DE1652258A1 - Verfahren zur Oberflaechenbehandlung metallischer oder nichtmetallischer Werkstuecke,Bauteile od.dgl. durch Aufblasen eines Strahlmittels mittels eines Luftstromes - Google Patents

Description

• Verfahren zur Oberflächenbehandlung metallischer oder nichtmetallischer Werkstücke, Bauteile o. dgl. durch Aufblasen eines Strahlmittels mittels eines Luftstromes Die Erfindung betrifft die Oberflächenbehandlung metallischer und nichtmetallischer derkstücke, Hauteile o.dgl., durch Aufblasen eines Strahlmittels mit Hilfe eines Luftstromes, und hat ein besonders zweckmäßiges Verfahren zum Gegenstand, durch welches eine wesentlich bessere Oberflächengüte erreiäit wird.
• Es wird davon ausgegangen, daii an die Oberflächenbeschaffenheit metallischer gernstücke und Bauteile besondere Güteanforderungen zu stellen sind, wenn ein Schutzüberzug aufgebracht werden soll, beispielsweise aus Epoxyharz, einem anorganischen ZinksiliKat oder einem Grundiermittel o. däl: Die mit den bisher bekannten Strahlverfahren behandelten Flächen hatten jedoch eine angefressene Ober-$ fläche oder einen profilierten Querschnitt, wobei der Abstand zwischen Erhöhung und Vertiefung etwa o,2 mm beträgt. Die Erhöhungen und Spitzen werden in nachteiliger Weise garnicht oder nur mangelhaft von dem Überzug bedecxt und bilden häufig Stellen für Kurzschlüsse, insbesondere wenn als Überzug eiern sebr dünneis, trockener Film verwe#adSt wird, z.B. aus o.dg1. welche etwa 0,1 mm, 0,015 mm bzw. 0,025 nur, dick sind. Außerdem entstehen 2rhöhungen beim Aufstrahlen von Strahlmitteln, welche gröbere Bestandteile haben. Sie bilden sich neben dem vorgenannten profilierten Querschnitt und Können in der Größenordnung von 0.375 mm liegen und die überzogenen Oberflächen noch mehr Kurzschlüssen zugänglich machen und die Korrosion beschleunigen. Die relativ rauhe Oberfläche erfordert in der Regel auch eine sehr große Menge an Farbe oder anderen Oberflächenbezügen, um eine genügende AbdecKung zu erlangen. So Kommt es häufig vor, dass eine Farbmenge, die beispielsweise für 25 m2 reichen soll, nur 15 m2 bedecKt, sofern der trockene Film die erforderliche Dicke hat.
• Bei den bisherigen Verfahren hatten die Strahlmittel eine relativ große Körnung und wurden auf die Oberfläche mit einem Luftdruck von 5, 7 bis 7 atü aufgeblasen. Demgegenüber ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß feinkörnige Strahlmittel mit Drücken von 9 atü und mehr auf die zu bearbeitende Fläche gestahlt werden.
• Versuche bei der Putzbestrahlung von Weichstahlplatten haben gezeigt, daß in einem Diagramm, in dem die durch das abgestrahlte Metall bzw. Korrosionsprodukt hervorgerufene Gewichtsminderung gegen den aufgewendeten LuftdrucK aufgetragen ist, zunächst die Kurve stark ansteigt und in dem Bereich von etwa 7 atü ausflacht. Es ist anzunehmeng datj Wirbelströmungen und Teilchenüberlagerungen AniaLj geben, daß keine Steigerung der Leistung bei einer Erhöhung der Teilchengeaohwindigkeitund Energie erfolgt,

  die ve2rnutlicli f-@zr die iir@zur#g der Metallentfernung ernung von

  der Qerf lä.che wid für die Kbf lacnung der Kurve in dem

  Bereich von ( atü verantwortlich sind.

