DE1239164B - Verfahren zum Herstellen von gleichmaessigen, dichten und festhaftenden metallischen UEberzuegen auf metallischen Gegenstaenden, insbesondere Massenware, durch mechanisches Behandeln in einer rotierenden Trommel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Int. Cl.:

C23c

Deutsche KL: 48 b-17/00

Nummer: 1 239 164

Aktenzeichen: M 44107 VI b/48 b Anmeldetag: 27. Januar i960 20. April 1967 2. November 1967

Auslegetag:

Ausgabetag:

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein

Die Erfindung bezieht: sich auf ein Verfahren zum Herstellen von gleichmäßigen, dichten und festhaftenden metallischen Überzügen auf metallischen Gegenständen, insbesondere Massenware, durch mechanisches Behändem der Gegenstände in einer wäßrigen Mischung von Metallpulver, chemischen Beschleunigungsmitteln und gegebenenfalls Prallkörpern in einer rotierenden Trommel.

Es ist bekannt, auf Metallen und aus ihnen gefertigten Gegenständen durch mechanisches Behandeln in einer Kugelmühle oder rotierenden Trommel, z.B. in Gegenwart von Prallkörpern und den Arbeitsvorgang begünstigenden Mitteln, sehr kleine und kaltverformbare Metallpulverteilchen als Überzug aufzubringen. Derartige Überzüge wiesen bisher zahlreiche Mängel auf; sie hafteten zum Teil nur ungenügend an der Unterlage an, waren zumeist uneben, schwammig, ballig und nicht lückenlos geschlossen, also nicht stetig, so daß die erforderliche Dichte keinesfalls gewährleistet war.

Weiterhin (z. B. nach den USA.-Patenten 2 640 001, 2 640 002, Re 23 861, 2 689 808 und 2 723 204) wurden metallische Überzüge unter anderem aus entsprechenden Metallpulvern, gegebenenfalls in Gegenwart einer Flüssigkeit sowie Promotoren, wie ungesättigten Fettsäuren und. dgl., filmbildenden Materialien und oberflächenaktivierenden Mitteln aufgebracht. Die bloße Gegenwart von Promotoren genügte keineswegs zum Erzeugen von Überzügen hoher Güteeigenschaften. Die Metallpulverteilchen wurden mit ungeregelter und zu hoher Geschwindigkeit und mit einer für eine Deformierüng nicht ausreichenden Schlag- oder Prallwirkung zu rasch auf die Oberflächen unter Agglomeration an*> und übereinander aufgeschlagen. Die unteren Pulverteilchen wurden von den darüberliegenden unzweckdienlich abgeschirmt, d. h. während des ganzen Arbeitsganges nicht angemessen und unregelmäßig deformiert und nicht in enge Berührung mit benachbarten Pulverteilchen gebracht. Die schließlich entstandene metallische Uberzugsschicht war demzufolge ungleichmäßig dick und auch blasig.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Die Metallpulverteilchen werden ohne übermäßige, nämlich unter genau abgestimmter, die richtige mechanische Energie übertragender Aufprallgeschwindigkeit auf die Gegenstandsoberflächen aufgebracht, deren dünne Überzüge dann aus gut deformierten (flachgeschlagenen), weitgehend massiv verdichteten, gleichmäßig angeordneten, wie kalt aneinandergeschweißten und hervorragend dauerhaft an der Unterlage verankerten Metällpulverteilchen Verfahren zum Herstellen von gleichmäßigen, dichten und festhaftenden metallischen Überzügen auf metallischen Gegenständen, insbesondere Massenware, durch mechanisches Behandeln in einer rotierenden Trommel

Patentiert für:

Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt, Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:

John George Simon, St. Paul, Minn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 28. Januar 1959 (789 544)

bestehen und besser als galvanische Überzüge z. B. auf Nägeln sind; es tritt kein Abplatzen, Abflocken, Absplittern und keine Rißbildung auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung' von gleichmäßigen, dichten und festhaftenden metallischen Überzügen auf metallischen^ Gegenständen, insbesondere Massenware, durch mechanisches Behandeln der Gegenstände in einer wäßrigen Mischung von Metallpulver, chemischen Promotoren und gegebenenfalls Prallkörpern in einer rotierenden Trommel zeichnet sich dadurch aus, daß das Metallpulver und/oder die chemischen Promotoren der Trommel jeweils stufenweise in Abhängigkeit von der Ablagerungsgeschwindigkeit der abgeschiedenen Metallpulverteilchen zugesetzt werden. Metallpulver und/ oder die chemischen Promotoren können hierbei der Trommel als Preßformkörper von verschiedener Dichte zugesetzt werden.

