DE3712684A1

DE3712684A1 - Verfahren zum herstellen einer gespritzten oberflaeche mit definierter rauhigkeit sowie dessen verwendung

Info

Publication number: DE3712684A1
Application number: DE19873712684
Authority: DE
Inventors: Reinhard Polak
Original assignee: Castolin SA
Current assignee: ECG Immobilier SA
Priority date: 1987-04-14
Filing date: 1987-04-14
Publication date: 1988-10-27
Also published as: FI881474A; CA1315613C; IN169734B; CN88102725A; BR8801864A; FI881474A0; EP0287023A3; EP0287023A2; DE3712684C2; FI86748B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen ei ner gespritzten Oberfläche mit definierter Rauhigkeit auf einem Werkstück sowie die Verwendung des Verfahrens bzw. der dadurch erzeugten Oberfläche.

Thermisch gespritzte Schichten weisen nach dem Spritzen eine rauhe Oberfläche auf, deren Rauhigkeitsmaß inner halb eines verhältnismäßig großen Schwankungsbereiches liegt. Die Rauhigkeiten ergeben sich durch das Zerspratzen schmelzflüssiger Partikel beim Azftreffen auf die zu be schichtende Werkstückoberfläche. Dieses Zerspratzen kann je nach Temperatur des Partikels stärker oder schwächer sein, wodurch sehr unterschiedliche Rauhigkeiten auf einer einzigen Oberfläche auftreten können. Bei Einsatz solcher Oberflächen in Bereichen, in denen einerseits eine beson dere Griffigkeit der Oberfläche erforderlich ist, ander seits diese Griffigkeit nicht zu einer Beschädigung des Produktes führen darf, ist die Verwendung der eingangs beschriebenen Schichten durch die genannten Rauhigkeits schwankungen nicht möglich. Zudem sind die Standzeiten sol cher Oberflächen je nach verwendeter Legierung für viele Anwendungszwecke zu gering. Eine Abhilfe wurde hier mit mäßigem Erfolg dadurch erreicht, daß man die gespritzten Oberflächen in einem zweiten Arbeitsgang schleift und da mit in gewissen Grenzen zu einer definierten Rauhigkeit gelangt.

Angesichts dieser Schwierigkeiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, das Verfahren der eingangs erwähnten Art zu verbessern und eine Oberflächenschicht mit ein deutig definierter Rauhigkeit in verhältnismäßig ein facher Handhabung anzubieten.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß ein pulverförmiger Werkstoff aus einer Mischung von einer Matrix auf Ni, Co und/oder Fe-Basislegierung und Hartstoffen sowie einer Kornverteilung dieser Hartstoffe mit maximalem Anteil zwischen 25 bis 150 µm aufgespritzt wird,wobei die ge spritzte - aber ungesinterte - Schicht eine Oberflächen rauhigkeit im Bereich Ra 10 bis 100 µm mit einer definier ten Rauhigkeit von Ra · x ± 20 µm aufweist und x eine Zahl von 10 bis 100 µm ist.

Zudem hat es sich als günstig erwiesen, daß die aufge spritzte Schicht eine definierte Oberflächenrauhigkeit von Ra · x ± 10 µm aufweist. Die Hartstoffe weisen dabei im übrigen einen Schmelzpunkt von etwa 1200°C und höher auf.

Weitere Einzelheiten der Schicht sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Beschichten von Oberflächen mit einer definierten Rauhigkeit von x ± 20 µm, vorzugsweise ±10 µm - wobei x die gewünschte Oberflächenrauhigkeit in µm ist - im Bereich von 10 bis 100 µm führt zu großen Standzeiten, wenn man als pulverförmigen Werkstoff ein gemischtes Pul ver einsetzt, welches aus zwei oder mehreren Komponenten besteht, die ein größeres Schmelzintervall sowie Hart stoffe aufweisen. Am besten eigen sich für eine solche Matrix pulverförmige Werkstoffe auf einer Legierungsbasis von Ni, Co und/oder Eisen. Das Schmelzpunktintervall dieser Legierungen soll erfindungsgemäß zwischen 900 und 1400°C liegen, vorzugsweise zwischen 100 und 1300°C, und ein Intervall von mehr als 50°C aufweisen.

Als Träger für die Rauhigkeit werden Hartstoffpartikel, wie Karbide, Boride, Nitride, Silicide und Oxyde ver wendet. Das Mischungsverhältnis der beiden Komponenten Matrix/Hartstoff sollte zwischen 20 bis 80 Gew.-%, be vorzugt 30 bis 60 Gew.-%, für den Hartstoffanteil liegen. Die Beeinflussung der Oberflächenrauhigkeit erfolgt über die Kornverteilung des Hartstoffanteils, d. h. der maxi male Anteil der Kornverteilung wird sehr eng gehalten, während die Gesamtverteilung in den Bereichen von 37 bis 125 µm bzw. 45 bis 105 µm bzw. 45bis 90 µm bzw. 37 bis 75 µm liegt.

