DE1694389C3 - Verfahren zum galvanischen Überziehen von Propellerflügeln mit Metall - Google Patents

Description

flüssen einen wirksamen Schutz der Propellerflügel OCC-I aufgebracht, wobei zwischen den beiden Begewährleistet. Schichtungen zehn bis fünfzehn Minuten lang eine

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung Lufttrocknung durchgeführt wurde. Die *^T£ dadurch gelöst, daß der Flüssigkeitsgehalt der NG- OCC-I wurde dabei im Verhältnis 5:1 ^uewi^"" schung aus dem organischen Beschichtungsmaterial 5 teilen mit Methyläthylketo« verdünnt, "anacnwui und dem Lösungsmittel auf mindestens 25 Gewichts- den drei Sprühschichten aus der Mischung ιλ*.-prozent, vorzugsweise auf mindestens 48 Gewichts- (verdünnt im Verhältnis 4 = 1 Gewichtsteilen mit mc Prozent eingestellt und die Mischung vor dem Auf- thyläthylketon) aufgebracht, wobei zwischen den Besprühen mindestens 12 Stunden lang in einer Kugel- Schichtungen wiederum 10 bis 15 Minuten lang cu· mühle behandelt wird. xo Lufttrocknung stattfand und wobei nach dem AUi-

Es hat sich überraschend herausgestellt, daß bei bringen der dritten Beschichtung noch eine zwc-

dieser Langzeitbehandlung der Mischung in der Ku- stündige Wärmehärtung bei 55±5 C ^du'^cnj[f¹"":

gelmühle und dem erwähnten hohen Flüssigkeitsge- wurde. Anschließend wurden zwei ^"™^**

halt nach Aufsprühen der Mischung auf die Propel- der Mischung OCC-3 (verdünnt im

lerflügel, der anschließend als äußere Schutzschicht 15 Gewichtsteilen mit Methylathylketon) M

elektrolytisch aufgebrachte Metallüberzug äußerst wobei wiederum zwischen den emzelnen

widerstandsfähig gegen Erosion und Korrosion ist, hingen 10 bis 15 Minuten lang eine ^t

und auch bei elektrisch aufgeladener Atmosphäre den stattfand. Nach dem Aufbringen der

dabei auftretenden Beanspruchungen ohne weiteres wurde der Flügel 2 Stunden lang bei Z^^fJjT

standhält HB _{m ratur einer Udltaoc3amag} ausgesetzt und dann noch

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einiger 3 Stunden lang bei 55 ±5° C behandelt. Umdabei Ausführungsbeispiele näher erläutert. eine hohe Scherfestigkeit <^ o/Bischen Zwis^

In den nachfolgenden Beispielen wird auf die schicht zu erhalten, hat es sich als 2*««™*«: ^er Sprühmischungen OCC-I, OCC-2, OCC-3 und wiesen, die Gesamt-Schichtetärk^e der Spruhschichten OCC-4 Bezug genommen. Die Zusammensetzung a₅ im Bereich zwischen 0,025 und 0 05^mm zu naiten dieser Sprühmischungen ist folgende: zumindest aber nicht wesentlich den Wert von

0,05 mm überschreiten zu lassen.

OCC-I Kach dem endgültigen Trocknen der OCC-Be- Synthetischer Gummi mit Methyliso- schichtung wurde die Oberfläche mit Schmirgel der

butylketon als Lösungsmittel 59,98 g 30 Körnung 600 geglättet, der Fluge dann jesäubert

Ruß-Füllstoff 4,54 g mit einem Nickelüberzug der gewünschten Schicht Methylathylketon 14,99 g stärke versehen und anschließend erneut ausge

wuchtet.

