DE102015212400A1

DE102015212400A1 - Bauteil für eine Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE102015212400A1
Application number: DE102015212400.2A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Sperling; Alexander Etschmaier
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 MAX-Phasenpartikel umfasst oder daraus hergestellt ist.

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 die Beschichtung selbst und ein Spritzpulver zur Herstellung einer solchen Beschichtung, im Einzelnen gemäß den verbleibenden unabhängigen Ansprüchen.
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.
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.
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.
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.
Nachteilig an den bisher verwendeten Werkstoffen für derartige Beschichtungen ist, dass z.B. die Kombination aus Wolframcarbid und Kobalt eine Kompromisslösung zwischen Härte und Sprödigkeit darstellt. Die Zweiphasigkeit kann durch selektiven Angriff zu Korrosion des Werkstoffs führen. Zudem ist dieser Werkstoff beim Spritzprozess anfällig für Entkohlung des Wolframkarbids in der Aufschmelzphase. Auch die Herstellung einer dichten, also fluidundurchlässigen Schicht stellt eine technische Herausforderung dar. Nicht zuletzt ist auch als Nachteil der hohe Marktpreis von Wolfram und Kobalt zu nennen.
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.
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 des Standes der Technik vermieden werden können.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gemäß dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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.
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.
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.
Die Funktionsschicht kann wenigstens teilweise metallisch sein, also teilweise ein Metall umfassen oder vollständig aus einem solchen hergestellt sein. Wenn gemäß der Erfindung die Rede davon ist, dass die wenigstens eine Funktionsschicht MAX-Phasenpartikel umfasst oder daraus hergestellt ist, so ist gemeint, dass diese neben den MAX-Phasenpartikeln auch weitere Partikel umfasst bzw. teilweise oder vollständig aus MAX-Phasenpartikeln hergestellt ist.
So kann die Beschichtung bzw. Funktionsschicht ausschließlich aus einer MAX-Phase bzw. entsprechenden Partikeln hergestellt sein. Ausschließlich bedeutet, dass abgesehen von Verunreinigungen keine weiteren Elemente hierin vorhanden sind. Anders ausgedrückt umfasst die Beschichtung bzw. Funktionsschicht eine einzige Phase, nämlich die MAX-Phase. Entsprechend kann das entsprechende Spritzpulver zu 100% aus MAX-Phasenpartikeln bestehen, ebenfalls abgesehen von Verunreinigungen.
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.
Die Bezugsoberfläche also die Funktionsschicht z.B. der Walze kann auf die für den jeweiligen Anwendungsfall erforderliche Rauheit geschliffen werden.
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.
Der Prozess des thermischen Beschichtens im Sinne der vorliegenden Erfindung sieht dabei vor, dass zur Herstellung der entsprechenden 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.
Im Falle des thermischen Beschichtens, insbesondere in Form des thermischen Spritzens, ist mit Pulver 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.

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

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. Besonders gut erfüllt die Phase des Ti₂SC diese Anforderungen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine eingangs genannte Maschine, in der das erfindungsgemäße Bauteil, insbesondere wie 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.
Die Verwendung von MAX-Phasen als Beschichtung bringt eine hohe spezifische Festigkeit und Schadenstoleranz des beschichteten Bauteils mit sich. Die Beschichtung besitzt metallähnliche Eigenschaften hinsichtlich Wärmeleitfähigkeit und Thermoschockbeständigkeit. Durch die Einphasigkeit der MAX-Phase werden zudem Verbesserungen bezüglich der Korrosionsbeständigkeit erzielt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Schichtdicke der Beschichtung bzw. Funktionsschicht 50 bis 750 µm betragen.
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).
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.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ohne Einschränkung des zugrunde liegenden Erfindungsgedankens näher beschrieben. In den Figuren zeigen:
1 eine stark schematisierte Darstellung zweier erfindungsgemäß beschichteter Walzen;
2 eine stark schematisierte Darstellung des Auftrags einer erfindungsgemäßen Beschichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
3a, 3b jeweils eine Ausführungsform in einer stark schematisierte teilgeschnittenen Ansicht durch ein erfindungsgemäße beschichtetes Bauteil.
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.
Die 2 zeigt stark schematisiert den Auftrags einer erfindungsgemäßen Beschichtung.
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.
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.
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.
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. Der Kegel deckt jeweils nur einen Bruchteil der Oberfläche des zu beschichteten Substrats ab. 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.
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.
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.
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.
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.
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.
Unabhängig von den gezeigten Ausführungsformen ist die Funktionsschicht 4 wenigstens teilweise oder vollständig aus MAX-Phasenpartikeln hergestellt.
Bezugszeichenliste

1: Walze
2: Grundkörper
3: Breitenrand
4: Funktionsschicht
5: Beschichtung
6: thermische Beschichtungsvorrichtung
7: Auftragsvorrichtung
8: Werkstoffzufuhr
9: Energiequelle
10: Faserstoffbahn
11: Kante
12: Fläche
13: Rückseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm DIN EN ISO 6507 [0025]

