DE102016119282B4 - Masking device for thermal spraying method and masking method for thermal spraying using the same - Google Patents

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Abstract

Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260), die beim thermischen Spritzen eines thermischen Spritzauftragsmaterials auf eine Oberfläche eines Werkstücks (200; 220, 250) zum Ausbilden einer thermischen Spritzbeschichtung auf der Oberfläche, einen Bereich abdeckt, in dem das thermische Spritzauftragsmaterial nicht anhaften soll, wobeiein Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit (16; 161; 162; 163), der eine hohe Benetzbarkeit durch das thermische Spritzauftragsmaterial aufweist, und ein Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit (14; 141; 142; 143), der eine geringe Benetzbarkeit durch das thermische Spritzauftragsmaterial aufweist, in einem gemischten Zustand an einer Maskierungsoberfläche (12; 121; 122; 123; 214; 232; 242; 264) vorgesehen sind, auf welche Partikel des thermischen Spritzauftragsmaterials gespritzt werden,dadurch gekennzeichnet, dasseine große Anzahl von Aussparungen (14; 141; 142; 143) an der Maskierungsoberfläche (12; 121; 122; 123) ausgebildet ist, eine Grundfläche (16; 161; 162; 163), an der keine Aussparungen (14; 141; 142; 143) ausgebildet sind, als der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit dient, und der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit durch ein in die Aussparungen (14; 141; 142; 143) gefülltes Trennmittel (18; 181; 182; 183) strukturiert ist.Masking device for thermal spraying processes (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260), which during the thermal spraying of a thermal spray application material onto a surface of a workpiece (200; 220, 250) to form a thermal spray coating on the surface, covers an area in which the thermal spray application material should not adhere, a portion with high wettability (16; 161; 162; 163) having a high wettability by the thermal spray application material, and a portion with low wettability (14; 141; 142 ; 143), which has a low wettability by the thermal spray application material, are provided in a mixed state on a masking surface (12; 121; 122; 123; 214; 232; 242; 264) onto which particles of the thermal spray application material are sprayed, characterized in that a large number of recesses (14; 141; 142; 143) on the masking surface (12; 121; 122; 123 ) is formed, a base (16; 161; 162; 163), in which no recesses (14; 141; 142; 143) are formed, serves as the portion with high wettability, and the portion with low wettability by a release agent (14; 141; 142; 143) filled into the recesses (14; 141; 142; 143). 18; 181; 182; 183) is structured.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren und ein Maskierungsverfahren beim thermischen Spritzen unter Verwendung selbiger.The present invention relates to a masking apparatus for thermal spraying methods and a masking method in thermal spraying using the same.

Stand der TechnikState of the art

Thermische Spritzbeschichtungen werden durch thermisches Spritzen eines thermischen Spritzauftragsmaterials wie Metall, Keramik, oder dergleichen auf die Oberfläche eines Werkstücks gebildet. Wenn das thermische Spritzauftragsmaterial an einer anderen Oberfläche als einer thermisch gespritzten Oberfläche anhaftet, muss selbiges nach Beendigung des thermischen Spritzens entfernt werden. Daher ist ein Verfahren bekannt, das eine Maskierungsvorrichtung verwendet, die an der Oberfläche des Werkstücks angebracht ist, und den Bereich abdeckt, in dem ein Anhaften des thermischen Spritzauftragsmaterials nicht gewünscht ist.Thermal spray coatings are formed by thermally spraying a thermal spray deposition material such as metal, ceramic, or the like onto the surface of a workpiece. If the thermal spray deposition material adheres to a surface other than a thermally sprayed surface, it must be removed after the thermal spraying is complete. Thus, a method is known which uses a masking device attached to the surface of the workpiece and covering the area where adhesion of the thermal spray deposition material is not desired.

Eines der Probleme beim Verwenden der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren umfasst die Wiederverwendung der Maskierungsvorrichtung. Das thermische Spritzauftragsmaterial haftet an einer Maskierungsoberfläche der Maskierungsvorrichtung an und lagert sich auf dieser ab. Es ist notwendig, die Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials zu entfernen, um die Maskierungsvorrichtung wiederverwenden zu können. Wenn sich die Ablagerungen nicht leicht von der Maskierungsoberfläche entfernen lassen, müssen die Ablagerungen durch weitere Bearbeitung, z. B. durch Drehbearbeitung, entfernt werden, oder die Maskierungsvorrichtung kann andernfalls nicht wiederverwendet werden und eine neue Maskierungsvorrichtung muss hergestellt werden.One of the problems with using the masking device for thermal spray processes involves reusing the masking device. The thermal spray application material adheres to and deposits on a masking surface of the masking device. It is necessary to remove the build-up of thermal spray deposition material in order to reuse the masking device. If the debris cannot be easily removed from the masking surface, the debris must be further processed, e.g. By turning, or the masking device cannot be reused and a new masking device must be manufactured.

Demgegenüber ist es denkbar, als Verfahren zum Verhindern des Anhaftens des thermischen Spritzauftragsmaterials an der Maskierungsoberfläche eine Maskierungsvorrichtung herzustellen, an welcher das thermische Spritzauftragsmaterial nur schwer anhaftet oder die Maskierungsoberfläche mit derartigen Materialien zu beschichten. In einem solchen Fall kann das thermische Spritzauftragsmaterial, das auf die Maskierungsoberfläche trifft, jedoch auf die thermische gespritzte Oberfläche des Werkstücks zurückprallen. Zudem fällt ein Teil der Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials gegebenenfalls von der Maskierungsoberfläche ab. Dies führt zu einem weiteren Problem, dass die Qualität der thermisch gespritzten Oberfläche des Werkstücks abnimmt.In contrast, it is conceivable, as a method for preventing the thermal spray application material from adhering to the masking surface, to produce a masking device to which the thermal spray application material adheres only with difficulty, or to coat the masking surface with such materials. In such a case, however, the thermal spray deposition material hitting the masking surface may bounce back on the thermal sprayed surface of the workpiece. In addition, some of the deposits of the thermal spray application material may fall off the masking surface. This leads to another problem that the quality of the thermally sprayed surface of the workpiece deteriorates.

Als Lösung der beiden vorstehenden Probleme bildet der in JP 2009-127 088 A beschriebene Stand der Technik durch ein Druckstrahlverfahren eine Konvexokonkave an der Maskierungsoberfläche, und beschichtet die Konvexokonkave mit schwer zu behaftenden Materialien wie DLC. Das heißt, thermische Spritzpartikel werden durch den sterischen Effekt der Konvexokonkave gehalten, wodurch verhindert wird, dass das thermische Spritzauftragsmaterial auf das Werkstück zurückprallt und die Ablagerungen abfallen. Zudem lassen sich die Ablagerungen durch den Effekt der schwer zu behaftenden Materialien, mit denen die Konvexokonkave beschichtet ist, leicht von der Maskierungsoberfläche entfernen.As a solution to the above two problems, in JP 2009-127 088 A prior art described a convexoconcave on the masking surface by a pressure blasting method, and coats the convexoconcave with materials that are difficult to adhere, such as DLC. That is, thermal spray particles are held by the steric effect of the convexo-concave, which prevents the thermal spray application material from bouncing back on the workpiece and the deposits from falling off. In addition, the deposits can be easily removed from the masking surface due to the effect of the difficult-to-adhere materials with which the convexo-concave is coated.

Die JP 2000-133 794 A , die US 2009 / 0 149 021 A1 und die DE 10 2010 054 931 A1 stellen ebenfalls den Stand der Technik zum Einreichungszeitpunkt dieser Anmeldung dar.The JP 2000-133 794 A , the US 2009/0 149 021 A1 and the DE 10 2010 054 931 A1 also represent the state of the art at the time of filing this application.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Gemäß herkömmlicher Techniken hängt es jedoch von einer Form der an der Oberfläche ausgebildeten Konvexokonkaven ab, ob sich die Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials leicht von der Maskierungsoberfläche entfernen lassen. Es hängt ebenso von der Form der Konvexokonkaven ab, ob ein Zurückprallen des thermischen Spritzauftragsmaterials auf das Werkstück und ein Abfallen der Ablagerungen verhindert werden kann. Wenn die Konvexokonkave zu tief ist, lässt sich das auf der Maskierungsoberfläche abgelagerte thermische Spritzauftragsmaterial gegebenenfalls nicht durch einen Ankereffekt der Konvexokonkave entfernen. Wenn die Konvexkonkave durch Abrieb aufgrund des Wiederverwendens der Maskierungsvorrichtung klein wird, fallen die Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials von der Maskierungsoberfläche ab, und die thermisch gespritzte Oberfläche des Werkstücks kann dadurch verschmutzt werden.According to conventional techniques, however, it depends on a shape of the convexoconcaves formed on the surface whether the deposits of the thermal spray coating material can be easily removed from the masking surface. It also depends on the shape of the convexo-concaves whether the thermal spray material can be prevented from rebounding on the workpiece and the deposits from falling off. If the convexo-concave is too deep, the thermal spray deposition material deposited on the masking surface may not be removed by an anchoring effect of the convexo-concave. If the convex concave becomes small due to abrasion due to reuse of the masking device, the deposits of the thermal spray deposition material fall off the masking surface and the thermally sprayed surface of the workpiece may be stained.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Probleme gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren zu schaffen, die ein Zurückprallen eines thermischen Spritzauftragsmaterials von einer Maskierungsoberfläche auf ein Werkstück und ein Abfallen von Ablagerungen unabhängig von einer konvexkonkaven Form der Oberfläche verhindern kann, und bei der das auf der Maskierungsoberfläche abgelagerte thermische Spritzauftragsmaterial leicht entfernt werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Maskierungsverfahren beim thermischen Spritzen zu schaffen, bei dem die Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren wiederverwendet werden kann, ohne dass die Qualität einer auf dem Werkstück ausgebildeten thermischen Spritzbeschichtung abnimmt.The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a masking device for thermal spraying processes which is capable of rebounding a thermal spray deposition material from a masking surface onto a workpiece and depositing deposits independently of one can prevent convex-concave shape of the surface, and in which the thermal spray deposition material deposited on the masking surface can be easily removed. Another object of the present invention is to provide a thermal spray masking method in which the thermal spray masking device can be reused without that the quality of a thermal spray coating formed on the workpiece decreases.

Eine erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren ist eine Vorrichtung zum Abdecken eines Bereichs, in dem ein Anhaften eines thermisches Spritzauftragsmaterial beim thermischen Spritzen eines thermischen Spritzauftragsmaterials auf eine Oberfläche eines Werkstücks zum Ausbilden einer thermischen Spritzbeschichtung auf der Oberfläche verhindert werden soll. Die Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit, der eine hohe Benetzbarkeit durch das thermische Spritzauftragsmaterial aufweist, und ein Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit, der eine geringe Benetzbarkeit durch das thermische Spritzauftragsmaterial aufweist, in einem gemischten Zustand auf einer Maskierungsoberfläche vorgesehen sind, auf welche Partikel des thermischen Spritzauftragsmaterials gespritzt werden.A masking device for thermal spraying processes according to the invention is a device for covering an area in which adhesion of a thermal spray application material is to be prevented during thermal spraying of a thermal spray application material onto a surface of a workpiece to form a thermal spray coating on the surface. The masking device for thermal spraying is characterized in that a high wettability portion which has high wettability by the thermal spray coating material and a low wettability portion which has low wettability by the thermal spray coating material, in a mixed state on a masking surface are provided on which particles of the thermal spray application material are sprayed.

Hier bedeutet „Benetzbarkeit durch das thermische Spritzauftragsmaterial“ die Leichtigkeit, mit der das thermische Spritzauftragsmaterial an der Maskierungsoberfläche anhaftet, wenn die gesamte Maskierungsoberfläche als feste Oberfläche betrachtet wird. Dass der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit und der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit in gemischten Zustand vorgesehen sind, bezeichnet einen Zustand, in dem der Abschnitt bei makroskopischer Betrachtung der gesamten Maskierungsoberfläche mit geringer Benetzbarkeit stimmig mit dem Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit verbunden ist, der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit und der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit jedoch mikroskopisch deutlich unterscheidbar sind. In dieser Beschreibung bezeichnet der Begriff „mikroskopisch“ die Größenordnung der Partikelgröße des thermischen Spritzauftragsmaterials.Here, "wettability by the thermal spray deposition material" means the ease with which the thermal spray deposition material adheres to the masking surface when the entire masking surface is viewed as a solid surface. That the portion with high wettability and the portion with low wettability are provided in a mixed state denotes a state in which the portion with low wettability is coherently connected with the portion with high wettability when macroscopically observing the entire masking surface, the portion with high wettability and the portion with poor wettability can be clearly distinguished microscopically. In this description, the term “microscopic” refers to the order of magnitude of the particle size of the thermal spray application material.