  Es ist nun jedoch festgestellt worden, daß die vorge-

  nannben Kurven bei einer'wesentlichen Erhöhung des Lui@t-

  druczes au@"üüer ö,4 atü wieder stark ansteigen; der

  Anstieg; wird deutlich erkennbar zwischen 9,1 bis 9,8 atü

  und nimmt stark zu zwischen 10,5 bis 11,2 atü. Die starxe,

  durch.wesentlich höheren Drucx herbeigeführte Leistungs-

  steigerung erhöht die ,.zahl der Oberflä.chenceaufschla-

  gi-injen pro Zeiteinheit für eine Wasseneinheit des atrahl-

  mittels und er@@aglich t eine wirtschaftliche Verwendung

  von kleineren Strahlmittelteilchen als es bisher üblich

  war.

  Sei den beher.:rei.:r Verfahren kann eine --täalilmit-celmischung

  mit gröl;@ereii Teilchen Verwendung finden, welc:zie einen

  ausreichend hohen Energiewert zur Oberflächenbearbeitung

  ergaben, aber auch unabwendbar die vorgenannten starxen

  Oberflächenprofile entstehen ließen.

  Die erfindungsgemäß zu verwendende Korngröße der Strahl-

  mittel hängt von der Art des gereinigten und bearbeiteten

  Nerzstückes o. dgl. und dem Zweck ab, für den es gesäubert

  und bearbeitet werden soll. Obwohl es wünschenswert ist,

  Kleine Teilchen zu benutzen, die in der Regel nicht größer

  sind als sie einem Durchgang durch ein Maschensieb mit

  einer lichten Maschenweite von etwa 0,55 mm entsprechen um

  bei der Behandlung unzulässige Erhöhungen auf der Ober-

  CD

  fläche zu vermeiden, können beispielsweise zum Freilegen von Bestandteilen in Betonoberflächen aucn gröi@ere Teilchen verwendet werden, da hier die 'Wirkung von Erhöhungen nicht so problematisch ist, wie bei der Öäuberunö von Metall. Doch muß dafur Sorge getragen werden, date die Betonoaerf'läche nicht bricht. Der Bereich der erfindungsgemäß zu verwendeten Körnchengr,)tse entspricht im wesentlichen einer lichten itiaschenweite zwischen etwa 0,ö5 mm und 0.095 mm. Weiterhin können die Strahlmittel auf übliche Weise mit einem Winkei von 900 auf die zu behandelnde Oberfläche gerichtet werden, doch ist es auch möglich, einen spitzen 'iiniel von z.B. 4o bis l50 zu wählen.
• Die Bearbeitung und Reinigung von Weichstahl fur ein anschlieibendes Uberziehen mit einer organischen oder anorganischen Masse z.B. aus Epoxyharzen, Vinylharz, ChlorkautsciluK, anorganischen Zinksilikaten, Polyurethanen, Polyester, Grundierungslacken usw., erfordert eine Oberflächengüte mit einem Abstand zwischen Erhöhungen und Vertiefungen von geeignetem Wert, welcher von der Dicke des aufzutragenden Überzuges abhängig iat. Nachfolgend sind hierfür einige Beispiele gegeben.
• Grundierlacke odec Überzüge mit einer Filmdicke bis zu o, o25 mm: Grundiermittel dieser Art kommen zur Anwendung, um eine trockene Filmdicke in der Größenordnung von 0,o12 bis o,025 mm zu geben, und zwar in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Grundierlackes, d.h. ob dieser aus Polyvinylbutyral, Lpoxyharzen, Zinkepoxytiarzen o. dgl. besteht. Eine genaue Kontrolle der Dicke ist in verschiedenen Verfahren wesentlich, um eine Forosität bei Schweißungen zu vermeiden, um den .Anteil an Schweiß- und achneidarbeiten und die Einwirkung von Giftdämpfen auf' den Arbeiter zu verringern und um kurze TrocrLenzeiten bei automatischen Verfahren zu geben. . Von besonderer Bedeutung -ist es, den Grunulackflächen gegenüber der freien Atmosphäre eine