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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten einer Normalstahl-Oberfläche eines metallischen Teils zur Erzeugung einer optisch Edelstahl imitierenden Oberfläche auf Normalstahl, wobei die Normalstahl-Oberfläche mit einem abrasiven Verfahren bearbeitet und mit einer durchsichtigen Deckbeschichtung versehen wird.
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Metallische Teile sind als Konstruktionselemente weit verbreitet, wobei für metallische Teile mit sichtbarer Oberfläche aus ästhetischen Gründen häufig Edelstahl bevorzugt wird. Eine wesentliche Materialeigenschaft, insbesondere bei Feuchtigkeit ausgesetzten Teilen, ist die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl. Edelstahl hat aber gegenüber Normalstahl insbesondere den Nachteil erheblich höherer Materialkosten. Anstriche auf Normalstahl, welche eine Edelstahl-Oberfläche simulieren sollen, ergeben kein zufrieden stellendes Erscheinungsbild.
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Ein Verfahren zur Herstellung von kostengünstigen metallischen Teilen mit einer ästhetisch als Edelstahl empfundenen Oberfläche sowie nach diesem Verfahren hergestellte metallische Teile sind in der Druckschrift
DE 100 22 541 A1 offenbart. Bei diesem Verfahren wird eine Normalstahl-Oberfläche in einem ersten Schritt nach einem abrasiven Bearbeitungsverfahren bearbeitet und nachfolgend mit einer vorzugsweise durchsichtigen geschlossenen Beschichtung versehen. Die abrasive Oberflächenbearbeitung kann durch Drehen oder einen Schleif-, Bürst- und/oder Poliervorgang vorgenommen werden. Die Beschichtung wird nach einem Pulverbeschichtungsverfahren (EPS) vorgenommen, wobei das Beschichtungsmaterial einen Polyesterlack enthält. Das in Pulverform aufgebrachte Beschichtungsmaterial wird durch Temperatureinwirkung auf der Oberfläche aufgeschmolzen und mit dieser verbunden, so dass eine dichte, die Oberfläche abschließende Schicht entsteht.
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Aufgrund der Verwendung eines Polyesterlacks als durchsichtige Deckbeschichtung ist ein dauerhafter Schutz vor Korrosion der Normalstahl-Oberfläche nicht gewährleistet. Darüber hinaus ist fraglich, ob eine Haftung des Polyesterlacks auf der aufgerauten Oberfläche des metallischen Teils aus Normalstahl gegeben ist. Die Viskosität der Pulverbeschichtung reicht nicht aus, um die durch das Aufrauen erzeugten Vertiefungen der Normalstahl-Oberfläche auszufüllen. Dies resultiert aus der zu großen Teilchengröße des Beschichtungsmaterials.
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Weiterhin ist in der Druckschrift
DE 1 546 868 A ein Verfahren zur Schmelzbeschichtung von Metallen mit Polyamiden in Pulverform offenbart. Für die Schmelzbeschichtung von Metallen nach den bekannten Verfahren des Wirbelsinterns, Samesierens oder Flammspritzens, mit Polyamidpulvern, wie sie durch Umsetzung von Diarylestern der Iso- und/oder Terephthalsäure mit primären aliphatischen Diaminen in inerten Lösungsmitteln erhalten werden, verwendet man solche Polyamidpulver, bei denen die Kondensation ohne Zusatz von Kettenabbrechern bei Temperaturen von 100 bis 170°C bis zu einem Molekulargewicht, welches einer spezifischen Viskositätszahl von 0,5 bis 1,0 entspricht, geführt worden ist.
