Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kunststoffbeschichtung mittels eines Spritzvorganges. Zudem erfaßt die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Düseneinschnürungsbereich und nachgeschaltetem Beschleunigungskanal sowie die Verwendung der Schicht.The invention relates to a method for plasticslayering by means of a spraying process. In addition, theInvention an apparatus for performing the methodwith a nozzle constriction area and downstreamAcceleration channel as well as the use of the layer.
Unter Kunststoffbeschichtung versteht man sowohl das Beschichten von Kunststoffen - beispielsweise die Kunststoffmetallisierung - als auch mit Kunststoffen, also mit Materialien, deren wesentliche Bestandteile aus solchen makromolekularen organischen Verbindungen bestehen, die synthetisch oder durch Abwandeln von Naturprodukten entstehen.Plastic coating means both Belayers of plastics - for example artmaterial metallization - as well as with plastics, i.e. withMaterials, the essential components of such macromolecular organic compounds exist, the synarise theoretically or by modifying natural products.
Das Auftragen solcher Plastikwerkstoffe mit und ohne Füllung durch thermische Spritzverfahren, wie etwa Flammspritzen und Plasmaspritzen mit pulverförmigem oder drahtförmigem Spritzwerkstoff, ist seit langem bekannt. Das bei all diesen Verfahren auftretende Problem ist, dass beim Aufschmelzen des Plastikwerkstoffes dieser in vielen Fällen - bedingt durch die Verweilzeit im Strahl und die thermische Beeinflussung - strukturell verändert wird und dadurch seine Stabilität in Hinsicht auf die Beständigkeit verliert; bei allen bekannten Verfahren ist es notwendig, die zu beschichtende Oberfläche auf die - oder nahe an die - Schmelztemperatur vorzuwärmen.The application of such plastic materials with and without fillingby thermal spray processes such as flame fuelzen and plasma spraying with powder or wirespray material, has been known for a long time. All of thatThe problem with these methods is that when you are onmelt the plastic material in many cases -due to the dwell time in the jet and the thermalInfluencing - is changed structurally and therebyits stability in terms of durability verliert; in all known methods it is necessary tosurface to be coated on - or close to -Preheat the melting temperature.
Bei einem der US-A-5 282 573 zu entnehmenden Flammspritzverfahren wird in einen Flammspritzbrenner das Pulver von innen und von außen in die Flamme eingeführt. Obwohl diese Anlage ein Aufspritzen von Plastikwerkstoff erlaubt, verlieren alle Werkstoffe durch lange Verweilzeit und zu hohe Temperatur ihre erforderlichen Eigenschaften.In one of the US-A-5 282 573 flame spraythe powder frominserted into the flame inside and outside. Although theseSystem allows plastic material to be sprayed on, verall materials due to long dwell times and excessively long onesTemperature their required properties.
Auch Versuche, den Plastikwerkstoff von außen in einem gewissen Abstand in die Plasmaflamme einzubringen, wie in der DE-C-41 29 120 beschrieben, zeigte keine guten Ergebnisse, da auch hier die aufgebrachte Schicht im Vergleich zum nicht gespritzen Werkstoff schlechtere Eigenschaften aufwies.Also attempts to ge the plastic material from the outsideknow how to insert distance into the plasma flame, like in theDE-C-41 29 120 described, did not show good results,because here too the applied layer compared to thenot sprayed material poorer propertiespointed.
Ein wesentliches Problem bei diesen Versuchen bestand darin, dass immer sehr hohe thermische und relativ niedrige kinetische Energie zum Aufspritzen verwendet wurden, da die eingesetzten Spritzgeräte in allen Fällen für höher schmelzende Metalle konstruiert waren.A major problem with these attempts wasin that always very high thermal and relatively lowkinetic energy was used for spraying since theSprayers used in all cases for higher meltmetals were constructed.
In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die erkannten Nachteile zu beseitigen und ein günstiges Verfahren zum Beschichten von Kunststoffteilen ohne Vorwärmung - oder auch von Holz - anzubieten bzw. zum Beschichten mit Kunststoffpulvern od. dgl. organischen Stoffen. Zudem soll eine Vorrichtung dazu geschaffen werden.Knowing these facts, the inventor did itAim set to eliminate the identified disadvantages and aFavorable process for coating plastic partsto offer without preheating - or also from wood - orfor coating with plastic powders or the like. OrganicFabrics. In addition, a device is to be created for whothe.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.The teaching of the independent leads to the solution of this taskClaim; the subclaims give favorable further trainingto. In addition, all com fall within the scope of the inventionbinations from at least two of the ones in the description, theDrawing and / or the features disclosed in the claims.
