DE10158622A1 - Verfahren zur Entfernung von oxidischen Belägen auf Stahlteilen und Erzeugung einer Beschichtung - Google Patents
Verfahren zur Entfernung von oxidischen Belägen auf Stahlteilen und Erzeugung einer BeschichtungInfo
- Publication number
- DE10158622A1 DE10158622A1 DE2001158622 DE10158622A DE10158622A1 DE 10158622 A1 DE10158622 A1 DE 10158622A1 DE 2001158622 DE2001158622 DE 2001158622 DE 10158622 A DE10158622 A DE 10158622A DE 10158622 A1 DE10158622 A1 DE 10158622A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- particles
- coating
- oxide layers
- mach
- steel component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/02—Coating starting from inorganic powder by application of pressure only
- C23C24/04—Impact or kinetic deposition of particles
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von oxidischen Belägen auf Stahlteilen und Erzeugung einer Beschichtung, insbesondere einer Korrosionsschutzschicht, in einem Arbeitsschritt. Ein Stahlteil mit oxidischen Belägen wird mittels einer Einrichtung zur gasdynamischen Beschichtung von Oberflächen mit einer Schalldüse mit auf knapp 1 Mach beschleunigten Partikeln, insbesondere Zinkpartikeln, bestrahlt. Dadurch wird das Stahlteil sowohl vom oxidischen Belag gereinigt als auch mit einer fest haftenden Beschichtung versehen. Zudem läßt sich die Beschichtung auf Schichtdicken zwischen 4 mum und 8 mum einstellen, wodurch sie gut schweißbar ist. Je nach Partikelart hat die Schicht korrosionsschützende Eigenschaften.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von oxidischen Belägen auf Stahlteilen und zur Erzeugung einer Beschichtung, insbesondere einer Korrosionschutzschicht mittels einer Einrichtung zur gasdynamischen Beschichtung von Oberflächen mit einer Schalldüse gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- In der Automobilindustrie werden verschiedene warmgeformte, gehärtete oder partiell gehärtete Stahlteile eingesetzt, von denen eine Vielzahl zumindest teilweise mit einer Beschichtung versehen ist, zum Beispiel um das Bauteil gegen Korrosion zu schützen.
- Bei allen Prozessen, bei denen eine Wärmezufuhr (z. B. beim Löten, Schweißen, Härten) Stahlteile auf hohe Temperaturen erhitzt, bilden sich in normaler Atmosphäre oxidische Beläge an der Oberfläche. Diese Beläge müssen zunächst entfernt werden, bevor das Stahlteil z. B. aus Korrosionsschutzgründen beschichtet wird, da eine Beschichtung sonst schlecht haftet und sich mindestens zum Teil wieder lösen kann, wodurch sie ihre Schutzfunktion einbüßt.
- Bisher übliche Verfahren zur Entfernung einer oxidischen Schicht besitzen entweder eine abrasive Wirkung oder entfernen die Beläge mittels eines chemischen Angriffs. Als Beispiele für Verfahren mit abrasiver Wirkung sind das Sand- oder Kugelstrahlen zu nennen. Chemische Verfahren wie etwa das Beizen arbeiten üblicherweise mit Säuren. Alle diese Verfahren stellen einen eigenständigen Arbeitsvorgang vor einer Weiterverarbeitung des Stahlteils dar.
- Beim anschließenden Beschichten wird eine fest haftende Schicht aus formlosem Stoff auf das Stahlteil gebracht. Gebräuchliche Beschichtungsverfahren sind das Schmelztauchverfahren, insbesondere die Feuerverzinkung, die galvanische Abscheidung aus Lösungen oder das Thermische Spritzen. Stand der Technik sind mittlerweile auch gasdynamische Beschichtungsverfahren wie das sogenannte "Cold Gas Coating", das Gegenstand der EP 0484533 A1 ist. Hierbei werden die Partikel mit Überschallströmungen, die durch Expansion in Überschalldüsen erzeugt werden, so stark beschleunigt, daß sie aufgrund ihrer kinetischen Energie beim Aufprall auf der zu beschichtenden Oberfläche aufschmelzen und dabei eine dünne und geschlossene Schicht bilden. In der DE 199 18 758 A1 ist ein Verfahren angegeben, nachträglich bearbeitete Teilflächen eines insbesondere zuvor antikorrosiv behandelten Bauteils auf die genannte Art nachzubeschichten.