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Die Druckschrift
DE 696 04 200 T2 offenbart ein Verfahren zum Beschichten einer Metalloberfläche, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) In Kontakt treten lassen eines nicht-grundierten Stahls in einem Pulverbeschichtungsverfahren mit einem aus einem Polyamid gebildeten Pulver, welches im wesentlichen aus zwischen 0 und 99,5 Mol% von wenigstens einem aliphatischen Diamin mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen besteht, und einer komplementären Menge an 2-Methyl-pentamethylen-diamin gebildet ist, wobei die Diamine mit 1,12-Dodecandisäure polymerisiert sind, wobei das Polyamid eine relative Viskosität in Ameisensäure, gemessen bei 25°C unter Verwendung von 8,4% Polymer, von wenigstens 20 sowie einen Schmelzpunkt im Bereich von 140 bis 200°C aufweist, und (b) Erzeugen einer geschmolzenen Beschichtung des Polyamids auf der Metalloberfläche, wobei die Beschichtung eine Härte von wenigstens 70 Shore-D-Einheiten aufweist.
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Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines kostengünstigen metallischen Teils mit einer ästhetisch als Edelstahl empfundenen Oberfläche sowie nach diesem Verfahren hergestellte metallische Teile anzugeben, welche die oben genannten Nachteile nicht aufweisen.
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Erfindungsgemäße Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bearbeiten der Oberfläche eines metallischen Teils zur Erzeugung einer optisch Edelstahl imitierenden Oberfläche auf Normalstahl, bei dem die Normalstahl-Oberfläche mit einem abrasiven Verfahren bearbeitet wird und mit einer vorzugsweise durchsichtigen Deckbeschichtung versehen wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Normalstahl-Oberfläche einer Korrosionsschutzbehandlung unterzogen wird, dass die Korrosionsschutzbehandlung vor dem Aufbringen der durchsichtigen Deckbeschichtung durchgeführt wird, dass die Korrosionsschutzbehandlung das Aufbringen einer korrosionshemmenden Beschichtung aus einem durchsichtigen Lack mit anorganischen Komponenten umfasst und dass das Aufbringen der durchsichtigen Deckbeschichtung das Ausbilden einer Nanobeschichtung umfasst.
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Durch die erfindungsgemäßen Merkmale wird sichergestellt, dass bei metallischen Teilen mit einer Normalstahl-Oberfläche auch in feuchten Umgebungen ein guter Korrosionsschutz gegeben ist.
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Die anorganischen Komponenten des durchsichtigen Lacks können auf Zirkonium- oder Titanbasis beruhen. Ebenso kann eine Chromatierung, bevorzugt mit Chrom(III), durchgeführt werden. Das Aufbringen eines durchsichtigen Lacks mit organischen Komponenten bietet zuverlässigen Korrosionsschutz und stellt eine optisch Edelstahl imitierende Oberfläche auf Normalstahl bereit.
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Die erfindungsgemäße Nanobeschichtung verhindert durch ihre fein strukturierte Oberfläche das Eindringen von Fremdstoffen und gewährleistet höchstmöglichen Schutz der Oberfläche. Eine Nanobeschichtung kann beispielsweise unschöne Fingerabdrücke auf der Oberfläche effektiv verhindern und die Reinigung dadurch wesentlich erleichtern. Die mit einer Nanobeschichtung versehenen Materialien werden vor langfristigen Oxidationsspuren sicher geschützt und bieten dem Benutzer auch nach intensiver und langer Benutzung ein ansprechendes Bild. Darüber hinaus erschwert eine Nanobeschichtung das Anhaften von Verunreinigungen. Eventuelle Verschmutzungen können mit Wasser einfach abgewaschen werden. Nachdem das Anhaften von Schmutzpartikeln durch eine Nanobeschichtung wirksam verringert ist, ist auch die Gefahr einer Korrosion durch solche anhaftende Schmutzpartikel zusätzlich reduziert.
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Die Korrosionsschutzbehandlung kann in einer Ausführungsform auch vor der abrasiven Oberflächenbehandlung der Normalstahl-Oberfläche durchgeführt werden. Ist die Deckbeschichtung, wie bei dem erfindungsgemäßen metallischen Teil vorgesehen, auf einer korrosionshemmenden Schicht aufgebracht, so wird gleichzeitig eine hervorragende Haftung der Deckbeschichtung sichergestellt.