Erfindungsgemäß wird entweder eine Schicht aus metallischen, nichtmetallischen oder oxidischen Werkstoffen auf ein Kunststoffelement oder aber eine Schicht aus Kunststoff auf einen Grundwerkstoff mittels eines Hochgeschwindigkeits-Spritzverfahrens unter Zugabe des pulverförmigen Werkstoffes durch eine gasgesteuerte - insbesondere mit Überdruck und Unterdruck betriebene - Pulverfördereinheit aufgetragen, dies bevorzugt mittels eines Hochgeschwindigkeits-Flammspritzverfahren oder eines Hochgeschwindigkeits-Kaltspritzverfahrens.According to the invention, either a layer of metallic, non-metallic or oxidic materialsa plastic element or a layer of plasticon a base material by means of a high speedspeed spraying process with the addition of powderMaterial by a gas-controlled - especially withOverpressure and underpressure operated - powder feed unitapplied, preferably by means of a high speedspeed flame spraying process or a high-speedCold spraying process.
Als günstig hat es sich erwiesen, einen Spritzwerkstoff in einem Korngrößenbereich zwischen 0,1 und 150 µm, insbesondere 0,5 bis 75 µm, einzusetzen, besonders aber in einem Korngrößenbereich von 1 bis 30 µm.It has proven to be cheap to use a spray material ina grain size range between 0.1 and 150 microns, in particular0.5 to 75 µm, but especially in oneGrain size range from 1 to 30 µm.
Nach einem anderen Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens werden polymere pulverförmige Kunststoffe durch nanokristalline Zusätze auf die Eigenschaften des Grundwerkstoffes eingestellt; als Spritzpulver werden nanokristalline Pulver vorgeschlagen.According to another characteristic of the method according to the inventionpolymer powdery plastics are made by nanokristalline additives on the properties of the base materialset; nanocrystalline powders are used as wettable powderssuggested.
Gute Resultate werden dann erreicht, wenn die Schicht auf einen faserverstärkten Werkstoff aufgebracht wird, etwa einen durch Kohle- oder Glasfasern verstärkten Werkstoff.Good results are achieved when the layer is ona fiber-reinforced material is applied, such as eggmaterial reinforced with carbon or glass fibers.
Zum anderen kann die erfindungsgemäße Schicht auf einen Kunststoff, einen hochtemperaturbeständigen Kunststoff, auf Polyurethan, Hochleistungsthermoplast und/oder Duroplast aufgetragen werden, insbesondere auf Polyetheretherkenton (PEEK), Polyacryletherkenton (PAEK), deren Vorstufen, Polyphenylensulfit (PPS), Liquidcristallinepolymer (LCP), Entfunctionale Oligomere oder auf Polyamide.On the other hand, the layer according to the invention can be applied to onePlastic, a high temperature resistant plasticPolyurethane, high performance thermoplastic and / or thermosetbe applied, especially on polyether ether clay(PEEK), Polyacryletherkenton (PAEK), their precursors, polyphenylene sulfite (PPS), liquid crystalline polymer (LCP), Entfunctional oligomers or on polyamides.
Der Kunststoff soll im Rahmen der Erfindung als Grundwerkstoff oder als Basisschicht auf einem Metall oder als Deckschicht aufgetragen werden. Als Schicht kann vorteilhafterweise auf den Kunststoff eine Verschleißschicht aus Karbiden, Oxiden, Nitriden, Siliciden, Boriden oder Mischungen davon aufgespritzt werden, wobei die Karbide, Oxide, Nitride, Silicide, Boride mit einem metallischen Binder gebunden werden sollen, beispielsweise mit Nickel, Kobalt od. dgl. Elementen.In the context of the invention, the plastic is said to be the basic workfabric or as a base layer on a metal or as a decklayer can be applied. As a layer can be more advantageousa wear layer made of carbi on the plasticthe, oxides, nitrides, silicides, borides or mixturesof these are sprayed on, the carbides, oxides, nitride, silicide, boride bound with a metallic bindershould be, for example with nickel, cobalt or the like.Elements.
