DE102015212398A1

DE102015212398A1 - Component for a machine for producing and / or treating a fibrous web

Info

Publication number: DE102015212398A1
Application number: DE102015212398.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander Etschmaier; Walter Lengauer
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-01-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil für eine Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, umfassend einen Grundkörper, wenigstens eine, zumindest mittelbar darauf aufgebrachte metallische Funktionsschicht, wobei die wenigstens eine Funktionsschicht eine Hartphase und eine Binderphase umfasst und die Binderphase dispersionshärtende Partikel aufweist.The present invention relates to a component for a machine for producing and / or treating a fibrous web, comprising a base body, at least one metallic functional layer applied at least indirectly thereon, wherein the at least one functional layer comprises a hard phase and a binder phase and the binder phase has dispersion-hardening particles.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil für eine Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, im Einzelnen gemäß dem unabhängigen Anspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Beschichten eines solchen Bauteils, die Beschichtung selbst und ein Spritzpulver zur Herstellung einer solchen Beschichtung, im Einzelnen gemäß den verbleibenden unabhängigen Ansprüchen. The invention relates to a component for a machine for producing and / or treating a fibrous web, in detail according to the independent claim 1. Furthermore, the invention also relates to a method for coating such a component, the coating itself and a spray powder for producing such a coating, in detail according to the remaining independent claims.

In der Papierherstellung werden Walzen – beispielsweise in Form von Kalanderwalzen in Glättwerken zur abschließenden Bearbeitung der Oberflächen von Papierbahnen – eingesetzt. Dabei besitzt die Rauheit der Kalanderwalzenoberflächen einen wesentlichen Einfluss auf die Oberflächeneigenschaften des hergestellten Papiers, wie z. B. dessen Glanz und Glätte. In papermaking, rolls are used, for example in the form of calender rolls in calenders for the final processing of the surfaces of paper webs. The roughness of Kalanderwalzenoberflächen has a significant impact on the surface properties of the paper produced, such. B. its gloss and smoothness.

Aufgrund des hohen Anpressdrucks und der hohen Temperaturen, bei denen Kalanderwalzen betrieben werden, ist deren Oberfläche hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Daher werden Kalanderwalzen in der Regel mit einem Walzenbezug versehen, der eine ausreichende Duktilität mit einer hohen Oberflächenhärte verbindet. Unter Walzenbezug im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei zumindest eine auf einen Walzenkern aufgebrachte Funktionsschicht (auch Bezugsoberfläche genannt) verstanden, deren radial äußere oder äußerste Oberfläche im Betrieb mit der Papierbahn wenigstens mittelbar in Kontakt kommt.Due to the high contact pressure and the high temperatures at which calender rolls are operated, their surface is exposed to high mechanical and thermal loads. Therefore, calender rolls are usually provided with a roll cover that combines sufficient ductility with a high surface hardness. Under roll reference in the context of the present invention is understood at least one applied to a roll core functional layer (also called the reference surface), the radially outer or outermost surface comes in operation with the paper web at least indirectly in contact.

Derartige bekannte Funktionsschichten weisen in der Regel eine Binderphase, die die Aufgabe einer Matrix übernimmt, auf. Eine solche Matrix kann z.B. Nickel, Kobalt oder Eisen aufweisen oder daraus hergestellt sein, die als Binder für eine darin eingebettete Hartphase dient. Die Hartphase kann dabei in Form von harten Partikeln wie Hartstoffkörnern ausgebildet sein. Als Material für die Hartphase werden in der Regel metallartige Carbide, wie beispielsweise Wolframcarbid, Titancarbid oder Chromcarbid, metallische Nitride, wie beispielsweise Titannitrid sowie Mischungen davon und Carbonitride, wie beispielsweise Titancarbonitrid, verwendet. Während das für die Binderphase verwendete Metall in Bezug auf die zu erreichende Duktilität des Walzenbezugs gewählt wird, wird die Härte der Bezugsoberfläche von den darin eingebetteten Hartstoffkörnern bestimmt. Such known functional layers generally have a binder phase which performs the task of a matrix. Such a matrix may e.g. Nickel or cobalt or iron, which serves as a binder for a hard phase embedded therein. The hard phase can be in the form of hard particles such as hard material grains. As the material for the hard phase usually metal-type carbides such as tungsten carbide, titanium carbide or chromium carbide, metallic nitrides such as titanium nitride and mixtures thereof and carbonitrides such as titanium carbonitride used. While the metal used for the binder phase is selected in terms of the ductility of the roll cover to be achieved, the hardness of the reference surface is determined by the carbide grains embedded therein.

Bei der Papierherstellung setzen sich grundsätzlich Verunreinigungen, wie beispielsweise Papierfasern oder Strichrückstände infolge eines Streichens der Papierbahn mit Streichfarbe, auf dem Walzenbezug ab. Damit sich diese nicht dauerhaft auf der Walzenoberfläche ablagern und damit die Oberflächenqualität des erzeugten Papiers beeinträchtigen können, werden sogenannte Schaberklingen an die Walzenoberfläche angelegt, die die Verunreinigungen von der Walzenoberfläche entfernen. Solche Schaberklingen können dort, wo sie mit der Walze bzw. deren Walzenbezug in Kontakt kommen, auch mit entsprechenden Funktionsschichten ausgestattet sein.In papermaking, impurities, such as paper fibers or line residues, generally deposit on the roll cover as a result of coating the paper web with coating color. So that they do not permanently deposit on the roll surface and thus can affect the surface quality of the paper produced, so-called doctor blades are applied to the roll surface, which remove the impurities from the roll surface. Such doctor blades can, where they come into contact with the roller or its roller cover, also be equipped with corresponding functional layers.

Es hat sich gezeigt, dass es besonders bei Streichmessern, die im Betrieb mit Streichfarbe in Berührung kommen, zu einem Auswaschen der Binderphase kommt. Als Ursache hierfür gelten einerseits besonders bei Kalanderwalzen die hohen Anpressdrücke und Temperaturen und eine erhöhte Reibung, andererseits bei Schaberklingen die auf die Beschichtung abrasiv wirkenden Streichfarbe bzw. deren Zusätze. Andererseits wird ein solches Auswaschen durch den relativ hohen Härteunterschied zwischen Hartphase und Binderphase einer solchen Beschichtung begünstigt. It has been shown that, especially with doctor blades, which come into contact with coating color during operation, the binder phase is washed out. The reason for this is on the one hand particularly in calender rolls, the high contact pressures and temperatures and increased friction, on the other hand in doctor blades on the coating abrasive coating paint or its additives. On the other hand, such washing out is promoted by the relatively high difference in hardness between the hard phase and the binder phase of such a coating.

Dieses Auswaschen der Binderphase hat eine Zunahme der Rauheit der Beschichtung zur Folge, was mit einem Verlust der Oberflächengüte einhergeht. Diesem Effekt sind sowohl Walzen- als auch Schaberklingenbeschichtungen ausgesetzt. Bei Kalanderwalzenbezügen äußert sich dies in einer Abnahme der Funktionsschicht hinsichtlich Glätte und Glanz. Die anfangs polierte Funktionsschicht wird milchig trüb. Dies wiederum führt zu einem entsprechenden Verlust an Glätte und Glanz des zu kalandrierenden Papiers. Hingegen hat das Auswaschen bei Schaberklingen den Nachteil, dass nun die durch das Auswaschen überstehenden Hartstoffkörner der Hartphase eher verschleißen. Durch den erhöhten Verschleiß müssen die entsprechenden Bauteile öfter ausgetauscht werden. Dies führt jedoch zu geringeren Wartungsintervallen und einer erhöhten Standzeit der Maschine.This washing out of the binder phase results in an increase in the roughness of the coating, which is accompanied by a loss of surface finish. Both roller and doctor blade coatings are exposed to this effect. For calender roll covers this manifests itself in a decrease in the functional layer in terms of smoothness and gloss. The initially polished functional layer becomes milky cloudy. This in turn leads to a corresponding loss of smoothness and gloss of the paper to be calendered. On the other hand, washing out with doctor blades has the disadvantage that now the hard particles which have dried out due to washing out wear out sooner. Due to the increased wear, the corresponding components must be replaced more often. However, this leads to lower maintenance intervals and an increased service life of the machine.