Aus den Zeichnungen in Fig. 1 und von der Seite gesehen in F i g. 2 nach Fotoaufnahmen erkennt man die Unterschiede von Nägeln, die nach bekannten Verfahren mechanisch (1 und 2), galvanisch (3) und nunmehr nach der Erfindung (4 und 5) fehlerfrei verzinkt und dann auch noch für die Dickenbestimmung der metallischen Überzugsschicht konvex gekrümmt wurden. An den Nägeln 1, 2 und 3 haften die Über-

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3 4

züge sehr schlecht, sie sind nach eingetretener Riß- harte, dichte, kompakte zugeordnete Schichten rückbildung an manchen Stellen hochgerichtet und ab- wärts bewegt werden, während früher diese Hämmergetrennt. Diese Mängel treten nach dem neuen Ver- kräfte unter Bewirken nur geringer oder gar keiner fahren nicht auf. Formveränderung oder weniger dichten Zusammen-

In F i g. 3 und 4 ist 1 der Schaft eines Stahlnagels, 5 drängens der Metallpulverteilchen weitgehend ver-

2 die Grenzfläche zwischen der Oberfläche des Nagels lorengingen.

und derjenigen des Zinküberzuges, 3 ein im wesent- Den erwünschten Erfolg erzielt man durch geliehen nichtdeformiertesüberzugsmetallpulverteilchen regelte Geschwindigkeit unter stufenweiser Ablage- und 4 eine Agglomeration von mehreren dieser Teil- rung der Metallpulverteilchen in Abstimmung mit chen, 5 ein längs der Oberfläche liegendes deformier- io der Konzentration der der verwendeten wäßrigen tes Metallpulverteilchen, 6 ein Hohlraum, 7 ein nahe Mischung (Aufschlämmung) zugegebenen chemischen der Grenzfläche von Nagel und metallischem Überzug Promotoren ohne Unterbrechung der Rotation der liegendes, gut aufgeschlagenes und 8 ein hochdefor- Trommel während des gesamten Arbeitsvorganges, miertes, längs der Uberzugsschicht liegendes Metall- Die chemischen Promotoren und/oder Metallpulverteilchen. 15 pulverteilchen können auch als Feststoff gemisch unter

Bei einem nach einem Mikroaufnahme teilweise verschiedenem Druck zu Blöcken oder Stangen verim Längsschnitt gezeichneten Nagel (F i g. 3) liegen schiedener Zusammensetzung und Dichte verarbeitet große, agglomerierte Metallpulverteilchen dicht an werden, die in Berührung mit Flüssigkeiten dann der Oberfläche der Unterlage (Schichtträger) nicht unter Bildung einer Aufschlämmung zum Zerfall gefest und unterschiedlich auf der rechten und linken 20 bracht werden. In F i g. 5 ist die Lösezeit in Abhän-Seite zusammengedrängt und sind zwischen der gigkeit von dem Druck, dem der Stab bei der Her-Unterlagenoberfiäche und den aus ihnen bestehenden stellung ausgesetzt wurde, wiedergegeben,
äußersten Schichten wenig deformiert und im wesent- Die Verwendung von derartigen Blöcken aus Festlichen kugelartig, weil sie zu schnell angehäuft und körper-Prörnotoren verschieden gewählter massiver dadurch, mit geringer Ausnahme, gegen die abge- 25 Beschaffenheit, Dichte mit oder ohne Einschluß der stufte und abgestimmte Einwirkung der Prallkräfte Metallpulverteilchen ermöglicht in sehr kurzer Zeit abgeschirmt wurden, so daß der Überzug schließlich die Herstellung gleichmäßiger, dichter und festhaftenschwammig ist und an seiner Grenzfläche mit dem der metallischer Überzüge auf Metallgegenständen, Nagel ein Zwischenraum entsteht. insbesondere Massenware.