Auch hat es sich als günstig erwiesen, als Schicht einen metallischen oder intermetallischen Werkstoff aufzuspritzen, beispielsweise Ni; NiCr; Cr; Cu; Fe; Al sowie Legierungen oder Mischungen davon. Die Schicht aus einem Gemisch der Werkstoffe kann zudem graduiert aufgebaut werden.It has also proven to be favorable as a layerto spray metallic or intermetallic materialzen, for example Ni; NiCr; Cr; Cu; Fe; Al and Legieor mixtures thereof. The layer of a mixturethe materials can also be built up graduated.
Im Rahmen der Erfindung liegt eine als Hochdruck-Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner ausgebildete Vorrichtung mit einem Düseneinschnürungsbereich und nachgeschaltetem Beschleunigungskanal sowie mit einer gasgesteuerten Pulverfördereinheit, die vorteilhafterweise mit Überdruck sowie mit Unterdruck betrieben zu werden vermag. In diesem Hochdruck-Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner wird der pulverförmige Spritzwerkstoff bevorzugt zentral der Hochgeschwindigkeitsflamme nahe dem Düseneinschnürungsbereich und vor dem Beschleunigungskanal zugeführt, wobei nach einem anderen Merkmal der Erfindung wenigstens eine radial zur Hochgeschwindigkeitsflamme angeordnete Zuführeinrichtung für den pulverförmigen Spritzwerkstoff vorgesehen ist.Within the scope of the invention, a high-pressureHigh speed flame spray burner trained predirection with a nozzle constriction area andswitched acceleration channel and with a gas controlerten powder feed unit, which advantageously with overpressure and can be operated with negative pressure. Inthis high pressure high speed flame spray burnerthe powdery spray material is preferably centralthe high speed flame near the nozzle throatarea and fed before the acceleration channel, wherebyaccording to another feature of the invention at least oneFeeder arranged radially to the high-speed flamedevice for the powdery spray material presee is.
Als weitere erfindungsgemäße Maßnahme ist anzusehen, dass der Druckbereich für den Flammenstrahl des Hochdruck-Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenners mit einem Hochdruck von 5 bis 50 bar - vorzugsweise 10 bis 25 bar - zu betreiben ist. Zudem soll der Pulverförderer zwischen dem Pulverlagerbehälter und dem Pulveraustritt zum Spritzgerät druckgesteuert und druckgekoppelt sein.A further measure according to the invention can be seen thatthe pressure range for the flame jet of the high pressureHigh speed flame spray gun with a highpressure of 5 to 50 bar - preferably 10 to 25 bar - toooperate. In addition, the powder conveyor between thePowder storage container and the powder outlet to the sprayerbe pressure controlled and pressure coupled.
Dank dieser Maßgaben hat sich gezeigt, dass es möglich ist, mit dem erfindungsgemäßen Hochdruck-Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner bei der Einführung des pulverförmigen Werkstoffes axial oder radial nahe oder in der Einschnürzone vor dem oder im Beschleunigungskanal zugeführt werden, wodurch die Plastikwerkstoffe ohne Veränderung der Struktur und ohne Substrat Vorwärmung aufgespritzt werden können. Eine weitere Notwendigkeit ist es, einen druckentkoppelten, durch Unter- und Überdruck gesteuerten Pulverförderer zu verwenden, da nur ein solcher es erlaubt, den pulverförmigen Spritzwerkstoff in der beschriebenen Stelle in den Flammenkanal einzubringen und mit einer ausreichenden Genauigkeit die beschriebenen Spritzwerkstoffe zu fördern.Thanks to these provisions, it has been shown that it is possiblewith the high-pressure, high-speedFlame spray burner when introducing the powderedMaterial axially or radially close or in the notchne are supplied before or in the acceleration channel,whereby the plastic materials without changing the structureand can be sprayed on without substrate preheating.Another need is to use a pressure decoupledpowder conveyor controlled by negative and positive pressureuse, as only one allows the powderedinjection material in the position described in theFlame channel to bring and with a sufficient Geaccuracy to promote the spraying materials described.
