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  PRESSE-INFO (Mai 2001)
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Thermisches Spritzen und Auftragsschweißen:

Eine starke Allianz gegen den Verschleiß

Keine Produktion ohne Verschleiß: Dieser Satz gilt für alle Branchen. Entsprechend wichtig ist es, Bauteile effizient und intelligent gegen Verschleiß zu schützen. Eine marktführende Position in diesem Bereich nimmt die Deloro Stellite Group ein. Sie bietet weltweit Lösungen für Werkstoffprobleme bei aggressiven Umgebungsbedingungen. Ihre Produkte kommen in der Kunststoff-, Gummi-, Glas-, Öl-, Stahl-, Papier-, Druck-, Textil-, Automobil-, Lebensmittel- und Chemischen Industrie ebenso zum Einsatz wie in der Kraftwerks-, Nuklear-, Medizin-, Luft- und Raumfahrttechnik. Einzigartig ist die Bandbreite der Erzeugnisse und Dienstleistungen der Unternehmensgruppe: Sie liefert neben komplett bearbeiteten, verschleiß- und korrosionsfesten Bauteilen auch Rohstoffe und Anlagen für verschiedene Oberflächentechnologien.

Das größte Werk des internationalen Konzerns befindet sich in Koblenz. Die Deloro Stellite GmbH stellt verschleißfeste Gussteile her und schützt sie bei Bedarf zusätzlich durch Beschichtungen – so zum Beispiel Pressblaspegel für die Glasindustrie, die durch Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen veredelt werden. Eine wertvolle Ergänzung zu dem thermischen Spritzverfahren bietet die Aufpanzerung durch Plasma-Pulver-Auftragsschweißen. Das gute Zusammenspiel beider Verfahren beweisen Produkte wie Extrusionsschnecken für die Glas-, Gummi- und Kunststoffindustrie.

Stellite zu Gold gemacht

Er suchte Gold und (er)fand Stellite: Elwood Haynes ließ sich Anfang des letzten Jahrhunderts die heute weltweit bekannten Hartlegierungen auf Kobaltbasis patentieren. Die Lizenz zur Produktion von Stelliten erhielt eine 1912 in Kanada gegründete Firma, aus der sich die Deloro Stellite Group entwickelte. Noch heute erinnert der Name „Deloro” (spanisch: „del oro” = „aus Gold”) an Haynes‘ ursprüngliches Ziel; tatsächlich zeigte sich bald, dass sich auch Stellite zu Gold machen ließ. Bereits 1922 entstand eine Tochtergesellschaft in Großbritannien. Im Zuge der Expansion weitete die Unternehmensgruppe ihren Geschäftsbereich auf die gesamte Palette von Stelliteprodukten aus, einschließlich Schweißstäben, Guss- und beschichteten Komponenten, Drähten, Elektroden etc. Heute erwirtschaftet sie mit rund 1.000 Mitarbeitern einen Jahresumsatz von ca. 150 Mio. US-Dollar.

Die 1970 gegründete Deloro Stellite GmbH in Koblenz wuchs rasch zum größten Unternehmen der Gruppe heran. Die 9.400 m² umfassende Produktionsfläche erweitert die deutsche Tochtergesellschaft gerade noch einmal um 600 m². Abgesehen von den Home-Märkten anderer Firmenstandorte wickelt sie mit ihren rund 250 Mitarbeitern weltweit den gesamten Vertrieb der Deloro Stellite-Produkte ab. Einen beachtlichen Teil der Gusskomponenten produziert und veredelt der Koblenzer Betrieb selbst. Daneben liefert er sämtliche Gruppen von Beschichtungswerkstoffen in allen gängigen Formen sowie Spezialprodukte wie Dentallegierungen, Schmiedeteile und Metallspritzgussteile. Auch Beschichtungsanlagen zählen zum Sortiment: Die 1998 zum Konzern gestoßene Hettiger Stellite GmbH in Greußenheim bei Würzburg fertigt STARWELD-Pulverauftragsschweiß- und JET-KOTE-Hochgeschwindigkeitsflammspritzanlagen. Mit 8 Mitarbeitern und einer reinen Produktionsfläche von ca. 700 m² ist sie eine Maschinenbaufirma von stattlicher Größe.

