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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Rückstromsperre einer Schnecke einer Plastifizier- und/oder Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a) Herstellen eines Grundkörpers der Rückstromsperre; b) Versehen eines Teils der Oberfläche des Grundkörpers mit einer verschleißresistenten Beschichtung.
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Ein Verfahren der gattungsgemäßen Art ist aus der
WO 2007/115909 A1 bekannt. Hier wird zunächst der Grundkörper der Rückstromsperre hergestellt, wobei dann an denjenigen Stellen, die besonders verschleißgefährdet sind, Hartmetallplättchen platziert und mit dem Material des Grundkörpers verschweißt werden.
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Der Verschleiß bei Rückstromsperren der oben genannten Art ist in den letzten Jahren durch die Verarbeitung gefüllter Kunststoffe (z. B. in Form von Glasfasern) stark angestiegen; dies gilt auch, wenn mit hohen Drehzahlen gearbeitet wird. Bisherige Konzepte zur Erhöhung der Verschleißresistenz, beispielsweise durch das genannte Dokument, zwecks verbesserter Verarbeitung derartiger Kunststoffe sind fertigungstechnisch aufwendig und somit teuer.
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Die Rückstromsperre besteht zumeist aus drei Bauteilen, nämlich dem Grundkörper („Schneckenspitze“), einem Absperrring und einem Druckring; insoweit wird auf den genannten Stand der Technik Bezug genommen.
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Im Extrudierprozess während des Plastifizierens des Kunststoffmaterials wird der Absperrring durch den Druckring auf die „Flügel“ der Schneckenspitze gedrückt. Dabei kommt es im Extremfall zu Trockenreibung, welche zu erhöhtem Verschleiß und in weiterer Folge zu Bauteilausfällen führt. Es kommt also zu einem Abreißen des „Schmierfilms“ zwischen der Stirnseite der „Flügel“ und dem Absperrring, wobei die Kunststoffschmelze als „Schmiermittel“ dient.
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Bei den vorbekannten Lösungen, wie sie insbesondere im genannten Dokument beschrieben sind, läuft der Absperrring gegen die Stirnseite der „Flügel“ an, wo die Hartmetallplättchen angeordnet sind. Der Absperrring kann dabei gleichermaßen aus Hartmetall gefertigt sein. Sowohl die Materialkosten als auch der Fertigungsaufwand sind entsprechend hoch und die Rückstromsperren teuer.
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Aus der
US 5 855 963 A ist es bekannt, die Plastifizierschnecke selber verschleißfest zu machen, wobei ein thermisches Spritzverfahren zum Verschleißschutz eingesetzt wird. Ein verschleißfester Absperrring ist in der
EP 1 226 920 A1 beschrieben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Rückstromsperre bereitzustellen, welches eine kostengünstige Produktion erlaubt und dennoch ein hohes Maß an Verschleißbeständigkeit gewährleistet; gleichermaßen soll Korrosionsbeständigkeit gewährleistet werden. Insbesondere soll eine Werkstoffpaarung realisiert werden, welche auch bei Trockenkontakt zwischen Schneckenspitze und Absperrring ein geringeres Verschleißverhalten aufweist. Dies soll durch Anordnung einer hartstoffreichen Legierung auf der Schneckenspitze, nämlich in deren Kontaktbereich mit dem Absperrring, realisiert werden. Dadurch sollen Bauteilausfälle sowie außerplanmäßige Stillstandzeiten der Anlagen reduziert werden können.
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißresistente Beschichtung durch Laser-Auftragsschweißen aufgebracht wird.
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Als Laser für das Laser-Auftragsschweißen wird bevorzugt ein Dioden-Laser verwendet.
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Das Material der verschleißresistenten Beschichtung wird dabei bevorzugt als Pulver dem Laserstrahl zugeführt.