Von Bedeutung ist bei einer in der beschriebenen Weise mittels des Hochgeschwindigkeits-Spritzverfahrens auf Plastikwerkstoff aufgebrachten Schicht, dass sie zu einer Verbesserung sowohl der Verschleißfestigkeit als auch der Korossionsbeständigkeit des Grundwerkstoffes beiträgt.Is of importance in the manner describedhigh-speed spraying process on plasticmaterial applied layer that they become a verbWear resistance as well as the Korossion resistance of the base material contributes.
Die erfindungsgemäße - wie gesagt auf Plastikwerkstoff aufgebrachte - Schicht kann zum Herstellen eines Gleitlagers bzw. einer Gleitschicht eingesetzt werden, ebenfalls für eine elektrisch leitende Schicht oder eine magnetische Schicht. Auch die Erzeugung einer Isolierschicht, einer Antihaftschicht oder einer biologisch aktiven Schicht ist möglich.The invention - as I said on plastic materialapplied - layer can be used to manufacture a sliding layergers or a sliding layer can also be usedfor an electrically conductive layer or a magnetic oneLayer. Also the creation of an insulating layer, an Anadherent layer or a biologically active layerpossible.
Im Rahmen der Erfindung liegt schließlich die Verwendung solcher auf einem Plastikwerkstoff entstandener Schichten sowohl in der Automobil-Industrie oder im Maschinenbau als auch in der chemischen Industrie sowie im Schiffs- und Bootsbau. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Medizintechnik.Finally, the use lies within the scope of the inventionsuch layers created on a plastic materialboth in the automotive industry or in mechanical engineering asalso in the chemical industry as well as in the shipping andBoat building. Another area of application is medicinetechnology.
Dank der erfindungsgemäßen Vorgehensweise, i.w. thermische Energie weitgehend durch kinetische zu ersetzen, können die erwähnten Kunststoffteile ohne Vorwärmen beschichtet bzw. in entsprechender Weise Kunststoffschichten auf Grundwerkstoffe aufgetragen werden.Thanks to the procedure according to the invention, i.w. thermalEnergy can be largely replaced by kinetic energymentioned plastic parts coated without preheating orin a corresponding way plastic layers on the basefabrics are applied.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihren beiden Figuren jeweils einen schematisierten Längsschnitt durch einen Hochdruck-Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner (HD-HVOF) und zwar inFurther advantages, features and details of the inventionresult from the following description more preferredExemplary embodiments and with reference to the drawing; thisshows a schematic in each of her two figuresLongitudinal section through a high pressure, high speedFlame spray burner (HD-HVOF) in
Fig. 1 einen Flammspritzbrenner mit axialer Pulverzuführung;Fig. 1 is a flame spraying burner with an axial powder feed;
Fig. 2 einen Flammspritzbrenner mit radialer Pulverzuführung.Fig. 2 shows a flame spray burner with radial powder feed.
Ein pistolenartiger Flammspritzbrenner10 nachFig. 1 enthält ein - nahe der Rückwand12 einer Brennkammer14 mündendes - axiales Zuführrohr18 für den zu verarbeitenden Spritz- oder Werkstoff. Dieses ist an eine bei20 angedeutete Pulverfördereinheit angeschlossen, bei der ein Volumen mit Unterdruck angesaugt sowie mit Überdruck weitergeleitet wird.A pistol-like flame spray burner10 according toFIG. 1 ent holds an - near the rear wall12 of a combustion chamber14 mündende - axial feed pipe18 for the spray or material to be processed. This is connected to a powder feed unit indicated at20 , in which a volume is sucked in under vacuum and passed on with overpressure.
Die sich in einem Bereich16 der axialen Länge a in Spritzrichtung x verjüngende Brennkammer14 geht in einen rohrartigen Beschleunigungskanal22 mit endwärtiger Mündung24 für die Hochgeschwindigkeitsflamme F über.The in a region16 of the axial length a in the spray direction x tapered combustion chamber14 merges into a rohrar term acceleration channel22 with an end mouth24 for the high-speed flame F.