In dem Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit werden das Zurückprallen des thermischen Spritzauftragsmaterials auf die thermische gespritzte Oberfläche des Werkstücks und das Abfallen der Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials verhindert, indem bewirkt wird, dass das thermische Spritzauftragsmaterial an der Maskierungsoberfläche anhaftet. In dem Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit lassen sich die Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials leicht von der Maskierungsoberfläche entfernen. Bei der erfindungsgemäßen Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren sind der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit und der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit in einem gemischten Zustand an der Maskierungsoberfläche vorgesehen, wodurch sowohl die Effekte durch den Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit als auch die Effekte durch den Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit an der gesamten Maskierungsoberfläche erzielt werden.In the high wettability portion, the rebound of the thermal spray material on the thermal sprayed surface of the workpiece and the falling off of the thermal spray material deposits are prevented by causing the thermal spray material to adhere to the masking surface. In the portion of poor wettability, the thermal spray deposition material deposits are easily removed from the masking surface. In the masking device for thermal spraying methods of the present invention, the portion with low wettability and the portion with high wettability are provided in a mixed state on the masking surface, whereby both the effects by the portion with high wettability and the effects of the portion with low wettability on the entire masking surface can be achieved.

Für ein Verfahren, das den Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit und den Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit in gemischtem Zustand an der Maskierungsoberfläche bereitstellt, können verschiedene Ausführungsformen angenommen werden. Bei einer Ausführungsform ist der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit als eine Grundfläche, d. h. eine kontinuierliche Oberfläche ausgebildet, und der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit ist in einem Punktmuster auf der Grundfläche verteilt. Indem der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit als Grundfläche, d. h. die kontinuierliche Oberfläche, ausgebildet wird, werden die Partikel des thermischen Spritzauftragsmaterials, das auf die Maskierungsoberfläche gespritzt wurde, durch den Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit aufgenommen und haftet an diesem an. Zudem lassen sich die an der Maskierungsoberfläche anhaftenden Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials durch Verteilen des Abschnitts mit geringer Benetzbarkeit in dem Punktemuster auf der Grundfläche leicht einheitlich entfernen.Various embodiments can be adopted for a method that provides the high wettability portion and the low wettability portion in a mixed state on the masking surface. In one embodiment, the high wettability portion is used as a base, i.e. H. a continuous surface is formed, and the low wettability portion is distributed in a dot pattern on the base. By using the high wettability portion as a base, i.e. H. the continuous surface, is formed, the particles of the thermal spray coating material sprayed on the masking surface are picked up by the high wettability portion and adhered thereto. In addition, the deposits of the thermal spray application material adhering to the masking surface can be easily and uniformly removed by distributing the portion with low wettability in the point pattern on the base area.

Wenn der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit wie vorstehend beschrieben in dem Punktemuster verteilt wird, kann der mittlere Durchmesser der Punkte gleich sein wie oder geringer als der mittlere Durchmesser eines Spritzers, der aus Partikeln des thermischen Spritzauftragsmaterials besteht, die sich flach ausgebreitet haben. Wenn die Größe des Punkts gleich ist wie oder geringer als die Größe des Spritzers, kann das thermische Spritzauftragsmaterial an der Maskierungsoberfläche anhaften, da sich zumindest ein Teil des Spritzers auf der Grundfläche, also dem Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit, befindet.When the low wettability portion is distributed in the dot pattern as described above, the mean diameter of the dots may be equal to or less than the mean diameter of a splash composed of particles of the thermal spray coating material that have spread flat. If the size of the point is the same as or less than the size of the splash, the thermal spray application material may adhere to the masking surface because at least a portion of the splash is on the base, i.e. the portion with high wettability.

Der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit ist durch ein Trennmittel strukturiert, das in eine große Anzahl der an der Maskierungsoberfläche ausgebildeten Aussparungen eingefüllt ist. Durch Einfüllen des Trennmittels in die Aussparungen wird die Oberfläche zu einer Oberfläche ohne Konvexkonkave oder einer Oberfläche mit einer makroskopisch geringen Konvexkonkave. Es kann beispielsweise ein niedrigviskoses Öl als Trennmittel verwendet werden. Da das thermische Spritzauftragsmaterial nur schwer an einem solchen Trennmittel anhaftet, dient die Aussparung, in die das Trennmittel eingebracht ist, als Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit. Demgegenüber wird die Grundfläche, in der keine Aussparung ausgebildet ist, zu dem Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit, da das thermische Spritzauftragsmaterial relativ leicht an dieser anhaftet. Gemäß einer derartigen Struktur kann die geringe Benetzbarkeit durch Ersetzen oder Wechseln des Trennmittels aufrechterhalten werden. Zudem kann der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit leicht bei der Herstellung der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren hergestellt werden.The portion with low wettability is structured by a release agent which is filled into a large number of the recesses formed on the masking surface. By filling the release agent into the recesses, the surface becomes a surface without a convex concave or a surface with a macroscopically small convex concave. For example, a low-viscosity oil can be used as a release agent. Since the thermal spray application material adheres only with difficulty to such a release agent, the recess into which the release agent is introduced serves as a section with low wettability. In contrast, the base area in which no recess is formed becomes the portion with high wettability because the thermal spray application material adheres to it relatively easily. According to such a structure, the poor wettability can be maintained by replacing or changing the release agent. In addition, the low wettability portion can be easily manufactured in the manufacture of the masking device for thermal spraying.

Die Aussparung kann eine regelmäßig angeordnete kreisförmige Vertiefung sein. Dadurch sind der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit und der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit bei der Maskierungsoberfläche gleichmäßig gemischt. In diesem Fall kann der mittlere Durchesser der kreisförmigen Vertiefung gleich sein wie oder geringer als der mittlere Durchmesser eines Spritzer, der aus den Partikeln des thermischen Spritzauftragsmaterials gebildet ist, die sich flach ausbreiten. Wenn die Größe der Vertiefung gleich ist wie oder geringer als die Größe des Spritzers, kann das thermische Spritzauftragsmaterial an der Maskierungsoberfläche anhaften, da sich zumindest ein Teil des Spritzers auf der Grundfläche, also dem Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit, befindet.The recess can be a regularly arranged circular depression. Thereby, the portion with high wettability and the portion with low wettability are evenly mixed in the masking surface. In this case, the mean diameter of the circular recess may be the same as or less than the mean diameter of a splash formed from the particles of the thermal spray deposition material that spread out flat. If the size of the recess is the same as or less than the size of the splash, the thermal spray application material can adhere to the masking surface, since at least a part of the splash is on the base, i.e. the portion with high wettability.

Die erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren schafft einen Effekt, der das Zurückprallen des thermischen Spritzauftragsmaterials auf die thermische gespritzte Oberfläche des Werkstücks und das Abfallen der Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials verhindert, und einen Effekt, der das Entfernen der Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials von der Maskierungsoberfläche erleichtert. Der erste Effekt wird durch die Wirkung des Abschnitts mit hoher Benetzbarkeit erzielt. Der zweite Effekt wird durch die Wirkung des Abschnitts mit geringer Benetzbarkeit erzielt. Somit kann die Größenrelation zwischen diesen beiden Effekten durch das Verhältnis zwischen dem Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit und dem Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit der Maskierungsoberfläche eingestellt werden. Um ein gutes Gleichgewicht zwischen beiden Effekte zu schaffen, ist es bevorzugt, den Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit mit einem Flächenverhältnis von 40 bis 60 % zu der gesamten Maskierungsoberfläche vorzusehen.The masking device for thermal spraying processes of the present invention provides an effect that prevents the thermal spray material from bouncing back onto the thermal sprayed surface of the workpiece and the deposits of the thermal spray material from falling off, and an effect that facilitates the removal of the deposits of the thermal spray material from the masking surface. The first effect is achieved by the action of the high wettability portion. The second effect is achieved by the action of the low wettability portion. Thus, the size relation between these two effects can be adjusted by the ratio between the portion with high wettability and the portion with low wettability of the masking surface. In order to strike a good balance between both effects, it is preferable to provide the low wettability portion with an area ratio of 40 to 60% to the entire masking surface.

Das Flächenverhältnis des Abschnitts mit geringer Benetzbarkeit zu der Maskierungsoberfläche kann über die gesamte Maskierungsoberfläche einheitlich sein. Jedoch ist der Rand der Maskierungsvorrichtung anfällig dafür, im Vergleich zu anderen Teilen eine hohe Temperatur anzunehmen, da der Rand keine Entweichmöglichkeit für die Wärme bietet. Das Haftvermögen des thermischen Spritzauftragsmaterials nimmt mit steigender Temperatur zu, und die Ablagerungen lassen sich nur noch schwer entfernen. Somit kann bei der Maskierungsoberfläche der Abschnitt, der dem Rand der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren entspricht, ein höheres Flächenverhältnis des Abschnitts mit geringer Benetzbarkeit zu der Maskierungsoberfläche haben als andere Teile. Hierdurch lassen sich die Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials über die gesamte Maskierungsoberfläche einheitlich leicht entfernen.The area ratio of the portion with low wettability to the masking surface can be uniform over the entire masking surface. However, the edge of the masking device is prone to take on a high temperature compared to other parts, since the edge does not offer any escape route for the heat. The adhesion of the thermal spray application material increases with increasing temperature and the deposits are difficult to remove. Thus, in the masking surface, the portion corresponding to the edge of the masking device for thermal spraying can have a higher area ratio of the portion with low wettability to the masking surface than other parts. In this way, the deposits of the thermal spray application material can be easily removed uniformly over the entire masking surface.

Ein erfindungsgemäßes Maskierungsverfahren beim thermischen Spritzen ist dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: Anbringen der wie vorstehend beschrieben strukturierten erfindungsgemäßen Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren an dem Werkstück; Abdecken des Bereichs, in dem das thermische Spritzauftragsmaterial nicht anhaften soll, durch die Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren; thermisches Spritzen des thermischen Spritzauftragsmaterials auf die Oberfläche des Werkstücks, an welchem die Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren angebracht ist; Abnehmen der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren von dem Werkstück nach Beendigung des Ausbildens der thermischen Spritzbeschichtung an der Oberfläche des Werkstücks; und Entfernen der an der Maskierungsoberfläche der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren anhaftenden Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials.A masking method according to the invention in thermal spraying is characterized in that it comprises: attaching the masking device according to the invention for thermal spraying methods structured as described above to the workpiece; Covering the area in which the thermal spray application material is not to adhere by the masking device for thermal spray processes; thermally spraying the thermal spray deposition material onto the surface of the workpiece to which the thermal spray masking device is attached; Removing the thermal spray masking device from the workpiece after completion of the formation of the thermal spray coating on the surface of the workpiece; and removing the thermal spray deposition material deposits adhering to the masking surface of the thermal spray masking device.

Durch Verwenden der erfindungsgemäßen Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren wird das Zurückprallen des thermischen Spritzauftragsmaterials von der Maskierungsoberfläche auf das Werkstück verhindert. Dadurch wird die Abnahme der Qualität der auf dem Werkstück ausgebildeten thermischen Spritzbeschichtung aufgrund des von der Maskierungsoberfläche abprallenden thermischen Spritzauftragsmaterials kontrolliert. Das thermische Spritzauftragsmaterial lagert sich nach Beendigung des thermischen Spritzens auf der Maskierungsoberfläche ab, und bildet eine Schicht. Jedoch kann der Arbeits- und Kostenaufwand für das Wiederverwenden der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren verringert werden, da sich die Beschichtung leicht entfernen lässt.By using the masking device according to the invention for thermal spray processes, the rebound of the thermal spray application material from the masking surface onto the workpiece is prevented. This controls the decrease in the quality of the thermal spray coating formed on the workpiece due to the thermal spray application material bouncing off the masking surface. The thermal spray application material is deposited on the masking surface after the thermal spraying has ended and forms a layer. However, the labor and cost of reusing the thermal spray masking device can be reduced because the coating can be easily removed.

Gemäß der erfindungsgemäßen Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren werden das Zurückprallen des thermischen Spritzauftragsmaterial auf die thermische gespritzte Oberfläche des Werkstücks und das Abfallen der Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials verhindert, und die Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials lassen sich leicht von der Maskierungsoberfläche entfernen. Zudem ist es gemäß dem erfindungsgemäßen Maskierungsverfahren beim thermischen Spritzen möglich, die Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren wiederzuverwenden, ohne dass die Qualität der auf dem Werkstück ausgebildeten thermischen Spritzbeschichtung abnimmt.According to the thermal spray masking device of the present invention, the rebound of the thermal spray material on the thermal sprayed surface of the workpiece and the fall of the thermal spray material deposits are prevented, and the thermal spray material deposits can be easily removed from the masking surface. In addition, according to the masking method according to the invention in thermal spraying, it is possible to reuse the masking device for thermal spraying processes without the quality of the thermal spray coating formed on the workpiece deteriorating.