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Die abrasive Oberflächenbehandlung kann insbesondere durch einen Schleif- und/oder einen Bürst- und/oder eine Polier- und/oder einen Strahlvorgang mit bekannten Herstellungsmethoden erfolgen.
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Zur Gestaltung weiterer, die Optik der Oberfläche des metallischen Teils verbessernder, Effekte kann weiterhin vorgesehen sein, die Deckbeschichtung und/oder die korrosionshemmende Beschichtung mit Farbstoffen zu versehen.
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Die auf die vorbeschriebene Weise hergestellten metallischen Teile aus Normalstahl vermitteln einen optischen Eindruck, welcher eine Edelstahl-Oberfläche vermuten lässt, wobei die Herstellung mit wesentlich geringeren Kosten verbunden ist. Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Verfahrensschritte sind zwar an sich bekannt, bislang aber nicht zur Imitation einer Edelstahl-Oberfläche auf Normalstahl eingesetzt oder angeregt.
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Bei dem erfindungsgemäßen metallischen Teil mit einer auf einer abrasiv bearbeiteten Normalstahl-Oberfläche aufgebrachten durchsichtigen Deckbeschichtung ist die durchsichtige Deckbeschichtung auf einer korrosionshemmenden Beschichtung aufgebracht.
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Diese umfasst vorzugsweise einen durchsichtigen Lack mit anorganischen Komponenten, da hierdurch die durch die abrasive Bearbeitung der Normalstahl-Oberfläche erzielte Edelstahl-Imitation nicht beeinträchtigt wird. Die korrosionshemmende Beschichtung kann alternativ oder zusätzlich ein unedleres Material als die Normalstahl-Oberfläche umfassen. So ist beispielsweise die Verwendung eines verzinkten metallischen Teils als Ausgangsmaterial denkbar. Dies weist den Vorteil auf, dass eine besonders gute Haftung des durchsichtigen Lacks mit anorganischen Komponenten gegeben ist.
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Die Deckbeschichtung des erfindungsgemäßen metallischen Teils weist eine Nanobeschichtung auf oder ist durch diese gebildet. Die durchsichtige Deckbeschichtung und/oder die korrosionshemmende Beschichtung können zur Erzielung eines optischen Effekts Farbstoffe enthalten. Als äußerste Schicht der durchsichtigen Deckbeschichtung kann ein Klarlack vorgesehen sein.
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Das erfindungsgemäße metallische Teil ist bevorzugt für Haushaltsgeräte, insbesondere zur Verkleidung einer Haushaltgeschirrspülmaschine.
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Die erfindungsgemäß hergestellten metallischen Teile werden besonders in Haushaltsgeräten, insbesondere zur Verkleidung zum Beispiel von Haushaltgeschirrspülmaschinen, verwendet, bei denen ein optischer hochwertiger Eindruck bei geringen Stückkosten gefordert ist. Die Erfindung erfüllt diese Anforderungen in besonders vorteilhafter Weise.
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In einem erfindungsgemäßen Haushaltsgerät, zum Beispiel Geschirrspülmaschine, Waschmaschine, Kühlschrank, Staubsauger, Wasserkocher oder Kaffeemaschine, ist ein metallisches Teil, erhalten durch ein oben beschriebenes Verfahren und/oder ein oben beschriebenes metallisches Teil eingebaut, welches vorzugsweise ein Verkleidungsteil an dem erfindungsgemäßen Haushaltsgerät ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in einer einzigen Figur näher erläutert.