Beispiel II Synthetischer Neopren-Gummiklebstoff 35 . . «/„;«.,, _Vor-

mit Kunststoffzusatz und mit organi- Ein Propellerfluge wurde in Becher Weee vor

schemKohlenwasserstoff alsLösungs- behandelt wie im Beispiel I und ^d*™ ^!^V^

,ntoel .. 54,53 _g gender Weise eine organische, leitfahige Zwiscnen

Ruß-Füllstoff 6,36 g schicht aufgebracht. . Methvläthvlketön 14 99 g 40 Das zu überziehende Oberflächengebiet des Flugeis Methylathylketon i*,wg _wrde „„t einer Phosphonfäure-Ätzgrundierung grun- OCC-3 diert und luftgetrocknet. Danach wurden nachein- Beschichtungsmasse aus synthetischem ander vier Schichten der Mischung OCC-2,verdünnt Gummi mit Rußzusatz und mit aro- im Verhältnis 4:1 Gewichtsterten mit Meth.yhuhyl

malischem Kohlenwasserstoff als Lö- 45 keton, auf die Oberflache aufgesprüht wob«™

sunesmittel 5 g sehen den einzelnen Beschichtungen eine LurttrocK

RiShES Ig nung von 10 bis 15 Minuten vorgenommen wurde

MeftvläSketon 10 g und nach der vierten Beschichtung eine zweistündige MetnylatnylKeton g Lufttrocknung, gefolgt von einer zweistündigen War- OCC-4 _so metrocknung bei 55 ± 5° C durchgeführt wurdeJDa- Beschichtungsmasse aus synthetischem nach wurden zwei Sch ^ichtef _^d« ^£ 2£ Gummi mit Rußzusatz und mit aro- verdünnt im Verhältnis 4:1 Gewi

matischem Kohlenwasserstoff als Lö- thyläthylketon aufgesprüht, wobei jj

i 5 s. beiden Beschichtungen wiederum eine Lufttrg 15g 55 von 10 bis 15 Minuten durchgeführt wurde und nach

dige Lufttrocknung, gefolgt von einer zweisuraui

Alle Mischungstypen OCC-I bis OCC-4 wurden gen Wärmebehandlung bei 55 ±5° C, durchgeführt vor der Anwendung grundsätzlich mindestens 12Stun- wurde.
den I=Bg in «to« hü* behielt · Jgfeg^ T&Zfi

Beispiel I nung 600, sodann eine Säuberung und schließlich aas

Zur Herstellung eines Nickelüberzuges auf Propel- Aufbringen eines Nickelüberzuges der erforderlichen lerflügeln wurde folgendermaßen vorgegangen: Schichtstarke. . _{Rei<!niel n vrm}^_&

Der oolierte und ausgewuchtete Flügel wurde zu- 65 Sowohl im Beispiel I als auch im Be spiel u wurae

wurden durch!δ^Γ^ΐ Schichten der Mischung organischen Zwischenschicht eine völlig gl^chmaßige

Verteilung des statischen Potentiate über die Propeller-Oberfläche sicherstellt. Demgemäß traten im Gebrauch des Propellers keinerlei Abnutzungserscheinungen auf, wenn sich eine örtliche Bogenbildung ergab. S

Beispiel ΙΠ

In diesem Beispiel wird als Grundmaterial ein synthetischer Kunststoff verwendet. Dabei ist es zunächst notwendig, die Oberfläche völlig sauber uo4 frei von Mangeln zu machen. Sie wurde deshalb mit einem sauberen, in Methyläthylketon gedämpften Tuch entfettet, dann mit Schmirgel der Körnung 180 und/oder 360 behandelt und danach erneut mit einem sauberen, in Methyläthylketon gedämpften Tuch entfettet.

Als nächstes wurden auf die Oberfläche zwei gleiche Schichten einer im Verhältnis 4:1 mit Methyläthylketon verdünnten Mischung des Typs OC-5 aufgesprüht Diese Mischung OC-5 ist eine Mischung aus einer Kunststoff-Gummiverbinüung auf Neoprenbasis und Toluol im Verhältnis von 10:1 Gewichtsteilen. Zwischen dem Aufbringen der beiden Beschichtungen wurde 15 Minuten lang eine Lufttrocknung durchgeführt, und nach dem Aufbringen der zweiten Schicht wurde eine Lufthärtung mit einer »5 Minimaldauer von 12 Stunden vorgenommen. Danach wurden nacheinander Schichten aus der Mischung OCC-4, verdünnt im Verhältnis 4:1 Gewichtsteilen mit Methyläthylketon, auf die Oberfläche ' aufgesprüht, und zwar bis der Oberflächenwiderstand nicht mehr als 0,33 Ohm pro Zentimeter betrug. Zwischen dem Aufbringen dieser Beschichtungen wurde jeweils eine Lufttrocknung von 10 bis 15 Minuten durchgeführt, und nach dem Aufbringen der letzten Beschichtung wurde eine zweistündige Lufttrocknung, gefolgt von einer dreistündigen Wärmehärtung bei 55 ± 5° C vorgenommen.