Die Hartstoffpartikel sollten durch Sprühtrocknen, Agglo merieren mit und ohne Sintern oder durch Schmelzen mit nachträglichem Brechen und Mahlen hergestellt werden. Ein späteres Überziehen der Hartstoffe mit Ni, Co und/oder Fe hat sich als vorteilhaft herausgestellt. Der Anteil sollte unter 40 Gew.-% liegen, bevorzugt unter 20 Gew.-%.

Die durch das beschriebene Verfahren entstehenden Ober flächen können mit besonderen Vorteilen in der Papier industrie eingesetzt werden, wo Transportrollen oder Grei ferfinger dünne Papierbahnen oder Kartonbögen aufnehmen sollten, ohne daß es zu den geringsten Beschädigungen des transportierten Gutes kommt.

Nicht nur bei den bevorzugten Verwendungsgebieten, son dern ganz allgemein hat es sich als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens erwiesen, daß während des Herstellungsvorganges eine bestimmte Oberfläche ent steht, die einer Nachbehandlung nicht mehr bedarf.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer gespritzten Oberfläche mit definierter Rauhigkeit auf einem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß ein pulverförmiger Werkstoff aus einer Mischung von einer Matrix auf Ni, Co und/oder Fe-Basislegierung und Hartstoffen sowie einer Kornverteilung der Hart stoffe mit maximalem Anteil zwischen 25 bis 150 µm auf gespritzt wird, wobei die gespritzte, ungesinterte Schicht eine Oberflächenrauhigkeit im Bereich von Ra 10 bis 100 µm mit einer definierten Rauhigkeit von Ra · x± 20 µm aufweist und x eine Zahl von 10 bis 100 µm ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgespritzte Schicht eine definierte Oberflächen rauhigkeit von Ra · x ± 10 µm aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Hartstoffanteil der Mischung zwischen 20 bis 80 Gew.-% liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Hartstoffanteil der Mischung zwischen 30 bis 60 Gew.-%.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn zeichnet durch ein Karbid als Hartstoffkomponente.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnetm, daß als Hartstoffkomponente ein Karbid auf Wolframbasis eingesetzt wird.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Hartstoffkomponente ein Wolframschmelzkarbid eingesetzt wird.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Hartstoffkomponente ein Karbid aus Wolframkarbid-Kobalt mit einem Kobalt gehalt unter 25% Co eingesetzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn zeichnet durch ein Borid als Hartstoffkomponente.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn zeichnet durch ein Silicid als Hartstoffkomponente.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn zeichnet durch ein Nitrid als Hartstoffkomponente.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn zeichnet durch ein Oxyd als Hartstoffkomponente.

13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartstoffpulver durch Sprühtrocknen hergestellt wird.

14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartstoffpulver durch Agglomerien und Brechen oder Mahlen hergestellt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn zeichnet, daß das Hartstoffpulver gesintert wird.

16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartstoffpulver vor dem Mischen mit der Matrix mit Ni, Co und/oder Fe überzogen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelanteil auf den überzogenen Hartstoff kernen unter 40 Gew.-% liegt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelanteil auf dem überzogenen Hartstoff kern unter 20 Gew.-% liegt.

19. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kornform des Hartstoffpartikels kugelförmig ist.

20. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kornform des Hartstoffpartikels vieleckig ist.

21. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Maximum der Korn verteilung des Hartstoffanteils zwischen 37 und 125 µm liegt.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Maximum der Kornverteilung des Hartstoffan teils zwischen 45 und 105 µm liegt.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekenn zeichnet, daß das Maximum der Kornverteilung des Hart stoffanteils zwischen 45 und 99 µm, insbesondere zwi schen 37 und 75 µm liegt.

24. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrix eine Nickel- Baislegierung verwendet wird.

25. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrix eine Nickel- Chrom-Basislegierung eingesetzt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeich net, daß die Basislegierung Eisen enthält.

27. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrix eine Nickel- Chrom-Bor-Silicium-Legierung verwendet wird.

28. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzichnet, daß als Matrix eine Kobald-Ba sis-Legierung verwendet wird.

29. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrix eine Eisen-Basis- Legierung verwendet wird.

30. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Kornverteilung der Matrixlegierung zwischen 150 und 5 µm liegt.

31. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit einem auto genen Flammspritzgerät aufgetragen wird.

32. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht durch Plasma- Flammspritzen aufgetragen wird.

33. Verwendung des Verfahrens nach wenigstens einem der An sprüche 1 bis 32 für die Herstellung der Oberfläche von Transportrollen für die Papiererzeugung.

34. Verwendung des Verfahrens nach wenigstens einem der An sprüche 1 bis 32 für die Herstellung von Greiferfingern für den Transport von Papier- oder Kartonbogen.