Nach dem nachgezeichneten Längsschnitt (Fig. 4) 30 Ein charakteristischer Ansatz für einen Promotovon einem erfindungsgemäß verzinkten Nagel unter renmittel-Block ist folgender:
Zugabe von entsprechenden Zuwachsmengen von ₇ , _T ,, _7ίί,_οηρ_η<.«_1ΙΓΡ'
Zinkpulverteilchen gleicher Größe (etwa durch- f£ i^e!j^e_ , ^trone.ⁿs^aure> . ..
schnittlich 8 Mikron) und chemischen Promotoren in |'° ™ Polyoxyathylenoleinsaureamid,
zehnminütigen Zeitabständen für 60 Minuten sind im ₃₅ *%. if·, £? ^P !\ ■ ° Γ ·„ ,
Gegensatz zu demjenigen nach F i g. 3 sogar die dicht °'^{07 Teile} Sihcon-Antischaummittel.
am Schichträger zuerst abgelagerten Zinkpulverteil- I_n F i g. 6 ist die eindeutige Beziehung zwischen chen eindeutig ausgeprägt und zu flachen und lang- dem Pressungsdruck bei der Herstellung des Festgestreckten Plättchen deformiert und dicht zusam- körperblocks und der Metallüberziehungsgeschwinmengedrängt, d. h. ohne Unterbrechung von der 40 digkeit (ausgedrückt in Prozent Gewichtszunahme in Grenzfläche mit der von ihnen eng berührten Unter- Abhängigkeit von der Zeit) nach Versuchen wiederlage bis zur Außenoberfläche des metallischen Über- gegeben.

zuges, der sich somit bei Gegenständen jeglicher Auch ergaben sich zuweilen einige Vorteile durch unregelmäßiger oder komplizierter Umrißform vor- langsamen Zusatz der Metallpulverteilchen allein zur hersagbar gleichmäßig dicht und einheitlich zusam- 45 gesamten Beschickung in der rotierenden Trommel, menhängend, also an allen zu überziehenden Ober- In F i g. 7 ist die Gewichtszunahme einer abgeteilflächen fehlerfrei und auch beständig gegen irgend- ten.Menge von Stahlkugeln in Abhängigkeit von der welchen Lochfraß ohne Ausnahme aufbringen läßt. Behandlungszeit in der rotierenden Trommel unter Dies ist unter anderem besonders wichtig für das gleichen Bedingungen, jedoch mit der Ausnahme Metallisieren von Kopfauskehlungen und Gewinde- 50 wiedergegeben, daß während der Versuche 2 und 3 gangen von Schrauben. Der Beweis der Überlegenheit jeweils nur ein Teil von dem chemischen Promotor der erfindungsgemäß hergestellten metallischen Über- (dem oberflächenaktiven Mittel) und den Zinkteilchen züge, z. B. aus Zink oder Cadmium, wurde durch in gleichen Zuwachsmengen zugeschlagen wurden, mikroskopische Untersuchung der Oberflächen und Diese gerade und stetige Wechselbeziehung zwischen Schnitte fertiger Gegenstände (nach ASTM-A 239-41) 55 Zeit und Gewichtszunahme wurde nach den bisher unter gleichzeitiger Feststellung des Auftretens von bekannten Verfahren ohne die erfindungsgemäße Rost nach dem Salzsprühverfahren (ASTM-B Stufe (Versuch 1 in F i g. 7) nicht erreicht.
117-54 T) einwandfrei erbracht. Auf Stahldrahtnägel wurden in vier Versuchen

Nach dem Verfahren der Erfindung wird aber (Fig. 8) Zinküberzüge durch mechanische Behandnicht nur die Güte des metallischen Überzuges ver- 60 lung mit Auf schlämmungen aus genau gleichen Bebessert, sondern auch seine Herstellung in einer viel standteilen abgeschieden. Von den nach der Zeit in kürzeren Zeit als früher ermöglicht, weil nämlich von Minuten in Abhängigkeit zur Metallüberzugsdicke Beginn der Rotierung der Trommel an bis zum wiedergegebenen Kurven verläuft die erste bei Ver-Schluß unmittelbare und höchst wirksame mecha- wendung einer im ganzen gleich kompletten Trommelnische Energie zur Einwirkung kommt, wobei die 65 beschickung infolge sehr dicker Anhäufung nicht hämmerbaren Metallpulyerteilchen von dem harten dicht zusammengedrängter Zinkpulverteilchen äußerst Schichtträger selbst aus oder nach beginnender Aus- steil im Gegensatz zu den Kurven bei periodischer bildung eines Überzuges durch weniger hämmerbare, Zugabe von oberflächenaktiven Mitteln und Zink-