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Das Laser-Auftragsschweißen erfolgt vorzugsweise bei einer Laser-Leistung über 4,8 kW. Diese Leistungen sind insbesondere bei großflächigen Laseranwendungen sinnvoll. Im Falle eines Punktlasers kann auch mit weit geringeren Leistungen gearbeitet werden.
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Die verschleißresistente Beschichtung kann dabei als ein- oder mehrlagige Schicht aufgebracht werden. Die Dicke der Schicht beträgt bevorzugt zwischen 1,4 mm und 2,4 mm, vorzugsweise zwischen 1,6 mm und 2,0 mm.
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Das Aufbringen der verschleißresistenten Beschichtung kann ringförmig erfolgen, insbesondere vollflächig; möglich ist auch eine spiralförmige Aufbringung.
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Das Aufbringen der Beschichtung kann weiterhin in einem ununterbrochenen Prozess erfolgen; alternativ ist auch das Aufbringen in Form von Segmenten möglich.
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Eine Verbesserung des Ergebnisses kann erreicht werden, wenn der Bereich des Grundkörpers, der mit der verschleißresistenten Beschichtung versehen wird, vor dem Aufbringen der Beschichtung auf eine Temperatur zwischen 250 °C und 500 °C vorgewärmt wird.
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Ferner hat es sich positiv auf die Verschleißresistenz ausgewirkt, wenn vorgesehen wird, dass der Grundkörper nach dem Aufbringen der verschleißresistenten Beschichtung für eine vorgegebene Zeit, vorzugsweise für mindestens 30 Minuten, in einem thermischen Isolationsmaterial gehalten wird. Alternativ kann hierzu auch vorgesehen werden, dass der Grundkörper nach dem Aufbringen der verschleißresistenten Beschichtung für eine vorgegebene Zeit, vorzugsweise für mindestens 30 Minuten, in einem Ofen oder mittels einer anderen Heizeinrichtung oder Wärmequelle nachgewärmt wird.
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Eine mögliche Verfahrensweise zeichnet sich dadurch aus, dass das Pulver beim Auftragsschweißen vor dem Laserstrahl aufgelegt wird (sog. schwerkraftbetriebenes Förderverfahren). Das Pulver kann auch mittels Fülldraht zugeführt werden.
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Alternativ kann vorgesehen werden, dass das Pulver beim Auftragsschweißen über eine zum Laserstrahl koaxiale Pulverdüse dem Laserstrahl zugeführt wird (sog. gasgetriebenes Förderverfahren).
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Das Material der verschleißresistenten Beschichtung besteht bevorzugt aus einem Basismaterial in Form einer Eisen (Fe) - Kohlenstoff (C) - Legierung, wobei mindestens eine weitere Legierungskomponente beigefügt ist aus den Elementen Nickel (Ni), Silizium (Si), Bor (B), Chrom (Cr), Vanadium (V), Kobalt (Co), Wolfram (W), Molybdän (Mo) oder Niob (Nb).