FigurenlisteFigure list

  • 1 ist eine schematische Draufsicht, die eine mikroskopische Struktur einer Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 1 Fig. 13 is a schematic plan view showing a microscopic structure of a masking device for thermal spraying of a first embodiment of the present invention;
  • 2 ist eine schematische Schnittansicht, die die mikroskopische Struktur der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 Fig. 13 is a schematic sectional view showing the microscopic structure of the masking device for thermal spraying of the first embodiment of the present invention;
  • 3A, 3B und 3C sind Figuren, die ein Verfahren zur Verwendung der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; 3A , 3B and 3C Fig. 13 is figures showing a method of using the thermal spray masking apparatus of the first embodiment of the present invention;
  • 4A, 4B, und 4C sind Schnittansichten, die Zustände einer Maskierungsoberfläche in jeder Nutzungsphase der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; 4A , 4B , and 4C 13 are sectional views showing states of a masking surface in each stage of use of the masking apparatus for thermal spraying of the first embodiment of the present invention;
  • 5 ist eine Figur, die eine Relation zwischen dem Haftvermögen des thermischen Spritzauftragsmaterials und einem Flächenverhältnis der Vertiefung zeigt; 5 Fig. 13 is a figure showing a relation between the adhesiveness of the thermal spray coating material and an area ratio of the recess;
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das eine Vorgehensweise eines Maskierungsverfahrens beim thermischen Spritzen unter Verwendung der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 6th Fig. 13 is a flowchart showing an operation of a thermal spray masking process using the thermal spray masking apparatus of the first embodiment of the present invention;
  • 7 ist eine schematische Draufsicht, die eine mikroskopische Struktur einer ersten Variation der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 7th Fig. 13 is a schematic plan view showing a microscopic structure of a first variation of the thermal spray masking device of a first embodiment of the present invention;
  • 8 ist eine schematische Draufsicht, die eine mikroskopische Struktur einer zweiten Variation der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 8th Fig. 13 is a schematic plan view showing a microscopic structure of a second variation of the thermal spray masking device of a first embodiment of the present invention;
  • 9 ist eine schematische Draufsicht, die eine mikroskopische Struktur einer dritten Variation der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 9 Fig. 13 is a schematic plan view showing a microscopic structure of a third variation of the thermal spray masking device of a first embodiment of the present invention;
  • 10 ist eine schematische Draufsicht, die eine mikroskopische Struktur der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 10 Fig. 13 is a schematic plan view showing a microscopic structure of the thermal spray masking device of a second embodiment of the present invention;
  • 11A, 11B, 11C sind Figuren, die ein Herstellungsverfahren der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; 11A , 11B , 11C Fig. 13 are figures showing a manufacturing process of the thermal spray masking device of the second embodiment of the present invention;
  • 12 ist eine schematische Draufsicht, die eine mikroskopische Struktur der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 12 Fig. 13 is a schematic plan view showing a microscopic structure of the thermal spray masking device of a third embodiment of the present invention;
  • 13 ist eine Figur, die Positionen zeigt, an denen eine Wärmedämmschicht an dem Zylinderkopf ausgebildet wird; 13 Fig. 13 is a figure showing positions where a thermal barrier coating is formed on the cylinder head;
  • 14 ist eine Außendarstellung, die eine Struktur einer Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren zeigt, die dazu verwendet wird, eine Wärmedämmschicht an dem in 13 gezeigten Zylinderkopf auszubilden; 14th FIG. 13 is an external view showing a structure of a thermal spray masking device used to apply a thermal barrier coating to the FIG 13 to form cylinder head shown;
  • 15 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur einer Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren zeigt, die dazu verwendet wird, eine Wärmedämmschicht an einem Kolben auszubilden; und 15th Fig. 13 is a sectional view showing a structure of a thermal spray masking device used to form a thermal barrier coating on a piston; and
  • 16 ist eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren zeigt, die dazu verwendet wird, eine Deckbeschichtung an einem Zylinderblock auszubilden. 16 Fig. 13 is a plan view and a cross-sectional view showing a structure of a thermal spray masking device used to form a top coat on a cylinder block.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Nachstehend werden die Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The embodiments are described below with reference to the drawings.

Erste AusführungsformFirst embodiment

1 ist eine schematische Draufsicht, die eine mikroskopische Struktur einer Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren ist so gestaltet, dass sie an eine Formgebung eines Werkstücks, an welchem sie angebracht werden soll, angepasst ist. Daher kann eine Maskierungsoberfläche eine makroskopisch gesehen gewölbte Oberfläche sein. Auf mikroskopischer Ebene einer Partikelgröße eines thermischen Spritzauftragsmaterials kann die Maskierungsoberfläche jedoch annäherungsweise als eine Ebene angesehen werden. 1 Fig. 13 is a schematic plan view showing a microscopic structure of a masking device for thermal spraying of the first embodiment of the present invention. The masking device for thermal spray processes is designed so that it is adapted to a shape of a workpiece to which it is to be attached. Therefore, a masking surface can be a curved surface viewed macroscopically. However, on the microscopic level of a particle size of a thermal spray application material, the masking surface can be viewed approximately as a plane.

Bei der Maskierungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform ist eine große Anzahl von Vertiefungen 14 in einem Punktemuster auf der Maskierungsoberfläche 12 ausgebildet. Die Maskierungsvorrichtung 10 besteht aus einem Material auf Eisenbasis oder einer Aluminiumlegierung. Eine Metalloberfläche liegt an einer Grundfläche 16 der Maskierungsoberfläche 12 frei. Die Vertiefung 14 wird durch Vertiefen der Maskierungsoberfläche 12 durch Ätzbearbeitung ausgebildet. Jedoch kann eine ähnliche Form abgesehen von der Ätzbearbeitung auch durch Pressbearbeitung, Lasermaterialbearbeitung oder dergleichen geschaffen werden.At the masking device 10 the first embodiment is a large number of pits 14th in a dot pattern on the masking surface 12 educated. The masking device 10 consists of an iron-based material or an aluminum alloy. A metal surface rests on a base 16 the masking surface 12 free. The depression 14th becomes by deepening the masking surface 12 formed by etching processing. However, a similar shape other than the etching processing can also be created by press processing, laser material processing, or the like.

Die einzelnen Vertiefungen 14 sind kreisförmig. Ein Durchmesser der Vertiefung 14 ist gleich wie oder geringer als ein mittlerer Durchmesser (der durch ein Experiment gemessene Mittelwert einer begrenzten Anzahl von Proben) eines Spritzers, der aus Partikeln des thermischen Spritzauftragsmaterials besteht, die gegen die Maskierungsoberfläche 12 geschleudert wurden und sich flach ausgebreitet haben. Es gibt keine spezifischen Bestimmungen in Bezug auf die Untergrenze des Durchmessers der Vertiefung 14. Die Untergrenze des Durchmessers kann der minimale Durchmesser sein, der praktisch gebildet werden kann. Der bevorzugte Durchmesser hängt von den Materialien (bei der vorliegenden Erfindung wird Metall, Keramik oder Cermet als thermisches Spritzauftragsmaterial angenommen) und dem thermischen Spritzverfahren des thermischen Spritzauftragsmaterials ab. Jedoch liegt eine Zielvorgabe für den bevorzugten Durchmesser bei 50 µm. Die Vertiefungen 14 sind gleichmäßig in einer Längsrichtung und einer seitlichen Richtung der Maskierungsoberfläche 12 angeordnet. Eine Anordnung der Vertiefungen 14 ist so eingestellt, dass das Flächenverhältnis der Abschnitte, in denen die Vertiefungen 14 ausgebildet sind, zu der gesamten Maskierungsoberfläche 12 bei 50% liegt, so dass das Flächenverhältnis zwischen der Grundfläche 16 und den Abschnitten, in denen die Vertiefungen 14 ausgebildet sind, bei 50:50 liegt.The individual wells 14th are circular. A diameter of the recess 14th is equal to or less than an average diameter (the mean value of a limited number of samples, measured by experiment) of a splash composed of particles of the thermal spray deposition material that crashes against the masking surface 12 have been thrown and spread flat. There are no specific provisions regarding the lower limit of the diameter of the recess 14th . The lower limit of the diameter can be the minimum diameter that can be practically formed. The preferred diameter depends on the materials (metal, ceramic, or cermet is assumed as the thermal spray coating material in the present invention) and the thermal spray method of the thermal spray coating material. However, a target for the preferred diameter is 50 µm. The depressions 14th are uniform in a longitudinal direction and a lateral direction of the masking surface 12 arranged. An arrangement of the wells 14th is set so that the area ratio of the sections in which the depressions 14th are formed to the entire masking surface 12 is 50%, so the area ratio between the base area 16 and the sections where the depressions 14th are trained, is 50:50.

2 ist eine schematische Schnittansicht, die die mikroskopische Struktur der Maskierungsvorrichtung 10 zeigt. In 2 ist insbesondere ein Querschnitt gezogen, der durch Schneiden der Maskierungsvorrichtung 10 senkrecht zu der Maskierungsoberfläche 12 entlang des Durchmessers der Vertiefung 14 erhalten wird. Die Tiefe der Vertiefung 14 von der Grundfläche 16 der Maskierungsoberfläche 12 wird auf 5-10 µm, das heißt geringer als der Durchmesser der Vertiefung 14, eingestellt. Ein Trennmittel 18 wird in die Vertiefung 14 eingefüllt. Das Trennmittel 18 sollte ein Material sein, das in die Vertiefung 14 eintritt, sich durch die Wärme bei dem thermischen Spritzen nicht verflüchtig oder Qualitätsänderungen aufweist, und verhindern kann, dass das thermische Spritzauftragsmaterial eine Innenwand der Vertiefung 14 direkt kontaktiert. Als Trennmittel 18 ist insbesondere ein niedrigviskoses und gering flüchtiges Öl bevorzugt. Wenn die Bedingungen für das Trennmittel 18 erfüllt werden, ist auch ein Öl auf Kerosinbasis oder ein pflanzliches Öl wie Orangenöl ausreichend. Die Vertiefung 14 wird zu der Aussparung in der Grundfläche 16. Jedoch wird die Maskierungsoberfläche 12 in einem Zustand, in dem das Trennmittel 18 in die Vertiefung 14 eingebracht ist, zu einer Oberfläche ohne Konvexkonkave oder einer Oberfläche mit einer makroskopisch betrachtet geringen Konvexkonkave. 2 Fig. 13 is a schematic sectional view showing the microscopic structure of the masking device 10 shows. In 2 in particular, a cross-section is drawn by cutting the masking device 10 perpendicular to the masking surface 12 along the diameter of the recess 14th is obtained. The depth of the depression 14th from the base 16 the masking surface 12 becomes 5-10 µm, i.e. smaller than the diameter of the recess 14th , set. A release agent 18th gets into the recess 14th filled. The release agent 18th should be a material that goes into the recess 14th occurs, does not volatilize or has quality changes due to the heat in the thermal spraying, and can prevent the thermal spray application material from an inner wall of the recess 14th contacted directly. As a release agent 18th a low-viscosity and low-volatile oil is particularly preferred. If the conditions for the release agent 18th are met, a kerosene-based oil or a vegetable oil such as orange oil is also sufficient. The depression 14th becomes the recess in the base 16 . However, the masking surface will 12 in a state in which the release agent 18th into the recess 14th is introduced, to a surface without a convex concave or a surface with a macroscopically small convex concave.

Dadurch, dass die Maskierungsoberfläche 12 wie vorstehend beschrieben strukturiert ist, kann sie zwei Funktionen erfüllen. Eine der Funktionen entsteht durch die Grundfläche 16 und die andere Funktion entsteht durch die Vertiefung 14. Die Grundfläche 16, an der die Metalloberfläche freiliegt, weist eine hohe Benetzbarkeit durch das thermische Spritzauftragsmaterial auf. Daher haftet das beim thermischen Spritzen aufgespritzte thermische Spritzauftragsmaterial leicht an der Grundfläche 16 an. Das heißt, die Grundfläche 16 fungiert als ein Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit, an dem das thermische Spritzauftragsmaterial positiv anhaftet. Demgegenüber haftet das thermische Spritzauftragsmaterial durch die Wirkung des in die Vertiefung 14 eingebrachten Trennmittels 18 nur schwer an der Vertiefung 14 an. Dies bedeutet, dass es an dem Abschnitt, in dem die Vertiefung 14 ausgebildet ist, eine feste Oberfläche bestehend aus den Materialien mit geringer Benetzbarkeit gibt. Das heißt, der Abschnitt, in dem die Vertiefung 14 ausgebildet ist, fungiert als ein Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit, an dem das thermische Spritzauftragsmaterial nicht anhaftet. Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, sind der durch die Grundfläche 16 geschaffene Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit und der durch die Vertiefung 14 geschaffene Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit mikroskopisch klar unterscheidbar. Bei makroskopischer Betrachtung der gesamten Maskierungsoberfläche 12 ist der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit jedoch harmonisch mit dem Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit verbunden. Das heißt, es kann gesagt werden, dass der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit und der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit in gemischtem Zustand an der Maskierungsoberfläche 12 der Maskierungsvorrichtung 10 vorgesehen sind.By having the masking surface 12 is structured as described above, it can serve two functions. One of the functions is created by the base area 16 and the other function comes from deepening 14th . The base 16 , on which the metal surface is exposed, has a high wettability by the thermal spray application material. Therefore, the thermal spray application material sprayed on during thermal spraying easily adheres to the base surface 16 at. That is, the base area 16 functions as a high wettability portion to which the thermal spray deposition material is positively adhered. In contrast, the thermal spray application material adheres through the action of the in the recess 14th introduced release agent 18th difficult at the depression 14th at. This means that it is at the section where the recess 14th is designed, there is a solid surface consisting of the materials with low wettability. That is, the section where the indentation 14th is formed functions as a low wettability portion to which the thermal spray application material does not adhere. As in the 1 and 2 shown are the by the base area 16 created section with high wettability and by the recess 14th created section with low wettability microscopically clearly distinguishable. When viewing the entire masking surface macroscopically 12 however, the low wettability portion is harmoniously connected to the high wettability portion. That is, it can be said that the portion with high wettability and the portion with low wettability in a mixed state on the masking surface 12 the masking device 10 are provided.

