AT386381B - Verfahren zur herstellung eines thermoplastischen kunststoffueberzuges auf metallischen maschinenteilen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen Kunst- stoffüberzuges auf metallischen Maschinenteilen, gemäss welchem nach Vorbehandlung der zu überziehenden Metalloberfläche ein Kunststoff aufgebracht und durch Erwärmung an diese ange- schmolzen wird. 



   Es sind bereits unzählige derartige Verfahren bekannt, wobei die mit ihnen hergestellten
Kunststoffüberzüge hauptsächlich als Schutzschicht, Gleitschicht oder   Verschleissschicht   dienen. 



   Das Auftragen des Kunststoffes erfolgt entweder in Pulverform (DE-OS 3038284) oder in Suspensions- form (DE-OS 3001516). Gelegentlich sind im Kunstsoff auch (an) organische Kurzfasern enthalten (DE-OS 2935205) ; desgleichen ist die Beigabe von Füllstoffen oder Pigmenten wie Chromoxid,
Graphit usw. üblich (DD-PS Nr. 88152). Gemäss der DE-OS 3444938 wird noch zusätzlich Aluminium- pulver aufgewalzt. 



   Über die genannten Verfahrensschritte hinaus offenbart die DE-OS 2935205 noch folgende
Verfahrensstufen :
Eindrücken von (an) organischen Endlosfasern
Auftragen einer weiteren Kunststoffschicht mit Kurzfasern und Zusatzstoffen
Anschmelzen der weiteren Kunststoffschicht
Verdichten der gesamten Beschichtung
Abkühlen. 



   Ergänzend zu diesem Stand der Technik wird auf das Buch von Vadäsz : Plastbeschichten zum Aufarbeiten von Verschleissteilen, VEB Verlag Technik, Berlin 1984, hingewiesen, in dem der bisherige Wissensstand auf dem Gebiet der Technologie der Plastbeschichtung zum Zweck der Verschleissminderung von neuen Bauteilen, zum Entwickeln günstiger Reibpaarungen und zum Aufarbeiten verschlissener Bauteile dargestellt ist. 



   Die bekannten Verfahren haben insbesondere den Nachteil, dass beim Auftragen des Kunststoffes in Pulver- oder Suspensionsform keine gleichmässigen Auftragsdicken und daher nach dem Anschmelzen auch keine gleichmässigen Schichtdicken erzielt werden können. Überdies gehen die Erwärmung bzw. Vorwärmung sowie die Abkühlung vor allem bei grossen Maschinenteilen relativ langsam vor sich. Dies hat nicht nur unvollständiges Aufschmelzen oder aber Verschmoren und somit unterschiedliche Haftung des Überzugs zur Folge, sondern erfordert auch eine mechanische Nachbehandlung. Ganz besonders zeigt sich dieser Nachteil bei der Herstellung dünner Kunststoffüberzüge : Schichtdicken von 0, 2 bis 0, 4 mm können nur ausgehend von dickeren Schichten durch nachträgliches Abarbeiten erzeugt werden. 



   Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der angeführten Nachteile,   d. h.   ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung qualitativ hochwertiger (Haftung, Wärmeleitung, Elastizität, Verschleisswiderstand) Kunststoffüberzüge auf Maschinenteilen, wobei gleichmässige Schichtdicken-selbst wenn sie gering sind-ohne mechanische Nachbearbeitung angestrebt werden. 



   Dieses Ziel wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Kunststoff in   Faden-und/oder Folienform   aufgetragen und durch Momentanerhitzung auf- und angeschmolzen wird. 



   Die Faden-und/oder Folienform des Kunststoffes gewährleistet ein gleichmässiges Auftragen der Überzugsschicht mit wohldefinierter Dicke. Die Momentanerhitzung stellt wieder ein durchgreifendes Auf-und Anschmelzen sicher, so dass auch der fertige Überzug kaum Dickenschwankungen aufweist und daher keine Nachbearbeitung erfordert. 



   Zweckmässigerweise wird der Kunststoff in Form eines Fadensystems aufgetragen, wie es aus der Textilindustrie allgemein geläufig ist, wobei Fäden unterschiedlicher Dicken Verwendung finden können. In das Fadensystem können Fäden aus Glas, Keramik und/oder Metall integriert werden, wobei die Fadenanordnung im System nach den jeweiligen Anforderungen zu wählen sein wird. 