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Für ein besonders gutes Ergebnis hat es sich bewährt, das Material für die verschleißresistente Beschichtung wie folgt zusammenzusetzen (insbesondere in Form des Pulvers, als das das Material aufgebracht wird):
Legierung 1 (in Gew.-%):
| Kohlenstoff (C): | 0,90 bis 1,10, vorzugsweise 1,0 |
| Chrom (Cr): | 3,8 bis 4,6, vorzugsweise 4,2 |
| Molybdän (Mo): | 4,6 bis 5,4, vorzugsweise 5,0 |
| Vanadium (V): | 1,6 bis 2,4, vorzugsweise 2,0 |
| Nickel (Ni): | 6,0 bis 6,8, vorzugsweise 6,4 |
| Rest: Eisen (Fe) und sonstige unvermeidbare Bestandteile |
Legierung 2 (in Gew.-%):
| Kohlenstoff (C): | 1,4 bis 2,0, vorzugsweise 1,7 |
| Chrom (Cr): | 10,8 bis 11,6, vorzugsweise 11,2 |
| Molybdän (Mo): | 0,12 bis 0,28, vorzugsweise 0,2 |
| Vanadium (V): | 11,2 bis 12,0, vorzugsweise 11,6 |
| Nickel (Ni): | 3,7 bis 4,5, vorzugsweise 4,1 |
| Silizium (Si): | 2,0 bis 2,8, vorzugsweise 2,4 |
| Bor (B): | 2,4 bis 3,2, vorzugsweise 2,8 |
| Rest: Eisen (Fe) und sonstige unvermeidbare Bestandteile |
Legierung 3 (in Gew.-%):
| Kohlenstoff (C): | 0,95 bis 1,15, vorzugsweise 1,04 |
| Chrom (Cr): | 4,1 bis 4,9, vorzugsweise 4,5 |
| Molybdän (Mo): | 4,4 bis 5,2, vorzugsweise 4,8 |
| Vanadium (V): | 2,1 bis 2,9, vorzugsweise 2,5 |
| Nickel (Ni): | 0,13 bis 0,27, vorzugsweise 0,2 |
| Silizium (Si): | 0,06 bis 0,14, vorzugsweise 0,1 |
| Bor (B): | 0,06 bis 0,14, vorzugsweise 0,1 |
| Wolfram (W): | 5,7 bis 6,5, vorzugsweise 6,1 |
| Rest: Eisen (Fe) und sonstige unvermeidbare Bestandteile |
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Das aufzubringende Material weist relativ viel Karbid auf, wobei die Menge des Karbids je nach Legierungszusammensetzung variiert. Die volle Karbidausprägung sowie Härte sind insbesondere nach einer nachfolgenden Wärmebehandlung gegeben. Es weist im Vergleich mit Hartmetall eine relativ hohe Kantenstabilität auf und ist auch korrosionsbeständig.
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Das Material des Grundkörpers der Rückstromsperre und/oder der Beschichtung besteht bevorzugt aus einem hochlegierten, vorzugsweise korrosionsbeständigen, Stahl besteht, insbesondere aus X39CrMo17-1, X39CoMo17-1 oder X190CrVMo21-4PM.
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Als Grundwerkstoff für den Grundkörper der Rückstromsperre kommt also bevorzugt ein hochlegierter Werkstoff zum Einsatz; bevorzugt weist dieser Werkstoff mindestens 12 Gew.-% Chrom auf. Damit liegt ein hohes Maß an Korrosionsbeständigkeit vor; ferner ist eine hohe Härte, eine gute Zähigkeit sowie Anlassbeständigkeit gegeben. Dieser Werkstoff wird beim erfindungsgemäßen Laser-Auftragsschweißen zwar aufgeschmolzen, allerdings nicht verflüssigt. Durch das vorgeschlagene Verfahren bleibt der Aufmischungsgrad in einem für das Schichtsystem vorteilhaften Bereich.
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Die verschleißresistente Beschichtung wird bevorzugt an einer radial verlaufenden Stirnseite des Grundkörpers aufgebracht wird (die die Anlauffläche für den Absperrring bildet). Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Stirnseite des Grundkörpers bei der Herstellung des Grundkörpers gemäß obigem Schritt a) mit einem Übergang in Form einer Fase oder eines Radius versehen wird, wobei die verschleißresistente Beschichtung so aufgebracht wird, dass der Bereich des Übergangs durch die Beschichtung radial abgedeckt wird. Der Winkel der Fase liegt dabei zur Achse des Grundkörpers bevorzugt zwischen 15° und 60°, insbesondere bei 30°.
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Nach dem Aufbringen der verschleißresistenten Beschichtung kann diese mechanisch bearbeitet werden, insbesondere durch Hartfräsen und durch Schleifen. Eine anschließende Wärmebehandlung führt zur vollen Ausprägung der Gefügestruktur und der Härte. Dies gilt sowohl für den Grundkörper der Rückstromsperre als auch für die aufgebrachte Beschichtung.