Glaubwürdigkeit durch Vielseitigkeit

„Unsere Vielseitigkeit macht uns glaubwürdig”, äußert sich Mario Kaluscha, Geschäftsführer der Hettiger Stellite GmbH überzeugt. „Der Kunde weiß, dass wir ihm alles vom Beschichtungsservice über das einbaufertige Werkstück bis hin zur Spritz- oder Schweißanlage mit zugehörigem Rohmaterial liefern können. Wir müssen ihm nicht ein bestimmtes Produkt verkaufen und werden ihm daher stets die objektiv beste Lösung vorschlagen.” Eine Konkurrenzsituation zwischen den einzelnen Geschäftsbereichen sieht Kaluscha nicht; ein Anlagenkauf etwa kommt nur bei entsprechend großem Bedarf in Frage. Eine große Vielfalt an Produktionsverfahren ermöglicht es, applikationsabhängig die jeweils optimale Herstellungsart zu wählen. So fertigt Deloro Stellite in Koblenz Bauteile je nach Bedarf in verschiedensten Gussverfahren – vom traditionellen Sandguss über den Formmaskenguss und den Schleuderguss bis hin zum Feinguss im Wachsausschmelzverfahren. Die Auswahl unter mehr als 200 verschiedenen Kobalt-, Nickel- und Eisenbasishartlegierungen gewährleistet, dass für jeden Anwendungsfall die ideale Werkstoffkombination zum Schutz gegen Verschleiß und Korrosion sowie gegen Qualitätsverlust unter Hitzeeinwirkung gefunden werden kann.

Marktführer auch bei verschleißfesten Beschichtungen

Dieser Facettenreichtum hat der Deloro Stellite Group nicht nur im allgemeinen Verschleißschutz eine führende Marktposition eingebracht, sondern auch auf dem Spezialgebiet verschleißfester Beschichtungen. Ein Schwerpunkt liegt im Koblenzer Werk auf dem Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF = engl.: High Velocity Oxygen Fuel) im JET-KOTE-Verfahren. Mit ihm lassen sich dank hoher Partikelgeschwindigkeiten im Verbund mit moderater thermischer Energie sehr dichte, fest haftende und oxidarme Schichten reproduzierbar herstellen. Die Porosität dieser Überzüge liegt bei weniger als einem Prozent; hinsichtlich der Haftzugfestigkeit sind Werte in der Größenordnung von 80 Mpa erreichbar.

Eine hervorragende Ergänzung zu der modernen thermischen Spritztechnologie stellt das Plasma-Pulver-Auftragsschweißen (PTA = engl.: Plasma Transferred Arc) dar. Ähnlich dem Verbindungsschweißen wird hier ein pulverförmiger Schichtwerkstoff in einem zum Bauteil hin übertragenen, bis 20.000 K heißen Plasma-Lichtbogen verschmolzen. „Aufgrund der relativ hohen Investitionskosten gibt es nur wenige Unternehmen, die mit dieser vielseitigen Technik arbeiten”, berichtet Kaluscha. Bei Deloro Stellite kommt die ganze Bandbreite des PTA-Verfahrens zum Einsatz – von der Schichtherstellung per Hand bis hin zur Fertigung mit Hilfe einer über 1 Mio. DM teuren CNC-gesteuerten Anlage.