Nach dem Aufbringen der organischen Schichten wurde die Oberfläche, wie auch in den vorangehenden Beispielen, mit Schmirgel der Körnung 600 geglättet, dann gesäubert und danach in der gewünschten Schichtstärke galvanisch mit Nickel überzogen.

Beispiel IV

Die Oberfläche des Grundmaterials wurde gesäubert und auf Freiheit von groben Oberflächenmängeln geprüft. Danach wurde sie mit einem sauberen, in Methyläthylketon gedämpftem Tuch entfettet, mit Schmirgel der Körnung 180 und/oder 320 behandelt und sodann in der gleichen Weise nochmals entfettet. Danach wurde eine Schicht aus Phosphorsäure-Ätzgrundierung aufgesprüht und luftgetrocknet.

Nach dieser Vorbehandlung wurden zwei Schichten der Mischung OC-5 (Zusammensetzung wie im Beispiel III) aufgesprüht, wobei zwischen den beiden Beschichtungen eine Lufttrocknung von 15 Minuten und nach der zweiten Beschichtung eine Lufttrocknung von mindestens 12 Stunden vorgenommen wurde. Danach wurden aufeinanderfolgend Schichten der Mischung OCC-4, verdünnt im Verhältnis 4:1 Gewichtsteilen mit Methyläthylketon, auf die Oberfläche aufgesprüht, bis sich ein Oberflächenwiderstand von nicht mehr als 0,33 Ohm pro Zentimeter ergab. Zwischen diesen Beschichtungen erfolgte jeweils eine Lufttrocknung von IG bis 15 Minuten, und nach der letzten Beschichtung wurde eine zweistündige Luftrocknung, gefolgt von einer dreistündigen Wärmehärtung bei 55 ± 5° C vorgenommen. Sodann wurde die Oberfläche wie auch in den vorangehenden Beispielen mit Schmirgel der Körnung 600 geglättet, gesäubert und in der gewünschten Schichtstärke galvanisch mit Nickel überzogen.

In gewissen Fallen wurde gefunden, daß beim Beginn der Nickelgalvanisierung ein Verbrennen oder eine Blasenbildung am Stromeingangspunkt auftreten kann, und daß, bevor ein erster Schutzüberzug aus Nickel auf der Oberfläche niedergeschlagen worden ist, die Schwefelsäure des galvanischen Bades den Kohlenstoff angreift, was zu einer weiteren Blasenbildung führt. Diese Schwierigkeit läßt sich dadurch überwinden, daß zunächst auf die organische Zwischenschicht ein Kupferüberzug aufgebracht wird. Dabei wird zweckmäßig eine alkalische Rochellesalz-Lösung mit einem pH-Wert von 11 bis 13 und mit freiem Zyanid in einer Konzentration von 3.1 bis 6,2 g/l benutzt, bei einer Stromdichte von 0,03 A/cm² und einer Temperatur von 40° C.

Beispiel V

Als Grundmaterial wurde ein Fiberglas-Formling benutzt. Das Grundmaterial wurde leicht geschliffen und entfettet. Dann wurde Gummi auf die zu behandelnde Oberfläche aufgesprüht, um der nachfolgend aufgebrachten leitfähigen Schicht eine gute Haftfähigkeit zu geben. Das Gummimaterial wurde in drei aufeinanderfolgenden Sprühschichten aufgebracht, wobei zwischen den einzelnen Beschichtungen die übliche Lufttrocknung vorgenommen wurde und nach dem Aufbringen der letzten Beschichtung eine zweistündige Lufttrocknung bei einer Temperatur von etwa 54 bis 55 C erfolgte. Danach wurden zwei Schichten der Mischung OCC-4 aufgesprüht, und zwar wiederum mit Lufttrocknung zwischen den einzelnen Beschichtungen, und nach der letzten Beschichtung wurde eine zweistündige Wärmebehandlung bei etwa 54 bis 55 C vorgenommen. Der Formling wurde sodann galvanisch mit Kupfer und anschließend mit Nickel überzogen.