Claims

Bauteil für eine Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, umfassend einen Grundkörper (2), wenigstens eine, zumindest mittelbar darauf aufgebrachte metallische Funktionsschicht (4), wobei die wenigstens eine Funktionsschicht (4) MAX-Phasenpartikel umfasst oder daraus hergestellt ist.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die MAX-Phasenpartikel 211-Phasen-, 312-Phasen- oder 413-Phasen-Partikel oder Kombinationen hiervon sind.
Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die 211-Phasen umfassen: Ti₂CdC, Sc₂InC, Ti₂AlC, Ti₂GaC, Ti₂InC, Ti₂TlC, V₂AlC, V₂GaC, Cr₂GaC, Ti₂AlN, Ti₂GaN, Ti₂InN, V₂GaN, Cr₂GaN, Ti₂GeC, Ti₂SnC, Ti₂PbC, V₂GeC, Cr₂AlC, Cr₂GeC, V₂PC, V₂AsC, Ti₂SC, Zr₂InC, Zr₂TlC, Nb₂AlC, Nb₂GaC, Nb₂InC, Mo₂GaC, Zr₂InN, Zr₂TlN, Zr₂SnC, Zr₂PbC, Nb₂SnC, Nb₂PC, Nb₂AsC, Zr₂SC, Nb₂SC, Hf₂InC, Hf₂TlC, Ta₂AlC, Ta₂GaC, Hf₂SnC, Hf₂PbC, Hf₂SnN, Hf₂SC, die 312-Phasen umfassen: Ti₃AlC₂, V₃AlC₂, Ti₃SiC₂, Ti₃GeC₂, Ti₃SnC₂, Ta₃AlC₂; und die 413-Phasen umfassen: Ti₄AlN₃, V₄AlC₃, Ti₄GaC₃, Ti₄SiC₃, Ti₄GeC₃, Nb₄AlC₃, Ta₄AlC₃.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil eine Schaberklinge, z.B. eines Reinigungsschabers – bevorzugt zur Beschaberung einer Walze –, eines Streichmessers, oder eines Kreppmessers ist.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil eine Walze, wie Kalanderwalze oder Trockenzylinder, bevorzugt eine beheizte oder beheizbare Walze einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn ist.
Spritzpulver zur Verwendung bei der Herstellung einer Funktionsschicht (4), bevorzugt für ein Bauteil einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, wobei das Spritzpulver MAX-Phasenpartikel umfasst oder daraus hergestellt ist.
Spritzpulver nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die MAX-Phasenpartikel 211-Phasen-, 312-Phasen- oder 413-Phasen-Partikel oder Kombinationen hiervon sind.
Spritzpulver nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die 211-Phasen umfassen: Ti₂CdC, Sc₂InC, Ti₂AlC, Ti₂GaC, Ti₂InC, Ti₂TlC, V₂AlC, V₂GaC, Cr₂GaC, Ti₂AlN, Ti₂GaN, Ti₂InN, V₂GaN, Cr₂GaN, Ti₂GeC, Ti₂SnC, Ti₂PbC, V₂GeC, Cr₂AlC, Cr₂GeC, V₂PC, V₂AsC, Ti₂SC, Zr₂InC, Zr₂TlC, Nb₂AlC, Nb₂GaC, Nb₂InC, Mo₂GaC, Zr₂InN, Zr₂TlN, Zr₂SnC, Zr₂PbC, Nb₂SnC, Nb₂PC, Nb₂AsC, Zr₂SC, Nb₂SC, Hf₂InC, Hf₂TlC, Ta₂AlC, Ta₂GaC, Hf₂SnC, Hf₂PbC, Hf₂SnN, Hf₂SC, die 312-Phasen umfassen: Ti₃AlC₂, V₃AlC₂, Ti₃SiC₂, Ti₃GeC₂, Ti₃SnC₂, Ta₃AlC₂; und die 413-Phasen umfassen: Ti₄AlN₃, V₄AlC₃, Ti₄GaC₃, Ti₄SiC₃, Ti₄GeC₃, Nb₄AlC₃, Ta₄AlC₃.
Beschichtung, bevorzugt zur Verwendung für ein Bauteil einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, wobei die Beschichtung zumindest eine Funktionsschicht (4), wobei die wenigstens eine Funktionsschicht (4) MAX-Phasenpartikel umfasst oder daraus hergestellt ist.
Beschichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die MAX-Phasenpartikel 211-Phasen-, 312-Phasen- oder 413-Phasen-Partikel oder Kombinationen hiervon sind.
Beschichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die 211-Phasen umfassen: Ti₂CdC, Sc₂InC, Ti₂AlC, Ti₂GaC, Ti₂InC, Ti₂TlC, V₂AlC, V₂GaC, Cr₂GaC, Ti₂AlN, Ti₂GaN, Ti₂InN, V₂GaN, Cr₂GaN, Ti₂GeC, Ti₂SnC, Ti₂PbC, V₂GeC, Cr₂AlC, Cr₂GeC, V₂PC, V₂AsC, Ti₂SC, Zr₂InC, Zr₂TlC, Nb₂AlC, Nb₂GaC, Nb₂InC, Mo₂GaC, Zr₂InN, Zr₂TlN, Zr₂SnC, Zr₂PbC, Nb₂SnC, Nb₂PC, Nb₂AsC, Zr₂SC, Nb₂SC, Hf₂InC, Hf₂TlC, Ta₂AlC, Ta₂GaC, Hf₂SnC, Hf₂PbC, Hf₂SnN, Hf₂SC, die 312-Phasen umfassen: Ti₃AlC₂, V₃AlC₂, Ti₃SiC₂, Ti₃GeC₂, Ti₃SnC₂, Ta₃AlC₂; und die 413-Phasen umfassen: Ti₄AlN₃, V₄AlC₃, Ti₄GaC₃, Ti₄SiC₃, Ti₄GeC₃, Nb₄AlC₃, Ta₄AlC₃.