the distance of the particles from the object plane E, the partial shadows move apart in the image plane and the full shadow area decreases. With this effect, the position of a particle relative to the object plane E can be determined. The area and contour of the silhouette provide information about the size and shape of the particle. The LDA interference fringe pattern, which is also shown, provides the size scale. With the minimum exposure time of the MCP-CCD camera of 5 ns, a value of 500 m / s results as the maximum particle speed at which the motion blur does not exceed the optical resolution capacity.

Beim Verfahren der sog. In-flight-Partikeldiagnose - wozu auf Fig. 8 verwie sen sei - kann man unabhängig vom Spritzverfahren je Sekunde bis zu 200 einzelne Partikel in jedem Punkt eines Spritzstrahls simultan auf ihre Ober flächentemperatur, Geschwindigkeit und Größe hin vermessen. Eine nicht widergegebene Verfahreinheit ermöglicht zusätzlich das Abrastern einer Ebene senkrecht zum Spritzstrahl 10, so dass die Verteilung der Partikel im Spritzstrahl 10 genau ermittelt werden kann. Die Temperaturbestimmung erfolgt mittels Zweiwellenlängenpyrometerie bei 995 ± 25 µm und 787 ± 25 µm. Die Partikel werden dabei als graue Strahler behandelt, so dass die Kenntnis des exakten Emissionsgrads für die Temperaturmessung nicht not wendig ist. Das System umfasst das Abbilden einer Zweischlitzmaske 80 mit 25 µm × 50 µm - an einem Messkopf 82 - in einem Brennpunkt in etwa 90 mm Abstand mit hoher Tiefenschärfe. So entsteht ein Messvolumen, das ent sprechend der graphischen Darstellung über Fig. 10 durch zwei sichtbare und einen dazwischenliegenden Schattenbereich charakterisiert wird. Das Mess volumen beträgt etwa 170 × 250 × 2000 µm³. Die Eigenstrahlung einzelner Partikel, die dieses Messvolumen durchfliegen, wird über zwei IR-Detektoren mit zwei unterschiedlichen Wellenlängen aufgenommen. Durch die zwei Teil messvolumina entstehen zwei Temperaturspitzen in Folge. Der zeitliche Ab stand der beiden Peaks ist ein Maß für die Geschwindigkeit des Partikels. Das Prinzip entspricht dem der Lichtschranke.In the process of the so-called in-flight particle diagnosis - to which reference is made to FIG. 8 - up to 200 individual particles per second can be measured simultaneously at each point of a spray jet for their surface temperature, speed and size regardless of the spraying method. A non-reproduced travel unit additionally enables a plane to be scanned perpendicular to the spray jet 10 , so that the distribution of the particles in the spray jet 10 can be determined precisely. The temperature is determined using two-wavelength pyrometery at 995 ± 25 µm and 787 ± 25 µm. The particles are treated as gray emitters so that knowledge of the exact emissivity is not necessary for temperature measurement. The system comprises imaging a two-slit mask 80 with 25 μm × 50 μm - on a measuring head 82 - at a focal point at a distance of approximately 90 mm with a high depth of field. This creates a measurement volume, which is characterized in accordance with the graphical representation of FIG. 10 by two visible and an intermediate shadow area. The measuring volume is approximately 170 × 250 × 2000 µm ³ . The natural radiation of individual particles that fly through this measurement volume is recorded by two IR detectors with two different wavelengths. The two partial measurement volumes result in two temperature peaks in a row. The time interval between the two peaks is a measure of the speed of the particle. The principle corresponds to that of the light barrier.

Diese Vorgehensweise ermöglicht die Bestimmung von Partikeloberflächen temperaturen zwischen 1.350°C und 4000°C. Die messbare Partikelgröße hängt im wesentlichen von der Temperatur der Partikel ab. Sie ist nach unten auf etwa 10 µm sowie nach oben auf etwa 300 µm begrenzt und wird durch die vom Partikel abgestrahlte absolute Energie bestimmt, die proportional zum Quadrat des Durchmessers ist. Der messbare Geschwindigkeitsbereich beträgt 30 m/s-1500 m/s.This procedure enables the determination of particle surfaces temperatures between 1,350 ° C and 4,000 ° C. The measurable particle size depends essentially on the temperature of the particles. It is down limited to about 10 microns and up to about 300 microns and is by the absolute energy radiated by the particle determines that proportional to the square of the diameter. The measurable speed range is 30 m / s-1500 m / s.

