DE2206220A1 - Magnetite coated articles - by plasma or flame spraying magnetite onto heated surface of article - Google Patents
Magnetite coated articles - by plasma or flame spraying magnetite onto heated surface of articleInfo
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Abstract
Description
Verfahren zum Herstellen von Magnetitbeschichtungen Es ist bekannt, Schichten aus Keramik und feuerfesten Stoffen durch das Flammspritzverfahren aufzubringen.Process for producing magnetite coatings It is known Apply layers of ceramic and refractory materials using the flame spraying process.
Das Spritzen von Schichten aus Aluminium, Titan, Zirkonium und dergleichen ist in der Literatur ausfUhrlich beschrieben. Bisher jedoch wurden die fUr das Flammspritzen geeigneten Materialien unter dem Gesichtspunkt ihrer chemischen Stabilitt bei.hohen Temperaturen ausgewählt.Spraying layers of aluminum, titanium, zirconium and the like is described in detail in the literature. So far, however, they have been used for flame spraying suitable materials from the point of view of their chemical stability Temperatures selected.
Sauerstaff-Acetylenflammen haben im allgemeinen eine Temperatur von 3500 0c, wohingegen Plasma-Flammtemperaturen in der Grdßenordnung von 11 0000C liegen.Oxygen acetylene flames generally have a temperature of 3500 0c, whereas plasma flame temperatures are on the order of 110000C.
Im allgemeinen wird nicht erwartet, daß die Pulverteilchen des zu versnritzenden Materials tatsächlich vollständig die Flammtemperatur erreichen. Es steht jedoch fest, daß diese Teilchen auf sehr hohe Temperaturen aufgeheizt werden. Es wurde daher für unmOglich gehalten, das Flammspritzen für irgendein Material mit einem verhSltnismäBig niedrigem Zersetzungspunkt anzuwenden.In general, it is not expected that the powder particles of the too The spilled material actually completely reaches the flame temperature. It is clear, however, that these particles are heated to very high temperatures. It was therefore considered impossible to use flame spraying for any material to be used with a relatively low decomposition point.
Ein derartiges Material ist Fe304, also Eisenferrat oder Magnetit. Bei 15380C zersetzt es sich in FeO (Ferrooxyd) und Fe203 (Ferrioxyd). Daß Fe304 nicht lediglich ein Gemisch der anderen Oxyde darstellt, wird durch seine besonderen magnetischen Eigenschaften deutlich. Es ist ein hochmagnetisches Material und zwar in sehr viel höherem Maße, als Ferrooxyd oder Ferrioxyd.One such material is Fe304, i.e. iron ferrate or magnetite. At 15380C it decomposes into FeO (ferrous oxide) and Fe203 (ferric oxide). That Fe304 is not merely a mixture of the other oxides, is by its special magnetic properties clearly. It is a highly magnetic material and that to a much greater extent than ferrous oxide or ferric oxide.
Die Erfindung schlägt vor, Magnetitbeschichtungen u.a.The invention proposes magnetite coatings et al.
durch Flammspritzen zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Herstellen von Beschichtungen aus Ferroferrat, im allgemeinen als Magnetit bekannt, mit Hilfe des Flammspritzens, sei es ein Flammspritzen mit Sauerstoff-Acetylen oder mit Plasma.to be generated by flame spraying. The present invention relates to hence a method of making coatings from ferroferrate, in general known as magnetite, with the help of flame spraying, be it a flame spraying with Oxygen-acetylene or with plasma.
Durch die Erfindung können magnetische Flächen an im übrigen nichtmagnetischen Materialien erzeugt werden.The invention allows magnetic surfaces to otherwise non-magnetic Materials are generated.
