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Verfahren zur Herstellung von metallischen Überzügen.
Die Erfindung bezieht sich auf die bekannten Verfahren zur Herstellung von metallischen Überzügen, bei welchen unter Anwendung von Druck flüssig zerstäubtes oder dampfförmiges Metall auf die zu überziehende Fläche geschleudert wird. Bei diesen Verfahren wird der Druck im allgemeinen durch ein besonderes Mittel erzeugt, doch kann, sofern eine teilweise oder völlige Verdampfung des Metalles Anwendung findet, auch der Dampfdruck des Metalles das Aufschleudern bewirken.
Um mittels derartiger Verfahren möglichst dichte Überzüge erzielen zu können, kommt es, gleichgültig, ob es sich um flüssig zerstäubtes oder dampfförmiges Metall handelt, darauf an, auf dem Wege von der Spritzdüse bis zum Werkstück eine Oxydation des Metalles möglichst zu verhüten. Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, die Behandlung der zu überziehenden Gegenstände in einem geschlossenen Raum vorzunehmen, der mit einem chemisch unwirksamen Gas gefüllt ist und zu dem die atmosphärische Luft keinen Zutritt hat. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass es die Behandlung der Gegenstände in freier Luft, auf die in vielen Fällen nicht verzichtet werden kann, ausschliesst. Die Erfindung wählt daher einen anderen Weg zur Erzielung des angestrebten Zweckes.
Sie besteht darin, dass der Zutritt von atmosphärischer Luft zum Spritzstrahl durch einen indifferenten Gasstrom vermieden wird. Dies kann an sich in verschiedenartiger Weise durchgeführt werden. Ein Mittel besteht darin, dass die atmosphärische Luft durch indifferente Gase ersetzt bzw. durch diese Gase der Zutritt von atmosphärischer Luft verhindert wird ; ein anderes darin, dass die Metalldämpfe, bevor sie auf die Unterlage gelangen, unter Ausschluss der atmosphärischen Luft gekühlt werden. Im ersteren Falle ist das Verfahren sowohl auf flüssig zerstäubtes, wie auch dampfförmiges Metall anwendbar.
Die Kühlung kann beispielsweise so durchgeführt werden, dass die heissen Metalldämpfe durch ein mit Rippen versehenes Ansatzrohr geleitet werden, wobei sie unter Abschluss der atmosphärischen Luft gekühlt werden. Weiter kann man auch in der Weise vorgehen, dass die Metalldämpfe nach dem Verlassen der Düse in einen zwischen Düse und Werkstück angeordneten Behälter geführt werden, unterhalb dessen bzw. in dessen Nähe ein weiterer, mit dem erstgenannten in Verbindung stehender Behälter sich befindet, in dem die nicht zum Überziehen zur Verwendung gelangenden Metalldampfteilchen sich sammeln und eventuell zur weiteren Verwendung benutzt werden können. Es wird dadurch verhindert, dass auch diese unbenutzten Metalldampfteile mit der atmosphärischen Luft in Verbindung gelangen können und somit Oxydeinschlüsse entstehen.
Ein weiterer Weg zur Durchführung des Kühlverfahrens besteht darin, dass die heissen Metalldämpfe durch einen mittels einer Wasservorlage gekühlten Ansatzkörper geführt und dann auf den zu überziehenden Gegenstand geschleudert werden.
Der Zutritt von atmosphärischer Luft zum Spritzstrahl kann, wie bereits bemerkt. auch dadurch vermieden werden, dass der Spritzstrahl mit einem Mantel aus indifferenten Gasen umkleidet wird, der entweder die atmosphärische Luft verdrängt oder aber den Zutritt von atmosphärischer Luft zu dem Strahl überhaupt verhindert. Um dies zu erzielen, kann man beispielsweise die ausströmenden Metalldämpfe in einen im wesentlichen ge-
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schlossenen Behälter gelangen lassen, in welchen indifferente Gase eintreten können, und der ferner mit Ableitungen für diese, sowie für die verdrängte atmosphärische Luft versehen ist. Ausserdem sind an diesem Behälter Öffnungen vorgesehen, durch welche das zu behandelnde Arbeitsstück in den Behälter vor die Düse gebracht werden kann.
Diese Öffnungen brauchen nicht sorgfältig verschlossen zu sein, da ja etwa eintretende atmosphärische Luft durch die dauernd zugeführten indifferenten Gase sofort verdrängt wird.
Um die Umkleidungswirkung zu erzielen, kann man aber weiter auch. insbesondere falls es sich um flüssig zerstäubtes Metall handelt, in der Weise vorgehen dass man von der Anordnung eines besonderen Behälters absieht und den Zerstäubungsstrahl durch entsprechende Ausbildung der Düse so behandelt, dass die Umkleidungswirkung erzielt wird.