Die Darstellung der Fig. 9 schließt an jene in Fig. 1 an und verdeutlicht das Messen der Partikeltemperatur und der Geschwindigkeit mittels eines HSP- Kopfes 24.The illustration in FIG. 9 follows on from that in FIG. 1 and illustrates the measurement of the particle temperature and the speed by means of an HSP head 24 .

Die Vorgehensweise wird durch einige Anwendungsbeispiele weitergehend erörtert:The procedure is further extended by some application examples discussed:

BEISPIEL 1EXAMPLE 1

Eine Gussform für Aluminiumguss soll mit einer Schicht versehen werden, durch die ein Anbacken und Haften in der Form vermieden wird.A casting mold for aluminum casting should be provided with a layer, which prevents caking and sticking in the mold.

Für die Versuche wurde eine 0,2 bis 0,5 mm dicke Beschichtung einer Werk stoffzusammensetzung von
For the tests, a 0.2 to 0.5 mm thick coating of a material composition of

95,5 Gew.-% Magnetit (Fe₃O₄)
4,5 Gew.-% Eisenoxid (Fe₂O₃)
95.5% by weight magnetite (Fe ₃ O ₄ )
4.5% by weight iron oxide (Fe ₂ O ₃ )

ausgewählt; diese soll bei Aluminium und dessen Legierungen das Haften und Anbacken verhindern. Weitere Eigenschaften des Spritzpulvers waren
selected; this should prevent sticking and caking in aluminum and its alloys. Other properties of the wettable powder were

Korngröße
Grain size

< 5 µm
<5 µm

< 45 µm
<45 µm

bei einer Korngröße des Ausgangsmaterials < 1,5 µm.with a grain size of the starting material <1.5 µm.

Der Kornaufbau der runden Körner wurde durch Agglomeration mittels Sprühtrocknens hergestellt.The grain structure of the round grains was determined by agglomeration Spray drying manufactured.

Das Auftragen erfolgte durch Plasmaspritzen unter Luft (APS) mit einer Lei stung von 60 KW und Argon/Wasserstoff-Plasma, welches mit einer Online- Steuereinheit nach Fig. 1 versehen war; die Partikelgeschwindigkeit und Par tikeltemperatur werden dort während des Fluges gemessen, um den Plas maspritzstrahl so zu steuern, dass der notwendige Aufschmelzgrad des Parti kels erreicht wird.The application was carried out by plasma spraying in air (APS) with a power of 60 KW and argon / hydrogen plasma, which was provided with an online control unit according to FIG. 1; The particle speed and particle temperature are measured there during the flight in order to control the plasma spray jet in such a way that the necessary degree of melting of the particle is achieved.

Die zu beschichtende Formfläche wurde mit CO₂ zwangsgekühlt mit dem Ziel, die Oxidation beim Partikelaufprall so gering wie möglich zu halten.The mold surface to be coated was forced-cooled with CO ₂ with the aim of keeping the oxidation upon particle impact as low as possible.

Die so durch thermisches Spritzen hergestellte Schicht wurde anschließend geschliffen und in einer Aluminiumgießerei getestet. Dabei wurde festgestellt, dass ein Anbacken und Haften an der Form unterbunden ist sowie das auf wendige Besprühen der Form mit einem Formtrennmittel unterbleiben kann.The layer thus produced by thermal spraying was then ground and tested in an aluminum foundry. It was found that caking and sticking to the form is prevented as well as that on agile spraying of the mold with a mold release agent can be omitted.

