DE1646218A1

DE1646218A1 - Verfahren zum Beschichten von Gegenstaenden aus aushaertbaren metallischen Werkstoffen,insbesondere Aluminium-Legierungen,mit Kunststoff

Info

Publication number: DE1646218A1
Application number: DE19681646218
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Chem Dr Sick; Eberhard Dr-Ing Dr Thamasett
Original assignee: Wieland Werke AG
Current assignee: Wieland Werke AG
Priority date: 1968-01-12
Filing date: 1968-01-12
Publication date: 1971-10-14
Also published as: FR1596929A; CH480197A

Description

Wieland-Werke AG Ulm (Donau), 9. Januar 1968 se

Metallwerke

Verfahren zum Beschichten von Gegenständen aus aushärtbaren metallischen Werkstoffen, insbesondere Aluminiumlegierungen, mit Kunststoff

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Gegenständen aus aushärtbaren metallischen Werkstoffen, insbesondere Aluminium-Legierungen, mit Kunststoff.

Aushärtbare Aluminium-Legierungen, wie z. B. vom Typ AlZnMgCu, haben aufgrund ihrer Zusammensetzung, insbesondere ihres Kupfer- und/oder Zinkgehaltes keine gute Korrosionsbeständigkeit. Es ist meist ein schützender Überzug notwendig, der dekorative Eigenschaften aufweisen muss.

Eine Beschichtung mit Kunststoff hat sich als zweckmässig erwiesen, weil sie alle erforderlichen Eigenschaften bringt. Ein vorteilhaftes Verfahren ist das Wirbelsintern, für das verschiedene Kunststoff typen in Präge kommen. Üblich ist z. B. die-Verwendung von Polyamid-11, wenn hohe Verschleissfestigkeit des Überzuges verlangt wird.

Werkstücke aus aushärtbaren Aluminium-Legierungen müssen bei einer Temperatur zwischen 450 und 540⁰C lösungsgeglüht, daraufhin abgeschreckt und kalt oder warm bei einer Temperatur von 120 bis 170⁰C auegelagert werden. Mit diesen Verfahrensschritten wird die maximale Festigkeit der Legierung erreicht. Wird daraufhin das bei Werketücken aus anderen Werkstoffen an sich als vorteilhaft bekannte Wirbelsintern vorgenommen» das sich bei Temperaturen von 250 bis 400⁰C abspielt, so tritt ein Abfall der Festigkeitswerte ein. Diese reichen teilweise bis nahe an den weichen Zu-

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stand heran. Wird dagegen das Wirbelsintern vor dem bekannten Aushärtungsverfahren vorgenommen, so wird die Kunststoffschicht während des Lösungsglühens zerstört.

Aus diesen Schwierigkeiten ergibt sich die Aufgabe, ein einfaches Verfahren zur Beschichtung von aushärtbaren Aluminium-Legierungen zu finden, bei welchem weder eine Festigkeitseinbusse des Metalls noch eine Zerstörung der Kunststoffschicht eintritt. Die Kunststoffbeschichtung muss eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische und andere Einflüsse aufweisen. Es muss sich ausserdem um ein wirtschaftliches Verfahren handeln.

Biese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, daß die aus einer aushärtbaren Aluminium-Legierung bestehenden Gegenstände in an sich bekannter Weise lösungsgeglüht werden, worauf sie in ein Bad getaucht werden, in welchem der für die Abschreckung erforderliche Wärmeentzug gleichzeitig mit der Wärme benötigenden Kunststoffbeschichtung erfolgt. Die Gegenstände werden nach dem Lösungsglühen in einem Wirbelsinterbad abgeschreckt und gleichzeitig beschichtet. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden sie zur endgültigen Abkühlung daraufhin in ein Wasserbad gebracht.

Um auch dickwandige metallische Werkstücke, die einen grossen Wärmeinhalt haben, mit einer hohen Festigkeit auszustatten und eine blasenfreie Kunststoffbeschichtung zu ermöglichen, werden die Gegenstände nach dem Lösungsglühen durch rasches Abkühlen auf eine Temperatur gebracht, die zwischen der Lösungsglüh- und der für das Wirbelsintern üblichen Arbeitstemperatur liegt. Die Abkühlung auf diese Zwischentemperatur erfolgt bei dünnwandigen Teilen oder bei solchen aua ausscheidungsträgen Werkstoffen in einfacher Weise durch Verweilen in ruhender oder bewegter Luft. Palis besonders viel Wärme in sehr kurzer Zeit entzogen werden muss, erfolgt die Abkühlung auf Zwiachentemperatur durch Verweilen

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in einem Luft-Wasser-Gemiseh oder auf ähnlichem Wege.

Wird eine besonders schroffe Abschreckung gewünscht, so ist der Kunststoff zu unterkühlen.

Anschliessend werden die Werkstücke einer bei Aluminium-Legierungen an sich üblichen Kalt- bzw. Warmaushärtung unterzogen.