Sowohl PTA als auch HVOF entwickelte Deloro Stellite in den 1970er bzw. 1980er Jahren mit zur Industriereife und führte sie anschließend auf dem deutschen Markt ein. Ein Hauptunterschied zwischen den beiden Verfahren besteht darin, dass die Anbindung der Schicht an das Substrat beim Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen formschlüssig, beim Auftragsschweißen stoffschlüssig ist. Dazwischen liegt die Möglichkeit, thermische Spritzschichten nachträglich einzusintern und somit eine stoffschlüssige Verbindung zu erreichen. Jede dieser Technologien hat ihre besonderen Vorteile. So lassen sich durch HVOF dünne, sehr hochwertige Schichten erzielen, die das Bauteil ausgezeichnet gegen Abrasion und Korrosion schützen. PTA hingegen eignet sich zur Herstellung dicker Schichten, die etwa bei Schnecken auch formgebend sein können. Diese Überzüge zeichnen sich durch eine hohe Schlagfestigkeit sowie eine beachtliche Thermoschockbeständigkeit auch bei unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Schicht- und Substratwerkstoff aus.

Glasindustrie: Schutz gegen Verschleiß durch HVOF

Ein typisches Beispiel für den Einsatz von HVOF-Schichten stammt aus der Glasindustrie. Außer in Amerika werden weltweit 50% aller Flaschen mittels Verfahren, Werkstoffen und Produkten von Deloro Stellite gefertigt. Die stabartigen Pressblaspegel etwa tauchen bei der Flaschenproduktion mit der abgerundeten Kuppe voraus in einen in der Flaschenform befindlichen Glastropfen. Nach dem Herausziehen hinterlässt der Pegel einen Hohlraum in der teigigen Masse, in den nun Pressluft geblasen wird, um das Glas an die Formwand zu drücken. Der Pegel bestimmt nicht nur durch seine Dicke den Durchmesser des Flaschenhalses, sondern auch durch seine Form die an verschiedenen Stellen der Flasche unterschiedlichen Glasstärken. So ist zum Beispiel der Flaschenboden grundsätzlich dicker als die Flaschenwand.

Entsprechend ihrer entscheidenden Rolle bei der Formgebung müssen die Pegel einfach perfekt sein. „Die Kuppe des aus warmfestem Stahl gefertigten Bauteils gestalten wir mit einer hochexakten, CNC-gesteuerten Konturschleifmaschine”, erläutert Dr. Hubert Bick, Verkaufsleiter der Deloro Stellite GmbH. „Mit unseren über 100 Maschinen lässt sich jedes Werkstück optimal bearbeiten.” Das gilt auch für sehr harte, abriebbeständige Legierungen, die hohe Anforderungen an Werkzeuge und Anlagen stellen. Zum Beispiel die Nickelbasislegierung mit Wolframkarbid, mit der Deloro Stellite die Oberfläche des Pressblaspegels beschichtet. Der hochgeschwindigkeits-flammgespritzte und eingesinterte Überzug schützt das Bauteil gegen den extremen Verschleiß durch das rund 1.000°C warme Glas. Da dieses im flüssigen Zustand nicht formbar ist, wird es als teigige Masse bearbeitet. In ihr finden sich erstarrte Strukturen, die über die 1.000 bis 1.100 HV 0.1 harte Oberfläche des eindringenden Pegels kratzen. „Was unsere Schicht aushalten muss, ist leicht nachvollziehbar, wenn man bedenkt, dass Glas im Wesentlichen aus Sand besteht”, betont Dr. Bick.

Extrusionsschnecken:
Perfektes Zusammenspiel von Thermischem Spritzen und Auftragsschweißen

Sehr starken Belastungen sind auch die in verschiedensten Industriezweigen benötigten Förder- und Extruderschnecken ausgesetzt. Deloro Stellite fertigt verschleißfeste Schnecken in einer Vielzahl von Größen und Geometrien, wobei die Durchmesser etwa zwischen 25 und 400 mm variieren, die Längen zwischen 500 und 6.000 mm. Die besonders beanspruchten Stege formt die Koblenzer Firma durch Plasmapulverauftragsschweißen komplett aus einer verschleißfesten Legierung. Dazu wird Stellite 12 oder ein Nickelbasiswerkstoff auf einen Zylinder aus warmfestem Stahl aufgebracht. „Wie fast alle Werkstücke, unterziehen wir die Schnecken hinterher einer Wärmebehandlung, um aus dem an sich sehr schwierigen Stahl Spannungen herauszuholen und ein geeignetes Gefüge in ihm zu erzeugen”, erklärt Dr. Bick.