- Die vorgenannten Verfahren haben verschiedene Nachteile. So lassen sich bisherige chemische Verfahren zur Entfernung oxidischer Beläge (Beizen) aufgrund der Gefahr der Wasserstoffversprödung nicht uneingeschränkt für hochfeste Stähle einsetzen. Zudem bilden sie ebenso wie das Sand- oder Kugelstrahlverfahren einen gesonderten Arbeitsvorgang. Ähnlich wie beim Beizen besteht auch bei der galvanischen Verzinkung die Gefahr der Wasserstoffversprödung. Eine Feuerverzinkung kann aufgrund der eingebrachten Wärmemenge zu einer Festigkeitsabnahme gehärteter Stahlteile führen. Zudem sind die realisierbaren Schichtdicken nach unten begrenzt, wodurch sich unter anderem Probleme bei nachgeschalteten Schweißvorgängen ergeben können.
- Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entfernung von oxidischen Belägen auf Stahlteilen und zur Erzeugung einer Beschichtung in einem Arbeitsvorgang aufzuzeigen, welches anwendungstechnisch günstig und wirtschaftlich ist und gut schweißbare Schichten erzeugt.
- Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
- Gemäß Anspruch 1 wird ein mit oxidischen Belägen versehenes Stahlteil mit Partikeln bestrahlt, die durch eine Einrichtung zur gasdynamischen Beschichtung von Oberflächen mit einer Schalldüse auf Unterschallgeschwindigkeiten von knapp unter 1 Mach beschleunigt wurden.
- Wie in Anspruch 2 beschrieben sprengen die ersten Partikel, die auf die mit oxidischen Belägen verunreinigte Oberfläche treffen, zunächst die spröden und sehr harten oxidischen Beläge auf und entfernen sie durch ihre abrasive Wirkung komplett. Die kinetische Energie der Partikel, die die gereinigte Oberfläche treffen, wird in thermische Energie umgewandelt, was zum Aufschmelzen der Partikel und damit zur Bildung einer geschlossenen Beschichtungsoberfläche führt.
- Insbesondere werden die Partikel wie in Anspruch 3 beschrieben auf eine Geschwindigkeit von 0,7 bis 0,9 Mach beschleunigt und vorzugsweise gemäß Anspruch 4 vorgewärmt.
- Zur Erzielung der bestmöglichen Ergebnisse sollten die einzelnen Partikel wie in Anspruch 5 dargelegt einen Durchmesser von 10-40 µm haben.
- Eine bevorzugte Ausführung des Verfahrens beschreibt Anspruch 6. Demnach bestehen die Partikel vorzugsweise aus Zinkpulver, das aufgrund seines niedrigen Schmelzpunktes bereits bei Geschwindigkeiten von 0,7 bis 0,9 Mach genug kinetische Energie aufnehmen kann, um beim Aufprallen auf die Stahloberfläche aufzuschmelzen. Zugleich bietet eine Zinkschicht einen vergleichsweise guten Korrosionsschutz.
- Das Verfahren kann aber auch wie in Anspruch 7 beschrieben mit Aluminium-, Zinn- oder anderen Nichteisenpartikeln durchgeführt werden.
- Anders als bei der gasdynamischen Beschichtung mit Überschallgeschwindigkeiten, läßt sich dieses Verfahren aufgrund der geringeren Geschwindigkeiten mit weniger Energie und damit kostengünstiger durchführen. Auch ist die Erzeugung von Unterschallgeschwindigkeiten aufgrund der bei der Erzeugung von Überschallgeschwindigkeiten notwendigen höheren Gasdrücke technisch einfacher zu handhaben. Zugleich ist die Druckbelastung auf die Stahloberfläche und damit die Verzugsgefahr bei geringen Wandstärken kleiner.
- Das Sand- oder Kugelstrahlen kann komplett entfallen, da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die oxidischen Beläge von den Partikeln entfernt werden.
- Anders als bei chemischen Verfahren zur Entfernung von oxidischen Belägen oder bei der galvanischen Verzinkung kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Wasserstoffversprödung auftreten. Auch ist die beim Aufprall der Partikel auf die Stahloberfläche entstehende thermische Energie zu gering, um sich auf die Festigkeit von gehärteten Stählen auswirken zu können.
- Eine weitere vorteilhafte Ausführung des Verfahrens ist in Anspruch 8 dargelegt. Demnach lassen sich die aufgebrachten Schichtdicken insbesondere zwischen 4 µm und 8 µm einstellen. Infolgedessen treten keine Probleme bei anschließenden Schweißvorgängen auf. Wie in Anspruch 9 beschrieben lassen sich derart dünne Schichten daher gut schweißtechnisch bearbeiten.
- Von daher vermeidet das erfindungsgemäße Verfahren Probleme herkömmlicher Verfahren und spart zudem einen vollständigen Arbeitsschritt, nämlich die Reinigung der Bauteile von oxidischen Belägen ein. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher technisch und wirtschaftlich vorteilhaft.