Ferner können durch die Erfindung elektronische Speichereinheiten geschaffen werden. Außerdem k8nnen mit Hilfe der Erfindung Teile von elektrischen Motoren hergestellt werden.Furthermore, electronic storage units can by means of the invention be created. In addition, parts of electrical Motors are manufactured.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es möglich ist, Fe304, obwohl es sich bei 15380C zersetzt, zurckzubilden, wenn der Heizzyklus, welcher es über 15380C erwUrmt und von dort wieder abkühlt, genügend schnell verläuft und wenn die Umgebung ausreichend neutral ist, im wesentlichen nicht den Oxydationsspiegel der zusammengesetzten Teiloxyde zu verändern.The invention is based on the knowledge that it is possible to use Fe304, although it decomposes at 15380C to recover when the heating cycle, which it heats up to over 15380C and cools down again from there, runs fast enough and if the environment is sufficiently neutral, essentially not the level of oxidation to change the composite partial oxides.
Solch ein kurzer Heizzvklus findet während des Flammspritzens statt und bei diesem Verfahren kann die Umgebung im wesentlichen neutral gehalten werden.Such a short heating cycle takes place during flame spraying and in this process the environment can be kept essentially neutral.
Im Sinne der obigen Ausführungen wurden Versuche durchgeführt, welche voll die Erwartung des Erfinders erfüllten, wie durch die weiter unten angeführten Beispiele belegt ist.In the sense of the above, tests were carried out which fully met the inventor's expectation as set forth below Examples is proven.
Flammgespritzte Beschichtungen aus Magnetit können für eine Mehrzahl von Fällen vorteilhaft angewendet werden.Flame sprayed coatings of magnetite can be used for a majority can be used to advantage in cases.
Die magnetischen Figenschaften des Magnetits können von großem Nutzen zur Schaffung von magnetischen Oberflächen auf im übrigen nichtmagnetischen Materialien sein. Eine Vielzahl von neuartigen Geräten und Einrichtungen erfordern magnetische Flächen für ihre Wirkungsweise. Andererseits ist ein minimales Gewicht filr viele derartige Anwendungsfälle eine wesentliche Voraussetzung. Flaninigespritzte Beschichtungen in gesteuerter Dicke für solche Materialien, wie Aluminium, Magnesium und Titan bieten neue Gestaltungsmöglichkeiten für-die Konstrukteure derartiger Geräte.The magnetic properties of magnetite can be of great use to create magnetic surfaces on otherwise non-magnetic materials be. A large number of novel devices and facilities require magnetic ones Areas for their effectiveness. On the other hand, there is a minimum weight for many such use cases are an essential requirement. Flanine sprayed coatings in controlled thickness for such materials as aluminum, magnesium and titanium offer new design options for the designers of such devices.
FrfindungsgemF wird bei dem Verfahren zum Aufbringen von Magnetit auf die Oberfläche eines Trägermaterials die Oberfläche mit Magnetit oder mit Componenten in Berilhrung gebracht, welche beim Abkühlen bei einer Temneratur von etwa 15380C oder mehr in Magnetit umgewandelt werden, wonach die Oberflache gekühlt wird, so daß auf dem Trägermaterial eine Fläche gebildet wird, an die das Magnetit fest gebunden ist.FrfindungsgemF is used in the method for applying magnetite on the surface of a carrier material the surface with magnetite or with components brought into contact, which on cooling at a temperature of about 15380C or more are converted into magnetite, after which the surface is cooled, so that a surface is formed on the carrier material to which the magnetite is firmly bound is.