Im Anschluss wird unter Verwendung der 3A, 3B, und 3C ein Verfahren zur Verwendung der Maskierungsvorrichtung 10 beschrieben. Die Zustände der Maskierungsvorrichtung 10 in jeder Nutzungsphase sind in den 3A, 3B, und 3C in typischer Weise aufgezeigt. In der Maskierungsvorrichtung 10 ist eine Öffnung 20 ausgebildet, die der thermisch gespritzten Oberfläche des Werkstücks entspricht. Obwohl die 3A, 3B, und 3C geschaffen wurden, um die Anordnung der Vertiefungen 14 an der Maskierungsoberfläche 12 aufzuzeigen, dient dies nur zur Erklärung. Die Maskierungsoberfläche 12 ist eine makroskopisch betrachtet einheitliche Oberfläche, da die Größe der Vertiefung 14 gegenüber der Öffnung 20 tatsächlich sehr gering ist.Then, using the 3A , 3B , and 3C a method of using the masking device 10 described. The states of the masking device 10 are in the 3A , 3B , and 3C shown in a typical way. In the masking device 10 is an opening 20th formed, which corresponds to the thermally sprayed surface of the workpiece. Although the 3A , 3B , and 3C were created to match the arrangement of the indentations 14th on the masking surface 12 to show, this is only for explanation. The masking surface 12 is a macroscopically uniform surface because of the size of the depression 14th opposite the opening 20th is actually very low.

Zunächst wird die Maskierungsvorrichtung 10 mit der Maskierungsoberfläche 12, die eine große Anzahl von Vertiefungen 14 aufweist, wie in 3A gezeigt ist, vorbereitet. Anschließend wird das Trennmittel 18, wie in 3B gezeigt ist, auf die Maskierungsoberfläche 12 aufgebracht. Das Aufbringen des Trennmittels 18 erfolgt auf der gesamten Maskierungsoberfläche 12. In 3B wird eine Spritzvorrichtung 22 zum Aufbringen des Trennmittels 18 verwendet. Jedoch kann das Trennmittel 18 durch beliebige Mittel und Verfahren aufgebracht werden. Nachdem das Trennmittel 18 aufgebracht worden ist, wird die Maskierungsoberfläche 12 mit einem Tuch abgewischt, um überschüssiges Trennmittel 18 von der Grundfläche 16 abzuwischen. Hierdurch verbleibt das Trennmittel 18 nur in der Vertiefung 14.First, the masking device 10 with the masking surface 12 that have a large number of wells 14th as in 3A shown is prepared. Then the release agent 18th , as in 3B is shown on the masking surface 12 upset. The application of the release agent 18th occurs on the entire masking surface 12 . In 3B becomes a spray device 22nd for applying the release agent 18th used. However, the release agent 18th can be applied by any means and method. After the release agent 18th has been applied, becomes the masking surface 12 Wiped with a cloth to remove excess release agent 18th from the base 16 to wipe off. This leaves the release agent 18th only in the recess 14th .

Anschließend wird die Maskierungsvorrichtung 10 mit dem in die Vertiefung 14 eingebrachten Trennmittel 18 an dem Werkstück angebracht. Außerdem wird das thermische Spritzauftragsmaterial, wie in 3C gezeigt ist, mit einer Spritzpistole 24 von oberhalb der Maskierungsvorrichtung 10 aufgespritzt. Es ist zu beachten, dass die Maskierungsvorrichtung 10 auf jedes Spritzverfahren anwendbar ist. Die Maskierungsvorrichtung 10 ist beispielsweise beim Lichtbogenspritzen anwendbar und ist ebenso beim Plasmaspritzen anwendbar. Auf der Maskierungsoberfläche 12 wird durch Spritzen eine Überzugsschicht (eine Beschichtung bestehend aus dem angelagerten thermischen Spritzauftragsmaterial) des thermischen Spritzauftragsmaterials 26 ausgebildet. Der Grund, weshalb die Überzugsschicht 26 des thermischen Spritzauftragsmaterials auf der Maskierungsoberfläche 12 ausgebildet werden kann, ohne dass das thermische Spritzauftragsmaterial abprallt, besteht in der Wirkung der Grundfläche 16 als Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit. Durch die Wirkung der Vertiefung 14 als Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit kann die Überzugsschicht 26 des thermischen Spritzauftragsmaterials zudem leicht von der Maskierungsoberfläche 12 entfernt werden. Diese Wirkungen werden unter Verwendung der 4A, 4B, und 4C wie folgt beschrieben.Then the masking device 10 with that in the recess 14th introduced release agent 18th attached to the workpiece. In addition, the thermal spray application material, as in 3C is shown with a spray gun 24 from above the masking device 10 sprayed on. It should be noted that the masking device 10 is applicable to any spraying process. The masking device 10 is applicable, for example, to arc spraying and is also applicable to plasma spraying. On the masking surface 12 is a coating layer (a coating consisting of the attached thermal spray application material) of the thermal spray application material by spraying 26th educated. The reason why the coating layer 26th the thermal spray deposition material on the masking surface 12 can be formed without the thermal spray application material bouncing off, consists in the effect of the base area 16 as a section with high wettability. By the effect of deepening 14th as the portion with poor wettability, the coating layer 26th The thermal spray application material is also slightly removed from the masking surface 12 removed. These effects are achieved using the 4A , 4B , and 4C described as follows.

Die 4A, 4B, und 4C sind Schnittansichten, die Zustände der Maskierungsoberfläche 12 in jeder Nutzungsphase der Maskierungsvorrichtung 10 zeigen. Die in den 4A, 4B, und 4C gezeigten Zustände entsprechend jeweils den in den 3A, 3B, und 3C gezeigten Zuständen. Wie in 4A gezeigt ist, liegt eine Metalloberfläche sowohl an der Grundfläche 16 als auch der Vertiefung 14 frei, in einem Zustand, in dem die an der Maskierungsoberfläche 12 ausgebildete Vertiefung 14 nicht befüllt ist. In diesem Zustand fungieren alle Abschnitte der Maskierungsoberfläche 12 als Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit, an dem das thermische Spritzauftragsmaterial leicht anhaftet. Wenn das Trennmittel 18 jedoch in die Vertiefung 14 eintritt, wie in 4B gezeigt ist, fungiert der Abschnitt, in dem die Vertiefung 14 ausgebildet ist, als Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit, und nur der Abschnitt, in dem die Grundfläche 16 auftritt, dient als Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit.The 4A , 4B , and 4C are sectional views showing the states of the masking surface 12 in every phase of use of the masking device 10 demonstrate. The ones in the 4A , 4B , and 4C The states shown correspond to those in 3A , 3B , and 3C. As in 4A shown, a metal surface rests on both the base surface 16 as well as deepening 14th free, in a state in which the on the masking surface 12 trained recess 14th is not filled. In this state, all sections of the masking surface function 12 as a portion with high wettability to which the thermal spray coating material easily adheres. When the release agent 18th however in the depression 14th occurs, as in 4B is shown, the section in which the recess acts 14th is designed as a section with low wettability, and only the section in which the base area 16 occurs serves as a portion with high wettability.

Durch Ausführen des thermischen Spritzens lagern sich, wie in 4C gezeigt ist, Spritzer 28, die aus Partikeln des thermischen Spritzauftragsmaterials gebildet sind, welche sich flach ausbreiten, auf der Maskierungsoberfläche 12 ab. Der Spritzer 28 kontaktiert die Grundfläche 16, kontaktiert eine Innenwand der Vertiefung 14, in die das Trennmittel 18 eingebracht ist, jedoch nicht. Somit haftet der Spritzer 28 nur an der Grundfläche 16 mit hoher Benetzbarkeit an. Zudem setzt zumindest ein Teil des Spritzers 28 auf der Grundfläche 16, das heißt, dem Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit auf, da der Durchmesser der Vertiefung 14 gleich ist wie oder geringer als der mittlere Durchmesser des Spritzers 28. Somit haftet der Spritzer 28 an der Maskierungsoberfläche 12 an, ohne abzuprallen, und die Überzugsschicht 26 des thermischen Spritzauftragsmaterials wird auf der Maskierungsoberfläche 12 ausgebildet. Die Oberfläche, an der die Überzugsschicht 26 des thermischen Spritzauftragsmaterials anhaftet, ist jedoch nur die Grundfläche 16, das heißt, eine Fläche, deren Anteil nur 50 % beträgt. Somit ist eine Haftung zwischen der Überzugsschicht 26 des thermischen Spritzauftragsmaterials und er Maskierungsoberfläche 12 insgesamt gering. Selbst wenn sich das thermische Spritzauftragsmaterial großflächig auf der Maskierungsoberfläche 12 ablagert, kann die Überzugsschicht 26 des thermischen Spritzauftragsmaterials leicht von der Maskierungsoberfläche 12 entfernt werden, wenn die Haftung gering ist. Ferner können die Ablagerungen mit einer Filmform entfernt werden, wenn die Haftung zwischen den Ablagerungen und der Maskierungsoberfläche 12 geringer ist als die Haftung zwischen den Ablagerungen, die die Überzugsschicht 26 bilden.By performing thermal spray, as in 4C shown is splash 28 formed from particles of thermal spray deposition material that spread out flat on the masking surface 12 from. The splash 28 contacts the base 16 , contacts an inner wall of the recess 14th in which the release agent 18th is introduced, but not. Thus the splash adheres 28 only on the base 16 with high wettability. In addition, at least part of the splash sets 28 on the base 16 , that is, the portion with high wettability because of the diameter of the recess 14th is equal to or less than the mean diameter of the splash 28 . Thus the splash adheres 28 on the masking surface 12 on without bouncing off, and the coating layer 26th The thermal spray deposition material is applied to the masking surface 12 educated. The surface on which the coating layer 26th of the thermal spray application material adheres, but is only the base area 16 , that is, an area whose share is only 50%. Thus there is adhesion between the coating layer 26th the thermal spray deposition material and the masking surface 12 overall low. Even if the thermal spray application material is over a large area on the masking surface 12 deposited, the coating layer may 26th of the thermal spray deposition material slightly from the masking surface 12 removed when adhesion is poor. Further, the deposits can be removed with a film mold when the adhesion between the deposits and the masking surface 12 is less than the adhesion between the deposits that make up the coating layer 26th form.