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Die genannte Fase bzw. der Radius dient dazu, Schweißfehler im Übergangsbereich zu vermeiden; sie ist bevorzugt nahe des radial inneren Endbereichs der Beschichtung angeordnet. Die Fase bzw. der Radius soll weiterhin Anbindungsfehler im radial inneren Bereich vermeiden, da ansonsten ein scharfkantiger Übergang (ggf. 90°) zu beschichten wäre.
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Bevorzugt erfolgt vor dem Laser-Auftragsschweißen ein Vorwärmen des Materials; nach dem Schweißen kann ein Nachwärmen (Temperierung) erfolgen. Hierdurch können Schäden durch unterschiedliche thermische Ausdehnungen der Werkstoffe vermieden werden.
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Das Laser-Auftragsschweißen erfolgt bevorzugt unter einer Schutzgasatmosphäre, was besonders bevorzugt dann erfolgt, wenn die Pulverzuführung des aufzubringenden Materials über eine Koaxialdüse erfolgt. Insbesondere kommt bevorzugt Argon als Schutz- und Transportgas beim schwerkraftbetriebenen Förderverfahren zum Einsatz.
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Das vorgeschlagene Verfahren hat zunächst den Vorteil, dass eine höhere Langlebigkeit und eine höhere Ausfallsicherheit der Bauteile der Rückstromsperre gegeben sind. Diese per Laser-Auftragsschweißen aufzubringende Beschichtung kann unabhängig vom Schneckenspitzendurchmesser aufgetragen werden.
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Die Beschichtung besteht aus einer hartstoffreichen Legierung und wird auf den weniger verschleißfesten Grundwerkstoff des Grundkörpers der Rückstromsperre aufgebracht (dabei haben typische Werkstoffe in der Plastifiziereinheit eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit gegenüber den Kunststoffschmelzen).
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Die per Laser-Auftragsschweißen aufgebrachte Beschichtung weist nach dem Auftragen vorteilhaft keine bzw. nur minimale Fehler wie Risse, Einschlüsse, Ausbrüche oder Anbindungsfehler zum Grundwerkstoff auf. Zur Auftragung der hartstoffreichen Legierung wird, wie erläutert, vorzugsweise als Energiequelle ein Laser eingesetzt, um die Legierung, die bevorzugt als Pulver vorliegt, aufzuschmelzen und mit dem Grundwerkstoff zu verbinden.
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Bei der Zusammensetzung des aufzubringenden Beschichtungsmaterials, wie es oben genannt wurde, hat sich in tribologischen Tests erwiesen, dass ein wesentlich geringer Gesamtverschleiß (Flügel- und Ringverschleiß) vorliegt. Durch die erfindungsgemäß erreichbaren fein verteilten Hartphasen in der Mikrostruktur kommt es zu einer besonders verschleißresistenten Paarung (insbesondere im Zusammenwirken mit einem gleichartigen oder nitrierten Absperrring), die ausgezeichnete Gleiteigenschaften aufweist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- 1 in perspektivischer Darstellung den Grundkörper einer Rückstromsperre einer Plastifizier- und Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine,
- 2 den Schnitt durch den axialen Endbereich des Grundkörpers,
- 3 schematisch das Aufbringen einer verschleißresistenten Beschichtung mittels Laser-Auftragsschweißen gemäß einer ersten Ausführungsform des Verfahrens und
- 4 schematisch das Aufbringen der verschleißresistenten Beschichtung mittels Laser-Auftragsschweißen gemäß einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens.
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In den 1 und 2 ist der Grundkörper 1 einer Rückstromsperre einer Plastifizier- und Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine dargestellt (komplett in 1, lediglich der axiale Endbereich in 2).