Claims (9)
1. Verfahren zur Entfernung von oxidischen Belägen auf Stahlteilen und
Erzeugung einer Beschichtung mittels einer Einrichtung zur
gasdynamischen Beschichtung von Oberflächen mit einer Schalldüse,
dadurch gekennzeichnet, daß ein mit oxidischen Belägen versehenes
Stahlteil mit auf knapp unter Machzahl (Ma = 1) beschleunigten Partikeln
bestrahlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlteil so
bestrahlt wird, daß die Partikel beim Auftreffen auf die Stahlteiloberfläche
zunächst die spröden und sehr harten Oxidbeläge aufsprengen und durch
ihre abrasive Wirkung entfernen, die nachfolgenden Partikel auf der
gereinigten Oberfläche aufschmelzen und so eine geschlossene Schicht
bilden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch
gekennzeichnet, daß die Partikel auf Geschwindigkeiten von etwa 0,7 bis
0,9 Mach beschleunigt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch
gekennzeichnet, daß die Partikel vorgewärmt werden.
5. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen dadurch
gekennzeichnet, daß die einzelnen Partikel einen Durchmesser von 10-40 µm
haben.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei den Partikeln um Zinkpartikel handelt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei den Partikeln auch um Aluminium oder
Zinn oder andere Nichteisenpartikel handeln kann.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch
gekennzeichnet, daß sich die aufgebrachten Schichtdicken zwischen 4 µm und 8 µm
einstellen lassen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch
gekennzeichnet, daß die aufgebrachten Schichten gut schweißbar sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001158622 DE10158622A1 (de) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | Verfahren zur Entfernung von oxidischen Belägen auf Stahlteilen und Erzeugung einer Beschichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001158622 DE10158622A1 (de) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | Verfahren zur Entfernung von oxidischen Belägen auf Stahlteilen und Erzeugung einer Beschichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10158622A1 true DE10158622A1 (de) | 2003-06-12 |
Family
ID=7707413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001158622 Ceased DE10158622A1 (de) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | Verfahren zur Entfernung von oxidischen Belägen auf Stahlteilen und Erzeugung einer Beschichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10158622A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1630253A1 (de) * | 2004-08-23 | 2006-03-01 | Delphi Technologies, Inc. | Verfahren zur kontinuierlichen in-line Herstellung von Hochgeshwindigkeitsbeschichtungen mittels kinetischem Sprühverfahren |
WO2010003396A1 (de) * | 2008-07-05 | 2010-01-14 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum kaltgasspritzen |
EP2377967A1 (de) * | 2010-04-13 | 2011-10-19 | VLN Advanced Technologies Inc. | Verfahren und Vorrichtung zur Vorbereitung einer Oberfläche mittels eines in einem kontinuierlichen oder gepulsten Wasser- oder Luftstrahl mitgerissenen Beschichtungspartikels |
US8297540B1 (en) | 2011-05-31 | 2012-10-30 | Vln Advanced Technologies Inc. | Reverse-flow nozzle for generating cavitating or pulsed jets |
EP2669399A1 (de) * | 2012-06-01 | 2013-12-04 | Sulzer Metco AG | Lagerteil, sowie thermisches Spritzverfahren |
DE102013010025A1 (de) * | 2013-06-17 | 2014-12-18 | Muhr Und Bender Kg | Verfahren zum Herstellen eines Erzeugnisses aus flexibel gewalztem Bandmaterial |
US11027306B2 (en) | 2017-03-24 | 2021-06-08 | Vln Advanced Technologies Inc. | Compact ultrasonically pulsed waterjet nozzle |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0484533B1 (de) * | 1990-05-19 | 1995-01-25 | Anatoly Nikiforovich Papyrin | Beschichtungsverfahren und -vorrichtung |
EP1132497A1 (de) * | 1998-11-05 | 2001-09-12 | Jury Veniaminovich Dikun | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer aus pulvermaterial bestehenden beschichtung |
-
2001
- 2001-11-29 DE DE2001158622 patent/DE10158622A1/de not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0484533B1 (de) * | 1990-05-19 | 1995-01-25 | Anatoly Nikiforovich Papyrin | Beschichtungsverfahren und -vorrichtung |
EP1132497A1 (de) * | 1998-11-05 | 2001-09-12 | Jury Veniaminovich Dikun | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer aus pulvermaterial bestehenden beschichtung |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1630253A1 (de) * | 2004-08-23 | 2006-03-01 | Delphi Technologies, Inc. | Verfahren zur kontinuierlichen in-line Herstellung von Hochgeshwindigkeitsbeschichtungen mittels kinetischem Sprühverfahren |