Die vorliegende Erfindung betrifft derartige beschichtete Walzen und Schaberklingen, ist jedoch nicht ausschließlich auf diese beschränkt, sondern kann auch bei anderen vergleichbar beanspruchten Bauteilen einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn wie Papierbahn angewandt werden. Ein Beispiel für Walzen sind Zentralpresswalzen in der Pressenpartie einer Papiermaschine. Aber auch andere Industriewalzen kommen in Betracht. Für Schaberklingen kommen Messer oder Schaber in Betracht, die in der Maschine wenigstens mittelbar mit der Walze, der Faserstoffbahn oder einer auf diese aufzubringende Beschichtung in Kontakt kommen. Wenigstens mittelbar bedeutet hier, zumindest ein indirekter Kontakt der betreffenden Teile oder aber auch ein direkter, also unmittelbarer Kontakt denkbar ist. So können Schaberklingen Streichmesser zum Auftragen einer Beschichtung auf die Faserstoffbahn, Kreppmesser zum Kreppen einer Faserstoffbahn von einer Walze oder Putzschaber zur Beschaberung einer Walze zu dessen Reinigung sein.The present invention relates to such coated rolls and doctor blades, but is not limited exclusively to these, but can also be applied to other components of a comparatively claimed type of machine for producing and / or treating a fibrous web such as paper web. An example of rolls are central press rolls in the press section of a paper machine. But other industrial rollers come into consideration. For scraper blades, scrapers or scrapers may be considered, which in the machine at least indirectly come into contact with the roller, the fibrous web or a coating to be applied to this. At least indirectly means here at least an indirect contact of the relevant parts or even a direct, so immediate contact is conceivable. For example, doctor blades may be doctor blades for applying a coating to the fibrous web, creping blades for creping a fibrous web from a roll, or cleaning scrapers for doctoring a roller to clean it.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Bauteil einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, wie eine Kalanderwalze oder eine Schaberklinge anzugeben, mittels welcher die Nachteile infolge des Auswaschens der Binderphase verhindert werden können.The object of the present invention is therefore to provide a component of a machine for producing and / or treating a fibrous web, such as a calender roll or a doctor blade, by means of which the disadvantages due to washing out of the binder phase can be prevented.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gemäß dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.The object of the invention is achieved according to the subject of the independent claims. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Unter einer Faserstoffbahn im Sinne der Erfindung ist ein Gelege bzw. Gewirre von Fasern, wie Holzfasern, Kunststofffasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Zusatzstoffen, Additiven oder dergleichen zu verstehen. So kann die Faserstoffbahn beispielsweise als Papier-, Karton- oder Tissuebahn ausgebildet sein, die im Wesentlichen Holzfasern umfassen, wobei geringe Mengen anderer Fasern oder auch Zusatzstoffe und Additive vorhanden sein können.For the purposes of the invention, a fibrous web is to be understood as a scrim of fibers, such as wood fibers, synthetic fibers, glass fibers, carbon fibers, additives, additives or the like. Thus, the fibrous web may be formed, for example, as a paper, board or tissue web, which essentially comprise wood fibers, wherein small amounts of other fibers or additives and additives may be present.

Unter Bauteil für eine Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn im Sinne der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise eine Walze oder eine Schaberklinge verstanden. Das Bauteil kann dabei einen Grundkörper, im Falle einer Walze einen bevorzugt zylindrischen Walzenkern, im Falle einer Schaberklinge insbesondere einen streifenförmigen Grundkörper, aufweisen. Die Walze kann eine Kalanderwalze oder ein Trockenzylinder, wie Yankee-Zylinder, sein. Sie kann beheizt oder beheizbar ausgeführt sein.For the purposes of the present invention, a component for a machine for producing and / or treating a fibrous web is understood, for example, to mean a roll or a doctor blade. The component may have a main body, in the case of a roller a preferably cylindrical roller core, in the case of a doctor blade in particular a strip-shaped body. The roll may be a calender roll or a drying cylinder, such as Yankee cylinders. It can be designed heated or heated.

Mit dem Begriff Funktionsschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Schicht gemeint, welche direkt oder indirekt mit einem weiteren Teil der Maschine in Kontakt kommt. Dieses Teil kann dabei relativ zu dem die Funktionsschicht aufweisenden Bauteil ruhen oder sich bewegen. Mit direkt oder indirekt ist gemeint, dass die Funktionsschicht mittelbar (indirekt auf zumindest eine zwischen Grundkörper und Funktionsschicht angeordnete Zwischenschicht) oder unmittelbar (direkt, also ohne eine Zwischenschicht) auf den Grundkörper aufgebracht ist. Die wenigstens eine Zwischenschicht kann eine Haftschicht sein, welche der Haftvermittlung zwischen einerseits dem Grundkörper und der wenigstens einen Funktionsschicht dient. Im Falle, dass das Bauteil eine Walze ist, ist mit Funktionsschicht jene radial äußere oder äußerste Schicht gemeint, die beispielsweise im Betrieb der Maschine mit der Papierbahn und/oder einer Schaberklinge in Kontakt kommt. Ein Walzenbezug oder eine Schaberklingenbeschichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst daher zumindest die eine Funktionsschicht, kann jedoch auch zusätzlich die wenigstens eine Zwischenschicht aufweisen. Die Funktions- und/oder Zwischenschicht kann/können dabei aus einer Mehrzahl von Einzelschichten aufgebaut sein.By the term functional layer in the sense of the present invention is meant a layer which comes into direct or indirect contact with another part of the machine. This part can rest or move relative to the component having the functional layer. By direct or indirect it is meant that the functional layer is applied indirectly (indirectly to at least one intermediate layer arranged between main body and functional layer) or directly (directly, ie without an intermediate layer) to the main body. The at least one intermediate layer may be an adhesive layer, which serves for the bonding between on the one hand the main body and the at least one functional layer. In the case where the component is a roller, functional layer means that radially outer or outermost layer which, for example, comes into contact with the paper web and / or a doctor blade during operation of the machine. A roll cover or a doctor blade coating in the sense of the present invention therefore comprises at least one functional layer, but may also additionally have the at least one intermediate layer. The functional and / or intermediate layer can / can be constructed from a plurality of individual layers.

Die Funktionsschicht kann wenigstens teilweise metallisch sein, also teilweise ein Metall umfassen oder vollständig aus einem solchen hergestellt sein.The functional layer can be at least partially metallic, that is to say partly comprise a metal or be made entirely from one.

Unter Binderphase wird eine Zähigkeitskomponente wie Matrix oder ein Bindemittel verstanden. Mit Hartphase ist eine Verstärkung der Binderphase gemeint, in welcher die Hartphase eingebettet ist. Als Materialien für die beiden genannten Phasen können die eingangs genannten Werkstoffe eingesetzt werden. Hartphase und Binderphase der fertigen Beschichtung können zusammen ein Hartmetall ausbilden.By binder phase is meant a toughening component such as a matrix or a binder. By hard phase is meant an enhancement of the binder phase in which the hard phase is embedded. As materials for the two mentioned phases, the materials mentioned above can be used. Hard phase and binder phase of the finished coating can together form a hard metal.