Magnetit ist 3-Eisen4-Oxyd, auch bekannt als Magnetoxyd, schwarzes Oxyd von Eisen oder Ferroferrat. Die Formel des Magnetit ist Fe04 oder FeO.Fe203. Das Compound wird für Spinele mit der Formel Fe (Fe++Fe+++ )04 gehalten. Die kristalline Form dieses magnetischen Materials zersetzt sich bei 1538 0C und die amorphe Form schmilzt bei 15380 c. Beide Formen können für das Verfahren gem. der Erfindung mit Vorteil verwendet werden, wenngleich die kristalline Form vorgezogen wird. Im Hinblick darauf, daß es bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer gewissen Zersetzung kommt, soll unter Plasma- oder Flammspritzen von Magnetit auch das Spritzen derartiger Zersetzungsprodukte oder Materialien verstanden werden, welche nach ihrem Aufbringen durch das erfindunzsmemMße Verfahren Magnetit bilden können beispielsweise Gemische der geeigneten Eisenoxyde.Magnetite is 3-iron-4-oxide, also known as magnetic oxide, black Oxide of iron or ferroferrate. The formula of magnetite is Fe04 or FeO.Fe203. The compound is mistaken for spinels with the formula Fe (Fe ++ Fe +++) 04. The crystalline The form of this magnetic material decomposes at 1538 0C and the amorphous form melts at 15380 c. Both forms can be used for the method according to the invention Advantageously, although the crystalline form is preferred. With regard to that there is a certain amount of time when carrying out the method according to the invention If decomposition occurs, the spraying of magnetite should also be carried out with plasma or flame spraying such decomposition products or materials are understood, which according to their Application by the inventive method can form magnetite, for example Mixtures of the appropriate iron oxides.
In einer Ausfjihrungsform der Erfindung ist das Trägermaterial ein Metall oder eine Legierung, wie z. B. Titan, Aluminium, Eisen oder Stahl, wobei die Oberfläche mit Aussparungen versehen wird, um das Magnetit besser halten zu können und wobei das Magnetit als Spritzmaterial auf die Aussparungen gebracht wird und ein Plasma, eine Flamme oder eine Kombination von Plasma und Flamme zum Anheben der Temperatur des Magnetit oder dessen Componenten auf 15380C oder höher benutzt wird.In one embodiment of the invention, the carrier material is a Metal or an alloy, such as. B. titanium, aluminum, iron or steel, where the surface is provided with recesses to better hold the magnetite can and wherein the magnetite is applied to the recesses as spray material and a plasma, a flame, or a combination of plasma and flame for lifting the temperature of the magnetite or its components used at 15380C or higher will.
Die Magnetitbeschichtungen werden auch auf Mineralien aufgebracht, wie beispielsweise Asbest, auf synthetische Materialien, wie z. B. Tungstenkarbid und auf synthetische organische Kunststoffe, wie z. B. Harnstofformaldehyd oder Polypropylen.The magnetite coatings are also applied to minerals, such as asbestos, synthetic materials such as. B. Tungsten Carbide and synthetic organic plastics, such as. B. urea formaldehyde or Polypropylene.
In besonderen AnwendungsfSllen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Überschuß von Magnetit von der Fläche des zu beschichtenden Teiles entfernt, wodurch Flächen erhalten werden, die durch Ablagerungen von Magnetit in den Aussnarungen unterbrochen sind. Selbstverständlich können mit Vorteil verschiedene Größenbereiche der Aussnarungen, verschiedene Prozentsätze an durch die Aussnarungen bedeckten Flächen der zu beschichtenden MaterialflMche, verschiedene Schichtdicken, Temperaturen und dergleichen angewendet werden. Die Erfindung umfaßt auch magnetische Teile, die nur einige Oberflächen haben, welche Magnetit enthalten.In special applications, the method according to the invention removes an excess of magnetite from the surface of the part to be coated, whereby surfaces are obtained which are caused by the deposition of magnetite in the recesses are interrupted. Of course, different size ranges can be used to advantage of the grooves, different percentages of the grooves covered Areas of the material surface to be coated, different layer thicknesses, temperatures and the like can be applied. The invention also includes magnetic parts, which only have some surfaces that contain magnetite.