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Die nicht komplett dargestellte Rückstromsperre weist den Grundkörper 1 auf, der mit der Plastifizierschnecke verbunden wird (wofür das in 1 rechts zu erkennende Gewinde vorgesehen ist); am (linken) axialen Ende weist der Grundkörper 1 eine Spitze auf. Die Spitze besitzt im hinteren Bereich im Ausführungsbeispiel drei Anschlagselemente in Form radial nach außen stehender Flügel; hierdurch wird eine radial verlaufende Stirnseite 7 des Grundkörpers 1 gebildet. Zwischen der Spitze bzw. der radial verlaufenden Stirnseite 7 und einem nicht dargestellten weiteren, rückwärtig gelegenen Anschlagelement ein nicht dargestellter Absperrring platziert, der in definierter Größe in Richtung der Achse a des Grundkörpers 1 axial verschieblich ist (typischerweise zwischen 5 mm und 10 mm). Dabei kommt der Absperrring entweder zur Anlage an der radial verlaufenden Stirnseite 7 der Spitze (vordere Position) oder am hinteren Anschlagelement (hintere Position). Der Schmelzefluss kann so gesteuert werden.
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Da es, wie oben erläutert, zwischen dem Grundkörper 1 und namentlich der radial verlaufenden Stirnseite 7 und dem Absperrring zu hohem Verschleiß kommen kann, wenn insbesondere beispielsweise mit Glasfasern gefülltes Kunststoffmaterial verarbeitet wird oder wenn der trennende Polymerschmelzefilm abreißt, ist vorgesehen, dass auf die radial verlaufende Stirnseite 7 des Grundkörpers 1 eine verschleißresistente Beschichtung 2 aufgebracht ist.
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Die Beschichtung 2, welche eine bestimmte Legierungszusammensetzung aufweist, wird auf den Grundkörper 1 mittels Laser-Auftragsschweißen ein- oder mehrlagig aufgetragen, um eine Aufbauhöhe, d. h. eine Dicke D der Beschichtung 2 (s. 2) bevorzugt zwischen 1,6 mm und 2,0 mm zu erreichen.
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Die Beschichtung 2 besteht vorzugsweise aus folgenden Legierungselementen: Fe, Ni, Si, B, Cr, V, C, Co, W, Mo. Dabei bildet sich bei dem schmelzmetallurgischen Auftragungsprozess eine Matrix mit diversen Hartphasen aus. Der Grundwerkstoff der Beschichtung 2, aber auch des Grundkörpers 1 besteht vorzugsweise aus hochlegiertem Stahl, bevorzugt aus einem korrosionsbeständigen Stahl, beispielsweise aus X39CrMo17-1, X39CrMo17-1 oder X190CrVMo21-4PM. Mitunter wird ein solcher Stahl als hochchromhaltiger pulvermetallurgisch oder konventionell hergestellter Kunststoffformenstahl bezeichnet.
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Um eine fehlerfreie Anbindung in allen Bereichen der Auftragung zu gewährleisten, ist im Bereich der radial verlaufenden Stirnseite 7 eine Fase 8 angeordnet, die bei der spannenden Herstellung des Grundkörpers 1 gefertigt wurde. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α der Fase 8 zur Achse a des Grundkörpers 30°.
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Der in 1 dargestellte einsatzbereite Grundkörper 1 zeigt die Spitze mit den drei einzelnen beschichten „Flügeln“ nach der spanenden mechanischen Bearbeitung der aufgebrachten Beschichtung 2. Die Oberfläche der Beschichtung 9 (s. 2) bildet die verschleißoptimierte Kontaktfläche mit dem Absperrring.
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Für den Beschichtungsprozess wird ein Laser 3 eingesetzt (s. 3 und 4), der einen Laserstrahl 5 erzeugt, um Metallpulver 4 auf den Grundkörper 1 aufzutragen. Dabei wird die Laserleistung an den Schneckenspitzendurchmesser angepasst und liegt bevorzugt über 4,8 kW, wobei die Leistung allerdings an die Laserfläche angepasst wird, d. h. je nach eingesetztem Beschichtungssystem wird die Laserleistung bzw. Energie an die Laserfokusfläche angepasst. Damit ist eine fehlerfreie Verbindung zwischen dem Werkstoff des Grundkörpers 1 und der Beschichtung 2 herstellbar. Zusätzlich wird der Grundkörper 1 zumindest an der Stelle, auf die die Beschichtung 2 aufzubringen ist, abhängig vom Durchmesser des Grundkörpers auf mindestens 250 °C, vorzugsweise auf ca. 500 °C vorgewärmt und während des Prozesses mindestens auf dieser Temperatur gehalten.