Beispiel 2Example 2

Auf die Transportrolle einer Papierherstellungsmaschine soll eine etwa zwischen 1,0 bis 2,0 mm dicke Schutzschicht gegen Verschleiss und Korro sion in wässerigen Lösungen aufgebracht werden. Diese Schutzschicht muss wegen des Arbeitens in wässriger Lösung eine hohe Dichte (mind. 99% der theoretischen Dichte) aufweisen. Als Spritzwerkstoff wurde ein Fülldraht fol gender Zusammensetzung eingesetzt:
An approximately 1.0 to 2.0 mm thick protective layer against wear and corrosion in aqueous solutions should be applied to the transport roller of a paper manufacturing machine. This protective layer must have a high density (at least 99% of the theoretical density) due to working in aqueous solution. A filler wire with the following composition was used as the spray material:

Füllung: Magnetit (Fe₃O₄)
Mantel: NiCr 80/20 mit etwa 30 Gew.-% des Fülldrahtes.Filling: magnetite (Fe ₃ O ₄ )
Sheath: NiCr 80/20 with about 30% by weight of the cored wire.

Die Korngröße des Ausgangswerkstoffes für die Füllung betrug < 1,0 µm.The grain size of the starting material for the filling was <1.0 µm.

Zum Aufspritzen der Schutzschicht wurde eine mit einem Online-Steuer- und Kontroll-System ausgerüstete Lichtbogenspritzanlage zum Verarbeiten von Fülldraht eingesetzt, als Steuersystem eine Kombination der zwei in Fig. 1 und 3 dargestellten Systeme. Die Zwangskühlung erfolgte mit CO₂ und Luft.To spray the protective layer, an arc spraying system equipped with an online control and monitoring system was used for processing cored wire, and a control system was a combination of the two systems shown in FIGS. 1 and 3. The forced cooling was done with CO ₂ and air.

Nach dem Beschichten wurde die 200 cm lange Rolle auf eine Oberflächen güte von Ra 0,4 µm geschliffen. Bei der Kontrolle der Oberfläche mit einer Binokularlupe einer Vergrößerung von x = 20 konnten keine Fehler in der Schicht festgestellt werden.After coating, the 200 cm long roll was placed on a surface quality of Ra 0.4 µm ground. When checking the surface with a Binocular loupe with a magnification of x = 20 could not find any errors in the Layer can be determined.

Nach einem Testlauf von sechs Monaten wurde die in der Papiermaschine eingesetzte Transportrolle zusammen mit einer verchromten Rolle ausgebaut, und die Oberflächen wurden untersucht. Bei dieser Untersuchung wurde festgestellt, dass an der für den Test durch Plasmaspritzen beschichteten Transportrolle keine Fehler oder Angriffe durch Korrosion oder Verschleiss gefunden werden konnten. Die verchromte Vergleichsrolle zeigte den für diese Laufzeit bekannten Angriff.After a test run of six months, it was in the paper machine used transport roller expanded together with a chrome-plated roller, and the surfaces were examined. During this investigation found that on the plasma coated for the test Transport roller no errors or attacks due to corrosion or wear could be found. The chrome-plated comparison roller showed that for this Runtime known attack.

Beispiel 3Example 3

Für die Kolbenringe von Verbrennungsmotoren werden bei der Entwicklung ständig Verbesserungen in den Beschichtungen verlangt. Nach mehreren Überlegungen sollten nun Versuche mit einer reinen Magnetit-Beschichtung durchgeführt werden. Das Problem einer solchen Beschichtung aus reinem Magnetit (Fe₃O₄) besteht in der unerwünschten Möglichkeit, dass das Magnetit beim Spritzvorgang zu Fe₂O₃ aufoxidiert werden könnte, was zu einem Verlust der angestrebten guten Eigenschaften führen würde.For the piston rings of internal combustion engines, improvements in the coatings are constantly required during development. After several considerations, tests with a pure magnetite coating should now be carried out. The problem with such a coating of pure magnetite (Fe ₃ O ₄ ) is the undesirable possibility that the magnetite could be oxidized to Fe ₂ O ₃ during the spraying process, which would lead to a loss of the desired good properties.

Als Spritzwerkstoff wurde reines Magnetit verwendet. Die Korngröße des Spritzpulvers war:
Pure magnetite was used as the spray material. The grain size of the wettable powder was:

< 37 µm
< 5 µm,
<37 µm
<5 µm,

die Korngröße des Ausgangsmaterials
the grain size of the starting material

< 0,5 µm.<0.5 µm.

Das Spritzpulver runder Kornform wurde durch Agglomeration beim Sprüh trocknen hergestellt.The spray powder of round grain shape was obtained by agglomeration when spraying drying made.

Zum Aufbringen der Beschichtung wurde eine mit einem Gas-Shroud und einer Online-Steuereinheit ausgestattete Plasma-Anlage für das Plasmasprit zen unter Luft (APS) mit einer Leistung von 80 KW eingesetzt. Die konstant zu haltenden Parameter zur Steuerung der Plasmaanlage waren:
A plasma system equipped with a gas shroud and an online control unit for plasma spraying under air (APS) with an output of 80 KW was used to apply the coating. The parameters to be kept constant for controlling the plasma system were:

- Partikelgeschwindigkeit;- particle velocity;
- Partikeltemperatur;- particle temperature;
- Substrattemperatur;- substrate temperature;
- Aufschmelzen des Partikels.- melting of the particle.

Als Zwangskühlung für das Substrat und die Schicht während des Spritzvor gangs wurde CO₂ verwendet. Der zum Schutz gegen die Oxidation angewen dete Shroud wurde mit Reinstargon betrieben.CO _{2 was} used as forced cooling for the substrate and the layer during the spraying process. The Shroud used to protect against oxidation was operated with pure starch.

Die nach diesem Verfahren mit reinem Magnetit beschichteten Kolbenringe zeigten bei der Kontrolle eine hohe Qualität und wiesen beim Dauerlauftest in Motoren gute Resultate auf.The piston rings coated with pure magnetite using this process showed a high quality in the control and showed in the endurance test in Engines good results.

Beispiel 4Example 4

Eine Taucheinrichtung für ein bei 500°C arbeitendes Salzbad zum Wärmebe handeln von kleineren Teilen weist nach ungefähr einer Woche Betriebszeit eine hohe Korrosion auf.A diving device for a salt bath working at 500 ° C for warming up dealing in smaller parts after about a week of operation a high level of corrosion.

Es sollte nun versucht werden, durch das Auftragen einer Magnetit/Karbid- Schutzschicht den Verschleiss und die Korrosion zu vermeiden. Als Werkstoff wurde ein Gemisch eingesetzt aus:
An attempt should now be made to avoid wear and corrosion by applying a protective magnetite / carbide layer. A mixture of:

75 Gew.-% Magnetit,
25 Gew.-% Chromkarbid.75% by weight magnetite,
25% by weight chromium carbide.

Das thermische Spritzverfahren zum Aufbringen der Schicht einer Dicke von 80 µm war ein Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF), bei welchem die Steuerung online erfolgte. Nach dem Aufspritzen wurde die Schicht poliert.The thermal spraying method for applying the layer with a thickness of 80 µm was a high speed flame spraying (HVOF) in which the Control took place online. After spraying, the layer was polished.

Die Standzeit der so aufgebrachten Schicht betrug unter den gleichen Kondi tionen zwei Wochen.The service life of the layer applied in this way was under the same conditions two weeks.

Beispiel 5Example 5

Ein Hydraulikzylinder für den untertägigen Bergbau einer Länge von 1000 mm und eines Durchmessers von 200 mm sollte mit einer Schutzschicht ge gen Korrosion und Verschleiß versehen werden. Bislang war als Schutz schicht eine galvanisch aufgebrachte Hartchromschicht verwendet worden, die allerdings durch Auftreten von Haarrissen in der Schicht eine Standzeit von höchstens zwei Monaten aufwies.A hydraulic cylinder for underground mining with a length of 1000 mm and a diameter of 200 mm should have a protective layer against corrosion and wear. So far was as protection an electroplated hard chrome layer was used, which has a service life due to the appearance of hairline cracks in the layer of at most two months.