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Die Figur zeigt einen Querschnitt durch ein metallisches Teil 1 aus einem Normalstahl. Auf einer zunächst unbearbeiteten Oberfläche 2 des metallischen Teils 1 ist eine dünne Lackschicht mit anorganischen Chemikalien als korrosionshemmende Beschichtung 3 aufgebracht. Diese mit dem Bezugszeichen 3 als Sperrschicht wirkende Lackschicht kann wahlweise direkt auf die unbearbeitete Normalstahl-Oberfläche 2 oder auf eine, zum Beispiel mit einer Verzinkung versehene, Normalstahl-Oberfläche 2 aufgebracht werden. Letzteres ermöglicht eine besonders gute Haftung der Lackschicht mit anorganischen Komponenten. Die korrosionshemmende Beschichtung 3 ist in diesem Fall durch die Zinkschicht und die Lackschicht gebildet und sie weist eine dem metallischen Teil 1 abgewandte Oberfläche 5 auf. Eine Lackschicht mit anorganischen Chemikalien, zum Beispiel einer Chromatierung mit Chrom III oder auf Zirkonium- oder Titanbasis, ist nahezu durchsichtig, so dass die optischen Eigenschaften der Normalstahl-Oberfläche 2 nicht verfälscht oder verändert werden. Ein derart vorbehandeltes metallisches Teil 1 wird einem abrasiven Bearbeitungsschritt unterzogen. Dies kann beispielsweise durch einen Schleif- und/oder einen Bürst- und/oder einen Polier- und/oder einen Strahlvorgang erfolgen. Durch diesen Verarbeitungsschritt wird die gewünschte Optik eines Edelstahl-Imitats hergestellt.
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Zum Schutz der aufgerauten Oberfläche 5 der korrosionshemmenden Beschichtung 3 wird diese mit einer durchsichtigen Deckbeschichtung 4 versehen, welche beispielsweise durch eine Nanobeschichtung, gegebenenfalls mit einer darauf aufgebrachten Klarlackschicht, gebildet sein kann. Die Wahl der durchsichtigen Deckbeschichtung 4 kann hierbei anhand von optischen und haptischen Kriterien erfolgen, da an die durchsichtige Deckbeschichtung 4 hinsichtlich des Korrosionsschutzes keinerlei Anforderungen mehr gestellt werden.
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Durch die Ausbildung der durchsichtigen Deckbeschichtung 4 als Nanobeschichtung ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise eine unverfälschte Optik von Stahl. Dies resultiert aus der sehr geringen Schichtdicke der Nanobeschichtung, welche üblicherweise kleiner als 1 μm ist. Darüber hinaus werden die optischen Eigenschaften der abrasiv bearbeiteten Normalstahl-Oberfläche des metallischen Teils 1 nicht verändert, wobei gleichzeitig ein Schutz gegen Verschmutzung, Oxidation und dergleichen gegeben ist.
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Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugtes metallisches Teil wird bevorzugt in Haushaltsgeräten, insbesondere bei Haushaltgeschirrspülmaschinen, verwendet, bei denen ein besonderer optischer Eindruck gewünscht ist. Die in diesen Geräten eingesetzten Stahlteile, zum Beispiel eine Bedienelemente aufweisende Blende oder eine Tür, sind während des Fertigungsvorgangs häufig mehreren Umformschritten, zum Beispiel Stanzungen, Biegungen und Schweißungen unterworfen. Dabei ist es zweckmäßig, die Korrosionsschutzbehandlung vor diesen Umformschritten vorzunehmen. Die abrasive Bearbeitung und das Aufbringen der durchsichtigen Deckbeschichtung können wahlweise vor Durchführung der Umformschritte oder auch hinterher durchgeführt werden.
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Neben einer rein Edelstahl imitierenden Optik ist es auch möglich, sowohl die korrosionshemmende Beschichtung 3 als auch die durchsichtige Deckbeschichtung 4 mit Farbanteilen zu versehen, um einen gewünschten optischen Effekt zu erzielen.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwendbar. Die vorstehend und in den Ansprüchen angegebenen Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Metallische Teil
- 2
- Normalstahl-Oberfläche
- 3
- Korrosionshemmende Beschichtung
- 4
- Durchsichtige Deckbeschichtung
- 5
- Oberfläche
