DE3823768C3 - Verfahren zum Beschichten von Oberflächen mit Ruß - Google Patents
Verfahren zum Beschichten von Oberflächen mit RußInfo
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- C23C16/26—Deposition of carbon only
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Description
Es ist bekannt, Oberflächen, die mit flüssigem Metall in Berührung
kommen, mit Ruß zu beschichten. Dies ist beispielsweise bei Gießkokillen
der Fall. Zur Erzeugung von Ruß wird zumeist die Flamme eines Azetylen
enthaltenden Gasgemisches gegen die zu beschichtende Fläche gerichtet.
Die dabei entstehenden Rußteilchen lagern sich auf der zu beschichtenden
Oberfläche an und bilden eine Rußschicht. Zweck der Rußschicht ist es,
einerseits den Verschleiß der Gießform zu verringern und andererseits
für ein leichteres Ablösen des Gußteils aus der Form zu sorgen. Hinzu
kommt, daß die Rußschicht das Eindringen des flüssigen Metalls in
Kokillenrisse und Teilungsspalte verhindert.
Die in dieser bekannten Weise hergestellten Rußschichten sind jedoch
insofern nur mit Einschränkungen brauchbar, als sie ungleichmäßig dick
sind und sich auch leicht von der Oberfläche, auf der sie aufgetragen
sind, lösen. Man hat bereits versucht, eine bessere Haftung der
Rußschicht auf der Unterlage dadurch zu erzielen, daß man dem zu
verbrennenden organischen Gas vor dem Verbrennungsvorgang ein Treibgas
zugemischt hat. Dadurch werden die die Flamme bildenden Gase mit höherer
Geschwindigkeit gegen die Oberfläche gelenkt und die Rußschicht wird in
ihrer Qualität verbessert, insbesondere hinsichtlich ihrer
Haftfestigkeit.
Es hat sich gezeigt, daß eine in herkömmlicher Weise hergestellte
Rußschicht für das in letzter Zeit immer mehr an Bedeutung gewinnende
Gießen von Stahl zu Band mit geringen Dicken, d.h. von etwa 0,5 bis 40 mm,
nicht geeignet ist. Beim Gießen von Stahlband in den genannten
geringen Dickenabmessungen wird der flüssige Stahl auf ein ebenfalls aus
Stahl gefertigtes sogenanntes Kühlband aufgegeben. Um ein Verschweißen
des Flüssigstahls mit dem Kühlband, das von der Unterseite her gekühlt
wird, zu verhindern, muß das Kühlband mit einer Beschichtung versehen
sein. Zur Zeit stehen keine Verfahren zur Verfügung, mit deren Hilfe
Dauerbeschichtungen, z.B. durch Härten, Nitrieren, Oxidieren o.dgl.,
erzeugt oder durch Spritzen, Schweißen, Kleben usw. aufgetragen werden
können.
Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß eine Rußschicht, die
den hohen Anforderungen beim Gießen von Stahl zu Band ausreichend lange
Stand hält, dadurch erhalten werden kann, daß man eine zunächst nach
herkömmlicher Art erzeugte Rußschicht einer Nachbehandlung unterzieht.
Die Nachbehandlung besteht darin, daß eine neutrale, d.h. weder
oxidierende noch reduzierende Flamme auf die Rußschicht zur Einwirkung
gebracht wird. Diese Nachbehandlung der Rußschicht hat nämlich deren
Verfestigung zur Folge, wobei die über die Beschichtungsfläche sehr
unterschiedlich ausgebildeten Rußpartikel hinsichtlich ihrer Größe und
Verteilung sowie der Schichtdicke vergleichmäßigt werden. Die in der
genannten Weise nachbehandelte Rußschicht nimmt eine wesentlich höhere
Dichte an, was jedes Eindringen von Flüssigmetall unmöglich macht. Die
zunächst relativ groben Rußpartikel werden auf weniger als die Hälfte
ihrer Ausgangsgröße verkleinert. Ferner findet eine Erhöhung der
Haftfähigkeit der Rußschicht auf dem Grundwerkstoff statt, zum Beispiel
auf dem Kühlband beim Gießen von dünnem Stahlband, weil die Rußpartikel
nicht nur kleiner sind, sondern auch eine dichtere Schicht bilden. Die
Wirkung der Nachbehandlung ist auch äußerlich festzustellen, denn die
Schichtoberfläche ändert sich von matt schwarz in hochglänzend schwarz.