Nun wurde eine Schutzschicht der Zusammensetzung
Now a protective layer of the composition

70 Gew.-% Fe₃O₄ (Magnetit),
30 Gew.-% Cr₂O₃ (Chromoxid)
70% by weight Fe ₃ O ₄ (magnetite),
30% by weight Cr ₂ O ₃ (chromium oxide)

gewählt, wobei die Korngröße des agglomerierten Spritzwerkstoffes
chosen, the grain size of the agglomerated spray material

< 5 µm,
< 37 µm
<5 µm,
<37 µm

betrug.scam.

Zum Aufbringen der Schutzschicht einer Schichtdicke zwischen 1,0 bis 1,5 mm wurde eine HPPS (High Power Plasma)-Anlage mit einer Leistung von 200 KW verwendet, die zum Einhalten der genauen Spritzparameter bzw. der Vermeidung von Oxidation mit einer Online-Steuerung versehen war. For applying the protective layer with a layer thickness between 1.0 and 1.5 mm was an HPPS (High Power Plasma) system with an output of 200 KW used to maintain the exact spraying parameters or the Avoiding oxidation was provided with an online control.

Die so hergestellte Schutzschicht wurde nach einer Zeit von zwei Monaten kontrolliert, und es wurde festgestellt, dass die Oberfläche der Schicht keine Angriffe durch Korrosion oder Verschleiss aufwies. Die Lebensdauer der Schicht betrug neun Monate.The protective layer thus produced was removed after a period of two months checked, and it was found that the surface of the layer was none Attacks caused by corrosion or wear. The lifespan of the Shift was nine months.

Beispiel 6Example 6

Der Kolben einer Vakuumpumpe mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Länge von 500 mm sollte mit einer Verschleiß- und Korrosionsschutz schicht versehen werden. Als Werkstoff wurde ein agglomeriertes Spritzpulver mit der Zusammensetzung:
The piston of a vacuum pump with a diameter of 20 mm and a length of 500 mm should be provided with a wear and corrosion protection layer. An agglomerated wettable powder with the composition:

80 Gew.-% Fe₃O₄
20 Gew.-% Ni₃Al
80% by weight Fe ₃ O ₄
20% by weight Ni ₃ Al

und einer
Korngröße
and one
Grain size

< 5 µm
< 45 µm
verwendet.<5 µm
<45 µm
used.

Zum Beschichten wurde eine LPPS-Anlage mit einer Leistung von 40 KW ein gesetzt, die mit einer Online-Steuerung versehen war.An LPPS system with an output of 40 KW was used for coating set, which was provided with an online control.

Beim späteren Einsatz zeigte die so hergestellte Beschichtung sehr gute Re sultate im Vergleich zu üblichen normalen Kolben.During later use, the coating produced in this way showed very good Re results compared to usual normal pistons.

Claims

1. Werkstoff zum Herstellen einer korrosions- und verschleißfesten Schicht auf einem Substrat durch thermisches Spritzen, der zumin dest 20 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 30 Gew.-%, Magneteisenstein (Fe₃O₄ und/oder FeFe₂O₄) aufweist.1. Material for producing a corrosion-resistant and wear-resistant layer on a substrate by thermal spraying, which contains at least 20% by weight, preferably more than 30% by weight, of magnetic iron stone (Fe ₃ O ₄ and / or FeFe ₂ O ₄ ) having.

2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus rei nem Magnetit besteht.2. Material according to claim 1, characterized in that it consists of rei there is a magnetite.

3. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Magnetit und wenigstens einem weiteren metallischen Werkstoff be steht.3. Material according to claim 1, characterized in that it is made of Magnetite and at least one other metallic material stands.

4. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Magnetit und wenigstens einer intermetallischen Verbindung besteht.4. Material according to claim 1, characterized in that it is made of Magnetite and at least one intermetallic compound.

5. Werkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zusatz aus Karbid/en oder Nitrid/en oder Silizid/en oder Borid/en oder Oxiden.5. Material according to claim 1, characterized by an addition Carbide / s or nitride / s or silicide / s or boride / s or oxides.

6. Werkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Zusatz einer Mischung aus Metallen, intermetallischen Verbindungen, Karbiden, Nitriden, Siliziden, Boriden und/oder Oxiden.6. Material according to claim 1, characterized by the addition of a Mixture of metals, intermetallic compounds, carbides, Nitrides, silicides, borides and / or oxides.

7. Werkstoff nach Anspruch 1 oder 3, gekennzeichnet durch Magnetit und einen Zusatz von bis zu 50 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 40 Gew.-% Cr, CrNi, oder einen ferritischen Stahl.7. Material according to claim 1 or 3, characterized by magnetite and an addition of up to 50% by weight, preferably up to 40% by weight Cr, CrNi, or a ferritic steel.

8. Werkstoff nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Magnetit und Karbiden von W, Cr, Mo, Nb, Ta, Ti, V besteht.8. Material according to claim 1 or 5, characterized in that it consists of magnetite and carbides of W, Cr, Mo, Nb, Ta, Ti, V.

9. Werkstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Magnetit mit einem Zusatz von bis zu 30 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 20 Gew.-%, Wolfram- und/oder Chromkarbiden besteht. 9. Material according to claim 8, characterized in that it is made of Magnetite with an addition of up to 30% by weight, preferably up to 20 wt .-%, tungsten and / or chromium carbides.

10. Werkstoff nach Anspruch 1 oder 5 gekennzeichnet durch eine Mischung von Magnetit und Chromoxid.10. Material according to claim 1 or 5 characterized by a Mixture of magnetite and chromium oxide.

11. Werkstoff nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Anteil des Chromoxids zwischen 1 und 40 Gew.-% vorzugsweise zwischen 5 und 30 Gew.-% liegt.11. Material according to claim 10, characterized by a portion of Chromium oxide between 1 and 40 wt .-% preferably between 5 and 30 wt .-% is.

12. Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 1, 12, gekennzeichnet durch eine Korngrösse des pulverförmigen Spritzwerkstoffs von 0,05 bis 150 µm, vorzugsweise 0,1 bis 120 µm.12. Material according to one of claims 1 to 1, 12, characterized due to a grain size of the powdered spray material of 0.05 up to 150 µm, preferably 0.1 to 120 µm.

13. Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 12 gekennzeichnet durch einen Fülldraht als drahtförmigen Spritzwerkstoff, dessen Füllung aus Magnetit und dessen Mantel aus einer Legierung besteht.13. Material according to one of claims 1 to 12 characterized by a cored wire as a wire-shaped spray material, the filling of which Magnetite and its shell consists of an alloy.

14. Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch ein aus dem pulverförmigen Werkstoffgemisch durch Sprühtrocknen hergestelltes Pulverkorn mit guten Fließeigenschaften.14. Material according to any one of claims 1 to 13, characterized by from the powdery material mixture by spray drying produced powder grain with good flow properties.

15. Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein aus dem pulverförmigen Werkstoffgemisch mittels eines Agglo merationsverfahren hergestelltes entmischungssicheres Pulverkorn.15. Material according to one of claims 1 to 3, characterized by one from the powdered material mixture by means of an agglo demixing-proof powder grain.

16. Verfahren zum Herstellen einer korrosions- und verschleißfesten Schicht auf einem Substrat durch thermisches Spritzen, unter Ver wendung eines Werkstoffes auf Eisenoxidbasis nach wenigstens einer der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbrin gen der Schicht aus dem Werkstoff durch ein Online-Kontroll- und Steuersystem überwacht wird.16. Process for making a corrosion and wear resistant Layer on a substrate by thermal spraying, with Ver Use of an iron oxide-based material according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the application layer of the material through an online control and Control system is monitored.

17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch ein online ge steuertes Flammspritzverfahren, insbesondere ein Hochgeschwindig keits-Flammspritzverfahren, als Beschichtungsverfahren. 17. The method according to claim 16, characterized by an online ge controlled flame spraying process, in particular a high speed speed flame spraying process, as a coating process.

18. Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, gekennzeichnet durch ein online gesteuertes Plasmaspritzverfahren, insbesondere durch Plasmasprit zen in der Luft oder im Vakuum, ein Hochleistungs-Plasmaspritzver fahren (HPPS), ein Shroud-Plasmaspritzverfahren (SPS), als Be schichtungsverfahren.18. The method according to claim 1 to 16, characterized by an online controlled plasma spraying process, in particular by plasma spraying zen in the air or in vacuum, a high-performance plasma spray driving (HPPS), a Shroud plasma spraying process (SPS), as loading stratification process.

19. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch ein online ge steuertes Drahtflammspritzverfahren oder ein online gesteuertes Lichtbogendrahtspritzverfahren als Beschichtungsverfahren.19. The method according to claim 16, characterized by an online ge controlled wire flame spraying process or an online controlled Arc wire spraying process as a coating process.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, gekennzeichnet durch eine Online-Kontrolle und Steuerung mittels einer auf den Spritzstrahl (10) gerichteten ITG-Kamera (18), einen LDA-Detektor (20) mit LDA-Laser (22) sowie einen HSP-Kopf (24) (Fig. 1).20. The method according to any one of claims 16 to 19, characterized by an online control and control by means of an ITG camera ( 18 ) directed at the spray jet ( 10 ), an LDA detector ( 20 ) with an LDA laser ( 22 ) and an HSP head ( 24 ) ( Fig. 1).

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, gekennzeichnet durch eine Online-Kontrolle und Steuerung durch das Messen der Partikelgeschwindigkeit in der Spritzflamme.21. The method according to any one of claims 16 to 19, characterized through online control and control by measuring the Particle speed in the spray flame.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19 oder 21, gekennzeich net durch eine Online-Kontrolle und Steuerung mittels des Messens der Partikelgeschwindigkeit in der Spritzflamme durch ein Laser- Doppler-Anemometer anhand eines von einem Lasergerät (62) ausge schickten Strahles (60), der durch eine Sendeoptik (64) in zwei Teil strahlen (60a, 60b) zerlegt wird (Fig. 6).22. The method according to any one of claims 16 to 19 or 21, characterized by an online control and control by measuring the particle speed in the spray flame by a laser Doppler anemometer using a beam ( 60 ) sent out by a laser device ( 62 ) ), which is broken down into two parts ( 60 a, 60 b) by transmitting optics ( 64 ) ( Fig. 6).

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, gekennzeichnet durch eine Online-Kontrolle und Steuerung durch das Messen der Partikeltemperatur in der Spritzflamme mittels eines Hochgeschwindigkeits-Pyrometers.23. The method according to any one of claims 16 to 19, characterized through online control and control by measuring the Particle temperature in the spray flame using a High speed pyrometer.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19 oder 23, gekennzeich net durch eine Online-Kontrolle und Steuerung, bei der die Partikel temperatur in der Spritzflamme mittels Infrarot-Thermographie ge messen wird (Fig. 3). 24. The method according to any one of claims 16 to 19 or 23, characterized by an online control and control, in which the particle temperature in the spray flame is measured by means of infrared thermography ( Fig. 3).

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, gekennzeichnet durch eine Online-Kontrolle und Steuerung, bei der die gemessene Gasmenge analysiert wird.25. The method according to any one of claims 16 to 19, characterized through an online control and control, in which the measured Amount of gas is analyzed.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19 oder 25, gekennzeich net durch eine Online-Kontrolle und Steuerung, bei der eine gemes sene Plasmagasmenge analysiert wird.26. The method according to any one of claims 16 to 19 or 25, characterized net through an online control and control, in which a measured his plasma gas amount is analyzed.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, gekennzeichnet durch eine Online-Kontrolle und Steuerung, bei der eine gemessene Strom-Spannungscharakteristik ausgewertet wird.27. The method according to any one of claims 16 to 19, characterized through an online control and control, in which a measured Current-voltage characteristic is evaluated.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, gekennzeichnet durch eine Online-Kontrolle und Steuerung, bei der eine der Spritz flamme zugeführte Pulvermenge gemessen wird.28. The method according to any one of claims 16 to 19, characterized through online control and control, in which one of the sprays amount of powder supplied is measured.