Beispiel 1. Ein Bereich einer Zylinderhülse aus Gußeisen mit einer Dicke von 5,1 mm (0,200") wurde zunächst mit einer Chromschicht von 0,2 mm Dicke (0,008") platiert und anschließend wurde die Chromfläche mit 20%igem HCl während 5 Minuten bei Raumtemperatur gesetzt, mit heißem-Wasser abgewaschen, getrocknet, in Aceton ausgewaschen, getrocknet, auf 180 bis 230°C vorgeheizt und mit Hilfe einer Sauerstoff-Acetylenflanime mit pulvrigem Magnetit (Fe304) in einer Dicke von 0,127 mm (0,005!') bespritzt. Die verwendete Sauerstoff-Acetylenflammenpistole war vom Metco Thermo-Spray-Typ> welcher auf Seite 6 von Band 2 des "Flame Spray Handboek" (Flammspritzhandbuch) von H.S. Ingham und A. P. Shepard, veröffentlicht durch Metco Inc. Wes-tbury, New Jersey, 1967, erläutert ist und die Betriebsbedingungen waren die darin beschriebenen.Example 1. A portion of a cast iron cylinder sleeve with a Thickness of 5.1 mm (0.200 ") was initially applied with a layer of chrome 0.2 mm thick (0.008 ") and then the chrome surface was treated with 20% HCl during Set at room temperature for 5 minutes, washed off with hot water, dried, Washed out in acetone, dried, preheated to 180 to 230 ° C and with the help of a Oxygen acetylene flanime with powdery magnetite (Fe304) with a thickness of 0.127 mm (0.005! ') splashed. The oxygen / acetylene flame gun used was dated Metco Thermo-Spray-Type> which is on page 6 of Volume 2 of the "Flame Spray Handbook" (Flame spraying manual) by H.S. Ingham and A. P. Shepard, published by Metco Inc. Wes-tbury, New Jersey, 1967 and the operating conditions were those described therein.
Die Pistole wurde im wesentlichen mit reinem Sauerstoff und Acetylen gespeist. Die Temneratur der Flamme war annähernd 3500°C und die Magnetitteilchen waren dem lediglich filr einen Bruchteil einer Sekunde ausgesetzt.The gun was made essentially with pure oxygen and acetylene fed. The temperature of the flame was approximately 3500 ° C and the magnetite particles were exposed to it for only a fraction of a second.
Die wesentlichen Eigenschaften des Magnetits in der Beschichtung wurden mit Hilfe eines Magnet-Dickenkalibers bestimmt, welches eine offenbare Dicke des Chrom nach der Magnetitbeschichtung anzeigte, die lediglich der halben Dicke vor der Beschichtung entsprach. Die Adhäsion der Magnetitbeschichtung wurde durch das Aufpressen einer Stahlkugel geprilft, die mit 500 Upm über die beschichtete Oberfläche bewegt wurde: Dabei wurde die Magnetitbeschichtung lokal poliert, es kam jedoch nicht zu einem Abblättern der Beschichtung.The main properties of the magnetite in the coating were with the help of a magnetic caliber, which is an apparent thickness of the Chromium after the magnetite coating indicated which was only half the thickness before corresponded to the coating. The adhesion of the magnetite coating was determined by the Pressing on a steel ball tested at 500 rpm over the coated surface was moved: The magnetite coating was locally polished, but it did does not cause the coating to flake off.
Beispiel 2. Ein Bereich einer Zylinderhülse aus Gußeisen in einer Dicke von 5,6 mm (0,220") wurde zunächst mit einer Chromschicht von 0,2 mm Dicke (0,008") plattiert. Anschliessend wurde die Chromoberfläche anodisch mit 25 %igem CrO3 in Wasser bei 2 Ampere pro 6,45 cm2 (2 ampere pro square inch) 5 Minuten hindurch bei Raumtemperatur geätzt, mit heißem Wasser gewaschen, im Ofen getrocknet und in einer Plasmaflamme mit pulvrigem Magnetit (Fej04) in einer Dicke von 0,127 mm (0, 005') bespritzt. Die wesentlichen Eigenschaften des Magnetits wurden erhalten und die Beschichtung zeigte eine gute Adhäsion zu der Unterlage.Example 2. A portion of a cast iron cylinder sleeve in a Thickness of 5.6 mm (0.220 ") was initially applied with a layer of chrome 0.2 mm thick (0.008 "). The chrome surface was then anodized with 25% CrO3 in water at 2 amps per 6.45 cm2 (2 amps per square inch) for 5 minutes etched at room temperature, washed with hot water, oven dried and placed in a plasma flame with powdery magnetite (Fej04) in a thickness of 0.127 mm (0, 005 '). The essential properties of magnetite have been preserved and the coating showed good adhesion to the base.