Beispielsweise kann dieses Verfahren in der Weise ausgeübt werden. dass der Düsenraum. der das Druckmittel leitet, durch eine in der Längsrichtung sich erstreckende Wand unterteilt wird, so dass die Bildung von zwei Gasströmen herbeigeführt wird, deren einer die Matalldämpfe bzw. das verflüssigte Metall ansaugt, während der andere die Umkleidung des austretenden Zerstäubungsstrahles herbeiführt.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 angedeutet. wie das eine dieser letzteren Verfahren beispielsweise durchgeführt werden kann. Es ist dabei dasjenige Verfahren vorausgesetzt, bei dem die Dämpfe in einen Behälter geführt werden, der mit Zuleitungen für indifferente Gase versehen ist und in welchem der zu überziehende Gegenstand behandelt wird.
In den Behälter a mündet bei b die Düse. durch welche die heissen Metalldämpfe in den Behälter eintreten. c ist eine beispielsweise mit Kohlensäure gefüllte Flasche, die durch die Leitung d ihren Inhalt in das Innere des Behälters a ausströmen lassen kann. Oben und unten sind an dem Behälter Ableitungen e bzw. f vorgesehen, die beide in eine Vorlage g münden, die beispielsweise mit Wasser gefüllt ist. In der Wandung des Behälters sind ferner Öffnungen h vorgesehen. die zum Einbringen der Arme in das Innere des Behälters und somit zum Einführen des zu behandelnden Werkstückes vor die Düse dienen.
Um dabei den Arbeitsvorgang beobachten zu können. ist bei i ein Fenster in der Wandung des Behälters a vorgesehen.
Die bei b einströmenden Metalldämpfe befinden sich dauernd unter dem Einfluss der dlrch d einströmenden indifferenten Gase, welche die etwa in dem Behälter vorhandene atmosphärische Luft verdrängen und im weiteren Verlauf der Behandlung den Zutritt von Luft verhindern. Die verbrauchten indifferenten Gase sowie die verdrängte atmosphärische Luft und die sich niederschlagenden unverbrauchten Metalldampfteile gelangen je nach ihrer spezifischen Schwere entweder durch die obere oder die untere Ableitung e bzw. f in die Vorlage g.
In den Fig. 2 und 3 sind zwei Ausführungsformen einer Düse in vergrössertem Massstabe dargestellt, durch die es ermöglicht wird. eine Umkleidungswirkung ohne Anwendung eines besonderen Behälters zu erzielen und somit den Zutritt der atmosphärischen Luft zu verhindern. Diese Figuren sind ausschliesslich auf die Darstellung der Düse beschränkt, da die übrige Ausbildung der Apparatur für die Durchführung des Verfahrens unwesentlich ist, wie es ebenso ohne Bedeutung ist, ob durch die Düse Metalldampf oder das Metall in flüssigem Zustande geleitet wird.
Die Düse besteht im Falle beider Figuren zunächst aus dem äusseren Mantel k von konischer Form und dem Kern 1 von gleicher Form, der in der Mitte die Durchbohrung m zur Leitung des beispielsweise stabförmigen Metalles besitzt. Der Mantel ist an der Basis
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Fig. 2 eine Zwischenwand o, die sich im wesentlichen parallel zum Mantel der Düse erstreckt und somit zwei Ringräume bildet, die den Kern der Düse umgeben. Jeder dieser Räume erhält durch Bohrungen p einen gesonderten Gaszutritt und es ist ersichtlich, dass das durch den äusseren Ringraum strömende Gas zur Ummantelung des aus der Düse austretenden Metalldampfgasgemisches bzw. des flüssigen Zerstäubungsstrahles dient.
Bei der Ausbildung nach Fig. 3 ist nur eine einzige Gaszuführung vorgesehen. Die Unterteilung des Gasstromes wird in diesem Falle dadurch gebildet, dass die Zwischenwand Unterbrechungen aufweist. Die Zwischenwand ist gegenüber der Gaszuführung so angeordnet, dass nach Passieren der Unterbrechungen der Gasstrom auf die Zwischenwand trifft und somit geteilt wird. Die Wirkung der beiden Gasströme ist dann die gleiche wie vorher angegeben.
Die Kühlung der Metalldämpfe kann beispielsweise unter Benutzung von Vorrichtungen nach den Fig. 4 und 5 erfolgen.
Das zu verdampfende Metall gelangt in beiden Fällen durch ein Rohr q in pulverförmigem oder vorzugsweise flüssigem Zustande in einen Schmelzbehälter r, in dem es unter Einwirkung eines geeigneten Brenners verdampft. Der Dampf strömt durch Überdruck auf das zu überziehende Werkstück, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Im Falle der Fig. 4 ist das Auströmungsrohr s mit einem Kühlmantel t in Gestalt eines mit
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Rippen versehenen Rohrstückes versehen, durch das bekanntlich eine günstige Kühlwirkung erzielt wird.
Im Falle der Fig. 5 ist das Rohr s durch einen mit Wasser gefüllten Behälter u geführt, der die Kühlung bewirkt.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Verfahren zur Herstellung von metallischen Überzügen, bei welchen unter Anwendung von Druck flüssig zerstäubtes oder dampfförmiges Metall auf die zu überziehende Fläche geschleudert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung der Oxydation der Zutritt von atmosphärischer Luft zum Spritzstrahl durch einen indifferenten Gasstrom vermieden wird.