DE10130323A1 - Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise, insbesondere in einer Papier- oder Kartonmaschine, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung - Google Patents

Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise, insbesondere in einer Papier- oder Kartonmaschine, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung

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DE10130323A1
DE10130323A1 DE10130323A DE10130323A DE10130323A1 DE 10130323 A1 DE10130323 A1 DE 10130323A1 DE 10130323 A DE10130323 A DE 10130323A DE 10130323 A DE10130323 A DE 10130323A DE 10130323 A1 DE10130323 A1 DE 10130323A1
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Rainer Gadow
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/48—Suction apparatus
    • D21F1/483—Drainage foils and bars

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verschleißkörper (1) in Schichtverbundbauweise gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, DOLLAR A - dass der Verschleißkörper (1) vorzugsweise aus einem Trägerkörper (6) aus Edelstahl (6.1) und/oder Kupfer und/oder Nickel und/oder Druckguss und/oder Aluminium und/oder Zink und/oder mindestens einer derer Legierungen oder aus einem Kunststoffträger (6.2) mit mindestens einer eingebrachten Platte (6.3) aus Edelstahl (6.1) und/oder Kupfer und/oder Nickel und/oder Druckguss und/oder Aluminium und/oder Zink und/oder mindestens einer derer Legierungen gebildet ist, DOLLAR A - dass der Verschleißkörper (1) einen Einlaufbereich (7) mit einem Einlaufwinkel (beta) für das Medium (4.1) aufweist, der 90 DEG , vorzugsweise 45 DEG , ist, DOLLAR A - dass mindestens die einen Verschleiß unterliegende Teiloberfläche (3) des Verschleißkörpers (1) mindestens eine mindestens aus der Klasse der selbstfließenden Legierungen (8) bestehende verschleißarme Schicht (9) aufweist und DOLLAR A - dass die verschleißarme Schicht (9) thermisch umgeschmolzen ist. DOLLAR A Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise, insbesondere eine Entwässerungsleiste, einen Deflektor, ein Foil oder eine Saugerleiste in einer Papier- oder Kartonmaschine, über dessen mindestens eine Teiloberfläche ein einen Verschleiss verursachendes Medium, insbesondere ein Fluid oder eine Materialbahn, insbesondere eine Bespannung in Form eines Siebes oder eines Filzes in einer Papier- oder Kartonmaschine, geführt ist.
  • Derartige Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise finden in nahezu allen Bereichen der Technik ihre Anwendung, beispielsweise als Hochdruckkolben in Fluidpumpen mit dem Fluid Flüssigkeit, in Hochvakuumpumpen mit dem Fluid Gas oder Gasgemisch, als Präzisionsführungen in Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen oder, wie bereits erwähnt, als Entwässerungsleiste in Papier- oder Kartonmaschinen mit dem Medium Materialbahn in Form einer Bespannung.
  • Bekannte Verschleisskörper in einer Papier- oder Kartonmaschine, insbesondere eine Entwässerungsleiste, ein Deflektor, ein Foil oder eine Saugerleiste, werden bislang zum einen aus Verbundsystemen, bestehend aus gesinterten Keramikwerkstoffen (Sinterkeramik) und aus Kunststoffträgern, und zum anderen aus Bauteilen mit aufgebrachten Verschleissschutzschichten hergestellt, wobei diese Bauteilausführungen im Vergleich zu den Verbundsystemen geringere Dicken aufweisen.
  • Die Verbundsysteme sind im allgemeinen aus miteinander und mit mindestens einem Trägerkörper verklebten Sinterkeramik-Segmenten hergestellt, wobei der Verbund zum Trägerkörper häufig zusätzlich mechanisch beziehungsweise kraft- oder formschlüssig, beispielsweise mittels mindestens einer Schwalbenschwanznut und gegebenenfalls mittels zusätzlicher Schraubverbindungen, gesichert ist.
  • Die verwendeten Keramikwerkstoffe bestehen in der Regel aus Oxiden, Carbiden oder Nitriden. Häufig werden aus diesen genannten Stoffgruppen SiC, Si3N4, Al2O3, ZrO2 mit verschiedenen Stabilisatoren, MgO, Y2O3, Seltenerdoxide oder auch mehrphasige Mischkeramiken hieraus eingesetzt.