Das Plasma-Flammspritzen wurde mit einer Plasma-Flammspritzpistole vom Metco-Tyn 2MB durchgeführt, deren Beschreibung auf Seite 14 des Bandes III des Flame Spray Handbook enthalten ist.The plasma flame spraying was done with a plasma flame spray gun performed by Metco-Tyn 2MB, the description of which is on page 14 of Volume III of Flame Spray Handbook is included.
Die Plasma-Pistole wurde mit einer Leistung von 20 KW betrieben, wobei Nitrogen mit 10 % Hydrogen als Ionisierungsgas verwendet wurde. Das Magnetit wurde als Pulver in fUr die Plasma-Pistole üblicher Größe zugefahrt und die Zuführrate der Magnetitteilchen betrug etwa 2,7 kg pro Stunde (six pounds per hour). Die Teilchen passierten den Plasma-Bogen und wurden auf der Snritzoberfläche nahezu augenblicklich innerhalb von 0,2 Sekunden abgelegt.The plasma gun was operated with a power of 20 KW, whereby Nitrogen with 10% hydrogen was used as the ionizing gas. The magnetite was supplied as powder in the size usual for the plasma gun and the supply rate the magnetite particles were about 2.7 kg per hour (six pounds per hour). The particles passed the plasma arc and became almost instantaneous on the scratch surface Filed within 0.2 seconds.
Beispiel 3. Ein Stück von gerolltem Aluminiumblech mit einer Dicke von 3,175 mm (1/8") wurde mit Hilfe einer Sauerstoff-Acetylenflamme mit Magnetit (Fe304) in einer Dicke von 0,381 mm (0,015") bespritzt. Die wesentlichen Eigenschaften des Magnetits wurden erhalten und die Adhäsion der aufgespritzten Beschichtung zu dem Trägermetall war gut. Das Aluminium war magnetisch und in zahlreichen Anwendungsfällen für magnetische Teile geeignet.Example 3. A piece of rolled aluminum sheet with a thickness 3.175 mm (1/8 ") was made using an oxygen-acetylene flame with magnetite (Fe304) to a thickness of 0.381 mm (0.015 "). The main properties of the magnetite were preserved and the adhesion of the sprayed-on coating increased the carrier metal was good. The aluminum was magnetic and in numerous applications suitable for magnetic parts.
-PatentansprUche--Patent claims-
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2206220A DE2206220A1 (en) | 1972-02-10 | 1972-02-10 | Magnetite coated articles - by plasma or flame spraying magnetite onto heated surface of article |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2206220A DE2206220A1 (en) | 1972-02-10 | 1972-02-10 | Magnetite coated articles - by plasma or flame spraying magnetite onto heated surface of article |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2206220A1 true DE2206220A1 (en) | 1973-08-23 |
Family
ID=5835560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2206220A Pending DE2206220A1 (en) | 1972-02-10 | 1972-02-10 | Magnetite coated articles - by plasma or flame spraying magnetite onto heated surface of article |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2206220A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000031313A1 (en) * | 1998-11-25 | 2000-06-02 | Joma Chemical As | Material for producing a corrosion- and wear-resistant layer by thermal spraying |
-
1972
- 1972-02-10 DE DE2206220A patent/DE2206220A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000031313A1 (en) * | 1998-11-25 | 2000-06-02 | Joma Chemical As | Material for producing a corrosion- and wear-resistant layer by thermal spraying |
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