Der Flammspritzbrenner10a derFig. 2 ist zwischen dem sich verjüngenden Bereich16 der Brennkammer14 und dem Beschleunigungskanal22 mit einer Einschnürzone26 ausgestattet, die von einem engen Durchgangsquerschnitt28 definiert ist. Diesem sind die Mündungen zweier radialer Zuführrohre19 in Spritzrichtung x nachgeordnet.The flame spray burner10a ofFIG. 2 is equipped between the tapering region16 of the combustion chamber14 and the acceleration channel22 with a constriction zone26 , which is defined by a narrow passage cross section28 . This is followed by the mouths of two radial feed pipes19 in the spray direction x.
Mit diesem pistolenartigen Flammspritzbrenner10,10a - denen jeweils eine gasgesteuerte Pulverfördereinheit zugeordnet ist - werden ein Flammendruck in der Brennkammer bzw. im Bereich des Pulverinjektionspunktes zwischen 5 bis 50 bar, vorzugsweise 10 bis 25 bar, und eine sehr hohe Flammengeschwindigkeit im Bereich bis zu Mach 3 erreicht. Infolge des hohen Arbeitsdruckes werden die Spritzpulverpartikel wesentlich besser beschleunigt, und die Wärmeeinbringung wird auf ein Minimum reduziert.With this pistol-like flame spray burner10 ,10a - each of which is assigned a gas-controlled powder feed unit - a flame pressure in the combustion chamber or in the area of the powder injection point is between 5 to 50 bar, preferably 10 to 25 bar, and a very high flame speed in the range up to to Mach 3 reached. Due to the high working pressure, the spray powder particles are accelerated much better and the heat input is reduced to a minimum.
Als Grundwerkstoffe eignen sich für das hier beschriebene Verfahren metallische und Plastikwerkstoffe, wie etwa Polyurethan, hochtemperaturbeständige Kunststoffe, Hochleistungsthermoplaste und/oder Duroplaste. Bei metallischen Grundwerkstoffen werden Zwischenschichten zum Abbau der Spannungen zur Kompensation der Unterschiede im Ausdehnungskoeffizient oder zum Abbau derselben aufgetragen, beispielsweise wenn auf einen faserverstärkten Werkstoff eine Verschleißschicht aus Hartstoffen - etwa aus Boriden, Karbiden, Nitriden, Siliciden und/oder Oxiden - mit und ohne Metall- oder Plastikbinder aufgespritzt werden soll.Suitable base materials for the one described hereProcesses metallic and plastic materials, such as Polyurethane, high temperature resistant plastics, high lethermoplastic and / or thermoset. With metallicBase materials become intermediate layers to break down theTensions to compensate for differences in expansioncoefficient or applied to degrade the same, atfor example if a on a fiber-reinforced materialWear layer made of hard materials - such as borides, karbiden, nitrides, silicides and / or oxides - with and withoutMetal or plastic binders should be sprayed on.
Die bei Zwischen- und Deckschichten verwendeten hochtemperaturbeständigen Kunststoffe sind:
The high temperature resistant plastics used for intermediate and top layers are:
die je nach den anstehenden Problemen mit oxidischen und/oder nanokristallinen Werkstoffen gefüllt sein können bzw. als Werkstoffmischung verwendet werden, um die Eigenschaften dem Anforderungsprofil optimal anzupassen.which, depending on the pending problems with oxidicand / or nanocrystalline materials can be filledor used as a mixture of materials to create your ownoptimally adapt to the requirement profile.
Nur wenn mit einem solchen Verfahren gearbeitet wird und die Abstimmung der Spritzwerkstoffe auf die Eigenschaften des Grundwerkstoffes - wie etwa des Ausdehnungskoeffizienten - sowie die Schichtfolge eingehalten werden, können Schichten auf metallische, nichtmetallische und plastische Grundwerkstoffe mit Erfolg aufgebracht werden.Only if such a procedure is used andthe matching of the spray materials to the propertiesof the base material - such as the expansion coefficientten - and the shift sequence can be observedLayers on metallic, non-metallic and plasticBase materials are applied successfully.
Im Werkzeugbau für Karosserieteile werden beim Herstellen von Kleinserien - oder für Änderungen an derartigen Werkzeugen - zur Kostensenkung Hartplastikwerkzeuge oder Teile davon verwendet. Um diese Werkzeuge mit einer verschleißfesten Schicht zu versehen, ist im Hinblick auf die geringe Temperaturbelastung des Grundwerkstoffes nur ein mit hohem Druck arbeitendes Hochgeschwindigkeitsflammspritz-Verfahren einsetzbar.In toolmaking for body parts, during manufacturingof small series - or for changes to such worktestify - to reduce costs hard plastic tools or partsof it used. To wear these tools with aMost layer is in view of the smallThe temperature of the base material is only highHigh speed pressure flame spraying processapplicable.
