DE102006011472A1

DE102006011472A1 - Gleitlack für Metallbauteil

Info

Publication number: DE102006011472A1
Application number: DE102006011472A
Authority: DE
Inventors: Christof Dr. Maier; Jürgen Schwier; Dietmar Schröder
Original assignee: Hydro Aluminium Deutschland GmbH
Current assignee: Hydro Aluminium Deutschland GmbH
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2007-05-24
Also published as: EP1775030A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gleitlack zur Beschichtung der Oberflächen von Metallteilen, aufweisend einen Festschmierstoff, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Metallteil sowie eine geschweißte Konstruktion, bestehend zumindest aus zwei Metallteilen. Die Aufgabe, eine Gleitlack vorzuschlagen, welche die Prozessstabilität beim Lichtbogenschweißen, insbesondere beim MIG-Schweißen, von mit Gleitlack beschichtenden Metallteilen verbessert, wird dadurch gelöst, dass die Gleitlack Beimenungen anorganischer, leitfähiger Substanzen (4) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleitlack zur Beschichtung der Oberflächen von Metallteilen aufweisend mindestens einen Festschmierstoff, mindestens ein Bindemittel und mindestens ein Lösungsmittel. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Metallteil sowie eine geschweißte Konstruktion bestehend zumindest aus zwei Metallteilen.

Gleitlacke werden in den unterschiedlichsten industriellen Bereichen zur Reduzierung der Reibung von aufeinander liegenden Bauteilen, insbesondere in der Automobiltechnik, eingesetzt. Die Verwendung von Gleitlacken ermöglicht es, auf eventuelle Nachschmierungen, beispielsweise von Lagern, zu verzichten und Wartungszyklen zu verlängern oder zu vermeiden. Darüber hinaus dienen Gleitlackbeschichtungen auch als Schutz vor mechanischen Beschädigungen von Oberflächen. Die Gleitlacke entsprechen im Aufbau etwa den Industrielacken, enthalten jedoch an Stelle farbgebender Pigmente schmierwirksame Substanzen. Nach dem Aufbringen und Aushärten bilden Gleitlacke eine dünne, reibungs- und verschleißmindernde Schmierstoffschicht, auf beispielsweise Metallbauteilen. Gleitlackbeschichtete Metallbauteile haben den Vorteil, dass der Schmierstoff fest auf der Oberfläche haftet und nicht abtropfen kann, so dass eine Verschmutzung, wie sie beispielsweise bei einer Öl- bzw. einer Fettschmierung auftreten können, ausgeschlossen ist. Nachteilig jedoch ist, dass beim Lichtbogenschweißen, insbesondere beim MIG-Schweißen von Metallteilen, welche eine Gleitlackschicht aufweisen, die Lichtbogenstabilität verringert wird. Dies hat seine Ursache darin, dass der Gleitlack während des MIG-Schweißens im Prozessbereich verbleibt und als Isolator bzw. Dielektrikum zwischen Schweißelektrode und Metalloberfläche wirkt. Um den Lichtbogen beim Schweißen stabil zu erzeugen, muss deshalb die Schweißspannung erhöht werden, welches negative Auswirkungen auf die Schweißnahtqualität und die Stabilität des Lichtbogens hat.

Ausgehend von dem zuvor beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gleitlack vorzuschlagen, welcher die Prozessstabilität beim Lichtbogenschweißen, insbesondere beim MIG-Schweißen, von mit Gleitlack beschichtenden Metallteilen verbessert. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Metallteile zur Verfügung zu stellen, welche mit höherer Prozessstabilität lichtbogen- bzw. MIG-geschweißt werden können sowie lichtbogengeschweißte Konstruktionen mit verbesserter Schweißnahtqualität vorzuschlagen.

Die oben hergeleitete Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre durch einen gattungsgemäßen Gleitlack dadurch gelöst, dass der Gleitlack Beimengungen von anorganischen, leitfähigen Substanzen aufweist.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass die Prozessstabilität beim Lichtbogenschweißen, insbesondere beim MIG-Schweißen, deutlich gesteigert werden kann, wenn mit aus dem erfindungsgemäßen Gleitlack bestehende Gleitlackschichten aufweisende Metallbauteile miteinander verschweißt werden. Der erfindungsgemäße Gleitlack gewährleistet einen verringerten Oberflächenwiderstand der zu verschweißenden Metallbauteile, da die Gleitlackschicht leitfähige Partikel enthält. Diese sorgen damit für eine Reduzierung der notwendigen Schweißspannung, weil die Gleitlackschicht sich nicht mehr wie ein Dielektrikum verhält. Im Ergebnis wird der Lichtbogen beim Schweißen stabilisiert. Vorzugsweise werden anorganische, leitfähige Substanzen verwendet, welche die mit dem zu verschweißenden Werkstoff metallurgisch verträglich sind, so dass es nach dem Schweißen nicht zur Ausbildung spröder Phasen oder anderer Fehler im geschweißten Metallteil kommt.

Auf besonders einfache Art und Weise kann ein verbesserter Gleitlack dadurch erhalten werden, dass mindestens ein Metallpulver in dem Gleitlack vorgesehen ist. Aufgrund der hohen Leitfähigkeit der Metallpulver kann eine Steigerung der Schweißbarkeit von mit einem erfindungsgemäßen Gleitlack beschichteter Metallbauteile bereits bei geringen Beimengungen erzielt werden. Darüber hinaus sind die Metallpulver, beispielsweise wenn diese dem zu verschweißenden Material entsprechen, beim Schweißen metallurgisch verträglich.

Besonders vorteilhaft beim Verschweißen von Blechen, Halbzeugen und Bauteilen bestehend aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ist es, wenn der Gleitlack zumindest ein Pulver aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufweist. Der Gleitlack ist damit während des Verschweißens besonders metallurgisch verträglich und verhindert die Ausbildung spröder Phasen in den Aluminiumteilen.