Der Begriff fertige Beschichtung meint eine einsatzbereite Beschichtung wie sie für den eingangs genannten Zweck verwendet werden kann, also insbesondere ein bei Zimmertemperatur erstarrter Werkstoff, der verglichen mit dem Ausgangsmaterial wie dem Gemenge des erfindungsgemäßen Spritzpulvers gegenüber den unverarbeiteten Ausgangspartikeln eine hohe Härte, Verschleißfestigkeit und besonders die hohe Warmhärte aufweist.The term finished coating means a ready-to-use coating as it can be used for the purpose mentioned, ie in particular a solidified at room temperature material compared to the starting material such as the mixture of the spray powder according to the invention over the unprocessed starting particles high hardness, wear resistance and especially the has high hot hardness.

Die Bezugsoberfläche also die Funktionsschicht z.B. der Walze kann auf die für den jeweiligen Anwendungsfall erforderliche Rauheit geschliffen werden.The reference surface thus the functional layer e.g. The roller can be ground to the roughness required for the particular application.

Dispersionshärtende Partikel sind im Sinne der vorliegenden Erfindung jene Partikel oder deren Vorstufen (infolge der Beschichtung nicht vollständig zerfallender Teil der MAX-Phase), die in der fertigen Beschichtung eine Dispersionshärtung des Binders bzw. der Binderphase bewirken. Die Dispersionshärtung ist eine Ausscheidungshärtung und beruht auf der Abscheidung von stabilen oder metastabilen Phasen in fein verteilter Form in der Binderphase. Die infolge der Dispersionshärtung ausgeschiedenen Partikel werden Dispersoide genannt. Dispersoide können (1) kohärent oder (2) inkohärent sein. D.h. sie können (1) ein zu einer Matrix (hier des Binders bzw. der Binderphase) verwandtes Kristallgitter aufweisen und verspannen die Umgebung. Dadurch bewirken sie eine höhere Härte und/oder Verschleißfestigkeit der Matrix. Inkohärente Dispersoide (2) besitzen ein gänzlich anderes Kristallgitter als die Matrix des Binders und behindern Versetzungsbewegungen in der Matrix. Hierdurch tragen sie zu einer erhöhten Härte und/oder Verschleißfestigkeit bei.Dispersion-hardening particles in the sense of the present invention are those particles or their precursors (part of the MAX phase which does not completely decompose as a result of the coating), which cause dispersion hardening of the binder or of the binder phase in the finished coating. Dispersion hardening is precipitation hardening and is based on the deposition of stable or metastable phases in finely divided Form in the binder phase. The precipitated as a result of dispersion hardening particles are called dispersoids. Dispersoids can be (1) coherent or (2) incoherent. That is, they can (1) have a crystal lattice related to a matrix (here, the binder or the binder phase, respectively) and tense the environment. As a result, they cause a higher hardness and / or wear resistance of the matrix. Incoherent dispersoids (2) have a completely different crystal lattice than the matrix of the binder and hinder dislocation movements in the matrix. As a result, they contribute to increased hardness and / or wear resistance.

Die erfindungsgemäßen prozentualen Anteile an Hartphasen-, Binderphasen- und dispersionshärtenden Partikeln sollen in den angegebenen Grenzen so gewählt sein, dass diese – abgesehen von Verunreinigungen – zumindest theoretisch zusammen 100% ergeben und stets Hartphasen-, Binderphasen- und dispersionshärtenden Partikeln zusammen vorkommen. The percentages of hard phase, binder phase and dispersion-hardening particles according to the invention should be selected within the specified limits so that they - apart from impurities - at least theoretically add up to 100% and always occur together with hard phase, binder phase and dispersion hardening particles.

Unter Spritzpulver im Sinne der vorliegenden Erfindung wird grundsätzlich das Ausgangsmaterial, aus dem die fertige Funktionsschicht hergestellt werden soll, verstanden. Insbesondere handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Spritzpulver um ein Pulver zum thermischen Beschichten. Ein solches Spritzpulver ist ein bei Raumtemperatur fester Stoff und insbesondere ein körniges oder auch stückiges Gemenge, das in einer schüttfähigen Form vorliegt.In the context of the present invention, spray powder is basically understood to be the starting material from which the finished functional layer is to be produced. In particular, the spray powder according to the invention is a powder for thermal coating. Such a spray powder is a solid material at room temperature and in particular a granular or lumpy mixture, which is present in a pourable form.

Der Prozess des thermischen Beschichtens im Sinne der vorliegenden Erfindung sieht dabei vor, dass zur Herstellung der entsprechenden Beschichtung bzw. Funktionsschicht ein Werkstoff als Spritzzusatz beispielsweise als Pulver, Draht oder in sonst geeigneter Form mittels Eintrags von thermischer Energie an- oder komplett aufgeschmolzen und auf den zu beschichtenden Grundkörper kinetisch beschleunigt wird. Der auftreffende Werkstoff kühlt ab, erstarrt und bildet eine mechanische, wie formschlüssige Verbindung, mit dem Grundkörper. Die Herstellung einer solchen Beschichtung, kann zum Beispiel mittels Lasercladding, thermischem Spritzen, PTA-Spritzen (Plasma Transferred Arc) oder einer sonstigen adäquaten Wärmequelle erfolgen.The process of thermal coating in the context of the present invention provides that for the production of the corresponding coating or functional layer, a material as an injection additive, for example as powder, wire or otherwise suitable form by means of entry of thermal energy or completely melted and on the is kinetic accelerated to be coated body. The impinging material cools, solidifies and forms a mechanical, such as positive connection, with the body. The production of such a coating can be carried out, for example, by means of laser cladding, thermal spraying, PTA (plasma transferred arc) spraying or any other adequate heat source.

Im Falle des thermischen Beschichtens, insbesondere in Form des thermischen Spritzens, ist mit Spritzpulver der Spritzzusatzwerkstoff gemeint, also jenes Ausgangsmaterial, das innerhalb oder außerhalb eines Spritzbrenners ab-, an- oder aufgeschmolzen und z.B. in einem Gasstrom in Form von Spritzpartikeln beschleunigt, um auf die Oberfläche des darunterliegenden Substrats (z.B. Grundkörper oder Zwischenschicht) geschleudert zu werden. Pulver ist also jenes Ausgangsmaterial, das zum Zwecke der Herstellung der entsprechenden Funktionsschicht auf das zu beschichtende Substrat aufgebracht wird.In the case of thermal coating, in particular in the form of thermal spraying, by spraying powder is meant the spray additive material, ie that starting material, which inside or outside of a spray burner off, on or melted and, for example. in a gas stream in the form of spray particles to be spun onto the surface of the underlying substrate (e.g., base or intermediate layer). Powder is therefore that starting material which is applied to the substrate to be coated for the purpose of producing the corresponding functional layer.

Eine intermetallische Phase meint eine intermetallische Verbindung, also jene homogene chemische Verbindung aus zweien oder mehreren Metallen, die im Gegensatz zu Legierungen Gitterstrukturen aufweist, welche sich von denen der konstituierenden Metalle unterscheiden. In ihrem Gitter herrscht eine Mischbindung aus einem metallischen Bindungsanteil und geringeren Atombindungs- bzw. Ionenbindungsanteilen, die in Überstrukturen resultiert.An intermetallic phase means an intermetallic compound, that homogeneous chemical compound of two or more metals, which, unlike alloys, has lattice structures different from those of the constituent metals. In their lattice, there is a mixed bond consisting of a metallic bond fraction and lower atomic bonding or ionic bonding fractions, which results in superstructures.