  • Der Stand der Technik im Bereich Keramikwerkstoffe für Verschleisskörper in Papier- oder Kartonmaschinen wird beispielsweise in den beiden deutschen Offenlegungsschriften DE 33 06 457 A1 und DE 41 39 105 A1, in den PCT-Anmeldungen WO 92/19565 A1 (= EP 0 588 803 A1), WO 97/10381 A1 und WO 93/00473 A1 und in der US-Patentschrift US 3,393,124 ausführlich beschrieben.
  • Als Nachteile dieser heute vorwiegend eingesetzten Verbundsysteme ergeben sich zum einen die Verwendung von vergleichsweise teuren, schwer zu bearbeitenden gesinterten Keramikbauteilen an sich sowie die überdurchschnittlich teuere und aufwendige Herstellung und Montagetechnik. Zum anderen können durch Einwirkung höherer Temperaturen, wie sie zum Beispiel beim Trockenlauf von Papier- oder Kartonmaschinen auftreten können, oder bei starken Temperaturschwankungen Risse entstehen oder Bruchstellen auftreten. Dies wiederum führt zu einem verstärkten Verschleiss am Gegenkörper (Bespannung). Durch chemische und/oder temperaturmäßige Einflüsse besteht zudem die Möglichkeit, dass Klebemittel an Fügestellen der einzelnen Keramikelemente versagen, wobei auch dies zu einem erhöhten Bespannungsverschleiss, gar zu einer Bespannungszerstörung, führt. Die beschränkten Möglichkeiten in der Bauteilgestaltung und bei der Herstellung gesinterter Keramikwerkstücke behindern zudem die freie geometrische Formgebung von Verschleisskörpern, insbesondere von Entwässerungselementen wie beispielsweise Entwässerungsleisten. Überdies ist die Herstellung von Einlaufbereichen mit Einlaufwinkeln von ≤ 60° aufgrund werkstoffbedingter Gegebenheiten, wie beispielsweise Sprödheit der Keramikwerkstoffe, nicht möglich, wobei jedoch gerade in diesem Winkelbereich eine verbesserte Entwässerungsleistung zu erwarten ist. Ein weiterer Nachteil stellt die geringe mechanische Belastbarkeit, wie beispielsweise Biege- und Kerbschlagbeanspruchung, aufgrund der Sprödheit der Keramikwerkstoffe dar, was letztendlich zu Ausbrüchen und als Folge hieraus zu erhöhtem Bespannungsverschleiss, gar zu einer Bespannungszerstörung, führt.
  • Bei den bekannten Bauteilen mit aufgebrachten Verschleissschutzschichten werden verschleissmindernde Beschichtungen auf Substraten eingesetzt, die aufgrund ihrer Eigenschaften keine Korrosionserscheinungen erwarten lassen. Die verschleissmindernden Beschichtungen werden häufig durch thermische Spritzverfahren aufgebracht, da hiermit eine kostengünstige und nicht in Segmente unterteilte Herstellung ermöglicht wird.
  • Gemäß dem bekannten Stand der Technik, der beispielsweise in den beiden PCT-Anmeldungen WO 96/05370 A1 und WO 96/24717 A1 und in den US-Patentschriften US 4,331,511, US 3,446,702, US 3,778,342, US 3,352,749 und US 3,351,524 ausführlich beschrieben ist, werden vorwiegend Beschichtungen aus Oxiden, beispielsweise Al2O3, Cr2O3, ZrO2, SiO2, oder TiO2, Carbiden, beispielsweise WC oder TiC, Al- und/oder Zr-Silikaten, Boriden, beispielsweise TiB2, Ti2B, ZrB, ZrB2 oder ZrB12, sowie Mischungen der angesprochenen Werkstoffe beziehungsweise Werkstoffklassen eingesetzt.