In diesem Fall ist die Relation zwischen einem Flächenverhältnis der Vertiefung 14 und der Haftung des thermischen Spritzauftragsmaterials in 5 gezeigt. Wie durch die weißen Kreisformen und eine durchgezogene Linie in einem Graphen der 5 gezeigt ist, wird ein Effekt der Grundfläche 16 als Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit mit zunehmendem Flächenverhältnis der Vertiefung 14 zu der gesamten Maskierungsoberfläche 12 größer als ein Effekt des Trennmittels 18 als Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit, und die Haftung des thermischen Spritzauftragsmaterials an der Maskierungsoberfläche 12 wird gering. Das heißt, das auf der Maskierungsoberfläche 12 abgelagerte thermische Spritzauftragsmaterial lässt sich leicht entfernen. Jedoch tritt ein Abprallen des thermischen Spritzauftragsmaterials an der Maskierungsoberfläche 12 und ein Abfallen der Ablagerungen auf, wenn die Haftung unter einen bestimmten Wert fällt, der durch eine durchbrochene Linie in dem Graphen gezeigt ist. Daraus ergibt sich, dass es in Bezug auf das Flächenverhältnis der Vertiefung 14 einen bevorzugten Bereich gibt, um den Effekt des Verhinderns des Abprallens des thermischen Spritzauftragsmaterials von der Maskierungsoberfläche 12 auf die thermisch gespritzte Oberfläche des Werkstücks und das Abfallen der Ablagerungen auszugleichen, mit der Wirkung, dass das Entfernen des auf der Maskierungsoberfläche 12 abgelagerten thermischen Spritzauftragsmaterials erleichtert wird. Gemäß einer durch ein Experiment bestätigten Tatsache, ist ein Bereich von 40 bis 60 % für das Flächenverhältnis der Vertiefung 14 zu der gesamten Maskierungsoberfläche 12, das heißt, das Flächenverhältnis des Abschnitts mit geringer Benetzbarkeit, bevorzugt. Ein besonders bevorzugtes Flächenverhältnis liegt bei 50 %.In this case, the relation is between an area ratio of the recess 14th and the adhesion of the thermal spray application material in 5 shown. As shown by the white circular shapes and a solid line in a graph of the 5 is shown becomes an effect of the footprint 16 as a portion with high wettability with increasing area ratio of the recess 14th to the entire masking surface 12 greater than an effect of the release agent 18th as a portion of poor wettability, and the adhesion of the thermal spray coating material to the masking surface 12 becomes low. That is, that on the masking surface 12 Deposited thermal spray application material can be easily removed. However, the thermal spray coating material ricochets off the masking surface 12 and a falling off of the debris on when the adhesion falls below a certain value shown by a broken line on the graph. It follows that it is in terms of the area ratio of the recess 14th gives a preferred range for the effect of preventing the thermal spray deposition material from bouncing off the masking surface 12 to compensate for the thermal sprayed surface of the workpiece and the falling off of the deposits, with the effect of removing the on the masking surface 12 deposited thermal spray application material is facilitated. According to a fact confirmed by experiment, is a range of 40 to 60% for the area ratio of the recess 14th to the entire masking surface 12 , that is, the area ratio of the low wettability portion, is preferred. A particularly preferred area ratio is 50%.

Das Flächenverhältnis der Vertiefung 14 zu der gesamten Maskierungsoberfläche 12 kann über die gesamte Maskierungsoberfläche 12 einheitlich sein. Das Flächenverhältnis der Vertiefung 14 am Rand der Maskierungsvorrichtung 10, beispielsweise dem Rand der in 3A gezeigten Öffnung 20, kann höher sein als in anderen Abschnitten. Beispielsweise kann das Flächenverhältnis der Vertiefung 14 am Rand der Öffnung 20 bei 60 % liegen, während das Flächenverhältnis der Vertiefung 14 in anderen Abschnitten bei 50 % liegen kann. Der Rand der Maskierungsvorrichtung 10 ist im Vergleich zu anderen Abschnitten anfällig dafür, im Vergleich zu anderen Teilen eine hohe Temperatur anzunehmen, da der Rand keine Entweichmöglichkeit für die Wärme bietet. Die Haftung des thermischen Spritzauftragsmaterials an der Maskierungsoberfläche 12 nimmt mit steigender Temperatur zu, und die Ablagerungen lassen sich nur noch schwer entfernen. Durch Erhöhen des Flächenverhältnisses der Vertiefung 14 am Rand, das heißt, des Flächenverhältnisses des Abschnitts mit geringer Benetzbarkeit am Rand, lassen sich die Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials über die gesamte Maskierungsoberfläche 12 einheitlich leicht entfernen.The area ratio of the depression 14th to the entire masking surface 12 can cover the entire masking surface 12 be uniform. The area ratio of the depression 14th at the edge of the masking device 10 , for example the edge of the in 3A opening shown 20th , can be higher than in other sections. For example, the area ratio of the recess 14th at the edge of the opening 20th be 60% while the area ratio of the recess 14th in other sections it can be 50%. The edge of the masking device 10 Compared to other sections, it is prone to adopt a high temperature compared to other parts, since the edge does not offer any escape route for the heat. The adhesion of the thermal spray application material to the masking surface 12 increases as the temperature rises and the deposits are difficult to remove. By increasing the area ratio of the recess 14th at the edge, that is, the area ratio of the section with low wettability at the edge, the deposits of the thermal spray application material can be spread over the entire masking surface 12 remove easily.

Nachstehend wird ein Maskierungsverfahren unter Verwendung der Maskierungsvorrichtung 10 mit einem vorstehenden Merkmal beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm, das eine Vorgehensweise des Maskierungsverfahrens beim thermischen Spritzen unter Verwendung der Maskierungsvorrichtung 10 zeigt.The following is a masking method using the masking device 10 described with a preceding feature. 6th Fig. 13 is a flowchart showing an operation of the masking method in thermal spray using the masking device 10 shows.

(Schritt S10) Zunächst wird eine Vorbereitung der Maskierungsvorrichtung 10 durchgeführt. Diese Vorbereitung umfasst das Aufbringen des Trennmittels 18 auf die Maskierungsoberfläche 12 und das Abwischen der Oberfläche, so dass das Trennmittel 18 nur in der Vertiefung 14 verbleibt.(Step S10 ) First, a preparation of the masking device 10 carried out. This preparation includes applying the release agent 18th onto the masking surface 12 and wiping the surface leaving the release agent 18th only in the recess 14th remains.

(Schritt S20) Als nächstes wird ein Anbringen der Maskierungsvorrichtung 10 an dem Werkstück durchgeführt. Durch Anbringen der Maskierungsvorrichtung 10 an dem Werkstück, wird ein Bereich der Maskierungsvorrichtung 10 abgedeckt, in dem das thermische Spritzauftragsmaterial nicht anhaften soll.(Step S20 ) Next is attaching the masking device 10 performed on the workpiece. By attaching the masking device 10 on the workpiece, becomes an area of the masking device 10 covered in which the thermal spray application material should not adhere.

(Schritt S30) Das thermische Spritzen des thermischen Spritzauftragsmaterials auf die Oberfläche des Werkstücks, an welches die Maskierungsvorrichtung 10 angebracht ist, wird durchgeführt. Das auf die Maskierungsoberfläche 12 aufgespritzte thermische Spritzauftragsmaterial haftet an der Maskierungsoberfläche 12 an und bildet die Überzugsschicht 26. Das Abprallen des thermischen Spritzauftragsmaterials von der Maskierungsoberfläche 12 wird verhindert. Dadurch kann die Abnahme der Qualität der auf dem Werkstück ausgebildeten thermischen Spritzbeschichtung aufgrund des von der Maskierungsoberfläche 12 abprallenden thermischen Spritzauftragsmaterials kontrolliert werden.(Step S30 ) The thermal spraying of the thermal spray deposition material onto the surface of the workpiece to which the masking device is attached 10 appropriate is carried out. That on the masking surface 12 Thermal spray application material applied adheres to the masking surface 12 and forms the coating layer 26th . The ricochet of the thermal spray deposition material from the masking surface 12 will be prevented. This can cause the decrease in the quality of the thermal spray coating formed on the workpiece due to the effect of the masking surface 12 rebounding thermal spray application material can be controlled.

(Schritt S40) Nach Beendigung des Ausbildens der thermischen Spritzbeschichtung auf der Oberfläche des Werkstücks wird das Abnehmen der Maskierungsvorrichtung 10 von dem Werkstück durchgeführt.(Step S40 After finishing the formation of the thermal spray coating on the surface of the workpiece, the masking device is removed 10 performed by the workpiece.

(Schritt S50) Abschließend wird das Entfernen der an der Maskierungsoberfläche 12 anhaftenden Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials durchgeführt. Die Haftung zwischen den Ablagerungen und der Maskierungsoberfläche 12 ist durch die Wirkung des Trennmittels 18, das in der Vertiefung 14 zurückbleibt, gering. Daher lassen sich die Ablagerungen leicht von der Maskierungsoberfläche 12 entfernen. Die Maskierungsvorrichtung 10 wird nach Entfernen der Ablagerungen erneut zu dem Verfahren von Schritt S10 zurückgeführt. Die geringe Benetzbarkeit der Vertiefung 14 wird durch Ersetzen oder Wechseln des Trennmittels 18 aufrechterhalten. Dadurch kann die Maskierungsvorrichtung 10 für den nächsten thermischen Spritzvorgang wiederverwendet werden.(Step S50 ) Finally, the removal of the masking surface 12 adhering deposits of the thermal spray application material carried out. The adhesion between the deposits and the masking surface 12 is due to the action of the release agent 18th that in the well 14th remains low. Therefore, the deposits can be easily removed from the masking surface 12 remove. The masking device 10 returns to the procedure of step after removing the deposits S10 returned. The low wettability of the recess 14th is made by replacing or changing the release agent 18th maintain. This allows the masking device 10 can be reused for the next thermal spray process.

Gemäß dem Maskierungsverfahren, das die vorgenannten Schritte aufweist, werden das Abprallen des thermischen Spritzauftragsmaterials von der Maskierungsoberfläche 12 auf das Werkstück und das Abfallen der Ablagerungen verhindert, wodurch verhindert wird, dass die Qualität der auf dem Werkstück ausgebildeten thermischen Spritzbeschichtung abnimmt. Da sich die Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials auf der Maskierungsoberfläche 12 nach Beendigung des thermischen Spritzens leicht entfernen lassen, werden der Arbeits- und Kostenaufwand für das Wiederverwenden der Maskierungsvorrichtung 10 verringert.According to the masking method including the aforementioned steps, the thermal spray coating material ricochets off the masking surface 12 on the workpiece and the deposits from falling off, thereby preventing the thermal spray coating formed on the workpiece from deteriorating in quality. As the thermal spray deposition material builds up on the masking surface 12 Easily removed after the thermal spray is completed, the labor and cost of reusing the masking device become 10 decreased.

Nachstehend werden des Weiteren Variationen der Maskierungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform aufgeführt.The following are further variations of the masking device 10 the first embodiment listed.

7 ist eine schematische Draufsicht, die eine mikroskopische Struktur einer Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren 101 als eine erste Variation zeigt. Die Maskierungsvorrichtung 101 als erste Variation weist eine große Anzahl von linienförmig ausgebildeten Nuten 141 an einer Maskierungsoberfläche 121 auf. Die Nuten 141 werden durch Ätzbearbeitung, Pressbearbeitung, oder Lasermaterialbearbeitung geformt. Die Breite der Nut 141 kann von der gleichen Größe sein wie der Durchmesser der Vertiefung 14 der ersten Ausführungsform. Die Nuten 141 sind gleichmäßig in regelmäßigen Abständen angeordnet. Eine Anordnung der Nuten 141 wird so eingestellt, dass das Flächenverhältnis der Abschnitte, in denen die Nuten 141 ausgebildet sind, zu der gesamten Maskierungsoberfläche 121 einen Bereich von 40 bis 60 % erreicht, besonders bevorzugt 50 %. Ein bei der ersten Ausführungsform verwendetes Trennmittel 181 wird in die Nut 141 eingefüllt. Dadurch fungiert die Grundfläche 161, an der die Metalloberfläche freiliegt, als Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit, an dem das thermische Spritzauftragsmaterial leicht anhaftet, und die Nut 141, in die das Trennmittel 181 eingebracht ist, fungiert als Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit, an dem das thermische Spritzauftragsmaterial nur schwer anhaftet. 7th Fig. 13 is a schematic plan view showing a microscopic structure of a masking device for thermal spraying methods 101 as a first variation shows. The masking device 101 the first variation has a large number of linear grooves 141 on a masking surface 121 on. The grooves 141 are formed by etching processing, press processing, or laser material processing. The width of the groove 141 can be the same size as the diameter of the recess 14th the first embodiment. The grooves 141 are arranged evenly at regular intervals. An arrangement of the grooves 141 is adjusted so that the area ratio of the sections in which the grooves 141 are formed to the entire masking surface 121 reaches a range of 40 to 60%, particularly preferably 50%. A release agent used in the first embodiment 181 gets into the groove 141 filled. This is how the base functions 161 on which the metal surface is exposed, as a portion with high wettability to which the thermal spray coating material is easily adhered, and the groove 141 in which the release agent 181 is introduced, acts as a portion with low wettability, to which the thermal spray application material adheres only with difficulty.