Bei Versuchen wurde als Übergangsschicht eine Werkzeug-Verschleißbeschichtung einer Schichtdicke von 200 µm mittels eines HD-HVOF (Hochdruck-Hochgeschwindigkeits-Flammspritz-) Verfahrens aufgebracht aus Polyetheretherkenten mit einem Zusatz von Aluminium-Oxiden von 1 bis 30 Gew.-% und einer Kornverteilung für das Spritzpulver von 1 bis 50 µm.In tests, a toolWear coating with a layer thickness of 200 µmHD-HVOF (high-pressure, high-speedFlame spray) process applied from polyether etherswith an addition of aluminum oxides from 1 to 30% By weight and a particle size distribution for the wettable powder of 1up to 50 µm.
Es folgte eine Zwischenschicht aus Kupfer mit einer Schichtdicke von 100 µm, die mit einer Lichtbogendrahtspritzpistole aufgespritzt wird, und auf dieser wurde eine Deckschicht bzw. Verschleißschicht mit einer Schichtdicke von 40 µm aufgebaut, für die ebenfalls ein HD-HVOF-Verfahren eingesetzt wurde. Als Spritzpulver diente hier ein Wolframkarbid/Kobalt 88/12 mit einer Kornverteilung von 1 bis 20 µm.An intermediate layer of copper followed with oneLayer thickness of 100 microns with an arcwire spray gun is sprayed on, and was on thisa top layer or wear layer with one layerthickness of 40 µm, for which an HD HVOFProcedure was used. Served as a wettable powder herea tungsten carbide / cobalt 88/12 with a grain size distribution of1 to 20 µm.
Durch das Aufbringen dieser Beschichtung wurde eine wesentlich höhere Standzeit für das Werkzeug erreicht.By applying this coating an essentialachieved a longer service life for the tool.
Hier erfolgte die Ausführung wie zu Beispiel 1 beschrieben mit dem Unterschied, dass die Übergangsschicht zum besseren Anpassen an den Grundwerkstoff bzw. zum Anpassen der Ausdehnungskoeffizienten einen gradierten Aufbau (PEEK-Aluminium-Oxid) aufwies.The execution was as described for Example 1with the difference that the transition layer for the betterAdapt to the base material or to adapt the Ausexpansion coefficients a graded structure (PEEKAluminum oxide).
Auch diese Ausführung entsprach jener nach Beispiel 1, wobei allerdings die Übergangsschicht zum besseren Anpassen an den Grundwerkstoff bzw. zum Anpassen der Ausdehnungskoeffizienten und der elektrischen Leitfähigkeit aus einem Spritzwerkstoff der Zusammensetzung PEEK-Aluminium-Oxid-Kupfer besteht.This version also corresponded to that according to Example 1, wherebut the transition layer for better adjustmentto the base material or to adjust the expansioncoefficients and the electrical conductivity from oneSpray material of the composition PEEK aluminum oxideCopper exists.
Dieses entsprach dem Beispiel 3 mit dem Unterschied einer galvanisch oder elektrochemisch aufgebrachten Verschleißschicht.This corresponded to Example 3 with the difference onegalvanically or electrochemically applied wearlayer.
Hierbei wurde die nach Beispiel 4 erzeugte fertige Beschichtung vor dem Einsatz mit einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich von 150 bis 350°C nachbehandelt.Here, the finished Be produced according to Example 4layering before use with a heat treatment in theAftertreated temperature range from 150 to 350 ° C.
Auf Walzenrollen für die Papierindustrie wurde zur Verbesserung der Standzeiten und der Beständigkeit gegen Feuchtigkeit eine Verschleißschutzschicht mit hoher Durchschlagsfestigkeit und niedriger Klebeneigung aufgetragen. Als Spritzanlage wurde eine HD-HVOF-Einrichtung mit einer unter Überdruck und Unterdruck arbeitenden Pulverfördereinheit verwendet. Die Schichtdicke sollte 500 µm betragen.On roller rolls for the paper industry became a verbImproved service life and resistance to moisturea wear protection layer with high throughputimpact resistance and low tendency to stick.An HD-HVOF device with apowder conveyors working under positive and negative pressureused. The layer thickness should be 500 µm.