Obgleich in den Beispielen III, IV und V Nickel für die letzte Schicht gewählt wurde, können auch ebensogut andere Metalle Verwendung finden.

In den vorangehenden Ausführungsbeispielen ist zwar jeweils das Aufsprühen von leitfähigen Zwischenschichten auf Gummi-Basis vor dem Aufbringen des letzten Metallüberzuges beschrieben worden, es können aber ebensogut auch, mittels der gleichen Technik, andere Arten von organischen leitfähigen Schichten auf das Grundmaterial aufgebracht werden, beispielsweise Schichten auf der Basis eines phenolischen oder eines Alkyd-Kunststoffes. Schichten dieser Art sind notwendig, wenn das Werkstück später unter Temperaturbedingungen eingesetzt werden muß, denen Gummi nicht mehr gewachsen ist.

Claims (6)

det wird, um die Masse in einen zum Sprühen geeig- Patentansprüche: neten Zustand zu bringen. Die Verwendung einer derartigen Zwischenschicht

1. Verfahren zum galvanischen Überziehen von bringt unter anderem den Vorteil mit sich, daß eine Propellerflügeln, die stark korrodierenden Ein- 5 elastische Barriere zwischen dem Grundmaterial und flüssen ausgesetzt sind, alt Metall, insbesondere dem nachfolgend aufgebrachten, im allgemeinen eine mit Nickel, bei dem vor dem Galvanisieren auf von dem Grundmaterial abweichende Arbeitsfestigdas vorzugsweise nichtleitende Grundmaterial keit aufweisenden Metallüberzug gebildet wird, eine härtbare oder abbindefähige, elastische Zwi- Durch das Sprühen wird es außerdem möglich, verschenschicht aus einem in einem Lösungsmittel io hältnismäßig kompliziert aufgebaute Oberflächen zu gelösten organischen, gegebenenfalls bei nicht- behändem sowie eine etwaige Unverträglichkeit zwileitendem Grundmaterial durch Zusätze elek- sehen dem Grundmaterial und dem Metallüberzug trisch leitend gemachten Beschichtungsmaterial, auszuschalten.

insbesondere synthetischem Gummi, aufgesprüht Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieses an sich sehr

wird, dadurch gekennzeichnet, daß der 15 vorteilhafte Verfahren in einer Reihe von Fällen noch

Flüssigkeitsgehalt der Mischung aus dem orga- nicht zu befriedigenden Ergebnissen führt, und zwar

nischen Beschichtungsmaterial und dem Lösungs- insbesondere dann nicht, wenn die metallüberzogenen

miüei auf mindestens 25 Gewichtsprozent vor- Gegenstände außerordentlich starken Beanspruchun-

zugsweise auf mindestens 48 Gewichtsprozent ein- gen ausgesetzt sind.

gestellt und die Mischung vor dem Aufsprühen 20 Solche starken Beanspruchungen treten beispiels-

mindestens 12 Stunden lang in einer Kugelmühle weise bei Hovercraft- oder Luftkissenfahrzeugen auf,

behandelt wird. die zum Überqueren von Wasserflächen bestimmt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- sind. Bei diesen Fahrzeugen befinden sich die Prokennzeichnet, daß der Flüssigkeitsgehalt der Mi- peller sehr nahe am Wasser und sind nahezu ständig schung nach der Kugelmühlenbehandlung, aber 25 dem Spritzwasser ausgesetzt, so daß sie sehr schnell vor dem Versprühen auf einen höheren Wert als erodieren und korrodieren, wenn die Propellerblätter 48 Gewichtsprozent eingestellt wird. nicht mit einem besonderen Schutz versehen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Schiffsschrauben sind zwar in gleicher Weise in stängekennzeichnet, daß als organisches Beschich- digem Kontakt mit Seewasser und werden aus diesem tungsmaterial synthetischer Gummi mit Ruß als 30 Grund aus sehr teurem Mangan, Bronze od. dgl. herelektrisch leitendem Füllstoff verwendet wird. gestellt, jedoch können solche Werkstoffe für Luft-