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Nach dem Beschichtungsprozess wird der Grundkörper bevorzugt in einem Ofen nachgewärmt bzw. alternativ vollständig mit Dämmmaterial bedeckt, um ihn thermisch zu isolieren. Dadurch wird ein zu rasches bzw. ein inhomogenes Abkühlen der Beschichtung 2 und des Grundkörpers 1 vermieden.
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Das Material der Beschichtung 2 wird als Pulver 4 zugeführt, wobei die Pulverförderung über zwei bevorzugte Varianten erfolgt. In den 3 und 4 sind diese beiden möglichen Verfahrensweisen zur Aufbringung der Beschichtung 2 durch Laser-Auftragsschweißen dargestellt. Andere Auftragstechnologien, beispielsweise mittels Fülldraht, sind möglich, hier allerdings nicht bevorzugt.
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In 3 ist die schwerkraftgetriebene Methode schematisch dargestellt, bei der das Metallpulver 4 vor den Laserstrahl 5 aufgelegt wird. In 4 ist die gasgetriebene Fördermethode skizziert, bei der eine zum Laserstrahl 5 koaxial angeordnete Pulverdüse 6 das Metallpulver 4 zentral in den Laserstrahl 5 befördert.
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Die Auftragung auf die derzeit üblichen Rückstromsperren-Werkstoffe ist besonders kritisch, da diese nur bedingt schweißbar sind. Dies erfordert eine Optimierung der Wärmeführung mit hohen Vorwärmtemperaturen, je nach Durchmesser des Grundkörpers 1, gegebenenfalls auch eine Zusatz-Beheizung während des Schweißprozesses, sowie das langsame Abkühlen nach der Aufbringung der Beschichtung 2.
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Die Legierung für das Pulver 4 wird aus den oben genannten Bestandteilen so ausgewählt, dass sie bei gleichzeitiger Ausformung einer tribologisch günstigen Mikrostruktur möglichst rissfrei schweißbar ist.
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Das per Laser-Auftragsschweißen aufgebrachte Beschichtungsmaterial bildet eine hochlegierte, hochkarbidhaltige Schweißschicht, welche auf einem hochlegierten, möglicherweise pulvermetallurgischen Grundwerkstoff aufgebracht werden kann.
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Der Grundkörper der Rückstromsperre ist von der Korrosionsbeständigkeit und der Verschleißbeständigkeit her gegen hochgefüllte Kunststoffschmelzen gut geeignet. Die Schweißschutzschicht ist im tribologischen Trockenkontakt auf einen gleichartigen oder nitrierten Gegenkörper optimiert, welcher als Grundwerkstoff ebenfalls einen pulvermetallurgischen Stahl aufweisen kann.
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Als Verfahren wird erfindungsgemäß Laser-Auftragsschweißen eingesetzt, welches unter Vor-, Mit- und Nachwärmen die Möglichkeit bietet, die beiden hochlegierten Komponenten schweißtechnisch zu verbinden und dabei den Aufmischungsgrad gering zu halten (vorzugsweise unter 10 % Aufmischung) und Risse zu verhindern. Für eine bestimmte Höhe der Schutzschicht wird bevorzugt mehrlagig geschweißt. Die Fehlerfreiheit (gegen nichtmetallische Einschlüsse, Oxide etc.) kann durch Einsatz eines Schutzgasstroms sichergestellt werden.
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In fertigen Zustand weist die aufgebrachte Schicht eine Härte von größer als 500 HV auf, welche durch eine nachfolgende Wärmebehandlung erreicht werden kann.