pulverteilchen in jeweils gleichen Zuwachsmengen; mit der Häufigkeit deren Zugabe nimmt die Steilheit jedoch zu. Obwohl über den angegebenen Zeitraum nur ein begrenzter Betrag an Schlag- und Prällenergie verfügbar ist, scheinen doch dort, wo die Kurve flacher ist, die ganz innen befindlichen und nachfolgenden Metallpulverteilchenanhäufungen größerer unmittelbarer Schlagwirkung ausgesetzt zu sein, obwohl derartige Prallschläge über eine beträchtlich geringer dicke Lage angehäufter, aber nicht zusämmengedrängter Metallpulverteilchen als dort verteilt werden, wo die Kurve steiler verläuft.

Daraus erklärt sich die Möglichkeit, erfindungsgemäß gleichmäßige, dichte und festhaftende metallische Überzüge (wie nach Fig. 4) im Gegensatz zu solchen nach bekannten Verfahren (F i g. 3) herzustellen, deren Mängel nach Biegeproben (Fig. 1 und 2) nachweisbar sind.

Die festen chemischen Promotoren-Formkörper, z. B. in Stabform, für das Metallüberziehen durch mechanische Behandlung können durch Einarbeiten von entsprechenden Chemikalien und/oder Putzmittel und/oder Metallpulverteilchen in einem Bindemittel, gegebenenfalls unter Zugabe eines Antischaummittels, angefertigt w'erden. Die Dichte des Blockes dient zur Regelung der Geschwindigkeit seiner Zertrümmerung in einer flüssigen Umgebung beim Rotieren wie auch der Schnelligkeit, mit der die Blockbestandteile für den Metallauftrag verfügbar gemacht werden. Die Zerfallgeschwindigkeit beeinflußt indirekt die Ablagerungsgeschwindigkeit der Pulverteilchen, z. B. aus Cadmium, Blei, Zinn oder Zink, auf den zu metallisierenden Gegenstand. Gewöhnlich wird die Dichte des Blockes durch Verdichten der Metallisierungsstabkomponenten in einer Form eingeregelt. Dieser exakt durchzuführende Vorgang hängt von dem vorgelegten Oberflächenbereich, den individuellen verwendeten Bestandteilen, den Oberflächeneigenschaften des zu metallisierenden Schichtträgers, den Prallmedien, der Größe der rotierenden Trommel, der Durchrührstärke und der Temperatur der wäßrigen Mischung ab. Zur Regelung der Zerfallgeschwindigkeit können unter anderem zerstörbare oder lösliche Kapseln oder mehrfach abgeteilte Räume im Innern des Stabes eingeordnet werden, wobei im Betrieb das oberflächenaktive Mittel oder andere Bestandteile dann in die Aufschlämmung hinein übertragen werden.

Derartige, hinsichtlich geregelter Zertrümmerung geeignete Blöcke für die Herstellung von metallisehen Überzügen gemäß der Erfindung fertigt man z. B_f durch Vermischen und massives Verdichten von 2 bis 20 Teilen wasserfreier Zitronensäure mit 1 bjis 10 Teilen Polyoxyäthylenölsäureamid, 0,0i bis 5 Teilen eines Silicon-Antischaummittels und 1 bis 50 Teilen eines hydrophilen tonerdehaltigen Pulvers, z. B. Attapulgit-Ton. Ein aus solchem Gemisch beispielsweise hergestellter gerader kreiszylindrischer, 10 mm hoher Formkörper mit. einem Durchmesser von 2,5 cm läßt sich bei einer Geschwindigkeit von 2 bis 10% Volumenabnahme je Minute zertrümmern, wenn die mechanische Behandlung in einer hexagonalen rotierenden Trommel (Fassungsvermögen etwa 4V21) bei 50 U/min mit 21 Glasperlen (840 bis 297 Mikron) als Prallkörper und 2 1 Wasser bei 20° C durchgeführt wird. ■··..■. .'.·■