maximale Verwitterungsdauer zu geben, ehe der endgültige bberzug aufgebracht wird. Bei den bisherigen Verfahren wurde ein Oberflächenprofil von etwa o,o75 bis loo mm erhalten, wenn zentrifugal @: @hr @-@fnde ätrahlreinigungsgeräte Verwendung fanden, welche die Verwendung kugeliger Strahlmittel erforderten, weil auf der Oberfläche eine Schicht aus mehlartigen feinen Teilchen verbleibt. Line große Lebensdauer gegenüber Verwitterung in freier Atmosphäre wird für die vorgenannten Grundierlacke erreicht,wenn das Oberflächenprofil o,o125 mm nicht übersteigt. Während eine solche Oberflächengüte mit den bekannten Methoden gar nicht oder nicht wirtschaftlich erreicht werden konnte, kann erfindungsgemäß mit einem feinen Strahlmittel der Korngröße zwischen o,15 bis o,12 mm lichte Maschenwerte eine geeignete und wirtschaftliche Oberflächengüte bei einem Luftdruck von 1o,5 atü erreicht werden. Die Arbeitsleistung ist gegenüber den bekannten Verfahren mit 7 atü bis zu 6 mal größer und der Schleifmittelverbrauch ist entsprechend auf 70 % verringert. Überzüge mit einer -trockenen Filmdicke bis zu 09075 mm Nach den bisherigen 1vIethoden wurden Luftdrücxe von. 7 atü und darunter verwendet und es war notwendig, Körnungen bis zu 2,4 mm lichte Maschenweite zu verwenden, um überhaupt die starke Korrosionsschicht an alten ätrahlflächen entfernen zu können, bei denen die Flächen profilierte Erhebungen und Ausnehmurigen in der Größenordnung von o,2 mm und einzelne Erhebungen bis zu o,38 mm haben.. Doch soll das Oberflächenprofil 0,038 mm nicht übersteigen.
• Um eine solche Oberflächengüte erfindungsgemäß , werden Strahlteilchen mit einer Maschenweite zwischen o,25 und o,lömm und ein Luftdrucx von 21 atü oder solche mit einer lichten Maschenweite zwischen o,42 und o,25 mm und einem Luftdruck von 1Ü,1 atü verwendet. Eine stärkere Wirkung wird mit einem Druck von 21 atü -erhalten. Überzüge mit einer trocknen Filmdicke von 0,15 mm und darüber: Die Oberflächenprofile sollen hier 0,o75 mm nicht überschreiten. Bei den bisher verwendeten Verfahren wurde ein Luftdruck von 7 atü oder darunter benutzt, wenn eine starke und. korrodierte Oberfläche zu behandeln war. Die Strahlmittel hatten eine Größe bis zu 2,4 mm lichte Maschenweite, um die dicke Korrosionsschicht zu. ent-

  fernen. Dies bewirkt aber wiederum ein Oberflächenpffil

  mit einelnen Erhebungen bis zu 0938 mm-

  4 in der Gröl enor ung von ö,2 mmj#Um ein erfindungsgemäßes

  Profil von 0,o75 mm zu erhalten, haben die Strahlmittel eine Gruße, die einer lichten Yiaschenwe-i te von -.#, 3$ bis oi36 mm entspricht und der Luftdruck beträgt 16t8 atü..

  71ahlwei se riönnen die ötralilmittel eine Gröiie von o,29

  bis of 2 5 rbn lichter Maschenweite haben, während der

  Zuftdi ucic 22,4 atü beträgt, oder es besteht die iviög-

  lichkeit, daß diese eine Körnung von o,25 bis o,18

  tmn und einen Luf tdruch von 261,7 atzt haben.

  Metallische hberzüge durch hietallspritzmethode: Um. eine ausreichende Bindung zwischen dein lietallüberzuj und der Unterlage zu erhalten, ist eine rauhe Oberfläche erforderlich. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahrensweise xann dieses grobe Profil, welches in einer Grö"enordnung von o,1 bis o,2 mm liegt, dreimal so schnell wie mit den bekannter. Verfahren erhalten werden.