Als Spritzpulver wurde ein Gemisch aus 70 bis 98 Gew.-% Polyetheretherkenton (PEEK) und 2 bis 30 Gew.-% nanokristallinen Oxiden einer Kornverteilung von 1 bis 20 µm eingesetzt. Die gefundenen Werte und Standzeiten lagen gegenüber denen ohne Beschichtung wesentlich höher.A mixture of 70 to 98% by weight of Po was used as wettable powderLyetheretherkenton (PEEK) and 2 to 30 wt .-% nanokristallinen oxides with a grain size distribution of 1 to 20 µmset. The values and service life found were oppositemuch higher than those without a coating.
Entsprach dem Beispiel 6, wobei die Beschichtung einen gradierten Aufbau aufwies.Corresponded to Example 6, the coating having a grastructure.
Auch dieses entsprach dem Beispiel 6, allerdings unter Einsatz eines Faserverbundwerkstoffes als Grundwerkstoff.This also corresponded to example 6, but under oneset of a fiber composite material as the base material.
Beim Aufspritzen einer Antifäulnis-Schicht auf einen aus Kunststoff hergestellten Boots- oder Schiffskörper wurde das HD-HVOF-Verfahren eingesetzt und eine Schicht einer Schichtdicke von 500 µm mit der folgenden Zusammensetzung aufgebracht: der pulverförmige Spritzwerkstoff bestand aus einem Gemisch von einem Polyurethanpulver sowie einem nanokristallinen Kupferpulver im Verhältnis 90/10; die Kornverteilung betrug 1 bis 75 µm.When spraying an anti-rot layer on onePlastic boat or hull was madethe HD-HVOF process and a layer of oneLayer thickness of 500 microns with the following compositionapplied: the powdery spray material consisted ofa mixture of a polyurethane powder and a nanocrystalline copper powder in the ratio 90/10; the Kornvergraduation was 1 to 75 microns.
Diese Schicht zeigte gegenüber den sonst üblichen kupferhaltigen Farbanstrichen eine wesentlich höhere Standzeit und bot eine bessere ökologische Verträglichkeit an.This layer showed compared to the usual coppercontaining paints a much longer service lifeand offered better ecological compatibility.
Kohlefaserverstärkte Implantate für Knie- oder Hüftgelenke können bis heute nur bedingt eingesetzt werden, da sich das Hydroxylapatit nicht auf diesen Werkstoff aufspritzen läßt. Darum wurde mit dem HD-HVOF-Verfahren eine mit diesem Grundwerkstoff und dem menschlichen Körper verträgliche Zwischenschicht und anschließend die biostabile Schicht - beispielsweise Hydroxylapatit - aufgespritzt. Die Zwischenschicht einer Schichtdicke von 50 µm bestand aus pulverförmigem PPS und Al-Oxid im Mischungsverhältnis 10 bis 40 Anteile Al-Oxid, Rest PPS.Carbon fiber reinforced implants for knee or hip jointscan only be used to a limited extent to date, since thatDo not spray hydroxyapatite on this material.That is why the HD-HVOF process became one with thisBase material and compatible with the human bodyIntermediate layer and then the biostable layer -for example, hydroxyapatite - sprayed on. The twoLayer of a layer thickness of 50 microns consisted of puldeformed PPS and Al oxide in a mixing ratio of 10 to40 parts Al oxide, rest PPS.
Diese Lösung ergab eine implantierbare Prothese, die sehr leicht und gut verträglich ist. Auch die Entstehungskosten können gegenüber einer Titanlegierung als Grundwerkstoff enthaltenden Prothesen niedriger gehalten werden.This solution resulted in an implantable prosthesis that was veryis light and well tolerated. Also the creation costscan compared to a titanium alloy as the base materialcontaining prostheses can be kept lower.