Unter einer Mischphase wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine homogene Phase verstanden, welche aus zwei oder mehreren festen Stoffen bzw. Elementen besteht und daher als feste Lösungen oder Mischkristalle bezeichnet wird. Ein Beispiel hierfür sind mehrere, verschiedene Metallionen, die mit einem Oxid verbunden sind.For the purposes of the present invention, a mixed phase is understood to be a homogeneous phase which consists of two or more solid substances or elements and is therefore termed solid solutions or mixed crystals. An example of this are several, different metal ions, which are connected to an oxide.

Als oxidische Phasen werden Verbindungen aus Metallionen mit Sauerstoffionen, die unter Ionenbindung ein Kristallgitter ausbilden, aufgefasst. As oxidic phases compounds of metal ions with oxygen ions, which form a crystal lattice under ionic bonding, understood.

Mit MAX-Phasen sind geschichtete, hexagonale Carbide und Nitride gemeint, die durch die Formel M_n+1AX_n, (MAX) beschreibbar sind, wobei gilt: n = 1 bis 3, M ein frühes Übergangsmetall, A ein A-Gruppen-Element (meist die CAS-Gruppen IIIA und IVA oder die Hauptgruppen 13 und 14 des Periodensystems) und X Stickstoff und/oder Kohlenstoff ist. In bisher bekannten Formen treten MAX-Phasen in 211-, 312- bzw. 413-Phasen auf: 211-Phasen 312-Phasen 413-Phasen Ti₂CdC, Sc₂InC, Ti₂AlC, Ti₃AlC₂, Ti₄AlN₃, Ti₂GaC, Ti₂InC, Ti₂TlC, V₂AlC, V₃AlC₂, V₄AlC₃, V₂GaC, Cr₂GaC, Ti₂AlN, Ti₃SiC₂, Ti₄GaC₃, Ti₂GaN, Ti₂InN, V₂GaN, Ti₃GeC₂, Ti₄SiC₃, Cr₂GaN, Ti₂GeC, Ti₂SnC, Ti₃SnC₂, Ti₄GeC₃, Ti₂PbC, V₂GeC, Cr₂AlC, Ta₃AlC₂ Nb₄AlC₃, Cr₂GeC, V₂PC, V₂AsC, Ti₂SC, Ta₄AlC₃, Zr₂InC, Zr₂TlC, Nb₂AlC, Nb₂GaC, Nb₂InC, Mo₂GaC, Zr₂InN, Zr₂TlN, Zr₂SnC, Zr₂PbC, Nb₂SnC, Nb₂PC, Nb₂AsC, Zr₂SC, Nb₂SC, Hf₂InC, Hf₂TlC, Ta₂AlC, Ta₂GaC, Hf₂SnC, Hf₂PbC, Hf₂SnN, Hf₂SC By MAX phases is meant layered hexagonal carbides and nitrides which are described by the formula M _{n + 1} AX _n , (MAX) where n = 1 to 3, M is an early transition metal, A is an A group Element (usually the CAS groups IIIA and IVA or the main groups 13 and 14 of the Periodic Table) and X is nitrogen and / or carbon. In previously known forms, MAX phases occur in 211, 312 and 413 phases, respectively: 211-phase 312-phase 413-phase Ti ₂ CdC, Sc ₂ InC, Ti ₂ AlC, Ti ₃ AlC ₂ , Ti ₄ AlN ₃ , Ti ₂ GaC, Ti ₂ InC, Ti ₂ TlC, V ₂ AlC, V ₃ AlC ₂ , V ₄ AlC ₃ , V ₂ GaC, Cr ₂ GaC, Ti ₂ AlN, Ti ₃ SiC ₂ , Ti ₄ GaC ₃ , Ti ₂ GaN, Ti ₂ InN, V ₂ GaN, Ti ₃ GeC ₂ , Ti ₄ SiC ₃ , Cr ₂ GaN, Ti ₂ GeC, Ti ₂ SnC, Ti ₃ SnC ₂ , Ti ₄ GeC ₃ , Ti ₂ PbC, V ₂ GeC, Cr ₂ AlC, Ta ₃ AlC ₂ Nb ₄ AlC ₃ , Cr ₂ GeC, V ₂ PC, V ₂ AsC, Ti ₂ SC, Ta ₄ AlC ₃ , Zr ₂ InC, Zr ₂ TIC, Nb ₂ AlC, Nb ₂ GaC, Nb ₂ InC, Mo ₂ GaC, Zr ₂ InN, Zr ₂ TIN, Zr ₂ SnC, Zr ₂ PbC, Nb ₂ SnC, Nb ₂ PC, Nb ₂ AsC, Zr ₂ SC, Nb ₂ SC, Hf ₂ InC, Hf ₂ TIC, Ta ₂ AlC, Ta ₂ GaC, Hf ₂ SnC, Hf ₂ PbC, Hf ₂ SnN, Hf ₂ SC

Als für die vorliegende Erfindung besonders geeignet haben sich jene Phasen erwiesen, die kommerziell als Pulver erhältlich sind, in diesem homogen (also ohne Bildung von Agglomeraten) verteilt sind und im thermischen Beschichtungsprozess deren Element der A-Gruppe in ein Metalloxid fein dispergiert zerfallen. Besonders gut erfüllt die Phase des Ti₂SC diese Anforderungen.Particularly suitable for the present invention are those phases which are commercially available as powders, are homogeneously distributed therein (ie without the formation of agglomerates) and, in the thermal coating process, their element of the A group disintegrates into a finely dispersed metal oxide. The phase of the Ti ₂ SC fulfills these requirements particularly well.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine eingangs genannte Maschine, in der das erfindungsgemäße Bauteil, insbesondere Walze oder Schaberklinge verbaut ist. Ferner betrifft die vorliegende Maschine auch eine Vorrichtung zur Beschichtung, die derart eingerichtet ist, dass sie das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung ausführen kann.The present invention also relates to an aforementioned machine in which the component according to the invention, in particular roller or doctor blade is installed. Furthermore, the present machine also relates to a device for coating, which is set up so that it can perform the coating process according to the invention.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Schichtdicke der Beschichtung bzw. Funktionsschicht 50 bis 750 µm betragen. According to the present invention, the layer thickness of the coating or functional layer may be 50 to 750 μm.

Alternativ oder zusätzlich kann die Härte der Beschichtung bzw. Funktionsschicht mehr als 500 HV betragen. Wenn im Sinne der Erfindung von HV (Härte Vickers) die Rede ist, ist gemeint, dass zur Ermittlung dieses Härtewerts die Norm DIN EN ISO 6507 , angewendet wurde und die folgenden Prüfbedingungen der Messung zugrunde lagen: Gleichseitige Diamantpyramide mit einem Öffnungswinkel von 136° als Eindringkörper, festgelegte Prüfkraft von 2,942 N (Härtesymbol 0,3), mit der der Eindringkörper in das Werkstück eingedrückt wird, Prüftemperatur zwischen 10 °C und 35 °C, bevorzugt 23 °C (+/–5 °C).Alternatively or additionally, the hardness of the coating or functional layer may be more than 500 HV. If in the context of the invention of HV (hardness Vickers) is mentioned, it is meant that to determine this hardness value the Standard DIN EN ISO 6507 , and the following test conditions were used as the basis for the measurement: equilateral diamond pyramid with an opening angle of 136 ° as indenter, specified test force of 2.942 N (hardness symbol 0.3), with which the indenter is pressed into the workpiece, test temperature between 10 ° C and 35 ° C, preferably 23 ° C (+/- 5 ° C).