8 ist eine schematische Draufsicht, die eine mikroskopische Struktur einer Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren 102 als eine zweite Variation zeigt. Die Maskierungsvorrichtung 102 als zweite Variation weist eine große Anzahl gitterförmiger Nuten 142 an einer Maskierungsoberfläche 122 auf. Die Nuten 142 werden durch Ätzbearbeitung, Pressbearbeitung, oder Lasermaterialbearbeitung geformt. Die Breite der Nuten 142 kann die gleiche Größe aufweisen wie die Breite der Nuten 141 der ersten Variation. Die Nuten 142 sind jeweils in Längsrichtung und seitlicher Richtung gleichmäßig in regelmäßigen Abständen angeordnet, und unterteilen die Grundfläche 162 in eine aufgeteilte Form. Das Flächenverhältnis zwischen der in die aufgeteilte Form unterteilten Grundfläche 162 und den gitterförmigen Abschnitten, in denen die Nuten 142 ausgebildet sind, wird auf einen Bereich von 40:60 bis 60:40 eingestellt, und sollte besonderes bevorzugt 50:50 betragen. Die Grundfläche 162, an der die Metalloberfläche freiliegt, fungiert als Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit, an dem das thermische Spritzauftragsmaterial leicht anhaftet, und die Nuten 142, in die das Trennmittel 182 eingebracht ist, fungieren als Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit, an dem das thermische Spritzauftragsmaterial nur schwer anhaftet. 8th Fig. 13 is a schematic plan view showing a microscopic structure of a masking device for thermal spraying methods 102 as a second variation. The masking device 102 the second variation has a large number of grid-shaped grooves 142 on a masking surface 122 on. The grooves 142 are formed by etching processing, press processing, or laser material processing. The width of the grooves 142 can be the same size as the width of the grooves 141 the first variation. The grooves 142 are each arranged evenly in the longitudinal direction and in the lateral direction at regular intervals, and subdivide the base area 162 in a split form. The area ratio between the base area divided into the divided shape 162 and the lattice-shaped sections in which the grooves 142 is set to a range of 40:60 to 60:40, and it should particularly preferably be 50:50. The base 162 , to which the metal surface is exposed, functions as a high wettability portion to which the thermal spray coating material is easily adhered, and the grooves 142 in which the release agent 182 is introduced act as a section with low wettability, to which the thermal spray application material adheres only with difficulty.

9 ist eine schematische Draufsicht, die eine mikroskopische Struktur einer Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren 103 als eine dritte Variation zeigt. Die Maskierungsvorrichtung 103 als dritte Variation hat unregelmäßig geformte Aussparungen 143, die ein uneinheitliches Muster oder ein Prägemuster an einer Maskierungsoberfläche 123 bilden. Die Aussparung 143, die das uneinheitliche Muster oder das Prägemuster bildet, wird durch Ätzbearbeitung geformt. Wenn das Basismaterial eine Aluminiumlegierung ist, kann das uneinheitliche Muster oder das Prägemuster durch ein Anodisierungsverfahren bearbeitet werden. Die Form der Aussparung 143 ist ungleichmäßig, die Breite der Aussparung 143 ist hingegen durchschnittlich gleich wie oder geringer als der mittlere Durchmesser der Spritzer. Das Flächenverhältnis der Abschnitte, in denen Aussparungen 143 ausgebildet sind, zu der gesamten Maskierungsoberfläche 123 wird so eingestellt, dass es in einem Bereich von 40 bis 60 %, besonders bevorzugt bei 50 % liegt. Ein Trennmittel 183 wird in die Aussparung 143 eingefüllt. Die Grundfläche 163, an der die Metalloberfläche freiliegt, fungiert als Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit, an dem das thermische Spritzauftragsmaterial leicht anhaftet, und die Aussparungen 143, in die das Trennmittel 183 eingebracht ist, fungieren als Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit, an dem das thermische Spritzauftragsmaterial nur schwer anhaftet. 9 Fig. 13 is a schematic plan view showing a microscopic structure of a masking device for thermal spraying methods 103 as a third variation. The masking device 103 the third variation has irregularly shaped recesses 143 that have a non-uniform pattern or an embossed pattern on a masking surface 123 form. The recess 143 that forms the non-uniform pattern or the embossed pattern is formed by etching processing. When the base material is aluminum alloy, the non-uniform pattern or the embossed pattern can be processed by an anodizing process. The shape of the recess 143 is uneven, the width of the recess 143 however, is on average equal to or less than the mean diameter of the splash. The area ratio of the sections in which recesses 143 are formed to the entire masking surface 123 is set so that it is in a range from 40 to 60%, particularly preferably 50%. A release agent 183 is in the recess 143 filled. The base 163 , to which the metal surface is exposed, functions as a high wettability portion to which the thermal spray coating material easily adheres, and the recesses 143 in which the release agent 183 is introduced act as a section with low wettability, to which the thermal spray application material adheres only with difficulty.

Wie aus den aufgeführten Variationen ersichtlich ist, ist die Aussparung, in die das Trennmittel eingebracht wird, nicht auf eine kreisförmige Vertiefung beschränkt und kann, wie vorstehend beschrieben ist, verschiedene Formen annehmen. Wenn der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit bei makroskopischer Betrachtung der Maskierungsoberfläche harmonisch mit dem Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit verbunden ist, der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit und der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit jedoch mikroskopisch klar unterscheidbar sind, ist der durch die vorliegende Erfindung gebotene Vorteil gegeben.As can be seen from the variations listed, the recess into which the separating agent is introduced is not limited to a circular depression and, as described above, can assume various shapes. When the portion with low wettability is harmoniously connected with the portion with high wettability when macroscopically observing the masking surface, but the portion with high wettability and the portion with low wettability can be clearly distinguished microscopically, the advantage offered by the present invention is given.

Zweite AusführungsformSecond embodiment

Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Maskierungsoberfläche durch die Wirkung des in die Aussparung eingebrachten Trennmittels geringe Benetzbarkeit verliehen. Demgegenüber weist die Maskierungsoberfläche gemäß der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform durch die unterschiedlichen Materialien auf der festen Oberfläche zwei Funktionen der hohen Benetzbarkeit und der geringen Benetzbarkeit auf. Nachstehend wird zunächst mit Bezugnahme auf die 10 und 11 eine Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren der zweiten Ausführungsform beschrieben.According to the first embodiment of the present invention, the masking surface is given poor wettability by the action of the release agent introduced into the recess. In contrast, the masking surface according to the second embodiment and the third embodiment has two functions of high wettability and low wettability due to the different materials on the solid surface. In the following, first with reference to the 10 and 11 a thermal spray masking apparatus of the second embodiment has been described.

10 ist eine schematische Schnittansicht, die eine mikroskopische Beschaffenheit der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren der zweiten Ausführungsform zeigt. Die Maskierungsvorrichtung 40 der zweiten Ausführungsform hat eine Struktur, bei der eine große Anzahl keramischer Inseln 50, bestehend aus einem Material auf Keramikbasis, an der Oberflächenschicht einer aus einem Material auf Eisenbasis oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Basis 44 angeordnet sind. Die Maskierungsoberfläche 42 der Maskierungsvorrichtung 40 ist eine flache und glatte Oberfläche, die aus einer Grundfläche 46 besteht, welche die Oberfläche der Basis 44 ist, und einer Keramikoberfläche 52, welche die Oberfläche der keramischen Inseln 50 ist. Bei Betrachtung der Maskierungsoberfläche 42 von oben (Abbildung verkürzt), hat die Keramikoberfläche 52 eine unregelmäßige Form und ist inselartig über die Grundfläche 46 verteilt, wodurch insgesamt ein uneinheitliches Muster entsteht. Das Flächenverhältnis der Keramikoberfläche 52 zu der gesamten Maskierungsoberfläche 42 kann in einem Bereich von 40 bis 60 %, bevorzugt bei 50 % liegen. Die Form der Keramikoberfläche 52 ist ungleichmäßig, die Größe der Keramikoberfläche 52 ist jedoch durchschnittlich gleich wie oder geringer als der mittlere Durchmesser der Spritzer. 10 Fig. 13 is a schematic sectional view showing a microscopic constitution of the thermal spray masking device of the second embodiment. The masking device 40 the second embodiment has a structure in which a large number of ceramic islands 50 composed of a ceramic-based material, on the surface layer of a base composed of an iron-based material or an aluminum alloy 44 are arranged. The masking surface 42 the masking device 40 is a flat and smooth surface that consists of a base 46 which is the surface of the base 44 is, and a ceramic surface 52 showing the surface of the ceramic islands 50 is. When looking at the masking surface 42 from above (shortened figure), has the ceramic surface 52 an irregular shape and is island-like across the base 46 distributed, creating an overall inconsistent pattern. The area ratio of the ceramic surface 52 to the entire masking surface 42 can be in a range from 40 to 60%, preferably 50%. The shape of the ceramic surface 52 is uneven, the size of the ceramic surface 52 however, is on average equal to or less than the mean diameter of the splash.

Da die Maskierungsoberfläche 42 durch zwei Arten von Oberflächen 46, 52 aus verschiedenen Materialien strukturiert ist, weist die Maskierungsoberfläche 42 in Abhängigkeit von den jeweiligen Materialien der Oberflächen 46, 52 zwei Funktionen auf. Die Grundfläche 46, an der die Metalloberfläche freiliegt, weist hohe Benetzbarkeit durch das thermische Spritzauftragsmaterial auf. Daher haftet das beim thermischen Spritzen aufgespritzte thermische Spritzauftragsmaterial leicht an der Grundfläche 46 an. Das heißt, die Grundfläche 46 fungiert als Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit, an dem das thermische Spritzauftragsmaterial positiv anhaftet. Demgegenüber weist die Keramikoberfläche 52 eine geringe Benetzbarkeit durch da thermische Spritzauftragsmaterial auf. Daher haftet das beim thermischen Spritzen aufgespritzte thermische Spritzauftragsmaterial nur schwer an der Keramikoberfläche 52 an. Das heißt, die Keramikoberfläche 52 fungiert als Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit, an dem das thermische Spritzauftragsmaterial im Wesentlichen nicht anhaftet. Der durch die Grundfläche 46 geschaffene Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit und der durch die Keramikfläche 52 geschaffene Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit sind mikroskopisch klar unterscheidbar. Jedoch ist der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit bei makroskopischer Betrachtung der gesamten Maskierungsoberfläche 42 harmonisch mit dem Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit verbunden. Das heißt, es kann gesagt werden, dass der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit und der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit in gemischtem Zustand an der Maskierungsoberfläche 42 der Maskierungsvorrichtung 40 vorliegen sind.As the masking surface 42 through two types of surfaces 46 , 52 is structured from different materials, has the masking surface 42 depending on the respective materials of the surfaces 46 , 52 two functions. The base 46 , on which the metal surface is exposed, has high wettability by the thermal spray application material. Therefore, the thermal spray application material sprayed on during thermal spraying easily adheres to the base surface 46 at. That is, the base area 46 acts as a section with high wettability to which the thermal spray application material adheres positively. In contrast, the ceramic surface 52 low wettability due to the thermal spray application material. Therefore, the thermal spray application material sprayed on during thermal spraying has difficulty in adhering to the ceramic surface 52 at. That is, the ceramic surface 52 acts as a low wettability portion to which the thermal spray deposition material is substantially non-adherent. The one through the base 46 created section with high wettability and by the ceramic surface 52 created sections with poor wettability are microscopically clearly distinguishable. However, the portion of poor wettability is the entire masking surface when viewed macroscopically 42 harmoniously connected to the section with high wettability. That is, it can be said that the portion with high wettability and the portion with low wettability in a mixed state on the masking surface 42 the masking device 40 are present.

Die wie vorstehend gestaltete Maskierungsvorrichtung 40 kann durch ein in den 11A, 11B, und 11C gezeigtes Verfahren hergestellt werden. In den 11A, 11B, und 11C sind Abschnitte der Maskierungsvorrichtung 40 in jeder Herstellungsphase in typischer Weise aufgezeigt. Zunächst wird, wie in 11A gezeigt ist, eine konvexkonkave Form an der Oberfläche der Basis 44 ausgearbeitet. Zur Ausarbeitung der konvexkonkaven Form wird beispielsweise ein Mikrofabrikationsverfahren wie eine Ätzbearbeitung, eine Lasermaterialbearbeitung, Pressbearbeitung, ein Druckstrahlverfahren oder dergleichen verwendet. Anschließend wird, wie in 11B gezeigt ist, eine aus einem Material auf Keramikbasis bestehende Keramikbeschichtung 54 auf der Basis 44, an der die konvexkonkave Form ausgearbeitet worden ist, ausgebildet. Zur Ausbildung der Keramikbeschichtung 54 wird beispielsweise ein Beschichtungsverfahren wie ein Spritzverfahren, ein CVD-Verfahren, ein PVD-Verfahren und dergleichen verwendet. Zudem wird die Oberfläche, auf der die Keramikbeschichtung 54 ausgebildet worden ist, wie in 11C gezeigt ist, einer Polierbearbeitung unterzogen, bis die Basis 44 an der Oberfläche freiliegt. Der freiliegende Anteil der Basis 44 zu der Oberfläche vergrößert sich mit zunehmender Poliergröße. Die Poliergröße wird so eingestellt, dass das Flächenverhältnis zwischen der Grundfläche 46, welche die freiliegende Oberfläche der Basis 44 ist, und der Keramikfläche 52, welche die verbleibende Oberfläche der Keramikbeschichtung 54 ist, sich 50:50 annähert. Hierdurch wird die Maskierungsoberfläche 42, bei der der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit und der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit in gemischtem Zustand vorliegen, fertiggestellt.The masking device configured as above 40 can through an in the 11A , 11B , and 11C shown method can be produced. In the 11A , 11B , 11 and 11C are portions of the masking device 40 shown in a typical way in each production phase. First, as in 11A shown is a convex-concave shape on the surface of the base 44 worked out. A microfabrication process such as etching processing, laser material processing, press processing, a pressure jet process, or the like is used, for example, to develop the convex-concave shape. Then, as in 11B shown is a ceramic coating composed of a ceramic-based material 54 on the base 44 on which the convex-concave shape has been worked out is formed. For the formation of the ceramic coating 54 For example, a coating method such as a spray method, a CVD method, a PVD method and the like is used. In addition, the surface on which the ceramic coating 54 has been trained as in 11C is subjected to polishing processing until the base 44 exposed on the surface. The exposed portion of the base 44 to the surface increases with increasing polishing size. The polishing size is adjusted so that the area ratio between the base area 46 showing the exposed surface of the base 44 is, and the ceramic surface 52 covering the remaining surface of the ceramic coating 54 is approaching 50:50. This creates the masking surface 42 wherein the low wettability portion and the high wettability portion are in a mixed state, completed.