Bei Walzengleitlagern sollte das bis jetzt verwendete Weißmetall gegen einen besseren Gleitlagerwerkstoff ersetzt werden. Die Beschichtung nach dem HD-HVOF-Verfahren geschah mit einer Zwischenschicht und einer Deckschicht aus pulverförmigen Werkstoffen der folgenden Zusammensetzung:
In the case of roller plain bearings, the white metal used up to now should be replaced by a better plain bearing material. The coating according to the HD-HVOF process was done with an intermediate layer and a top layer made of powdery materials of the following composition:
Die so hergestellten Gleitlager zeigten sehr gutes Gleitverhalten und eine wesentlich höhere Standzeit als bislang bekannte Gleitlager.The plain bearings produced in this way showed very good slidingbehavior and a much longer service life than beforeknown slide bearings.
Ein Reaktorbehälter für die chemische Industrie sollte zur Steuerung der darin durchzuführenden Reaktionen mit einer korrosionsfesten und magnetischen Schutzschicht versehen werden. Die Beschichtung sollte mit dem HD-HVOF-Verfahren erfolgen und die aufgebrachte Schicht eine Schichtdicke von 700 µm aufweisen.A reactor vessel for the chemical industry should be usedControl of the reactions to be carried out with aprovided with a corrosion-resistant and magnetic protective layerbecome. The coating should be done using the HD-HVOF processtake place and the applied layer has a layer thickness of700 µm.
Als pulverförmiger Werkstoff wurde ein Gemisch aus PEEK, Si-Oxid, Al-Oxid und nanokristallinem Ferrit verwendet. Die Zusammensetzung lag bei Si-Oxid 5 bis 20 Gew.-%, Al-Oxid 10 bis 20 Gew.-% und Rest PEEK. Durch die Ferritkorngröße wurde der Curiepunkt der Beschichtung auf 280°C eingestellt. Die Kornverteilung betrug 1 bis 40 µm.A mixture of PEEK,Si oxide, Al oxide and nanocrystalline ferrite are used. TheThe composition was 5 to 20% by weight for Si oxide and 10 for Al oxideup to 20% by weight and the rest PEEK. Due to the ferrite grain sizede the Curie point of the coating is set to 280 ° C.The grain size distribution was 1 to 40 µm.
Nach dem Aufspritzen wurde die Schicht mittels Induktion nachgesintert.After spraying, the layer was made by inductionresintered.
Die nachfolgend in diesem Reaktor durchgeführten Reaktionen waren sehr erfolgversprechend.The reactions subsequently carried out in this reactorwere very promising.
Auf einem aus Holz hergestellten Klettergarten für einen Spielplatz sollte eine verwitterungsfeste Schutzschicht einer Schichtdicke von 200 µm mit dem HD-HVOF-Verfahren aufgebracht werden.On a climbing garden made of wood for onePlayground should have a weatherproof protective layerlayer thickness of 200 µm with the HD-HVOF processto be brought.
Als pulverförmiger Werkstoff wurde ein Gemisch verwendet aus
A mixture of was used as the powdery material
Die so hergestellte Schutzschicht hatte eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit und zeigte zudem eine schöne schwarze Farbe.The protective layer thus produced had an excellent oneWeather resistance and also showed a niceblack color.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19959515ADE19959515A1 (en) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | Process for plastic coating by means of a spraying process, a device therefor and the use of the layer |
| EP00993329AEP1237662B1 (en) | 1999-12-09 | 2000-12-11 | Method for providing a plastic coating by means of spraying, device used for said method and use of the layer thereby produced |
| AU28412/01AAU2841201A (en) | 1999-12-09 | 2000-12-11 | Method for providing a plastic coating by means of spraying, device used for said method and use of the layer thereby produced |
| PCT/EP2000/012480WO2001042525A2 (en) | 1999-12-09 | 2000-12-11 | Method for providing a plastic coating by means of spraying, device used for said method and use of the layer thereby produced |
| AT00993329TATE425815T1 (en) | 1999-12-09 | 2000-12-11 | METHOD FOR PLASTIC COATING BY MEANS OF A SPRAYING PROCESS, A DEVICE THEREFOR AND THE USE OF THE LAYER |
| DE50015599TDE50015599D1 (en) | 1999-12-09 | 2000-12-11 | METHOD FOR PLASTIC COATING BY MEANS OF A SPRAYING, A DEVICE THEREFOR AND THE USE OF THE LAYER |
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| 8141 | Disposal/no request for examination |