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch schrauben nicht verwendet werden, weil diese dann gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel ein Me- zu schwer würden.

thylketon verwendet wird. Die Luftschrauben für Luftkissenfahrzeuge werden

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden 35 üblicherweise aus verstärktem Kunststoffmaterial her-Apsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu- gestellt, das durch eine erosionsbeständige äußere Benächst eine Schicht auf Gummi-Basis und dann schichtung geschützt werden muß. Diese Beschicheine Schicht aus einem elektrisch leitenden Be- tung besteht meist aus Nickel. Der Nickelüberzug Schichtungsmaterial aufgesprüht wird. widersteht in ausreichendem Maße der Erosion und

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden 40 Korrosion, jedoch bereitet es außerordentliche Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ge- Schwierigkeiten, den Nickelüberzug so auf dem nicht samte Schichtstärke der aufgesprühten Schicht aus metallischen Grundmaterial anzubringen, daß sich organischem Beschichtungsmaterial in der Grö- eine dauerhafte Beschichtung hoher Lebensdauer erßenordnung von 0,025 bis 0,05 mm liegt. gibt. Insbesondere sind solche mit Nickel beschich-

45 teten, nicht metallischen Propellerflügel bei Wetterbedingungen, bei denen die Atmosphäre elektrisch

geladen ist, einem raschen Verschleiß unterworfen.

Es fließen dann elektrische Bogenströme um die Flügel der Luftschraube — es handelt sich hierbei um 50 ein bei Flugzeugpropellero bekanntes Phänomen —

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum galvani- und die Propellerflügel werden schon bald unbrauchschen Überziehen von Prapellerflügeln, die stark kor- bar. Zur Lösung dieses Problems sind zahlreiche Verrodierenden Einflüssen ausgesetzt sind, mit Metall, suche gemacht worden, um die Propellerflügel dainsbesondere mit Nickel, bei dem vor dem Galvani- durch zu schützen, daß zunächst auf das nicht metalsieren auf das vorzugsweise nichtleitende Grundma- 55 lische Grundmaterial eine elektrisch leitende nachterial eine härtbare oder abbindefähige, elastische giebige Schicht aufgebracht wird, bevor dann anZwischenschicht aus einem in einem Lösungsmittel schließend der Nickelüberzug abgeschieden wird. Bisgelösten organischen, gegebenenfalls bei nichtleiten- lang konnte jedoch eine brauchbare Lösung mit diedem Grundmaterial durch Zusätze elektrisch leitend sen Mitteln nicht erreicht werden. Die nachgiebige gemachten Beschichtungsmaterial, insbesondere syn- 60 Schicht, die aufgebracht wird, bevor die elktrolytische thetischem Gummi, aufgesprüht wird. Metallabscheidung erfolgt, besteht aus einer Mi-

Es ist bekannt, einen Metallüberzug auf leitfähige schung von Gummi mit Lösungsmittel, die meist und nicht leitfähige Grundmaterialien dadurch aufzu- einen elektrisch leitenden Zusatz aus Ruß enthält, bringen, daß zunächst auf die zu überziehende Ober- Diese Zwischenschicht wird aufgesprüht, fläche eine leitfähige, organische Zwischenschicht 65 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aufgesprüht wird. Diese Zwischenschicht kann dabei Verfahren zum galvanischen Überziehen von Proaus synthetischem Gummi mit Ruß-Füllstoff be- pellerflügeln zu schaffen, das auch bei einem Einsatz stehen, wobei ein organisches Lösungsmittel verwen- unter stark erodierenden, oder korrodierenden Ein-