Die Beschichtung bzw. Funktionsschicht kann nach ihrer Herstellung abschließend auch geschliffen sein. Die Rauheit kann dann einen Ra-Wert von 0,2 oder kleiner, bevorzugt 0,1, besonders bevorzugt 0,08 betragen.The coating or functional layer may finally be ground after its production. The roughness can then have an Ra value of 0.2 or less, preferably 0.1, particularly preferably 0.08.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ohne Einschränkung des zugrunde liegenden Erfindungsgedankens näher beschrieben. In den Figuren zeigen:The invention will be described in more detail below with reference to the drawings without limiting the underlying inventive concept. In the figures show:

1 eine stark schematisierte Darstellung zweier erfindungsgemäß beschichteter Walzen; 1 a highly schematic representation of two coated according to the invention rolls;

2 eine stark schematisierte Darstellung des Auftrags einer erfindungsgemäßen Beschichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; 2 a highly schematic representation of the order of a coating according to the invention according to a preferred embodiment of the invention;

3a, 3b jeweils eine Ausführungsform in einer stark schematisierte teilgeschnittenen Ansicht durch ein erfindungsgemäße beschichtetes Bauteil; 3a . 3b in each case one embodiment in a highly schematic, partially sectioned view through a coated component according to the invention;

4 einen teilweise dargestellten Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Bauteils aus den 3a bzw. 3b. 4 a partially illustrated cross section perpendicular to the longitudinal axis of the component of the 3a respectively. 3b ,

1 zeigt schematisch zwei gemäß der Erfindung hergestellte, aufeinander abwälzende Bauteile in Form von Walzen 1 zur Herstellung und/oder Weiterverarbeitung einer Faserstoffbahn, wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, wie sie zwischen diesen beiden angedeutet ist. Walzen 1 können Teil der eingangs genannten Maschine (Papier-, Karton- oder Tissuemaschine) und z.B. als Kalanderwalzen ausgeführt sein. In einer solchen Maschine müssen grundsätzlich nicht immer beide gezeigten Walzen 1 aufeinander abwälzen. Die Walzen 1 können auch in verschiedenen Positionen, bei der sie direkt oder indirekt mit einer Faserstoffbahn 10 in Kontakt treten, zur Anwendung kommen. In der Position als Zentralpresswalze in der Pressenpartie einer Papiermaschine werden technisch höchste Anforderungen an die Walze 1 bzw. deren Beschichtung gestellt. Dies trifft insbesondere auf die Blattabgabeeigenschaften, die Verschleißbeständigkeit bei hohen Linienlasten in Pressnips und die Korrosionsbeständigkeit in nasser Umgebung zu. Die Walzen 1 umfassen einen Grundkörper 2 (siehe 3a) und sind erfindungsgemäß mit einer Beschichtung 5 versehen, welche aus zumindest einer Funktionsschicht 4 bestehen kann, wie dies noch nachfolgend ausgeführt wird. 1 schematically shows two manufactured according to the invention, rolling components in the form of rolls 1 for producing and / or further processing a fibrous web, such as a paper, cardboard or tissue web, as indicated between these two. roll 1 may be part of the aforementioned machine (paper, board or Tissuemaschine) and designed as calender rolls, for example. In In principle, such a machine does not always have to have both rolls shown 1 to roll on each other. The rollers 1 They can also be used in different positions where they are directly or indirectly with a fibrous web 10 come into contact, are used. In the position of a central press roll in the press section of a paper machine technically highest demands on the roll 1 or their coating provided. This is especially true of sheet dispensing properties, wear resistance at high line loads in press nips, and corrosion resistance in wet environments. The rollers 1 comprise a main body 2 (please refer 3a ) and are according to the invention with a coating 5 provided, which consists of at least one functional layer 4 can exist, as will be explained below.

Die 2 zeigt stark schematisiert den Auftrags einer erfindungsgemäßen Beschichtung.The 2 shows very schematically the order of a coating according to the invention.

Die zu beschichtende Walze 1 wird zum Herstellen der Beschichtung 5 umfassend die wenigstens einen Funktionsschicht 4 (siehe 3a) mittels einer thermischen Beschichtungsvorrichtung 6 zum thermischen Beschichten beaufschlagt. Walze 1 ist dabei um ihre Längsachse rotierend gelagert und wird geeignet angetrieben, so dass sie sich unter einer vorzugsweise parallel zur Längsachse entlang der Walze 1 relativ zu dieser hin- und her verschieblichen Auftragsvorrichtung 7 hinwegdreht. Dadurch kann die gesamte Oberfläche der Walze 1 sukzessive, beispielsweise in einer kontinuierlichen Spirallinie beschichtet werden. Es ist jedoch auch möglich, die Funktionsschicht 4 in anderer Weise aufzubringen, z. B. in radialen Ringen oder axialen Streifen. The roller to be coated 1 is used to make the coating 5 comprising the at least one functional layer 4 (please refer 3a ) by means of a thermal coating device 6 applied for thermal coating. roller 1 is rotatably mounted about its longitudinal axis and is suitably driven, so that it extends under a preferably parallel to the longitudinal axis along the roller 1 relative to this reciprocating applicator 7 rotates away. This allows the entire surface of the roller 1 successively coated, for example in a continuous spiral line. However, it is also possible to use the functional layer 4 apply in a different way, for. B. in radial rings or axial stripes.

Die thermische Beschichtungsvorrichtung 6 zur Herstellung der erfindungsgemäßen Walze umfasst vorliegend eine Auftragsvorrichtung 7, eine wahlweise zu- und abschaltbare Werkstoffzufuhr 8, eine Energiequelle 9, in welche gewöhnlich ein Pulver, wie Spritzpulver, in Form eines Gemenges eingetragen wird sowie eine nicht gezeigte Schutzgaszufuhr zum Zuführen von Schutzgas an die Walze 1. Die Beschichtungsvorrichtung 6 kann derart ausgeführt sein, dass sie sowohl das thermische Spritzen als auch Lasercladding durchführen kann. The thermal coating device 6 for the production of the roll according to the invention in this case comprises an applicator 7 , an optional on and off material supply 8th , an energy source 9 , in which usually a powder, such as spray powder is introduced in the form of a batch and a protective gas, not shown, for supplying protective gas to the roller 1 , The coating device 6 may be designed such that it can perform both the thermal spraying and Lasercladding.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff Lasercladding oder einem diesen gleich kommenden Verfahren ein Beschichtungsverfahren verstanden, mittels welchem es möglich ist die zu beschichtende Oberfläche – also das Substrat, wie der Grundkörper 2 aus 3a, 3b – selbst an- oder auch komplett aufzuschmelzen. Ein solch hoher Wärmeintrag ist bei den bekannten thermischen Spritzverfahren, wie beispielsweise dem Flamm-, Hochgeschwindigkeitsflamm-, Lichtbogen-, oder Plasmaspritzen, der zur An- oder Aufschmelzung des Substrats führt, nicht möglich. Ein An- oder Aufschmelzen beim Lasercladding kann beispielsweise durch Zufuhr von thermischer Energie zu dem zu beschichtenden Substrat erfolgen und kann bevorzugt durch Strahlung, wie Laserstrahlung verwirklicht werden. So wird grundsätzlich beim Lasercladding in den Strahlengang des Lasers der Werkstoff der Haft- oder Funktionsschicht eingebracht, aufgeschmolzen und auf das Substrat aufgebracht. Gleichzeitig schmilzt der Laserstrahl die Oberfläche des Substrats hinsichtlich der radialen Dicke zumindest teilweise an- oder komplett über ihrer Dicke in Radialrichtung gesehen auf, soweit ein solches komplettes Aufschmelzen sinnvoll ist. According to the present invention, the term laser cladding or a method immediately following this is understood to mean a coating method by means of which it is possible to have the surface to be coated - ie the substrate, like the main body 2 out 3a . 3b - even melt on or completely. Such a high heat input is not possible in the known thermal spray processes, such as flame, high-speed flame, arc or plasma spraying, which leads to the on or melting of the substrate. A melting or melting in Lasercladding can be done for example by supplying thermal energy to the substrate to be coated and can be preferably realized by radiation, such as laser radiation. Thus, the material of the adhesive or functional layer is generally introduced into laser beam path in the beam path of the laser, melted and applied to the substrate. At the same time the laser beam melts the surface of the substrate with respect to the radial thickness at least partially on or completely over its thickness in the radial direction, as far as such a complete melting makes sense.