WO2010003396A1 (de) * | 2008-07-05 | 2010-01-14 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum kaltgasspritzen |
EP2377967A1 (de) * | 2010-04-13 | 2011-10-19 | VLN Advanced Technologies Inc. | Verfahren und Vorrichtung zur Vorbereitung einer Oberfläche mittels eines in einem kontinuierlichen oder gepulsten Wasser- oder Luftstrahl mitgerissenen Beschichtungspartikels |
US8389066B2 (en) | 2010-04-13 | 2013-03-05 | Vln Advanced Technologies, Inc. | Apparatus and method for prepping a surface using a coating particle entrained in a pulsed waterjet or airjet |
US8691014B2 (en) | 2010-04-13 | 2014-04-08 | Vln Advanced Technologies Inc. | System and nozzle for prepping a surface using a coating particle entrained in a pulsed fluid jet |
US8297540B1 (en) | 2011-05-31 | 2012-10-30 | Vln Advanced Technologies Inc. | Reverse-flow nozzle for generating cavitating or pulsed jets |
EP2669399A1 (de) * | 2012-06-01 | 2013-12-04 | Sulzer Metco AG | Lagerteil, sowie thermisches Spritzverfahren |
US9097276B2 (en) | 2012-06-01 | 2015-08-04 | Oerlikon Metco Ag | Bearing part and thermal spray method |
US9885382B2 (en) | 2012-06-01 | 2018-02-06 | Oerlikon Metco Ag, Wohlen | Zinc-free spray powder, copper-containing thermal spray layer, as well as method of manufacturing a copper-containing thermal spray layer |
DE102013010025A1 (de) * | 2013-06-17 | 2014-12-18 | Muhr Und Bender Kg | Verfahren zum Herstellen eines Erzeugnisses aus flexibel gewalztem Bandmaterial |
US11027306B2 (en) | 2017-03-24 | 2021-06-08 | Vln Advanced Technologies Inc. | Compact ultrasonically pulsed waterjet nozzle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2013372B1 (de) | Verfahren zum erzeugen und entfernen einer temporären schutzschicht für eine kathodische beschichtung | |
DE102010037077B4 (de) | Verfahren zum Konditionieren der Oberfläche gehärteter korrosionsgeschützter Bauteile aus Stahlblech | |
DE102008014726A1 (de) | Verfahren zur Kugelstrahlbehandlung von integral beschaufelten Rotoren | |
KR101568509B1 (ko) | 내식성이 우수한 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금강판 및 그 제조방법 | |
DE2823817A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bildung von metallgegenstaenden durch metallaufspritzen zerspruehter metallschmelzetroepfchen auf eine unterlage | |
DE102005045780A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines korrosionsgeschützten Stahlflachprodukts | |
EP2233598B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines beschicht- und/oder fügbaren blechformteils mit einer korrosionsschutzbeschichtung | |
KR20150051840A (ko) | 가공성 및 도금 밀착성이 우수한 아연-알루미늄-마그네슘 합금도금강판 및 그 제조방법 | |
DE10158622A1 (de) | Verfahren zur Entfernung von oxidischen Belägen auf Stahlteilen und Erzeugung einer Beschichtung | |
EP2576863A1 (de) | Verfahren zum herstellen einer schicht mittels kaltgasspritzen und verwendung einer solchen schicht | |
DE2461730A1 (de) | Verfahren zur herstellung von aluminiumbeschichtetem stahl | |
EP2831304B1 (de) | Verfahren zum passivieren einer metalloberfläche | |
DE10026044C1 (de) | Verfahren zur Beschichtung einer Feder | |
EP1604773A1 (de) | Verfahren zur Vorbehandlung verzinkter Stahlbleche oder Aluminiumbleche zum Schweissen | |
DE102007021736A1 (de) | Verfahren zur Nachbehandlung von Schweißverbindungen | |
DE102015104887B4 (de) | Rohrprodukt und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE102021129934A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines schmelztauchbeschichteten Stahlblechs und schmelztauchbeschichtetes Stahlblech | |
DE102017005122A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Stahl aufweisenden Bauteils | |
EP0947605B1 (de) | Verfahren zum Erhöhen der Korrisionsbeständigkeit eines metallischen Werkstücks sowie Werkstück | |
DE10321259B4 (de) | Verfahren zur Oberflächenbehandlung von dynamisch belasteten Bauteilen aus Metall und Verwendung des Verfahrens | |
EP1518004B1 (de) | Trenngaseinsatz bei der kontinuierlichen schmelztauchveredelung | |
DE3125792C2 (de) | Reinigungsmittel für mit einer auskristallisierten Eisenphosphatschicht überzogene Baustahloberflächen und Verfahren zum Reinigen derselben mit einem solchen Reinigungsmittel | |
DE102005041078B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers mit einer druckeigenspannungsbelasteten galvanischen Beschichtung | |
DD140761B1 (de) | Verfahren zum lokalen schutz von eisen-und stahlteilen bei waermebehandlungen | |
JPS6360287A (ja) | 耐蝕性に優れた冷間成形用ばね鋼およびその製造方法ならびにその製造装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |