DE1180216B - Verfahren zum UEberziehen eines Metallkoerpers, insbesondere aus Aluminium, mit einer erosions-bestaendigen Schutzschicht durch Flammspritzen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

■ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KI.: C 23 c

Deutsche Kl.: 48 b-7/00

Nummer: 1180 216

Aktenzeichen: H 39077 VI b / 48 b

Anmeldetag: 5. April 1960

Auslegetag: 22. Oktober 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überziehen eines Metallkörpers, insbesondere eines Flugzeugpropellerblattes aus Aluminium, mit einer erosionsbeständigen Schutzschicht durch Flammspritzen unter Verwendung einer Kunstharzzwischenschicht.

Es ist bereits bekannt, aus Metalloxyden bzw. Hartmetallen bestehende Schutzüberzüge unter Anordnung von Zwischenschichten durch Flammspritzen auf Gegenstände aufzubringen. Die Zwischenschichten bei dem bekannten Verfahren bestehen aus einer Legierung von Eisen, Kobalt oder Nickel bzw. aus einer Kunstharzschicht. Es ist auch schon bekannt, Spritzmetallüberzüge noch zusätzlich mit einer Lack- bzw. Kunstharzschicht zu versehen.

Bei anderen bekannten Auftragungsverfahren für Metallkörper wird die Grundmetalloberfläche gereinigt und durch Stahlkies oder Standstrahl aufgerauht, wodurch eine sehr griffige Oberfläche für das flammgespritzte Material geschaffen wird.

In vielen Fällen ist es jedoch unerwünscht, die Oberfläche des Grundmetalls in irgendeiner Weise mechanisch zu behandeln, obwohl eine starke Haftung erforderlich ist. Außerdem ist es gelegentlich notwendig, daß derartige Überzüge ohne Beschädigung des Grundmaterials wieder entfernt werden können, was bei bekannten Verfahren zur Aufbringung von flammgespritzten Überzügen nicht möglich ist. Überdies kann die direkte Auftragung des flammgespritzten Überzuges auf das Grundmetall deswegen unerwünscht sein, da als Folge der Porosität des Überzuges Korrosionsprobleme entstehen.

Derartige Schwierigkeiten treten insbesondere bei Flugzeugpropellerblättern aus einer Aluminiumlegierung auf. Während Propellerblätter aus einer Aluminiumlegierung ziemlich fest und leicht sind, sind sie nicht sehr widerstandsfähig gegen Schäden durch Partikeln von Wasser, Sand, Steinen und anderen sich in der Luft befindenden Teilchen, welche besonders zahlreich im Bereich der Rollbahnen vorkommen. Um Propellerblätter aus einer Aluminiumlegierung zu schützen, wurden schon Nickelüberzüge aufgebracht; dieses Verfahren ist jedoch teuer und nicht ganz zufriedenstellend. Flammgespritztes Aluminiumoxyd ergibt dagegen eine hervorragend erosionsbeständige Oberfläche; wie gesagt können jedoch bekannte Auftragungsverfahren ohne mechanische Verletzung der Blattoberfläche keinen stark haftenden Überzug herstellen. Auch die Verwendung einer Zwischenschicht aus Kunstharz führt noch nicht zur Überwindung der Schwierigkeiten, da die Haftung des äußeren Überzuges nicht ausreichend ist.

Verfahren zum Überziehen eines Metallkörpers, insbesondere aus Aluminium, mit einer erosionsbeständigen Schutzschicht durch
Flammspritzen

Anmelder:

The De Havilland Aircraft Company Limited,

Hatfield, Hertfordshire,

Norton Grinding Wheel Company Limited,

Welwyn Garden City, Hertfordshire

(Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt,

München 2, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:

Ralph Francis Newman Swingler,

Letchworth, Hertfordshire,

Ernest Douglas Teague, Welwyn Garden City,

Hertfordshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität-Großbritannien vom 8. April 1959 (11885)

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zum
ziehen eines Metallkörpers, insbesondere eines Flugzeugpropellerblattes, mit einer erosionsbeständigen Schutzschicht durch Flammspritzen unter Verwendung einer Kunsthaaazwischenschicht, bei dem die Schutzschicht einerseits fest haftet, andererseits ohne Beschädigung des Grundmaterials wieder entfernt werden kann.

Die Schutzschicht soil erosions- und korrosionsbeständig SCHL

Hierzu sieht die Erfindung vor, daß in die Kunstharzschicht ein aus dessen Oberfläche herausragendes Metallpulver eingebracht wird, sodann eine Metallschicht und schließlich eine schagfeste Schicht aus Hartmetall, schwer schmelzbarem Metallkarbid, Metaloxyd oder MJschrangen von Süiciumoxyd mit anderen Oxyden aufgespritzt weiden.

409 708/334

Vorzugsweise wird das pulverförmige Metall auf die Kunstharzoberfläche vor ihrer Verfestigung aufgebracht. Das pulverförmige Metall kann dem Kunstharz als Füllstoff zugemischt und die Oberfläche der Harzschicht nach Verfestigung aufgerauht werden.

Bei einer bevorzugten Abwandlung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird als pulverförmiges Metall Aluminium oder eine Aluminiumlegierung verwendet. Auf die Kunstharzschicht kann eine Metallschicht aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung aufgespritzt werden.

Als schlagfeste Schicht wird vorzugsweise Aluminiumoxyd aufgespritzt. Das aufgebrachte Kunstharz kann ein Epoxydharz sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird auf die schlagfeste Schicht eine abdichtende Schicht eines Kunstharzes aufgebracht.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

Ein Propellerblatt aus einer Aluminiumlegierung, welches den Metallgrund darstellt, wird gründlich gereinigt, nachdem seine Oberfläche eloxiert wurde. Die Oberfläche wird dann mit Chromat grundiert, um sie gegen Korrosion durch Wasser zu schützen und die Hafteigenschaften für Kunstharz zu verbessern. Auf die gereinigte und grundierte Oberfläche des Propellerblattes wird dann eine Schicht von Kunstharz aufgetragen. Das Kunstharz ist ein Epoxydharz, im besonderen ein flüssiges Harz. Das Harz wird in einer Schicht von etwa 0,05 bis 0,3 mm vorzugsweise von 0,13 mm Stärke aufgespritzt.

Nach der Auftragung und vor der Verfestigung wird eine Schicht von .Metallpulver aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung auf die Oberfläche des Harzes aufgebracht, wobei vorzugsweise Partikeln bis zu einer Tiefe von zwei Dritteln ihres Durchmessers herausragen.

Nachdem die Schicht aus Kunstharz trocken ist, wird sie durch Erhitzen des Blattes auf Temperaturen in dem Bereich zwischen 50 und 100° C verfestigt. Diese geringe Verfestigungstemperatur beeinflußt nicht die physikalischen Eigenschaften des Blattes. Die Verfestigungszeit bei dieser Temperatur hängt von den Daten ab, die von dem Hersteller des Harzes angegeben werden. Auf die herausragenden Partikeln der Schicht aus pulverförmigem Aluminium oder einer pulverförmigen Aluminiumlegierung, die an der Schicht aus Kunstharz haftet, wird dann ein Überzug aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgespritzt. Das Flammspritzen von Metallen ist bekannt; vorzugsweise wird das Metalldraht verwendende Verfahren benutzt.

Dann wird eine schlagfeste Schicht von geschmolzenem Metalloxyd odes Kombinationen von Siliziumdioxyd enthaltenden Metalloxyden auf die Oberfläche des gespritzten Überzuges aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgebracht. Die Schicht besteht zweckmäßig aus geschmolzenem Aluminiumoxyd. Das hierfür bevorzugte Auftragungsverfahren ist in der USA.-Patentschrift 2 707 691 beschrieben.

Die schlagfeste Schicht hat eine Stärke zwischen 0,25 und 0,63 mm, vorzugsweise von 0,38 mm.

Anschließend wird eine weitere Schicht von Epoxydharz auf die schlagfeste Schicht aufgebracht und verfestigt. Diese Schicht hat eine Stärke zwischen 0,05 und 0,13 mm, vorzugsweise von 0,076 mm. Sie bewirkt eine Abdichtung der gegebenenfalls porösen Oberfläche der schlagfesten Schicht und ist daher nicht immer notwendig.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung enthält das Kunstharz einen Füllstoff von staubförmigem Aluminium oder einer pulverförmigen Aluminiumlegierung und wird ohne Aufbringung einer Schicht eines derartigen Pulvers verfestigt. Nach der Verfestigung wird die Oberfläche der Schicht aus Kunstharz durch Schrot oder Sandstrahl aufgerauht, um Partikeln des Füllstoffes aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung freizulegen. Danach wird der Überzug aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung auf die freigelegten Partikeln aufgespritzt. Im übrigen verläuft das Verfahren wie oben beschrieben.

Es hat sich gezeigt, daß die harte, durch die abriebfeste Schicht gebildete Oberfläche, auch wenn sie mit einem Kunstharz überzogen ist, den Abrieb des Propdllerblattes herabmindert. Gleichzeitig haftet die Schicht sogar bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten sicher an dem Blatt, während sie zur Inspektion des Blattes durch Behandlung mit einem harzablösenden, für das Blatt unschädlichen Material wieder entfernbar gemacht werden kann.

Vor der Aufbringung des Kunstharzes kann die Oberfläche des Blattes mit einer Ätzgrandierung geätzt werden.

In dieser Beschreibung ist der Ausdruck »Propellerblatt aus einer Aluminiumlegierung« so zu verstehen, daß er jedes Blatt aus einer Aluminiumlegierung einschließt, ob es eine Oxydoberfläche hat oder nicht. In den meisten Fällen werden die Propellerblätter aus einer Aluminiumlegierung vor der Vorbereitung auf die erfindungsgemäße Behandlung eloxiert.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Überziehen eines Metallkörpers, insbesondere eines Flugzeugpropellerblattes aus Aluminium, mit einer erosionsbeständigen Schutzschicht durch Flammspritzen unter Verwendung einer Kunstharzzwischensohicht, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kunstharzschicht ein aus dessen Oberfläche herausragendes Metallpulver eingebracht wird, sodann eine Metallschicht und schließlich eine schlagfeste Schicht aus Hartmetall, schwer schmelzbarem Metallkarbid, Metalloxyd oder Mischungen von Siliciumoxyd mit anderen Oxyden aufgespritzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Metall auf die Kunstharzoberfläche vor ihrer Verfestigung aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Metall dem Kunstharz als Füllstoff zugemischt und die Oberfläche der Harzschicht nach Verfestigung aufgerauht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als pulverförmiges Metall Aluminium oder eine Aluminiumlegierung verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kunstharzschicht eine Metallschicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgespritzt wird.

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6. Verfahren nach einem der vorhergehenden schlagfeste Schicht eine abdichtende Schicht eines Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunstharzes aufgebracht wird.

schlagfeste Schicht Aluminiumoxyd aufgespritzt

wird. In Betracht gezogene Druckschriften:

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden 5 Deutsche Patentanmeldung A14180 VI/48 b (b&- Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als kanntgemacht am 17.9.1953);

Kunstharz ein Epoxydharz aufgebracht wird. französische Patentschriften Nr. 1143 847,

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden 1172 867;

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die »Jahrbuch der Oberflächentechnik«, 1954, S. 311.

409 708/334 10.64 © Bundesdruckerei Berti«