   Der Kunststoff kann auch in mehreren Schichten aus Fäden und/oder Folien aufgetragen werden. Zwischen zwei oder mehrere Kunststoffschichten können auch Schichten aus Glas-, Keramik-und/oder Metallfäden eingebettet werden. In der Regel liegen in einer Fadenschicht die Fäden dicht nebeneinander. Falls jedoch mehrere Fadenschichten vorgesehen sind, ist es bei Vorliegen spezieller Schmieranforderungen zweckmässig, wenn in wenigstens einer der Fadenschich- 

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 ten die Fäden voneinander distanziert aufgetragen werden. Dies hat zur Folge, dass die Zwischenräume zwischen den Fäden nach dem Auf-und Anschmelzen leichte Vertiefungen ergeben, in denen sich Schmiermittel ansammeln kann. 



   Mitunter kann das positionssichere Auftragen der Kunststoffäden bzw. -folien auf die zu überziehende Fläche schwierig sein, weil die Schicht die Tendenz hat, sich von der Fläche abzuheben bzw. auf dieser zu verrücken. In diesem Fall wird es sich empfehlen, einen selbsthaftenden Kunststoff in Faden-und/oder Folienform aufzutragen. 



   Bei rotationssymmetrischen Maschinenteilen ist es zweckmässig, wenn der Faden bzw. die Fäden und/oder die Folie (n) aufgewickelt wird (werden). Hiebei kann auf die herkömmliche Technologie der Textil- oder Kabelindustrie zurückgegriffen werden. 



   Die zur Erreichung des Erfindungszieles erforderliche Momentanerhitzung des aufgetragenen thermoplastischen Kunststoffes kann in einfacher Weise durch Stromdurchflutung des Maschinenteiles oder durch Induktionserwärmung erfolgen. Werden im Überzugssystem auch Metallfäden verwendet, ist es möglich, diese gleichzeitig als Heizfäden heranzuziehen. 



   Um die Haftung des Kunststoffes auf der zu überziehenden Fläche zu verbessern ist es von Vorteil, wenn auf die vorbehandelte Metalloberfläche vor dem Auftragen des Kunststoffes eine Grundierung mit einer Zusammensetzung von 9 bis   10% Salzsäure (HCL)   oder Phosphorsäure 
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 wird. Die beigemengte Wärmegradindikatorfarbe ermöglicht eine einfache Kontrolle der optimalen Anschmelztemperatur und Aufschmelzzeit. Das Auftragen der Grundierung kann durch Tauchen, Streuen oder in Form einer selbsthaftenden Schicht erfolgen. 



   Die Erfindung wird im folgenden an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. 



  Obzwar sich diese auf rotationssymmetrische Maschinenteile beziehen, ist selbstverständlich, dass die Erfindung auch auf ebene oder beliebig geformte Flächen anwendbar ist. 



    Beispiel l : Achsstutzen   
Die verschlissene Mantelfläche eines   LKW-Achsstutzens   soll durch einen Kunststoffüberzug wieder verwendungsfähig gemacht werden. Diese Methode kommt weitaus billiger als die gänzliche Erneuerung des Bauteils. Nachstehende Verfahrensschritte werden ausgeführt :
1. Reinigung :
Der Achsstutzen wird mit in Warmwasser gelöster Lauge bzw. unter Zugabe eines Lösungsmittels gewaschen, hierauf abgespült und anschliessend geflämmt. 



   2. Vorbehandlung :
Die gereinigte und ausgebrannte Mantelfläche wird mit Korund (A12 03) von 0, 8 bis 1, 5 mm Korngrösse gestrahlt. 



   3. Grundierung :
Eine Grundierung der weiter oben angegebenen Zusammensetzung wird auf die Metalloberfläche durch Tauchen, Pinseln oder in Form einer selbsthaftenden Schicht aufgetragen und hierauf getrocknet. 



   4. Überziehen :
Der Achsstutzen wird zunächst mit einem 0, 3 mm dicken Polyamidgewebe mit einer Fadendichte von 320/80 dicht umwickelt. Danach folgt eine 0, 02 mm dicke Glasfadenschicht, die hierauf mit dem vorgenannten Polyamidgewebe abgedeckt wird. Der Überzug besteht somit aus zwei Polyamidgewebeschichten mit einer dazwischen eingebetteten Glasfadenschicht. 



   5. Aufschmelzen :
Der Achsstutzen wird vertikal zwischen Spitzen eingespannt und mit einer hochfrequenzerregten Induktionsspule umgeben. Danach wird er in Drehung versetzt, während die Induktionsspule Auf- und Abwärtshübe vollführt. Die technischen Daten lauten :
Frequenz : 460 kHz
Leistung : 1, 5 kW
Drehzahl : 50 Umdr/min
Vorschub : 15 mm/s
Hubzahl : 2
Aufschmelz- zeit : 70 s. 

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