Die Ausbringung von Schutzgas ist vorliegend durch den Kegel, der sich an die Energiequelle 9 anschließt, angedeutet. Das Schutzgas kann zur Mitnahme und/oder Beschleunigung des Werkstoffs wie Spritzzusatzwerkstoffs, das zum Aufschmelzen in den Strahlengang der Energiequelle 9 eingebracht wird, dienen. Beim konventionellen thermischen Spritzen wird das mittels Schutzgas beschleunigte, ab-, an- oder aufgeschmolzene Spritzpulver auf die zu beschichtende Walze 1, hier beispielsweise den nackten (also zunächst unbeschichteten) Grundkörper 2 in Form eines zylindrischen Walzenkerns (siehe 3a) der Walze 1 geschleudert. Wird die Oberfläche des darunterliegenden Substrats mit aufgeschmolzen, wie diese beim Lasercladding der Fall ist, so gelangt der dem Substrat zugeführte, aufgeschmolzene Werkstoff des Spritzpulvers mit in die Substratschmelze. Ansonsten findet lediglich eine Verkrallung des auftreffenden zumindest teilweise geschmolzenen Spritzpulvers auf der zu beschichtenden Oberfläche der Walze 1 statt, wie dies grundsätzlich beim herkömmlichen thermischen Spritzen der Fall ist.The application of inert gas is present through the cone, which is connected to the energy source 9 connects, implied. The protective gas can be used to entrain and / or accelerate the material, such as spray additive material, for melting into the beam path of the energy source 9 is introduced serve. In conventional thermal spraying, the inert gas, which has been accelerated by means of shielding gas, is removed, melted or melted onto the roller to be coated 1 Here, for example, the naked (ie initially uncoated) body 2 in the form of a cylindrical roller core (see 3a ) of the roller 1 spun. If the surface of the underlying substrate is also melted, as is the case with laser cladding, then the melted material of the spray powder supplied to the substrate also enters the substrate melt. Otherwise, only a clinging of the impinging at least partially melted spray powder on the surface to be coated of the roller 1 instead, as is the case in conventional thermal spraying in principle.

Als Energiequelle 9 sind daher grundsätzlich induktive sowie plasmaerzeugende Vorrichtungen, Vorrichtungen, die Elektronenstrahlen abgeben oder Laser verschiedener Typen wie CO₂-Laser, HDPL (High Power Diode Laser) oder DDL (Direct Diode Laser) oder Kombinationen möglich. Grundsätzlich kann die thermische Beschichtungsvorrichtung 6 so ausgeführt sein, dass sowohl ein thermisches Spritzen mit als auch ohne zumindest teilweise Anschmelzen des darunterliegenden Substrats, möglich ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass mittels der Energiequelle 9 die thermische Energie entsprechend einstellbar ist.As an energy source 9 are therefore basically inductive and plasma-generating devices, devices that emit electron beams or lasers of various types such as CO ₂ laser, HDPL (High Power Diode Laser) or DDL (Direct Diode Laser) or combinations possible. In principle, the thermal coating device 6 be designed so that both a thermal spraying with and without at least partial melting of the underlying substrate is possible. This can be achieved, for example, by means of the energy source 9 the thermal energy is adjustable accordingly.

Die 3a und 3b zeigen jeweils in stark schematischer Ansicht eine teilgeschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils mit einer Beschichtung 5 entlang der jeweiligen Längsachse. Die Darstellung ist daher unmaßstäblich, insbesondere was die Dicke der Funktionsschicht in Bezug auf den Grundkörper 2 angeht. The 3a and 3b each show a highly schematic view of a partially sectioned view of a component according to the invention with a coating 5 along the respective longitudinal axis. The Representation is therefore not to scale, especially as regards the thickness of the functional layer with respect to the base body 2 As.

In 3a ist eine Walze 1, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist, zu sehen. Ersichtlich ist, dass diese einen Grundkörper 2 in Form eines Walzenkerns aufweist. Der Walzenkern kann dabei ein Zylinder oder Hohlzylinder aus Stahl oder einen sonstigen geeigneten Material sein. Auf den Grundkörper 2 ist vorliegend eine Beschichtung 5 mit einer einzigen Funktionsschicht 4 aufgebracht. Sie bildet die radial äußerste Oberfläche der Walze 1, die im bestimmungsgemäßem Gebrauch in der Maschine wenigstens mittelbar (z.B. indirekt über ein Filz oder direkt) mit der Faserstoffbahn in Kontakt kommt.In 3a is a roller 1 as they are in the 1 and 2 is shown to see. It is clear that this is a basic body 2 having in the form of a roll core. The roll core may be a cylinder or hollow cylinder made of steel or other suitable material. On the main body 2 is in the present case a coating 5 with a single functional layer 4 applied. It forms the radially outermost surface of the roller 1 which in normal use in the machine at least indirectly (eg indirectly via a felt or directly) comes into contact with the fibrous web.

3b zeigt beispielhaft eine Schaberklinge. Letztere umfasst einen Grundkörper 2. An dem Breitenrand 3 (die Breitenrichtung verläuft senkrecht zur dargestellten Längsachse der Schaberklinge in der Darstellung in Horizontalrichtung) des Grundkörpers 2 ist eine Kante 11 (sog. Wate) etwa nach Art eines Fase ausgebildet. An die Kante 11 schließt sich einerseits der Breitenrand 3 und andererseits eine Fläche 12 an. Kante 11 und Fläche 12 bilden die Oberseite der Schaberklinge. Diese kann jene, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Walze bzw. der Faserstoffbahn zugewandte Seite bilden. Die der Fläche 12 gegenüberliegende Fläche des Grundkörpers 2 der Schaberklinge wird als Rückseite 13 (nicht dargestellt) bezeichnet. 3b shows an example of a doctor blade. The latter comprises a basic body 2 , At the edge of the border 3 (The width direction is perpendicular to the illustrated longitudinal axis of the doctor blade in the representation in the horizontal direction) of the body 2 is an edge 11 (so-called Wate) formed approximately in the manner of a chamfer. To the edge 11 On the one hand, the wide margin closes 3 and on the other hand a surface 12 at. edge 11 and area 12 make up the top of the scraper blade. This can form those, when used properly, the roller or the fibrous web side facing. The area 12 opposite surface of the body 2 the scraper blade is called the back 13 (not shown).