Je nach Förder- bzw. Extrusionsmaterial muss z.B. bei Glasfiber auch der Schneckengrund einem heftigen Verschleißangriff standhalten. Daher erhält er eine hochgeschwindigkeits-flammgespritzte Oberfläche aus Wolframkobaltkarbid. Die hohe Präzision dieses thermischen Spritzverfahrens erlaubt es, das Bauteil bereits vor dem Beschichten an allen Stellen, die nicht gespritzt werden sollen, fertig zu bearbeiten.

Qualität macht sich bezahlt

Neben HVOF wendet Deloro Stellite auch andere thermische Spritzverfahren wie Flamm- und Plasmaspritzen an. Der Markt für diese Beschichtungstechnologie ist ständig in Bewegung; immer neue Anwendungen werden erschlossen, Verfahrensvarianten entwickelt und Schichten verbessert. „Deshalb ist es uns sehr wichtig, den Überblick zu behalten und Tendenzen rechtzeitig zu erkennen”, erklärt Kaluscha. „Sehr hilfreich ist dabei die Arbeit der GTS Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V.” Schon kurz nach ihrer Gründung im Jahre 1992 traten Deloro und Hettiger Stellite dieser Vereinigung von heute fast 125 Anwendern und Förderern des vielseitigen Verfahrens bei. Durch Fachveranstaltungen hält der Interessenverband seine Mitglieder über den neuesten technischen Stand auf dem Laufenden. Um für das Thermische Spritzen einen gesicherten Qualitätsstandard zu schaffen, rief er außerdem eine zusätzliche Personen- und Produktmittelprüfung ins Leben, die über die Anforderungen der DIN EN ISO 9000 weit hinausgeht. „Die Zertifizierung nach GTS QM RL ist eines unserer nächsten Ziele”, betont Dr. Bick. Prüfungsangst kennt das Unternehmen schon lange nicht mehr. Aufgrund des heterogenen Kundenkreises musste sich der Betrieb – neben der selbstverständlichen Zertifizierung nach DIN EN ISO 9001 und 9002 – unzählige branchen- und firmenspezifische Zulassungen erarbeiten. Demnächst stehen mit QS 9000 und VDA 6.1 zwei weitere Prüfungen für die Automobilindustrie an; außerdem unterzieht sich Deloro Stellite freiwillig einem Umwelt-Audit. Die garantierte Qualität, die nicht zuletzt durch Zwischentests nach jedem wichtigen Produktionsschritt gewährleistet ist, macht sich im wahrsten Sinne des Wortes bezahlt. Für eine herausragende Problemlösung akzeptieren die über 1.000 aktiven Kunden gerne ein etwas höheres Kostenniveau. Zumal sie bei Deloro Stellite alles aus einer Hand erhalten – das komplett gefertigte Bauteil, vom Guss über die Beschichtung bis hin zur Endbearbeitung. „Ein Beweis, dass erstklassige Arbeit noch immer ihren Preis wert ist”, findet Dr. Bick. „Und da können eben die so genannten Billigländer nicht mit dem oft zu unrecht bemängelten Standort Deutschland konkurrieren.”

Verfasserin: Simone Arends

 

Weitere Informationen sind erhältlich bei

GTS Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V.
Werner Krömmer
c/o Linde AG, Geschäftsbereich Linde Gas
Carl-von-Linde-Str. 25, D-85716 Unterschleißheim
per Fax: +49-(0)89-31001-5364
per E-Mail: info@gts-ev.de
Internet: www.gts-ev.de

Kennametal Stellite GmbH
per Fax: +49-(0)261-8088-23
Im Internet unter: www.kennametal.com/stellite

 

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