  • Ein allgemein bekannter Nachteil dieser Bauteile mit aufgebrachten Verschleissschutzschichten besteht jedoch in einer begrenzten Schichtdicke von maximal 0,5 mm, da aufgrund großer Eigenspannungen innerhalb der Schichten keine gute Haftung und keine mechanische sowie thermophysikalische Verträglichkeit mit dem Substrat ermöglicht wird. Der Verschleiss kann hiermit nicht gestoppt, lediglich verlangsamt werden. Aus diesem Grund werden die Verschleissteile in Papier- oder Kartonmaschinen je nach Einsatzgebiet in regelmäßigen Zeitabständen überarbeitet. Ein weiteres, bisher nicht befriedigend gelöstes Problem stellt die Porosität von thermisch gespritzten Verschleissschutzschichten dar, die zu einer reduzierten Standzeit und einem erhöhten Bespannungsverschleiss in einer Papier- oder Kartonmaschine führt.
  • Es ist also eine erste Aufgabe der Erfindung, einen Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass er die bekannten Nachteile des Standes der Technik weitestgehend nicht mehr aufweist, er also eine größere mechanische Belastbarkeit und ein einfacheres Handling erlaubt, keine Segmentbauweise mehr aufweist, einen geringeren Verschleiss am Verschleissteil selbst und am Medium, insbesondere an der Bespannung in Form eines Siebes oder eines Filzes in einer Papier- oder Kartonmaschine, bewirkt, eine vergrößerte geometrische Gestaltungsfreiheit erlaubt und kostengünstiger in den Materialkosten ist.
  • Weiterhin ist es eine zweite Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verschleisskörpers in Schichtverbundbauweise anzugeben, welches eine hohe Prozesssicherheit, eine hohe Produktionseffizienz, eine hohe Durchsatzleistung und niedrige laufende Verfahrenskosten aufweist.
  • Die erste erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise vorzugsweise aus einem Trägerkörper aus Edelstahl und/oder Kupfer und/oder Nickel und/oder Druckguss und/oder Aluminium und/oder Zink und/oder mindestens einer derer Legierungen oder aus einem Kunststoffträger mit mindestens einer eingebrachten Platte aus Edelstahl und/oder Kupfer und/oder Nickel und/oder Druckguss und/oder Aluminium und/oder Zink und/oder mindestens einer derer Legierungen gebildet ist, dass der Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise einen Einlaufbereich mit einem Einlaufwinkel für das Medium aufweist, der ≤ 90°, vorzugsweise ≤ 45°, ist, dass mindestens die einem Verschleiss unterliegende Teiloberfläche des Verschleisskörpers in Schichtverbundbauweise mindestens eine mindestens aus der Klasse der selbstfließenden Legierungen bestehende verschleissarme Schicht aufweist und dass die verschleissarme Schicht thermisch umgeschmolzen ist.
  • Dieser erfindungsgemäße Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise verfügt über keine nachteilhafte Segmentbauweise mehr und aufgrund des thermischen Umschmelzprozesses ergibt sich eine Diffusionsanbindung zwischen Trägerkörper (Grundwerkstoff) und der aufgebrachten verschleissarmen Schicht (Verschleissschutzschicht) mit verbessertem Haftverbund im Vergleich zu anderen bereits bekannten thermischen Spritzschichten. Dadurch weist er eine größere mechanische Belastbarkeit auf, erlaubt ein einfacheres Handling und bewirkt einen geringeren Verschleiss am Medium, insbesondere einer Bespannung in Form eines Siebes oder eines Filzes in einer Papier- oder Kartonmaschine. Überdies bewirkt die neu entstandene geometrische Gestaltungsfreiheit, dass beispielsweise im Einlaufbereich von Entwässerungselementen in einer Papier- oder Kartonmaschine Einlaufwinkel von ≤ 60° realisiert werden können, die eine verbesserte Entwässerungsleistung erlauben.
  • Um das Verschleissverhalten der verschleissarmen Schicht weiters zu reduzieren und die Lebensdauer derselben weiters zu erhöhen, ist der selbstfließenden Legierung zur Bildung der verschleissarmen Schicht mindestens ein Hartstoff zugemischt ist.