Im vorliegenden Fall ist lediglich der Breitenrand 3, die Kante 11 sowie ein Teil der Fläche 12 des Grundkörpers 2 mit einer Beschichtung 5, umfassend genau eine Funktionsschicht 4, versehen. Daher ist nicht der gesamte Grundkörper 2 der Schaberklinge vollständig mit der Beschichtung 5 bzw. Funktionsschicht 4 versehen. Es genügt, wenn nur der Grundkörper 2 an einem Teil dessen Oberfläche – bevorzugt nur ein Teil der genannten Oberseite – beschichtet ist. Jedoch wäre es auch denkbar alternativ oder zusätzlich (nur) die Rückseite des Grundkörpers 2 mit einer solchen Funktionsschicht, zumindest teilweise, wenn nicht gar vollständig zu versehen.In the present case, only the width border 3 , the edge 11 as well as a part of the area 12 of the basic body 2 with a coating 5 comprising exactly one functional layer 4 , Mistake. Therefore, not the entire body 2 the doctor blade completely with the coating 5 or functional layer 4 Mistake. It is enough if only the main body 2 on a part of its surface - preferably only a part of said upper side - is coated. However, it would also be conceivable alternatively or additionally (only) the back of the body 2 with such a functional layer, at least partially, if not completely provided.

In den 4 ist in einer stark schematisierten Schnittansicht ein teilweiser Querschnitt senkrecht zur Längsachse durch die fertige Beschichtung 5 der Walze 1 aus 3a bzw. senkrecht zur Längsachse der in 3b dargestellten Schaberklinge, gezeigt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist die Walzenkrümmung außer Acht gelassen worden. Ebenfalls ist zu bemerken, dass die Dicke der Beschichtung 5 bzw. der einzelnen Funktionsschicht 4 sowie der darin gezeigten Partikel nicht maßstabsgetreu dargestellt ist. In the 4 is a highly schematic sectional view of a partial cross section perpendicular to the longitudinal axis through the finished coating 5 the roller 1 out 3a or perpendicular to the longitudinal axis of in 3b shown scraper blade shown. To simplify the illustration, the roll curvature has been disregarded. It should also be noted that the thickness of the coating 5 or the individual functional layer 4 and the particles shown therein are not shown to scale.

Im vorliegenden Beispiel ist unmittelbar auf den Grundkörper 2 – im Falle der Walze auf den Walzenkern – die Funktionsschicht 4 aufgebracht. Letztere umfasst eine Binderphase 4.1 (teils gepunktet dargestellt) sowie eine Hartphase 4.2. In der Binderphase 4.1 ist die Hartphase 4.2 eingebettet, sodass die Binderphase 4.1 die Hartphase 4.2 umgibt. Die Binderphase 4.1 dient somit als Matrix für die Hartphase 4.2, die Hartstoffpartikel 4.2.1 umfasst bzw. aus diesen besteht. Die dargestellten Punkte in der Binderphase 4.1 sind die fein verteilten dispersionshärtenden Partikel 4.1.1. In the present example is directly on the main body 2 - In the case of the roller on the roll core - the functional layer 4 applied. The latter includes a binder phase 4.1 (partly dotted) and a hard phase 4.2 , In the binder phase 4.1 is the hard phase 4.2 embedded, so that the binder phase 4.1 the hard phase 4.2 surrounds. The binder phase 4.1 thus serves as a matrix for the hard phase 4.2 , the hard material particles 4.2.1 includes or consists of these. The points shown in the binder phase 4.1 are the finely divided dispersion-hardening particles 4.1.1 ,

Diese erfindungsgemäßen dispersionshärtenden Partikel 4.1.1 können entweder während des Beschichtungsprozesses entstehen oder aber sind in der Form, wie sie in der fertigen Beschichtung 5 auftauchen, bereits in dem Pulver, das zur Herstellung der Beschichtung 5 verwendet wird, vor dem Beschichtungsprozess enthalten gewesen. Werden z.B. als dispersionshärtende Partikel 4.1.1 Metalloxidpartikel wie Aluminiumoxid (Al₂O₃) im Pulver eingesetzt, so sind diese Partikel in der späteren Binderphase 4.1 der fertigen Funktionsschicht 4 nahezu unverändert enthalten und führen zu der dargestellten Dispersionshärtung der fertigen Binderphase 4.1. Werden z.B. hingegen als dispersionshärtende Partikel 4.1.1 MAX-Phasenpartikel wie Ti₂AlC im Pulver verwendet, so können diese Partikel ganz oder teilweise zerfallen und bilden während des Beschichtungsprozesses die Dispersionshärtung der fertigen Binderphase 4.1 der Beschichtung 5 durch Bildung eines Oxids wie Aluminiumoxid (Al₂O₃) und einer intermetallische Phase wie Cobalt-Titan (CoTi). Bleiben MAX-Phasenpartikel beim Beschichtungsprozess bestehen, so wirken sich auch diese verschleißmindernd aus. Dies liegt an der inkohärenten Gitterstruktur, wie eingangs beschrieben.These dispersion-hardening particles according to the invention 4.1.1 can either arise during the coating process or are in the form as they are in the finished coating 5 emerge already in the powder used to make the coating 5 has been used prior to the coating process. Be used as dispersion-hardening particles 4.1.1 Metal oxide particles such as aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) used in the powder, these particles are in the later binder phase 4.1 the finished functional layer 4 contain almost unchanged and lead to the illustrated dispersion hardening of the finished binder phase 4.1 , For example, become as dispersion-hardening particles 4.1.1 MAX phase particles such as Ti ₂ AlC used in the powder, these particles can be completely or partially disintegrated and form during the coating process, the dispersion hardening of the final binder phase 4.1 the coating 5 by forming an oxide such as alumina (Al ₂ O ₃ ) and an intermetallic phase such as cobalt titanium (CoTi). If MAX phase particles persist during the coating process, these also reduce wear. This is due to the incoherent grid structure, as described above.

Unabhängig davon, welche der erfindungsgemäßen dispersionshärtenden Partikel 4.1.1 verwendet werden, kommt es infolge dieser Dispersionshärtung es zu einer Verstärkung der Binderphase 4.1, was sich in einer immens erhöhten Abriebsfestigkeit der Funktionsschicht 4 zeigt. Dadurch kann das Auswaschen der Binderphase 4.1 im Betrieb des erfindungsgemäßen Bauteils deutlich vermindert werden.Regardless of which of the dispersion-hardening particles according to the invention 4.1.1 can be used, it comes as a result of this dispersion hardening to reinforce the binder phase 4.1 , resulting in an immensely increased abrasion resistance of the functional layer 4 shows. This can wash out the binder phase 4.1 be significantly reduced during operation of the component according to the invention.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Walzeroller
22: Grundkörper body
33: Breitenrand wide margin
44: Funktionsschicht functional layer
4.1 4.1: Binderphasebinder phase
4.1.1 4.1.1: dispersionshärtende Partikeldispersion-hardening particles
4.2 4.2: Hartphasehard phase
4.2.1 4.2.1: HartphasenpartikelHard phase particles
55: Beschichtung coating
66: thermische Beschichtungsvorrichtung thermal coating device
77: Auftragsvorrichtung applicator
88th: Werkstoffzufuhr Material supply
99: Energiequelle energy
1010: Faserstoffbahn Fibrous web
1111: Kante edge
1212: Fläche area
1313: Rückseite back

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Standard DIN EN ISO 6507 [0030]

Claims

Component for a machine for producing and / or treating a fibrous web, comprising a basic body ( 2 ), at least one, at least indirectly applied thereto metallic functional layer ( 4 ), wherein the at least one functional layer ( 4 ) a hard phase ( 4.2 ) and a binder phase ( 4.1 ) and the binder phase ( 4.1 ) dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) having.