Sind als Festschmierstoffe Molybdändisulfid (MoS₂) und/oder Graphit in dem Gleitlack vorgesehen, kann auf die üblicherweise verwendeten Gleitlackzusammensetzungen zurückgegriffen werden und ein entsprechend kostengünstiger Gleitlack zur Verfügung gestellt werden.

Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben hergeleitete Aufgabe für ein Metallteil, dadurch gelöst, dass das Metallteil zumindest teilweise eine Beschichtung bestehend aus einem erfindungsgemäßen Gleitlack aufweist. Wie oben bereits beschrieben, wird hierdurch eine Verringerung der Schweißspannung erreicht, so dass die Lichtbogenstabilität beim verschweißen von mit Gleitlack beschichtenden Metallteilen, insbesondere Metallblechen oder -halbzeugen, deutlich verbessert wird. Im Ergebnis weisen entsprechend verschweißte Metallteile damit auch eine verbesserte Schweißnahtqualität auf.

Weist der Gleitlack zumindest ein Pulver aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung auf und besteht das Metallteil zumindest an den Schweißstellen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, kann die Oberfläche von Aluminiumteilen nicht nur reibungsvermindernd ausgebildet, sondern auch durch die erfindungsgemäße Gleitlackschicht geschützt werden, ohne dass die Verschweißbarkeit der Aluminiumteile verschlechtert wird. Zusätzlich werden aufgrund der metallurgischen Verträglichkeit keine spröden Phasen in den verschweißten Aluminiumteilen erzeugt.

Schließlich wird die oben hergeleitete Aufgabe gemäß einer dritten Lehre der vorliegenden Erfindung durch eine geschweißte Konstruktion bestehend aus mit einem Gleitlack beschichteter Metallteile gelöst. Die erfindungsgemäße geschweißte Konstruktion weist, wie bereits ausgeführt, aufgrund der Möglichkeit der Reduzierung der Schweißspannung eine verbesserte Schweißnahtqualität auf.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten den erfindungsgemäßen Gleitlack, das erfindungsgemäße Metallteil und die erfindungsgemäße geschweißte Konstruktion auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird verwiesen einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 5 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigt die einzige Figur in einer Querschnittsansicht die Oberfläche eines Ausführungsbeispiels eines mit einem erfindungsgemäßen Gleitlack 2 beschichteten Metallblechs 1. Nach dem Auftragen des Gleitlacks 2 wird auf der Oberfläche des Metallblechs 1 eine dünne auf der Oberfläche festhaftende Gleitlackschicht 2 gebildet. Wie in der 1 zu erkennen ist, enthält der erfindungsgemäße Gleitlack 2 einen Festschmierstoff in Form von Partikeln 3, welche in der Regel aus Molybdändisulfid (Mos₂), Graphit oder einer Kombination aus beidem besteht. Möglich ist auch der Einsatz von Polytetrafluorethylen (PTFE) als Festschmierstoff. Dieser Festschmierstoff ist jedoch hinsichtlich seiner Temperaturbeständigkeit begrenzt, so dass er bei Metallteilen, welche verschweißt werden, üblicherweise nicht eingesetzt wird.
Darüber hinaus enthält die erfindungsgemäße Gleitlackschicht 2 Partikel 4 einer anorganischen, leitfähigen Substanz. Die verschiedenen Partikel, einerseits Festschmierstoffpartikel 3 und leitfähige Partikel 4, andererseits werden von dem ausgehärteten Bindemittel der Gleitlackschicht zusammengehalten. Das Bindemittel ist in der Regel elektrisch nicht leitend, so dass die Gleitlackschicht einen hohen elektrischen Widerstand aufweist und sich nahezu wie ein Dielektrikum verhält. Durch die Partikel 4 aus anorganischen, leitfähigen Substanzen wird die Leitfähigkeit der Gleitlackschicht beschichteter Metallbleche 1 jedoch erhöht und deren elektrischer Widerstand gesenkt.
Wird das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verschweißt, führt die erhöhte Leitfähigkeit der Oberfläche des Metallblechs 1 dazu, dass im Vergleich zum Verschweißen von nicht beschichteten Metallblechen die Schweißspannung nur geringfügig oder gar nicht erhöht werden muss, um eine konstante Ausbildung des Lichtbogens zu erzielen. Im Ergebnis können beim Verschweißen von erfindungsgemäßen Metallblechen bzw. -bauteilen eine höhere Prozessstabilität beim Lichtbogenschweißen und in Folge dessen auch eine verbesserte Schweißnahtqualität zur Verfügung gestellt werden.

Claims

Gleitlack zur Beschichtung der Oberfläche eines Metallteils (1) aufweisend mindestens einen Festschmierstoff (3), mindestens ein Bindemittel und mindestens ein Lösungsmittel dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitlack Beimengungen anorganischer, leitfähiger Substanzen (4) aufweist.
Gleitlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitlack (2) mindestens ein Metallpulver (4) aufweist.
Gleitlack nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitlack ein Pulver (4) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufweist.
Gleitlack nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Festschmierstoffe (3) Molybdändisulfid (MoS₂) und/oder Graphit in der Gleitlack enthalten sind.
Metallteil, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallteil zumindest teilweise eine Beschichtung mit einem Gleitlack (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.
Metallteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallteil zumindest an den Schweißstellen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und die Gleitlackschicht aus einem Gleitlack (2) besteht, welcher zumindest ein Pulver (4) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufweist.
Geschweißte Konstruktion bestehend aus mindestens zwei Metallteilen nach Anspruch 5 oder 6.