Dritte AusführungsformThird embodiment

12 ist eine schematische Draufsicht, die eine mikroskopische Struktur der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren der dritten Ausführungsform zeigt. Die Maskierungsvorrichtung 60 der dritten Ausführungsform ist ein Gussstück aus Gusseisen mit Kugelgraphit. Ein kugelförmiges Partikel 70 besteht aus Graphit, das in einer Gruppierung eines Materials auf Eisenbasis ausfällt. Dieses Graphitpartikel 70 fällt auch an einer Oberfläche der Maskierungsvorrichtung 60 aus. Daher ist eine Maskierungsoberfläche 62 der Maskierungsvorrichtung 60 eine flache und glatte Oberfläche bestehend aus einer Grundfläche 66, auf welcher das Material auf Eisenbasis vorliegt, und einer Graphitfläche 72, auf welcher die Graphitpartikel 70 vorliegen. Bei Betrachtung der Maskierungsoberfläche 62 von oben (Abbildung verkürzt), ist eine große Anzahl punktförmiger Graphitoberflächen 72 zufällig, aber gleichmäßig auf der sich kontinuierlich erstreckenden Grundfläche 66 verteilt. Das Flächenverhältnis der Graphitfläche 72 zur gesamten Maskierungsoberfläche 62 kann in einem Bereich von 40 bis 60%, bevorzugt aber bei 50 % liegen. Dieser Wert des Flächenverhältnisses kann durch Annähern des Verhältnisses zwischen dem Material auf Eisenbasis und dem Graphit an 50:50 realisiert werden. Zudem sind die Graphitpartikel 70 im Durchschnitt kleiner als das thermische Spritzauftragsmaterial, und die Größe der Graphitfläche 72 ist im Durchschnitt gleich wie oder geringer als der mittlere Durchmesser der Spritzer. 12 Fig. 13 is a schematic plan view showing a microscopic structure of the thermal spray masking device of the third embodiment. The masking device 60 The third embodiment is a cast made of spheroidal graphite cast iron. A spherical particle 70 consists of graphite that precipitates in an array of an iron-based material. This graphite particle 70 also falls on a surface of the masking device 60 out. Hence is a masking surface 62 the masking device 60 a flat and smooth surface consisting of a base 66 on which the iron-based material is present, and a graphite surface 72 on which the graphite particles 70 exist. When looking at the masking surface 62 from above (shortened figure), is a large number of point-shaped graphite surfaces 72 randomly but evenly on the continuously extending base 66 distributed. The area ratio of the graphite area 72 to the entire masking surface 62 can be in a range from 40 to 60%, but preferably 50%. This value of the area ratio can be realized by approximating the ratio between the iron-based material and the graphite to 50:50. In addition, the graphite particles are 70 on average smaller than the thermal spray deposition material, and the size of the graphite area 72 is on average equal to or less than the mean diameter of the splash.

Da die Maskierungsoberfläche 62 durch zwei Arten von Oberflächen 66, 72 aus verschiedenen Materialien strukturiert ist, weist die Maskierungsoberfläche 62 in Abhängigkeit von den Materialien der jeweiligen Oberflächen 66, 72 zwei Funktionen auf. Die Grundfläche 66, auf der das Material auf Eisenbasis vorliegt, weist eine hohe Benetzbarkeit durch das thermische Spritzauftragsmaterial auf. Daher haftet das beim thermischen Spritzen aufgespritzte thermische Spritzauftragsmaterial leicht an der Grundfläche 66 an. Das heißt, die Grundfläche 66 fungiert als ein Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit, in dem das thermische Spritzauftragsmaterial positiv anhaftet. Demgegenüber weist die Graphitfläche 72 eine geringe Benetzbarkeit durch das thermische Spritzauftragsmaterial auf. Daher haftet das beim thermischen Spritzen aufgespritzte thermische Spritzauftragsmaterial nur schwer an der Graphitfläche 72 an. Das heißt, die Graphitfläche 72 fungiert als Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit, in dem das thermische Spritzauftragsmaterial nicht anhaftet. Der durch die Grundfläche 66 geschaffene Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit und der durch die Graphitfläche 72 geschaffene Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit sind mikroskopische klar unterscheidbar. Jedoch ist der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit bei makroskopischer Betrachtung der gesamten Maskierungsoberfläche 62 harmonisch mit dem Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit verbunden. Das heißt, es kann gesagt werden, dass der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit und der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit in gemischtem Zustand an der Maskierungsoberfläche 62 der Maskierungsvorrichtung 60 vorgesehen sind.As the masking surface 62 through two types of surfaces 66 , 72 is structured from different materials, has the masking surface 62 depending on the materials of the respective surfaces 66 , 72 two functions. The base 66 , on which the iron-based material is present, has high wettability by the thermal spray application material. Therefore, the thermal spray application material sprayed on during thermal spraying easily adheres to the base surface 66 at. That is, the base area 66 functions as a high wettability portion where the thermal spray application material is positively adhered. In contrast, the graphite surface 72 low wettability due to the thermal spray application material. The thermal spray application material sprayed on during thermal spraying therefore adheres only with difficulty to the graphite surface 72 at. That is, the graphite surface 72 acts as a low wettability section where the thermal spray deposition material does not adhere. The one through the base 66 created section with high wettability and by the graphite surface 72 created sections with low wettability are microscopic clearly distinguishable. However, the portion of poor wettability is the entire masking surface when viewed macroscopically 62 harmoniously connected to the section with high wettability. That is, it can be said that the portion with high wettability and the portion with low wettability in a mixed state on the masking surface 62 the masking device 60 are provided.

Es ist zu beachten, dass die in 12 gezeigte Struktur auch durch Mischen von Keramikpartikeln wie Aluminiumoxid oder SiC mit Material auf Eisenbasis und Sintern dieser erhalten werden kann. In diesem Fall besteht die Maskierungsoberfläche aus einer Grundfläche, an der das Material auf Eisenbasis und eine große Anzahl punktförmiger Keramikflächen, die zufällig aber einheitlich über die Grundfläche verteilt sind, vorliegen. Die Grundfläche fungiert als Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit, und die Keramikfläche fungiert als Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit. Ein Flächenverhältnis der Keramikfläche zu der gesamten Maskierungsoberfläche kann an 50 % angenähert werden, indem ein Mischverhältnis zwischen Keramik und dem Material auf Eisenbasis an 50:50 angenähert wird.It should be noted that the in 12 The structure shown can also be obtained by mixing ceramic particles such as aluminum oxide or SiC with iron-based material and sintering these. In this case, the masking surface consists of a base on which the iron-based material and a large number of point-shaped ceramic surfaces, which are randomly but uniformly distributed over the base, are present. The base functions as a high wettability portion, and the ceramic surface functions as a low wettability portion. An area ratio of the ceramic area to the total masking surface can be approximated to 50% by approximating a mixing ratio between the ceramic and the iron-based material to 50:50.

Erste AnwendungsmöglichkeitFirst possible application

Nachstehend werden Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren beschrieben. Bei einer ersten Anwendungsmöglichkeit wird die erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren bei einem Schritt des Bildens einer Wärmedämmschicht an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine verwendet.Possible uses of the masking device according to the invention for thermal spraying processes are described below. In a first possible application, the masking device according to the invention is used for thermal spraying processes in a step of forming a thermal barrier coating on a cylinder head of an internal combustion engine.

13 ist eine Figur, die Positionen zeigt, an denen eine Wärmedämmschicht an einem Zylinderkopf einer Dieselmaschine ausgebildet werden. Die Wärmedämmschicht wird durch thermisches Spritzen eines Bereichs 202 des Zylinderkopfs 200 gebildet, wobei der Bereich 202 einer Deckenoberfläche einer Brennkammer entspricht. Das zum Bilden der Wärmedämmschicht verwendete thermische Spritzauftragsmaterial besteht beispielsweise aus Keramik wie Zirkonoxid, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Yttriumoxid, Titanoxid, oder dergleichen. Beim thermischen Spritzen ist es erwünscht zu verhindern, dass das zum Bilden der Wärmedämmschicht verwendete thermische Spritzauftragsmaterial auf den Bereich 202 und in Ventillöcher 204 in dem Bereich 202 spritzt. 13 Fig. 13 is a figure showing positions where a heat barrier layer is formed on a cylinder head of a diesel engine. The thermal barrier coating is made by thermal spraying an area 202 of the cylinder head 200 formed, the area 202 corresponds to a ceiling surface of a combustion chamber. The thermal spray application material used to form the thermal barrier coating consists for example of ceramics such as zirconium oxide, silicon dioxide, silicon nitride, yttrium oxide, titanium oxide, or the like. In thermal spraying, it is desirable to prevent the thermal spray deposition material used to form the thermal barrier coating from being applied to the area 202 and in valve holes 204 in that area 202 splashes.

14 ist eine Außendarstellung, die eine Struktur einer Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren zeigt, die dazu verwendet wird, eine Wärmedämmschicht an dem in 13 gezeigten Zylinderkopf auszubilden. Die Maskierungsvorrichtung 210 ist mit einer Öffnung 212 versehen, die auf eine Form des Bereichs 202, in dem die Wärmedämmschicht ausgebildet ist, zugeschnitten ist. Eine mit einem Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit und einem Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit in gemischtem Zustand versehene Maskierungsoberfläche 214 ist über einen großen Bereich ausgebildet, der die Öffnung 212 einschließt. Es ist zu beachten, dass die Struktur von einer beliebigen der ersten bis dritten Ausführungsform und deren Variationen als Struktur der Maskierungsoberfläche 214 angewandt werden kann. Zudem nimmt die Randzone der Öffnung 212, die dem Rand der Maskierungsvorrichtung 210 entspricht, beim thermischen Spritzen im Vergleich zu anderen Bereichen eine hohe Temperatur an. Daher sollte das Flächenverhältnis des Abschnitts mit geringer Benetzbarkeit in der Randzone der Öffnung 212 bevorzugt höher sein als in anderen Bereichen. 14th FIG. 13 is an external view showing a structure of a thermal spray masking device used to apply a thermal barrier coating to the FIG 13 Form cylinder head shown. The masking device 210 is with an opening 212 provided that on a shape of the area 202 , in which the thermal barrier coating is formed, is cut. A masking surface provided with a portion of low wettability and a portion of high wettability in a mixed state 214 is formed over a large area that defines the opening 212 includes. It should be noted that the structure of any of the first to third embodiments and variations thereof are used as the structure of the masking surface 214 can be applied. In addition, the edge zone of the opening increases 212 that the edge of the masking device 210 corresponds to a high temperature during thermal spraying compared to other areas. Therefore, the area ratio of the low wettability portion in the peripheral area of the opening should be 212 preferably higher than in other areas.

Zweite AnwendungsmöglichkeitSecond possible application

Bei einer zweiten Anwendungsmöglichkeit wird die erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren bei einem Schritt des Bildens einer Wärmedämmschicht an einem Kolben einer Brennkraftmaschine verwendet.In a second possible application, the masking device according to the invention is used for thermal spraying processes in a step of forming a thermal barrier coating on a piston of an internal combustion engine.

15 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur einer Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren zeigt, die dazu verwendet wird, eine Wärmedämmschicht an einem Kolben der Dieselmaschine auszubilden. Die Wärmedämmschicht wird an einer Oberseite 222 des Kolbens 220 ausgebildet. Als thermisches Spritzauftragsmaterial zum Bilden der Wärmedämmschicht an dem Kolben kann das gleiche Material verwendet werden wie jenes, das zum Ausbilden der Wärmedämmschicht an dem Zylinderkopf verwendet wird. Beim thermischen Spritzen ist es erwünscht zu verhindern, dass das zum Bilden der Wärmedämmschicht verwendete thermische Spritzauftragsmaterial in einen Hohlraum 224 und auf eine Seitenfläche 226 spritzt. 15th Fig. 13 is a sectional view showing a structure of a thermal spray masking device used to form a thermal barrier coating on a piston of the diesel engine. The thermal barrier coating is on a top side 222 of the piston 220 educated. As the thermal spray coating material for forming the thermal barrier coating on the piston, the same material as that used for forming the thermal barrier coating on the cylinder head can be used. In thermal spraying, it is desirable to prevent the thermal spray application material used to form the thermal barrier coating from entering a cavity 224 and on one side 226 splashes.

Daher wird beim thermischen Spritzen der Oberseite 222 des Kolbens 220 eine erste Maskierungsvorrichtung 230 zum Maskieren des Hohlraums 224 und eine zweite Maskierungsvorrichtung 240 zum Maskieren der Seitenfläche 226 verwendet. Die erste Maskierungsvorrichtung 230 hat eine planare Kreisform passend zu der Form des Hohlraums 224. Die gesamte Oberfläche der ersten Maskierungsvorrichtung 230 ist als eine Maskierungsoberfläche 232 strukturiert. Die zweite Maskierungsvorrichtung 240 hat ein zylindrisches Element, in welches der Kolben 220 eintritt. Die Oberseite des zylindrischen Elements der zweiten Maskierungsvorrichtung 240 ist als eine Maskierungsoberfläche 242 strukturiert. Als Struktur der Maskierungsoberflächen 232, 242 kann die Struktur einer beliebigen der ersten bis dritten Ausführungsform und deren Variationen angewandt werden. Zudem nimmt der äußere Umfangsrand der ersten Maskierungsvorrichtung 230 beim thermischen Spritzen im Vergleich zu anderen Bereichen eine hohe Temperatur an. Daher sollte das Flächenverhältnis des Abschnitts mit geringer Benetzbarkeit am äußeren Umfangsrand der ersten Maskierungsvorrichtung 230 bevorzugt höher sein als in anderen Bereichen. Dies trifft ebenso auf den inneren Umfangsrand der zweiten Maskierungsvorrichtung 240 zu.Therefore, when thermal spraying the top 222 of the piston 220 a first masking device 230 to mask the cavity 224 and a second masking device 240 to mask the side surface 226 used. The first masking device 230 has a planar circular shape matching the shape of the cavity 224 . The entire surface of the first masking device 230 is used as a masking surface 232 structured. The second masking device 240 has a cylindrical element in which the piston 220 entry. The top of the cylindrical member of the second masking device 240 is used as a masking surface 242 structured. As the structure of the masking surfaces 232 , 242 the structure of any one of the first to third embodiments and their variations can be applied. In addition, the outer peripheral edge of the first masking device increases 230 a high temperature compared to other areas during thermal spraying. Therefore, the area ratio of the low wettability portion on the outer peripheral edge of the first masking device should be 230 preferably higher than in other areas. This also applies to the inner peripheral edge of the second masking device 240 to.

Dritte AnwendungsmöglichkeitThird possible application

Bei einer dritten Anwendungsmöglichkeit wird die erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren bei einem Schritt des Bildens einer Deckbeschichtung an einem Zylinderblock einer Brennkraftmaschine verwendet.In a third possible application, the masking device according to the invention is used for thermal spraying processes in a step of forming a top coating on a cylinder block of an internal combustion engine.

16 ist eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren zeigt, die dazu verwendet wird, eine Deckbeschichtung an einem Zylinderblock der Dieselmaschine auszubilden. Die Deckbeschichtung ist ein Film zur Verbesserung der Abriebfestigkeit, und wird durch thermisches Spritzen an der Zylinderwandfläche 252 in dem Zylinderblock 250 ausgebildet. Das zum Bilden der Deckbeschichtung verwendete Spritzauftragsmaterial ist beispielsweise ein Material auf Eisenbasis mit hoher Abriebfestigkeit. Beim thermischen Spritzen ist es erwünscht zu verhindern, dass das zum Bilden der Deckbeschichtung verwendete thermische Spritzauftragsmaterial auf eine Kontaktfläche 254 des Zylinderblocks 250 spritzt, die mit dem Zylinderkopf verbunden ist. 16 Fig. 13 is a plan view and a cross-sectional view showing a structure of a thermal spray masking device used to form a top coat on a cylinder block of the diesel engine. The top coat is a film to improve abrasion resistance, and is applied by thermal spraying to the cylinder wall surface 252 in the cylinder block 250 educated. The spray application material used to form the top coat is, for example, an iron-based material with high abrasion resistance. In thermal spraying, it is desirable to prevent the thermal spray deposition material used to form the top coat from being applied to a contact surface 254 of the cylinder block 250 splashes, which is connected to the cylinder head.

Daher wird beim thermischen Spritzen der Zylinderwandfläche 252 eine Maskierungsvorrichtung 260 zum Maskieren der Kontaktfläche 254 des Zylinderblocks 250 verwendet. Die Anzahl der Öffnungen 262, mit denen die Maskierungsvorrichtung 260 versehen ist, entspricht der Anzahl der Zylinder, die jeder Zylinderblock 250 aufweist. Der Durchmesser dieser Öffnungen 262 hat beinahe die gleiche Größe wie eine Zylinderbohrung. Wenn die Maskierungsvorrichtung 260 auf den Zylinderblock 250 eingestellt wird, bilden die Innenwandfläche der Öffnung 262 und die Zylinderwandfläche 252 eine Fläche. Bei der Maskierungsvorrichtung 260 ist die Innenwandfläche der Öffnung 262 als eine Maskierungsoberfläche 264 strukturiert. Als Struktur der Maskierungsoberfläche 264 kann die Struktur einer beliebigen der ersten bis dritten Ausführungsform sowie deren Variationen angewandt werden. Zudem nimmt die Randzone der Öffnung 262 der Maskierungsvorrichtung 260, insbesondere die Randzone auf der Zylinderblockseite, im Vergleich zu anderen Bereichen eine hohe Temperatur an. Daher sollte das Flächenverhältnis des Abschnitts mit geringer Benetzbarkeit in der Randzone der Zylinderblockseite der Öffnung 262 bevorzugt höher sein als in anderen Bereichen.Therefore, when thermal spraying, the cylinder wall surface 252 a masking device 260 to mask the contact area 254 of the cylinder block 250 used. The number of openings 262 with which the masking device 260 is provided corresponds to the number of cylinders that each cylinder block 250 having. The diameter of these openings 262 is almost the same size as a cylinder bore. When the masking device 260 on the cylinder block 250 are set, form the inner wall surface of the opening 262 and the cylinder wall surface 252 an area. At the masking device 260 is the inner wall surface of the opening 262 as a masking surface 264 structured. As the structure of the masking surface 264 the structure of any of the first through third embodiments and variations thereof can be applied. In addition, the edge zone of the opening increases 262 the masking device 260 , especially the edge zone on the cylinder block side, show a high temperature compared to other areas. Therefore, the area ratio of the low wettability portion in the peripheral region of the cylinder block side of the opening should be 262 preferably higher than in other areas.

Claims (6)

Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260), die beim thermischen Spritzen eines thermischen Spritzauftragsmaterials auf eine Oberfläche eines Werkstücks (200; 220, 250) zum Ausbilden einer thermischen Spritzbeschichtung auf der Oberfläche, einen Bereich abdeckt, in dem das thermische Spritzauftragsmaterial nicht anhaften soll, wobei ein Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit (16; 161; 162; 163), der eine hohe Benetzbarkeit durch das thermische Spritzauftragsmaterial aufweist, und ein Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit (14; 141; 142; 143), der eine geringe Benetzbarkeit durch das thermische Spritzauftragsmaterial aufweist, in einem gemischten Zustand an einer Maskierungsoberfläche (12; 121; 122; 123; 214; 232; 242; 264) vorgesehen sind, auf welche Partikel des thermischen Spritzauftragsmaterials gespritzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine große Anzahl von Aussparungen (14; 141; 142; 143) an der Maskierungsoberfläche (12; 121; 122; 123) ausgebildet ist, eine Grundfläche (16; 161; 162; 163), an der keine Aussparungen (14; 141; 142; 143) ausgebildet sind, als der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit dient, und der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit durch ein in die Aussparungen (14; 141; 142; 143) gefülltes Trennmittel (18; 181; 182; 183) strukturiert ist.Masking device for thermal spraying processes (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260), which during the thermal spraying of a thermal spray application material onto a surface of a workpiece (200; 220, 250) to form a thermal spray coating on the surface, covering an area in which the thermal spray application material is not to adhere, a portion with high wettability (16; 161; 162; 163) having high wettability by the thermal spray application material, and a portion with low wettability (14; 141; 142; 143), which has a low wettability by the thermal spray application material, are provided in a mixed state on a masking surface (12; 121; 122; 123; 214; 232; 242; 264) onto which particles of the thermal spray application material are sprayed , characterized in that a large number of recesses (14; 141; 142; 143) is formed on the masking surface (12; 121; 122; 123), a base area (16; 161; 162; 163) on which no recesses (14; 141; 142; 143) are formed as the portion with high wettability serves, and the portion with low wettability is structured by a separating agent (18; 181; 182; 183) filled into the recesses (14; 141; 142; 143). Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260) nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt mit hoher Benetzbarkeit als eine Grundfläche (16) ausgebildet ist, welche eine kontinuierliche Fläche ist, und der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit (14) in einem Punktemuster auf der Grundfläche (16) verteilt ist.Masking device for thermal spray processes (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260) according to Claim 1 wherein the portion with high wettability is formed as a base (16) which is a continuous surface, and the portion with low wettability (14) is distributed in a pattern of dots on the base (16). Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260) nach Anspruch 1, wobei die Aussparungen eine regelmäßig angeordnete kreisförmige Vertiefung (14) ist, und ein mittlerer Durchmesser der kreisförmigen Vertiefung (14) gleich ist wie oder geringer als ein mittlerer Durchmesser eines Spritzers (28), der aus Partikeln des thermischen Spritzauftragsmaterials besteht, die sich flach ausbreiten.Masking device for thermal spray processes (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260) according to Claim 1 , wherein the recesses is a regularly arranged circular recess (14), and an average diameter of the circular recess (14) is equal to or less than an average diameter of a splash (28) consisting of particles of the thermal spray application material which are flat spread. Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abschnitt mit geringer Benetzbarkeit (14; 141; 142; 143) mit einem Flächenverhältnis von 40 bis 60 % zu der gesamten Maskierungsoberfläche (12; 121; 122; 123) vorgesehen ist.Masking device for thermal spray processes (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260) according to one of the Claims 1 to 3 wherein the portion with low wettability (14; 141; 142; 143) is provided with an area ratio of 40 to 60% to the entire masking surface (12; 121; 122; 123). Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260) nach Anspruch 4, wobei der Abschnitt, der dem Rand der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260) entspricht, bei der Maskierungsoberfläche (12; 121; 122; 123) ein höheres Flächenverhältnis des Abschnitts mit geringer Benetzbarkeit (14; 141; 142; 143) aufweist als andere Abschnitte.Masking device for thermal spray processes (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260) according to Claim 4 , wherein the portion corresponding to the edge of the masking device for thermal spraying processes (10; 101; 102; 103; 210; 230; 240; 260) has a higher area ratio of the portion with the masking surface (12; 121; 122; 123) less wettability (14; 141; 142; 143) than other sections. Maskierungsverfahren beim thermischen Spritzen, aufweisend: Anbringen der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren (210; 230; 240; 260) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 an einem Werkstück (200; 220; 250), um durch die Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren (210; 230; 240; 260) einen Bereich abzudecken, in dem ein thermisches Spritzauftragsmaterial nicht anhaften soll; thermisches Spritzen des thermischen Spritzauftragsmaterials auf eine Oberfläche (202; 222; 252) des Werkstücks (200; 220; 250) an dem die Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren (210; 230; 240; 260) angebracht ist; Abnehmen der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren (210; 230; 240; 260) von dem Werkstück (200; 220; 250) nach Beendigung des Ausbildens einer thermischen Spritzbeschichtung auf der Oberfläche (202; 222; 252) des Werkstücks (200; 220; 250); und Entfernen der an einer Maskierungsoberfläche (214; 232; 242; 264) der Maskierungsvorrichtung für thermische Spritzverfahren (210; 230; 240; 260) anhaftenden Ablagerungen des thermischen Spritzauftragsmaterials.A masking method in thermal spraying, comprising: attaching the masking device for thermal spraying (210; 230; 240; 260) according to one of the Claims 1 to 5 on a workpiece (200; 220; 250) in order to cover, by the masking device for thermal spraying processes (210; 230; 240; 260), an area in which a thermal spray application material should not adhere; thermally spraying the thermal spray application material onto a surface (202; 222; 252) of the workpiece (200; 220; 250) to which the masking device for thermal spray processes (210; 230; 240; 260) is attached; Removing the masking device for thermal spraying processes (210; 230; 240; 260) from the workpiece (200; 220; 250) after completion of the formation of a thermal spray coating on the surface (202; 222; 252) of the workpiece (200; 220; 250) ); and removing the deposits of the thermal spray application material adhering to a masking surface (214; 232; 242; 264) of the masking device for thermal spray processes (210; 230; 240; 260).
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