  • Unter Herstellungs- und Kostenaspekten besteht die verschleissarme Schicht vorteilhafterweise aus NiCrB, NiCrBSi, CoNiCrBSi oder mindestens einer weiteren selbstfließende Legierung, der Hartstoff hingegen besteht vorteilsmäßig aus mindestens einem Oxid, insbesondere Al2O3, Cr2O3, ZrO2, SiO2, oder TiO2, und/oder einem Carbid, insbesondere WC oder TiC, und/oder einem Borid, insbesondere TiB2, Ti2B, ZrB, ZrB2 oder ZrB12, und/oder einem Silicide und/oder Mischungen der angesprochenen Werkstoffe beziehungsweise Werkstoffklassen.
  • Der verschleissarmen Schicht können selbstverständlich noch weitere Elemente, wie beispielsweise Fe, C, Mo oder dergleichen, zugemischt sein.
  • Weiters ist von Vorteil, wenn die verschleissarme Schicht eine umgeschmolzene Schichtdicke, die im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm, vorzugsweise von 0,75 mm bis 1,5 mm, liegt, aufweist. Dieser Schichtdickenbereich ist kostenmäßig vertretbar und prozesssicher herzustellen und genügt den Anforderungen in der Praxis vollständig.
  • Um nun Verschleissverhalten am Medium, insbesondere an einer Bespannung in Form eines Siebes oder eines Filzes in einer Papier- oder Kartonmaschine, möglichst gering zu halten, weist die verschleissarme Schicht eine Porosität von 0% bis 10%, vorzugsweise von 0,3% bis 5%, auf.
  • Das Verschleissverhalten am erfindungsgemäßen Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise selbst wird reduziert beziehungsweise weitestgehend minimiert, wenn die verschleissarme Schicht eine Oberflächenrauheit Ra von 0,01 µm bis 10 µm, vorzugsweise von 0,01 µm bis 1 µm, eine Oberflächenrauheit Rz von 0,1 µm bis 10 µm, vorzugsweise von 0,5 µm bis 1 µm, eine Schichthärte HU 1.0 von 3.000 N/mm2 bis 15.000 N/mm2, vorzugsweise von 5.000 N/mm2 bis 10.000 N/mm2, eine Schichthärte H plast von 5.000 N/mm2 bis 30.000 N/mm2, vorzugsweise von 5.500 N/mm2 bis 20.000 N/mm2, und/oder eine Schichthärte HV 0.1 von 650 bis 5.000, vorzugsweise von 700 bis 2.500, aufweist. Diese Kenngrößen geben lediglich eine Auswahl von verschleissreduzierenden beziehungsweise -minimierenden Daten wieder und können allesamt oder gruppenweise oder einzeln realisiert sein.
  • Hinsichtlich des möglichen Einsatzes des Verschleißkörpers in Schichtverbundbauweise in Papier- oder Kartonmaschinen ist es von Vorteil, wenn seine verschleissarme Schicht einen Längenausdehnungskoeffizient α von 20°C bis 250°C von 8.10-6 K-1 bis 9.10-6 K-1 aufweist, da diese Kenngröße den möglichen thermischen Anforderungen in den genannten Maschinen vollauf genügt. Überdies liegt diese Kenngröße zwischen den entsprechenden Kenngrößen von Stahl und von Keramik (Al2O3).
  • Die festigkeits- und verschleisstechnischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verschleissteils werden weiterhin verbessert, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die verschleissarme Schicht auch auf Oberflächenbereiche, die an die einem Verschleiss unterliegende Teiloberfläche angrenzen, wie insbesondere im Einlaufbereich, aufgebracht ist. Beispielhaft kann hierfür der komplette Einlaufbereich samt Flächen des Einlaufwinkel einer Entwässerungsleiste in einer Papier- oder Kartonmaschine angeführt werden.
  • Die zweite erfindungsgemäße Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass der Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise vorzugsweise aus einem Trägerkörper aus Edelstahl und/oder Kupfer und/oder Nickel und/oder Druckguss und/oder Aluminium und/oder Zink und/oder mindestens einer derer Legierungen oder aus einem Kunststoffträger mit mindestens einer eingebrachten Platte aus Edelstahl und/oder Kupfer und/oder Nickel und/oder Druckguss und/oder Aluminium und/oder Zink und/oder mindestens einer derer Legierungen gebildet wird, dass mindestens auf die einem Verschleiss unterliegende Teiloberfläche des Verschleisskörpers in Schichtverbundbauweise mindestens eine mindestens aus der Klasse der selbstfließenden Legierungen bestehende verschleissarme Schicht durch eine thermische Spritztechnik aufgebracht wird und dass die verschleissarme Schicht thermisch umgeschmolzen wird.