Sie ist mit einem schwarzen Autolack vergleichbar und hat somit einen
höchstmöglichen Grad von Oberflächenglätte. Es handelt sich um eine
veredelte Oberfläche, die praktisch ohne Rauhigkeit ist (Lackschicht).
Da bei der Nachbehandlung normalerweise weder Ruß angelagert noch
abgenommen werden soll, ist es zweckmäßig, für die Nachbehandlung ein
Gemisch aus einem C-abspaltenden Gas oder Brenngas, wie z.B. Azetylen,
und Sauerstoff zu verwenden, bei dem der Sauerstoff-Anteil im Gas
stöchiometrisch dem Kohlenstoffanteil des Azetylens entsprechend
eingestellt wird. Auf diese Weise ist für neutrales Verhalten des Gases
gesorgt, so daß die damit erzeugte Flamme eine höhere Packungsdichte,
d.h. Verringerung der Porosität der Rußschicht, durch kleinste
erreichbare Partikelgröße bewirkt.
Es ist auch möglich, als neutrales Gas bei der Nachbehandlung ein
Gemisch aus Stadtgas und Sauerstoff zu verwenden.
Es hat sich gezeigt, daß es möglich ist, mit
Sicherheit Schichten mit einer Dicke von 5 bis 200 µm herzustellen. Dies
ermöglicht es wiederum, die Rußschicht genau den Forderungen beim Gießen
von Stahl zu Band anzupassen. Diese Bedingungen ergeben sich aus der
Zeit, während der der vergossene Stahl mit der Schicht in Kontakt
gelangt, die wiederum von der Gießgeschwindigkeit abhängt, sowie aus dem
auf die Gießgeschwindigkeit abgestimmten Wärmedurchgang durch die
Rußschicht. Diese bedeckt das Kühlband, dessen Kühlung dafür sorgt, daß
das gegossene Band am Ende der mitlaufenden Kokille bzw. des Kühlbandes
gleichmäßig erstarrt ist. Eine Rolle spielt auch die Produktionszeit,
nämlich die Zeit, während der ohne Unterbrechung Band gegossen werden
soll. Auf alle diese Bedingungen läßt sich die nach dem neuartigen
Verfahren hergestellte Rußschicht abstimmen. Der mit dem neuen Verfahren
insbesondere erreichte Vorteil besteht darin, daß die Standzeit des
Kühlbandes beim Gießen von dünnen Bändern aus Stahl erheblich verlängert
wird. Es hat sich gezeigt, daß entgegen der in der Fachliteratur
vertretenen Ansicht der durch Flammenauftrag hergestellte und
nachbehandelte Ruß hervorragende Wärmeleiteigenschaften und eine hohe
Schichtfestigkeit hat.
Die mit diesem Verfahren erreichten Hafteigenschaften auf dem Kühlband
einerseits und die Trennfähigkeit dieser Schicht bezüglich Gießprodukt
andererseits erlauben ein Abbiegen des beschichteten Bandes ohne
Schichtabplatzungen und keinerlei Anhaftungen am Gießprodukt. Die Schicht
ist auch weitgehend widerstandsfähig gegen das Auftreffen schneller
Gasströme/-strahlen.
Claims (4)
1. Verfahren zum Beschichten von Oberflächen, die
mit flüssigem Metall, insbesondere Stahl, in Berührung
kommen, mit Ruß mittels Verbrennung von brennbarem Gas,
wobei man das Gasgemisch reduzierend einstellt, die
Verbrennungsflamme auf die zu beschichtende Oberfläche
richtet, die auf diese Weise erzeugte Rußschicht einer
Nachbehandlung unterzieht und die Nachbehandlung darin
besteht, daß eine praktisch neutrale, d. h. weder
oxidierende noch reduzierende Flamme eines
Gases oder Gasgemisches zur
Einwirkung auf die Rußschicht gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Nachbehandlung ein Gasgemisch aus einem
Brenngas und Sauerstoff verwendet wird, wobei der
Sauerstoff-Anteil im Gas stöchiometrisch dem
Kohlenstoff-Anteil des Brenngases entsprechend
eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Nachbehandlung ein Gemisch aus Azetylen und
Sauerstoff verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Nachbehandlung ein Gemisch aus Stadtgas und
Sauerstoff verwendet wird.
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