Ein derartiger Metallisierungsblock kann auch zur Regelung des Zerfalls winzig kleine Metallpulverteilchen enthalten, die gegebenenfalls auch den anderen Bestandteilen zugemischt werden können und die zwecks Vermeidung von Verunreinigung,.Oxydation oder anderer Umsetzung einen beim Arbeitsvorgang abreibbaren Schutzüberzug, z.B. aus Harz oder Kunststoffen, erhalten oder_: in den Stab in Form zerstörbarer Pellets oder Kapseln aus diesen eingebracht werden können, wp sie zwischen dem Metall und den anderen Bestandteilen eine Sperrwand bilden. Des weiteren kann der Block auch mit einer die Prallkörper enthaltenden Umhüllung versehen werden, so daß alle Komponenten der Beschickung mit Ausnahme der Flüssigkeit und der mit dem Metall zu überziehenden Gegenstände in einer Verpackung verfügbar sind.

Beispiel 1

Aus gewöhnlichem Stahl bestehende Drahtnägel (1362 g) wurden 5 Minuten in einer alkalischen Lösung (pH = 13) bei 76 bis 88° C gereinigt, 1 Minute in Salzsäure (1 Teil 38°/oige Salzsäure auf 5 Teile Wasser) bei gleicher Temperatur gebeizt, in 15 Sekunden in einer Lösung von 28,7 g/l Cuprodine-Salz (inhibiertes Kupfersulfat) und 29,8 ml/1 Schwefelsäure verkupfert, gespült und in einer hexagonalen, mit Kunststoff ausgekleideten rotierenden Trommel eingesetzt. Es wurden noch folgende Zuschläge vorgenommen:

(a) Prallkörper

1362 g Glasperlen verschiedener Größen im Bereich von 840 bis 297 μ,

(b) Antischaummittel
1 g Silicon,

(c) Reinigungsmittel

12 g wasserfreie Zitronensäure,

(d) Oberflächenmittel

1 g oleinsaures Polyoxyäthylen,

(e) Metall

17 g Zinkpulver mittlerer Teilchengröße von 8 μ,

(f) Wasser

bei 1O⁰C bis zum Bedecken der Beschickung.

Nach Schließen der Trommel und lOminütigem Rotieren mit 75 U/min wurde die Beschickung durch stufenweise Zugabe von (d) und (e) regeneriert und in Zeitabständen von je 10 Minuten mit vier weiteren Zuwachsmengen von diesen versetzt. Nach 60 Minuten dieser stufenweisen Zugabe und Rotierung der Trommel wurden die Nägel nach Trennung von den Prallkörpern gewaschen. Das ganze Zinkpulver war als glänzender Zinküberzug mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,056 mm abgeschieden. Nach Biegen eines Nagels um einen Radius von etwa 6,4 mm war an dem metallischen Überzug keine Flocken- und Haarrißbildung oder Auftreten eines Aufrichtens bis zu einer Krümmung über. 170° festzustellen; dies beweist hervorragendes Festhaften und Zusammenhalt.

. B e i s ρ i e 1 2

Nach gleicher Oberflächenvorbehandlung wie nach Beispiel 1 wurden zu 1362 g Eisendrahtnägeln in einer gleichen rotierenden Trommel folgende Anteile zugeschlagen: χ

(a) Prallkörper

1362 g Glaskügelchen verschiedener Größen im Bereich von 840 bis 297 μ, ■-. _; ■ ,

(b) Antischaummittel
1 g Silicon,

(c) Reinigungsmittel

13,5 g Zitronensäure in wäßriger Lösung,

(d) Oberflächenmittel

5,5 g Polyoxyäthylenölsäureamid,

(e) Metall

100 g Zinkpulver mittlerer Teilchengröße
von 8 μ,

(f) Wasser

bei 10° G bis zum Bedecken der Beschickung,
(c) und (d) waren in einer wäßrigen Lösung.

Nach Rotieren bei 75 U/min, Abtrennen der Prallkörper und Waschen wurde eine 90%ige Metallscheidung als etwa 0,007 mm dicker Zinküberzug festgestellt. Schon während des Biegens um einen Radius von 6,4 mm bei einer Krümmung unter 30° trat infolge geringen Anhaftens Flocken- und Rißbildung auf, wobei beim Einschlagen des Nagels in Kiefernholz der Überzug völlig abplatzte. Das ungleichmäßige, schlechte Haften und Zusammenhalten der Überzüge sind indirekt auf die gleichzeitige Zugabe aller Bestandteile in die Trommel bereits zu Beginn des Verfahrens und dadurch bedingtes zu rasches Aufschlagen der Metallpulverteilchen auf die Nageloberfläche zurückzuführen. Demgegenüber erhält man mit den gleichen Bestandteilen viel bessere Überzüge nach Beispiel 1 durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Regelung der Abscheidungsgeschwindigkeit der Metallpulverteilchen.