  • Dadurch entstehen die Vorteile einer hohen Prozesssicherheit und einer hohen Runnability für das erfindungsgemäße Verfahren. Überdies weist es niedrige Verfahrenskosten auf und bedarf ein geringes Investitionsvolumen.
  • Um das Verschleissverhalten der verschleissarmen Schicht weiters zu reduzieren und die Lebensdauer derselben weiters zu erhöhen, kann der selbstfließenden Legierung zur Bildung der verschleissarmen Schicht beim thermischen Aufspritzen mindestens ein Hartstoff zugemischt werden.
  • Unter verfahrensmäßigen und wirtschaftlichen Aspekten wird die selbstfließende Legierung zur Bildung der verschleissarmen Schicht mittels Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF) oder Flammspritzen oder einem Plasmaverfahren oder einem Autogenverfahren auf den Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise aufgebracht. Die genannten Verfahren zeichnen sich zudem durch hohe qualitative Eigenschaften der erzeugten verschleissarmen Schicht aus.
  • Das thermische Umschmelzen wird vorzugsweise mit mindestens einem Brenner und/oder mit mindestens einer Laserstrahlung und/oder mit mindestens einem Lichtbogen und/oder mit mehreren Hochleistungslampen und/oder mit mindestens einer Ofeneinschmelzung und/oder mit mindestens einer Induktionserwärmung vollzogen. Auch diese Verfahren und Vorrichtungen sind von einer guten Verfahrenstechnik und einer überzeugenden Wirtschaftlichkeit gekennzeichnet.
  • Die festigkeits- und verschleisstechnischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verschleissteils werden weiterhin verbessert, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die verschleissarme Schicht auch auf Oberflächenbereiche, die an die einem Verschleiss unterliegende Teiloberfläche angrenzen, wie insbesondere im Einlaufbereich, aufgebracht wird. Beispielhaft kann hierfür der komplette Einlaufbereich samt Flächen des Einlaufwinkel einer Entwässerungsleiste in einer Papier- oder Kartonmaschine angeführt werden.
  • Weiters ist von Vorteil, wenn die verschleissarme Schicht mit einer umgeschmolzenen Schichtdicke, die im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm, vorzugsweise von 0,75 mm bis 1,5 mm, liegt, aufgebracht wird. Dieser Schichtdickenbereich ist kostenmäßig vertretbar und prozesssicher herzustellen und genügt den Anforderungen in der Praxis vollständig.
  • Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Verfahren zum Entwässern und/oder Formieren einer Faserstoffsuspension vorgeschlagen, bei dem eine Bespannung, insbesondere ein Sieb oder ein Filz, einer Papier- oder Kartonmaschine über einen erfindungsgemäßen Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise geführt wird.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht eines ersten erfindungsgemäßen Verschleisskörpers in Schichtverbundbauweise;
  • Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Verschleisskörpers in Schichtverbundbauweise;
    und
  • Fig. 3 und 4 zwei Schliffbilder des erfindungsgemäßen Verschleisskörpers in Schichtverbundbauweise.
  • Die Fig. 1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines ersten erfindungsgemäßen Verschleisskörpers 1 in Schichtverbundbauweise. Der Verschleisskörper 1 in Schichtverbundbauweise ist als eine Entwässerungsleiste 2 in einer nicht dargestellten Papier- oder Kartonmaschine ausgeführt, über deren mindestens eine Teiloberfläche 3 eine einen Verschleiss verursachende Bespannung 4 (Medium 4.1) in Form eines Siebes 5 geführt ist.
  • Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Verschleisskörper 1 in Schichtverbundbauweise vorzugsweise aus einem Trägerkörper 6 aus Edelstahl 6.1 und/oder Kupfer und/oder Nickel und/oder Druckguss und/oder Aluminium und/oder Zink und/oder mindestens einer derer Legierungen gebildet ist, dass der Verschleisskörper 1 in Schichtverbundbauweise einen Einlaufbereich 7 mit einem Einlaufwinkel β für die Bespannung 4 (Medium 4.1) aufweist, der ≤ 90°, vorzugsweise ≤ 45°, ist, dass mindestens die einem Verschleiss unterliegende Teiloberfläche 3 des Verschleisskörpers 1 in Schichtverbundbauweise mindestens eine mindestens aus der Klasse der selbstfließenden Legierungen 8 bestehende verschleissarme Schicht 9 aufweist und dass die verschleissarme Schicht 9 thermisch umgeschmolzen ist.
  • Die verschleissarme Schicht 9 besteht vorteilhafterweise aus NiCrB, NiCrBSi, Co- NiCrBSi oder mindestens einer weiteren selbstfließende Legierung 8, weist eine umgeschmolzene Schichtdicke D, die im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm, vorzugs-Weise von 0,75 mm bis 1,5 mm, liegt, und eine Porosität P von 0% bis 10%, vorzugsweise von 0,3% bis 5%, auf.
  • Der verschleissarmen Schicht 9 können selbstverständlich noch weitere Elemente, wie beispielsweise Fe, C, Mo oder dergleichen, zugemischt sein.
  • Weiterhin weist die verschleissarme Schicht 9 erfindungsgemäß eine Oberflächenrauheit Ra von 0,01 µm bis 10 µm, vorzugsweise von 0,01 µm bis 1 µm, eine Oberflächenrauheit Rz von 0,1 µm bis 10 µm, vorzugsweise von 0,5 µm bis 10 µm, eine Schichthärte HU 1.0 von 3.000 N/mm2 bis 15.000 N/mm2, vorzugsweise von 5.000 N/mm2 bis 10.000 N/mm2, eine Schichthärte H plast von 5.000 N/mm2 bis 30.000 N/mm2, vorzugsweise von 5.500 N/mm2 bis 20.000 N/mm2, und/oder eine Schichthärte HV 0.1 von 650 bis 5.000, vorzugsweise von 700 bis 2.500, und/oder einen Längenausdehnungskoeffizient α von 20°C bis 250°C von 8.10-6 K-1 bis 9.10-6 K-1 auf.
  • Ferner kann der selbstfließenden Legierung 8 zur Bildung der verschleissarmen Schicht 9 mindestens ein Hartstoff 10, der aus mindestens einem Oxid, insbesondere Al2O3, Cr2O3, ZrO2, SiO2, oder TiO2, und/oder einem Carbid, insbesondere WC oder TiC, und/oder einem Borid, insbesondere TiB2, Ti2B, ZrB, ZrB2 oder ZrB12, und/oder einem Silicide und/oder Mischungen der angesprochenen Werkstoffe beziehungsweise Werkstoffklassen besteht, zugemischt sein.
  • Die Fig. 2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Verschleisskörpers 1 in Schichtverbundbauweise, ähnlich dem der Fig. 1. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass, abweichend von dem Verschleisskörper 1 in Schichtverbundbauweise der Fig. 1, der Verschleisskörper 1 in Schichtverbundbauweise vorzugsweise aus einem Trägerkörper 6 aus einem Kunststoffträger 6.2 mit mindestens einer eingebrachten Platte 6.3 aus Edelstahl 6.1 und/oder Kupfer und/oder Nickel und/oder Druckguss und/oder Aluminium und/oder Zink und/oder mindestens einer derer Legierungen gebildet ist.
  • Die verschleissarme Schicht 9 ist auch auf Oberflächenbereiche 3.1, die an die einem Verschleiss unterliegende Teiloberfläche 3 angrenzen, wie insbesondere im Einlaufbereich 7, aufgebracht.
  • Die beiden Fig. 3 und 4 zeigen zwei Schliffbilder des erfindungsgemäßen Verschleisskörpers 1 in Schichtverbundbauweise in zwei verschiedenen Maßstäben, wobei in beiden Figuren die verschleißarme Schicht 9 aus NiCrBSi besteht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in vorzüglicher Art und Weise zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verschleisskörpers in Schichtverbundbauweise.
  • Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Verschleisskörper in Schichtverbundbauweise der eingangs genannten Art geschaffen wird, der die bekannten Nachteile des Standes der Technik weitestgehend nicht mehr aufweist, er also eine größere mechanische Belastbarkeit und ein einfacheres Handling erlaubt, keine Segmentbauweise mehr aufweist, einen geringeren Verschleiss am Verschleissteil selbst und am Medium, insbesondere an der Bespannung in Form eines Siebes oder eines Filzes in einer Papier- oder Kartonmaschine, bewirkt, eine vergrößerte geometrische Gestaltungsfreiheit erlaubt und kostengünstiger in den Materialkosten ist. Bezugszeichenliste 1 Verschleisskörper
    2 Entwässerungsleiste
    3 Teiloberfläche
    3.1 Oberflächenbereiche
    4 Bespannung
    4.1 Medium
    5 Sieb
    6 Trägerkörper
    6.1 Edelstahl
    6.2 Kunststoffträger
    6.3 Platte
    7 Einlaufbereich
    8 Selbstfließende Legierung
    9 Verschleissarme Schicht
    10 Hartstoff
    α Längenausdehnungskoeffizient
    β Einlaufwinkel
    D Schichtdicke
    H plast Schichthärte
    HU 1.0 Schichthärte
    HV 0.1 Schichthärte
    P Porosität
    Ra, Rz Oberflächenrauheit

Claims (20)

1. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise, insbesondere eine Entwässerungsleiste (2), einen Deflektor, ein Foil oder eine Saugerleiste in einer Papier- oder Kartonmaschine, über dessen mindestens eine Teiloberfläche (3) ein einen Verschleiss verursachendes Medium (4.1), insbesondere ein Fluid oder eine Materialbahn, insbesondere eine Bespannung (4) in Form eines Siebes (5) oder eines Filzes in einer Papier- oder Kartonmaschine, geführt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verschleisskörper (1) vorzugsweise aus einem Trägerkörper (6) aus Edelstahl (6.1) und/oder Kupfer und/oder Nickel und/oder Druckguss und/oder Aluminium und/oder Zink und/oder mindestens einer derer Legierungen oder aus einem Kunststoffträger (6.2) mit mindestens einer eingebrachten Platte (6.3) aus Edelstahl (6.1) und/oder Kupfer und/oder Nickel und/oder Druckguss und/oder Aluminium und/oder Zink und/oder mindestens einer derer Legierungen gebildet ist,
dass der Verschleisskörper (1) einen Einlaufbereich (7) mit einem Einlaufwinkel (β) für das Medium (4.1) aufweist, der ≤ 90°, vorzugsweise ≤ 45°, ist,
dass mindestens die einem Verschleiss unterliegende Teiloberfläche (3) des Verschleisskörpers (1) mindestens eine mindestens aus der Klasse der selbstfließenden Legierungen (8) bestehende verschleißarme Schicht (9) aufweist und
dass die verschleissarme Schicht (9) thermisch umgeschmolzen ist.
2. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dass der selbstfließenden Legierung (8) zur Bildung der verschleissarmen Schicht (9) mindestens ein Hartstoff (10) zugemischt ist.
3. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissarme Schicht (9) aus NiCrB, NiCrBSi, CoNiCrBSi oder mindestens einer weiteren selbstfließende Legierung (8) besteht, wobei vorzugsweise weitere Elemente, insbesondere Fe, C, Mo oder dergleichen, zugemischt sind.
4. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartstoff (10) aus mindestens einem Oxid, insbesondere Al2O3, Cr2O3, ZrO2, SiO2, oder TiO2, und/oder einem Carbid, insbesondere WC oder TiC, und/oder einem Borid, insbesondere TiB2, Ti2B, ZrB, ZrB2 oder ZrB12, und/oder einem Silicide und/oder Mischungen der angesprochenen Werkstoffe beziehungsweise Werkstoffklassen besteht.
5. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissarme Schicht (9) eine umgeschmolzene Schichtdicke (D), die im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm, vorzugsweise von 0,75 mm bis 1,5 mm, liegt, aufweist.
6. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissarme Schicht (9) eine Porosität (P) von 0% bis 10%, vorzugsweise von 0,3% bis 5%, aufweist.
7. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissarme Schicht (9) eine Oberflächenrauheit (Ra) von 0,01 µm bis 10 µm, vorzugsweise von 0,01 µm bis 1 µm, aufweist.
8. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissarme Schicht (9) eine Oberflächenrauheit (Rz) von 0,1 µm bis 10 µm, vorzugsweise von 0,5 µm bis 1 µm, aufweist.
9. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissarme Schicht (9) eine Schichthärte (HU 1.0) von 3.000 N/mm2 bis 15.000 N/mm2, vorzugsweise von 5.000 N/mm2 bis 10.000 N/mm2, aufweist.
10. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissarme Schicht (9) eine Schichthärte (H plast) von 5.000 N/mm2 bis 30.000 N/mm2, vorzugsweise von 5.500 N/mm2 bis 20.000 N/mm2, aufweist.
11. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissarme Schicht (9) eine Schichthärte (HV 0.1) von 650 bis 5.000, vorzugsweise von 700 bis 2.500, aufweist.
12. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissarme Schicht (9) einen Längenausdehnungskoeffizient (α) von 20°C bis 250°C von 8.10-6 K-1 bis 9.10-6 K-1 aufweist.
13. Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissarme Schicht (9) auch auf Oberflächenbereiche (3.1), die an die einem Verschleiss unterliegende Teiloberfläche (3) angrenzen, wie insbesondere im Einlaufbereich (7), aufgebracht ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines Verschleisskörpers (1) in Schichtverbundbauweise, insbesondere einer Entwässerungsleiste (2), eines Deflektors, eines Foils oder einer Saugerleiste in einer Papier- oder Kartonmaschine, über dessen mindestens eine Teiloberfläche (3) ein einen Verschleiss verursachendes Medium (4.1), insbesondere ein Fluid oder eine Materialbahn, insbesondere eine Bespannung (4) in Form eines Siebes (5) oder eines Filzes in einer Papier- oder Kartonmaschine, geführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise vorzugsweise aus einem Trägerkörper (6) aus Edelstahl (6.1) und/oder Kupfer und/oder Nickel und/oder Druckguss und/oder Aluminium und/oder Zink und/oder mindestens einer derer Legierungen oder aus einem Kunststoffträger (6.2) mit mindestens einer eingebrachten Platte (6.3) aus Edelstahl (6.1) und/oder Kupfer und/oder Nickel und/oder Druckguss und/oder Aluminium und/oder Zink und/oder mindestens einer derer Legierungen gebildet wird,
dass mindestens auf die einem Verschleiss unterliegende Teiloberfläche (3) des Verschleisskörpers (1) mindestens eine mindestens aus der Klasse der selbstfließenden Legierungen (8) bestehende verschleissarme Schicht (9) durch eine thermische Spritztechnik aufgebracht wird und
dass die verschleissarme Schicht (9) thermisch umgeschmolzen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der selbstfließenden Legierung (8) zur Bildung der verschleissarmen Schicht (9) beim thermischen Aufspritzen mindestens ein Hartstoff (10) zugemischt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die selbstfließende Legierung (8) zur Bildung der verschleissarmen Schicht (9) mittels Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF) oder Flammspritzen oder einem Plasmaverfahren oder einem Autogenverfahren auf den Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise aufgebracht wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Umschmelzen mit mindestens einem Brenner und/oder mit mindestens einer Laserstrahlung und/oder mit mindestens einem Lichtbogen und/oder mit mehreren Hochleistungslampen und/oder mit mindestens einer Ofeneinschmelzung und/oder mit mindestens einer Induktionserwärmung vollzogen wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissarme Schicht (9) auch auf Oberflächenbereiche (3.1), die an die einem Verschleiss unterliegende Teiloberfläche (3) angrenzen, aufgebracht wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleissarme Schicht (9) mit einer umgeschmolzenen Schichtdicke (D) , die im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm, vorzugsweise von 0,75 mm bis 1,5 mm, liegt, aufgebracht wird.
20. Verfahren zum Entwässern und/oder Formieren einer Faserstoffsuspension, bei dem eine Bespannung (4), insbesondere ein Sieb (5) oder ein Filz, einer Papier- oder Kartonmaschine über einen Verschleisskörper (1) in Schichtverbundbauweise nach einem der Ansprüche 1 bis 14 geführt wird.
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