Das erfindungsgemässe Verfahren geht von zwei für sich im einzelnen bekannten Verfahren aus, nämlich einmal von dem Aushär- Λ tungsverfahren, das aus dem Erwärmen der Werkstücke auf Lösungsglühtemperatur, dem Abschrecken sowie gegebenenfalls dem ausschliessenden Auslagern besteht. Das zweite bekannte Verfahren beinhaltet das Beschichten der Gegenstände durch Wirbelsintern und besteht aus dem Erwärmen der Werkstücke auf die Arbeitstemperatur, dem eigentlichen Beschichten und Aufschmelzen des Kunststoffpulvers sowie dem Abkühlen des Werkstückes. Erst das Zusammenwirken beider Einzelverfahren stellt die Erfindung dar.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, daß eine Beschichtung von aushärtbaren Legierungen ermöglicht wird, ohne daß eine Einbusse an festigkeit eintritt.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemässe Verfahren^, dessen Schritte in zeitlich engen Grenzen ablaufen müssen, die Herstellung von qualitativ hochwertigen Polyamidüberzügen auf aushärtbaren Aluminium-Legierungen gestattet und daß insbesondere die hohe Anfangstemperatur der Werkstücke ohne Nachteile für den Kunststoff bleibt.

Als besondere Überraschung ist zu werten, daß vor dem erfindungsgemässen Verfahren keinerlei spezielle Grundierungsbehandlung der Aluminiumwerkstücke vorgenommen werden muss. Es genügt viel-

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mehr ein einfaches Entfetten. Die gute Haftung wird dadurch demonstriert, daß es nicht möglich ist, nach Anbringen eines Schnittes den Kunststoff abzuschälen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in folgendem beschrieben.

Ein Versuchsrohr hat folgende Abmessung: Aussen-Durchmesser 50 mm, Wanddicke 1 mm, Länge 1500 mm. Es besteht aus der Legierung AlZnMgCu. die in diesem Jail folgende Zusammensetzung hatte: 1,8 $ Cu, 2,5 # Mg, 5,5 io Zn, 0,2 $ Cr, Rest Al. Das Rohr wurde im Luftofen 30 Minuten lang bei 480⁰C lösungsgeglüht. Es wurde dem Ofen entnommen und senkrecht in ein Wirbelsinterbad von Raumtemperatur getaucht, das mit geeignetem Pulver aus Polyamid-11 gefüllt war. Die Verweilzeit im Bad betrug 3 see. Nach Herausziehen aus dem Behälter wurde das Rohr noch ungefähr 10 see. an der Luft gehalten. Während dieser Zeit schmolz das Kunststoffpulver zu einer gleichmässig glatten Schicht auf. Dann wurde das Rohr in ein Wasserbad von Raumtemperatur gebracht. Daran schloss sich die Aushärtungsbehandlung an, die aus einer 20-stündigen Lagerung bei 125⁰C bestand. Die danach am Metall gemessene Härte betrug 160 bis 170 kp/mm · Die auf diese Weise erzielte Härte entspricht der für diesen Werkstoff bekannten Härte in warmausgehärtetem Zustand. Eine Härteeinbusse durch das Wirbelsintern ist also nicht eingetreten. Das beschichtete Rohr brauchte nicht mehr gerichtet zu werden. Die Kunststoffschicht war glatt, glänzend und porenfrei und hatte eine durchschnittliche Dicke von 200 bis 300 jmm. Bei einer Prüfung der Haftung zeigte sich, daß die Kunststoffschicht an keiner Stelle der Rohroberfläche abgezogen werden konnte. Selbst wenn mit einem Messer die Schicht bis auf die Oberfläche der Aluminium-Legierung abgeschält wurde, war ein weiteres Abziehen nicht möglich, ohne daß die Kunststoffschicht in sich selbst zerriss.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Beschichten von Gegenständen aus aushärtbaren metallischen Werkstoffen, insbesondere Aluminium-Legierungen, mit Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände in an sich bekannter Weise lösungsgeglüht werden, worauf sie in ein Bad getaucht werden, in welchem der für die Abschreckung erforderliche Wärmeentzug gleichzeitig mit der Wärme benötigenden μ Kunststoffbeschichtung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände nach dem Lösungsglühen in einem Wirbelsinterbad abgeschreckt und gleichzeitig beschichtet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände nach dem Lösungsglühen und nach der Behandlung im Wirbelsinterbad in Wasser auf Raumtemperatur abgekühlt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände nach dem Lösungsglühen durch rasches Abkühlen auf eine Temperatur gebracht werden, die zwischen der Lösungs- % glüh- und der für das Wirbelsintern üblichen Arbeitstemperatur liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung auf Zwischentemperatur durch Verweilen in ruhender oder bewegter Luft erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung auf Zwischentemperatur durch Verweilen in einem Luft-Waeeer-Seinisch erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff unterkühlt ist.

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8. Verfahren nach Anspruch 1 "bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß dem Abschrecken eine Kaltauslagerung folgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abschrecken eine Warmauslagerung folgt.

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