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Durch eine geeignete Karbidgröße, -dichte, -verteilung, und -form werden die Härte und die Laufeigenschaften gegen den Gegenkörper eingestellt, um insgesamt einen deutlich geringeren Verschleiß als vorbekannte Vergleichssysteme zu erhalten.
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Der bevorzugte Prozessablauf bei der Fertigung der Rückstoßsperre sieht wie folgt aus:
- Zunächst erfolgt aus dem Material des Grundkörpers das Vordrehen und/oder Fräsen des Grundkörpers.
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Anschließend erfolgt das Laser-Auftragsschweißen.
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Dann wird der Grundkörper mechanisch bearbeitet. Insbesondere wird die per Laser-Auftragsschweißen aufgebrachte Beschichtung hartgefräst bzw. hartgedreht und/oder geschliffen.
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Dann erfolgt gegebenenfalls das Scheuern des Grundkörpers und insbesondere der Beschichtung. Dabei ist für das Scheuern vor allem, vorzugsweise aber ausschließlich, der Oberflächenbereich vorgesehen, der später mit Kunststoff in Berührung kommt. Bevorzugt wird hierbei im Gegenstromverfahren ein Granulat aus Keramik in einer sich drehenden Trommel eingesetzt. Die Zielrauheit ist dabei Ra < 0,1 µm.
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Hieran schließt sich eine Wärmebehandlung an, insbesondere ein Härten und Anlassen. Ziel ist es dabei, dass die aufgetragene Schicht sowie der Grundkörper die volle Härte und Gefügestrukturen ausbilden.
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Es kann sich ein weiteres Scheuern der Oberfläche mit einem Granulat aus Keramik anschließen.
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Abschließend kann der Grundkörper poliert werde, um die Herstellung abzuschließen. Dabei kann Maisstärke und Diamantstaub eingesetzt werden, um eine Zielrauheit von Ra < 0,05 µm zu erreichen.
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Beim Härten wird darauf geachtet, dass geringe Verzüge auftreten und die vorgegebenen Toleranzen eingehalten werden.
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Durch ein abschließendes optionales Kühlen (Tiefkühlen) wird Restaustenit in Martensit umgewandelt.
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Der Außendurchmesser der Rückstromsperre liegt zumeist über 14 mm und kann bis zu 350 mm betragen.
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Der Absperrring, der gegen die mit verschleißresistenter Beschichtung versehene Oberfläche des Grundkörpers anläuft, ist vorzugsweise nitriert, wobei insbesondere Plasmanitrieren zum Einsatz kommt.
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Möglich ist es auch, dass analog der Absperrring mittels des beschriebenen Laser-Auftragsschweißens verschleißresistent gemacht wird. Für den Absperrring kann aber auch vorgesehen werden, dass zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit Hartmetall eingesetzt wird oder keramisches Material. Zur Begünstigung der Strömung können abgeflachte Einströmkanten am Absperrring vorgesehen werden. Hierdurch können auch die Druckverhältnisse im Durchströmungsquerschnitt verbessert werden.
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Aus den geometrischen Verhältnisse zwischen Anschlagringfläche und Auflagefläche zur Breite der „Flügel“ des Grundkörpers sowie aus dem äußeren Durchmesser des Grundkörpers resultiert die Anzahl der „Flügel“ des Grundkörpers.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundkörper der Rückstromsperre
- 2
- verschleißresistente Beschichtung
- 3
- Laser
- 4
- Pulver
- 5
- Laserstrahl
- 6
- Pulverdüse
- 7
- radial verlaufende Stirnseite
- 8
- Fase
- 9
- Oberfläche der Beschichtung
- α
- Winkel der Fase
- a
- Achse des Grundkörpers
- D
- Dicke der Beschichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2007/115909 A1 [0002]
- US 5855963 A [0007]
- EP 1226920 A1 [0007]