Component according to claim 1, characterized in that the dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) in the binder phase ( 4.1 ) of the finished functional layer ( 4 ) are intermetallic, oxidic phases or their mixed phases.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the hard phase ( 4.2 ) Carbides, nitrides or borides of the 4th, 5th or 6th

Main group of the Periodic Table and mixtures thereof - such as tungsten carbide (WC) - included or prepared therefrom, and the binder phase ( 4.1 ) comprises or is made of a metal or a metallic alloy and mixtures thereof, such as cobalt (Co) or nickel-chromium (NiCr).

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) of the binder phase ( 4.1 ) Metal oxide particles or MAX phase particles. Component according to one of the preceding claims, characterized in that the average particle size of the dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) is in the range of 10 nm to 1 μm and preferably between 50 nm and 500 nm.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the functional layer ( 4 ) 70 to 90% by weight of the hard phase ( 4.2 ) forming hard phase particles ( 4.2.1 ), 10 to 30% by weight of the binder phase ( 4.1 ) forming binder phase particles and 0.05 to 3 wt .-% dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ).

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the component is a doctor blade, for example a cleaning scraper - preferably for Beschaberung a roller -, a doctor blade, or a creping blade.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the component is a roller, such as calender roll or drying cylinder, preferably a heated or heated roll of a machine for producing and / or treating a fibrous web.

Spray powder for use in the manufacture of a functional layer ( 4 ), preferably for a component of a machine for the production and / or treatment of a fibrous web, wherein the spray powder is a mixture of hard phase particles ( 4.2.1 ), Binder phase particles and dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) in order to test the finished functional layer ( 4 ) a binder phase ( 4.1 ) and a hard phase ( 4.2 ), wherein the dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) are selected such that in the finished functional layer ( 4 ) a dispersion hardening of the binder phase ( 4.1 ) to adjust.

Spray powder for use in the manufacture of a functional layer ( 4 ), preferably for a component of a machine for producing and / or treating a fibrous web, preferably according to claim 9, wherein the wettable powder comprises 70 to 90% by weight of hard phase particles ( 4.2.1 ), 10 to 30 wt .-% binder phase particles and 0.05 to 3 wt .-% dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ).

Spray powder according to claim 9 or 10, characterized in that the dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) Metal oxide particles comprise or are made therefrom.

Spray powder according to claim 9 or 10, characterized in that the dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) MAX phase particles include or are made from.

Spray powder according to claim 12, characterized in that the MAX phase particles are 211-phase, 312-phase or 413-phase particles or combinations thereof.

Spray powder according to one of claims 9 to 13, characterized in that the hard phase particles ( 4.2.1 ) Carbides, nitrides or borides of the 4th, 5th or 6th main group of the periodic table and mixtures thereof, such as tungsten carbide (WC), or made thereof, and the binder phase particles comprise or are made of a metal or metallic alloy and mixtures thereof, such as cobalt (Co) or nickel-chromium (NiCr).

Spray powder for use in the manufacture of a functional layer ( 4 ), preferably for a component of a machine for producing and / or treating a fibrous web, wherein the spray powder comprises 84% by weight of tungsten carbide (WC) as hard-phase particles ( 4.2.1 ), 14% by weight cobalt (Co) and 1.9% by weight chromium (Cr) as binder phase particles and 0.1% by weight aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) as dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ).

Spray powder for use in the manufacture of a functional layer ( 4 ), preferably for a component for a machine for producing and / or treating a fibrous web, wherein the wettable powder comprises: 86% by weight of tungsten carbide (WC) as hard-phase particle ( 4.2.1 14 wt% cobalt (Co) as binder phase particles and 0.2 wt% Ti ₂ AlC on dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ).

Spray powder according to one of claims 9 to 16, characterized in that the mean particle size of the dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) is in the range of 10 nm to 1 μm and preferably between 50 nm and 500 nm.

Coating for use with a component of a machine for producing and / or treating a fibrous web, wherein the coating comprises at least one functional layer ( 4 ) from a hard phase ( 4.2 ) comprising hard phase particles ( 4.2.1 ) and a binder phase ( 4.1 ) comprising binder phase particles and the binder phase ( 4.1 ) dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ).

Coating according to claim 18, characterized in that the functional layer ( 4 ) 70 to 90% by weight of the hard phase ( 4.2 ) forming hard phase particles ( 4.2.1 ), 10 to 30% by weight of the binder phase ( 4.1 ) forming binder phase particles and 0.05 to 3 wt .-% dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ).

Coating according to one of claims 18 or 19, characterized in that the dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) Metal oxide particles comprise or are made therefrom.

Coating according to one of claims 18 or 19, characterized in that the dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) in the binder phase ( 4.1 ) of the finished functional layer ( 4 ) are intermetallic, oxidic phases or their mixed phases.

Coating according to one of claims 18 or 19, characterized in that the dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) MAX phase particles include or are made from.

Coating according to one of claims 18 to 22, characterized in that the MAX phase particles are 211-phase, 312-phase or 413-phase particles or combinations thereof.

Coating according to one of claims 18 to 23, characterized in that the hard phase particles ( 4.2.1 ) Carbides, nitrides or borides of the 4th, 5th or 6th main group of the Periodic Table or oxide ceramics and mixtures thereof - such as tungsten carbide (WC) - include or made thereof, and the binder phase particles, a metal or a metallic alloy and mixtures thereof - Cobalt (Co) or nickel-chromium (NiCr) - include or are made from.

Coating according to one of claims 18 to 24, characterized in that the average particle size of the dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) in the binder phase ( 4.1 ) is in the range of 10 nm to 1 μm and preferably between 50 nm and 500 nm.

Coating for use in a component for a machine for producing and / or treating a fibrous web, the coating comprising at least one functional layer ( 4 ) from a hard phase ( 4.2 ) and a binder phase ( 4.1 ) and the binder phase ( 4.1 ) dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ), wherein the hard phase ( 4.2 ) 84 wt .-% tungsten carbide (WC) and the binder phase ( 4.1 ) 15.9 wt .-% cobalt-chromium (CoCr) and 0.1 wt .-% alumina (Al ₂ O ₃ ).

Coating for use in a component for a machine for producing and / or treating a fibrous web, the coating comprising at least one functional layer ( 4 ) from a hard phase ( 4.2 ) and a binder phase ( 4.1 ) and the binder phase ( 4.1 ) dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ), wherein the hard phase ( 4.2 ) 84 wt .-% tungsten carbide (WC) and the binder phase ( 4.1 ) 15.8% by weight of cobalt (Co) and an oxide phase of alumina (Al ₂ O ₃ ) and a cobalt-titanium intermetallic phase (CoTi).

Process for producing a coating of a component, preferably according to one of Claims 18 to 27, the component preferably being designed according to one of Claims 1 to 8, the component comprising a base body ( 2 ), at least one, at least indirectly applied thereto metallic functional layer ( 4 ), wherein the at least one functional layer ( 4 ) a hard phase ( 4.2 ) and a binder phase ( 4.1 ) and the binder phase ( 4.1 ) dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ), the method comprising the steps of: a) providing the component; b) producing the at least one functional layer ( 4 ) by applying a spray powder, preferably according to one of claims 9 to 17, on the base body ( 2 ), wherein the spray powder is a mixture of hard phase particles ( 4.2.1 ), Binder phase particles and dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) in order to test the finished functional layer ( 4 ) a binder phase ( 4.1 ) and a hard phase ( 4.2 ), wherein the dispersion-hardening particles ( 4.1.1 ) are selected such that in the finished functional layer ( 4 ) a dispersion hardening of the binder phase ( 4.1 ) to adjust.