Beispiel3

Zu 4000 g wie im Beispiel 4 präparierter Masc'hinenstahlschrauben wurden in der rotierenden Trommel (wie nach Beispiel 1) folgende Anteile zugesetzt:

(a) Prallkörper

1400 g nichtkugelige Glasmedien von 4760 bis

2380 μ,
700 g nichtkugelige Glasmedien von 1410 bis

840 μ,
350 g Glaskügelchen von 210 bis 177 μ,

(b) Antischaummittel
0,5 g Silicon,

(c) Reinigungsmittel

15 g wasserfreie Zitronensäure,

(d) Oberflächenmittel

5 g Polyoxyäthylenölsäureamid,

(e) Metall

60 g Zink mittlerer Teilchengröße von 3,0.μ
Durchmesser,

(f) Wasser

bei 10° C bis zum Bedecken der Beschickung mit 2,5 cm.

Der nach 50minütigem Rotieren unter 50 U/min entstandene Zinküberzug war uneben und nicht gleichmäßig, und über 90% der Schraubenoberfläche war schwammig. Schrauben mit solchen durch Zinkteilchen tief verstopften Gewindegängen ließen sich nicht einschrauben. Bei anderen Schrauben desselben Ansatzes war die Kopfrille frei von Zink, die Unterseite mit etwa 50% und bei einer anderen Schraube die Oberfläche mit weniger als 80°/» überzogen. Nur auf der abgerundeten Oberfläche hatte sich mehr Zink, jedoch nicht mehr als 50%, abgeschieden. Bei weiteren Schrauben lagen die Ergebnisse zwischen den angegebenen Grenzen.

Beispiel 4

Eine gleiche Menge derselben Schrauben vom Beispiel 3 wurde mit einer stark alkalischen Lösung entfettet, gespült und 30 Sekunden lang in einer ungesäuerten Cuprodine-Salzlösung verkupfert, gespült und in einer rotierenden Trommel mit folgenden Anteilen behandelt:

(a) Prallkörper
1400 g nichtkugelige Glasmedien

(4760 bis 2380 μ),
700 g nichtkugelige Glasmedien

(1410 bis 840 μ),

350 g Glaskügelchen (210 bis 177 μ),
(b) Antischaummittel
0,5 g Silicon,

(c) Reinigungsmittel

15 g wasserfreie Zitronensäure,

(d) Oberflächenmittel

Ig Polyoxyäthylenölsäureamid,

(e) Metall

12 g Zink mittlerer Teilchengröße von 3,0 μ innerem Durchmesser,

(f) Wasser

bei 10° C bis zur Bedeckung der Beschickung 2,5 cm.

Nach lOminütigem Rotieren bei 54 U/min wurde die Beschickung durch Zugabe einer genau gleichen Zuwachsmenge von (d) und (e) ergänzt und wieder 10 Minuten rotiert. Dieser Zyklus wurde so lange wiederholt, bis vier genau gleiche Sonderzugaben (d) und (e) aufeinanderfolgend vorgenommen wurden. Nach 50minütigem Rotieren waren die Teile über ihre gesamte Oberfläche einschließlich der Gewindekerne und der vertieften Kopfrille mit Metall überzogen. Genaue Messungen am Überzug ließen sich nur schwierig durchführen, seine Dicke wurde mit etwa 0,013 mm geschätzt; er hatte ein glänzendes Aussehen und war sehr gleichmäßig.

Beispiel 5

2700 g von aus gewöhnlichem Stahl bestehenden Drahtnägeln wurden nach Reinigen, Beizen und

Überziehen mit Kupfer (wie nach Beispiel 1) in die gleiche rotierende Trommel eingetragen, in die dann folgende Anteile eingeführt wurden:

(a) Prallkörper

.. 2700 g Glaskügelchen verschiedener Größe im Bereich von 840 bis 297 μ,

(b) Metall

210 g Zinkpulverteilchen mittlerer Größe von

„ 8 μ,

(c) Wasser

bei 10° C bis zum Bedecken der Beschickung, (d) Metallüberziehungsblock

27 g eines Festkörperstabes aus chemischen Beschleunigungsmitteln der Zusammensetzung:
2,5 Teile Zitronensäure,
1 Teil Polyoxyäthylenölsäureamid,
1,5 Teile Attapulgit-Ton,
0,07 Teile Silicon (Antischaummittel).

Der Metallüberziehungsblock wurde in einer Form mit einem Durchmesser von etwa 3,3 cm und einer Länge von etwa 2,5 cm ausgebildet und einem Druck von 56 kg/cm² ausgesetzt.

Nach oOminütigem Rotieren in der Trommel entstand ein Überzug von 0,076 mm, der nach Biegen der Nägel um einen Radius von 12,7 mm nicht abplatzte oder abflockte, sondern hervorragend fest haftete.

Es wurden unter gleichen Bedingungen Vergleichsversuche mit 27 g von entsprechenden Metallüberziehungsstäben gleicher Zusammensetzung, jedoch unter Anwendung unterschiedlicher Drücke durchgeführt.

Aus F i g. 6 ist die prozentuale Gewichtszunahme der Nägel für die entsprechenden Pressungsdrücke dieser massiven Stäbe zu ersehen.

Bei jedem dieser vier Metallisierungsversuche entstand nach .oOminütigem Rotieren ein Zinküberzug von etwa 0,076 mm, dessen Haftfestigkeit und Gleichmäßigkeit wie zuvor angegeben untersucht wurde. Die Ergebnisse sind der Tabelle I zu entnehmen.

Metall-

über-

ziehungs-

stab-Preß-

druck

kg/cm²

9,8
19,8
29,8
56

Prüfungen auf

Haftvermögen des

Überzuges

Biegungsergebnisse

verzinkter Nagel

180° um 13,0 mm

Radius

Überzug platzte
am Außenradius

Überzug platzte
am Außenradius

Überzug platzte
am Außenradius

Überzug platzte
am Außenradius

Prüfungen auf Gleichmäßigkeit des Überzuges

nach vier lminütigen

»Preece«-Test-Tauchungen

(ASTM A 239-41)

Etwa 50% U.nterlagenmetall frei liegend

Etwa 15% Unterlagenmetall frei liegend

Weniger als 5% Unterlagenmetall frei liegend

Kein Unterlagenmetall frei liegend

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Metallpulverteilchen haftfest und miteinander verschweißt sowie nahezu hautdünn als metallischer Überzug auf die Gegenstände aufgebracht, der sehr duktil ist, d. h. bei dem beim Biegen um einen kurzen Radius keinerlei Fehler, wie Haariß- und Flockenbildung oder Abtrennung auftritt. Die selbst nicht unbedingt an einer chemischen Umsetzung beteiligten Beschleunigungsmittel fördern den Metallisierungsvorgang; ihre Zugabe wie diejenige mindestens eines

ίο Teiles der Metallpulverteilchen erfolgt stufenweise in bestimmten Zeitabständen. Hierbei lassen sich feste, halbfeste und kolloidale Materialien wie auch Gemische von diesen bei mechanischem Bewegen bzw. bei Inberührungbringen mit Flüssigkeiten langsam und geregelt zum Auseinanderfallen bringen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von gleichao mäßigen, dichten und festhaftenden metallischen Überzügen auf metallischen Gegenständen, insbesondere Massenware, durch mechanisches Behandeln der Gegenstände in einer wäßrigen Mischung von Metallpulver, chemischen Pro-

s5 motoren und gegebenenfalls Prallkörpern in einer rotierenden Trommel, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver und/oder die chemischen Promotoren der Trommel jeweils stufenweise in Abhängigkeit von der Ablagerungsgeschwindigkeit der abgeschiedenen Metallpulverteilchen zugesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver und/oder die chemischen Promotoren der Trommel als Preßformkörper von verschiedener Dichte zugesetzt werden.

Es werden also bei der mechanischen Behandlung durch Aufprallen nach der Erfindung winzig kleine In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift »Metall«, 1958, Heft 9, S. 814 bis 816.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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