  Säuberung von Mauer- unct äteinwer.K:

  Jenn ir@auer- und. .D-ve4nwerk gesäubert werden soll,muß hier-

  bei dafür Sorge getragen werden, das, ein;" ger ingstmögli che

  Zerstörung der Oberfläche, jedoch eine bestmögliche &lt-

  fernung der Verunreinigungen von der Oberfläche bewirkt

  wird. Bei den bisher angewandten Methoden war es not-

  wendig, relativ große -3trahlteilchen zu verwenden, um

  die Oberllächenverunreinigungen zu entfernen, wobei je-

  doch eine beachtliche Zerstörung der Oberfläche in Kauf

  genommen werden mußte.

  Bei der Verwendung sehr kleiner Strahlmittelteilchen im

  Bereich von etwa o,o75 mm Maschenweite und einem erfin-

  /hohen

  dungsgemäi3en Luf tdrucx läßt sich die Verunreinigung ent-

  fernen, ohne da13 die Oberfläche zerstört wird und mit einer wesentlich gesteigerten Leistung. Nachfolgend sind einige Versuchsbeispiele angegeben:

  r@orngroije gereinigte

  i._g/cm2 (lichte NIa- Zeit Fläche Ka.Vitation

  scrienwei.te

  395 o, 33/0, 25 mm u iiin. ö3,6 dm 2 3,1 mm

  14, 0- o, 05 mm 4 ;# b3, u ding 0, 03 mm

  21P7 0, 0'l5 mm 297-) " 639 Ü ding nicht riel,bar

  Freilegung von t@estandteilen in Betonoberfldchen:

  Wenn Betonoberflachen sandgestrahlt werden sollen -um in

  der iyiisc,.iung enthaltene Bestanateile , er -

  bisherigen Verfahren die Verwendung sehr

  groi@er Ü'trahlmittel bis zu 3,1 mm. Dabei bestand die

  Üefahr einer Zerstörung der betonoberflä,che und einer

  Anfalligxeit gegenüber :r'ros-tzers türungen, welche die

  Grundmasse zersetzen. sei Verwendung einer um etw;.;

  Jo ;o Kleineren ätrahlmittelLrciäe und bei Preiadrüccien

  im Be_-eich von 14 bis 1-.. a-tü vorliegender i;ri indung,

  Kann- die F'ros-czersturunö wesentlich verringert ,werden und

  aui#),-z°dern wird eine viesentliche Leitungssteigerung er-

  reicht.

  .Sollen .Schutzüberzüge mit einer trocnenen Filmdiciie

  zwischen o, o25 und 0,075 nun oder zwisc.Lien 0,075 und

  o,15 mm aufgetragen warfen, so läßt sich ein hierfür ge-

  eignetes Oberflächenprofil durch Buswahl der ätrahlniit-

  telgrül3e unu des erf oz-derlichen freiadruCKes festlegen.

  Bei Verwendung des erfindungsge41äia ausgewuhlten Pre@ädrucrzes wird die Leistung durch die Kleineren Teilchen wesentlich vergrößert und ein entsprechendes Profil läia-t sich durch 3instellung von Druciz und Strahlmittelgruive viel leichter herstellen. Kleine, durch einen Luftstrahl höheren Druckes auigestrahlte Teilchen haben eine wesentlich höhere Energie und ihre an der Oberfläche wir.#Lsame Arbeit ist vergleichsweise der von grötäeren Teilchen,die niedrigerem Druck aufgestrahlt werden. werden Zeiteinheit mehr Teilchen gegen die zu behandelnde Oberfläche gestrahlt; in der Zeichnung ist ein Diagramm abgebildet, in dem der Metallabrieb einer Weichstahlplatte in Gramm gegenüber dem aufgewendeten Luftdruck aufgetragen ist, mit dem die Teilchen aufgestrahlt wurden. Die Strahlmittelteilchen hatten eine Größe mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,38 bis o,12 mm, bzw. 75 jö, davon o,18 bis o,15 mm, und wurden rechtwinKlig gegen die Platte aus einem Abstand von 30,5 Cm geblasen. Einige erfindungsgemäß erreichte Vorteile sind folgende: a) schnelleres Reinigen, b) niedrigere Strahlungskosten, c) niedrigere Bedienungskosten, d) niedrigere Kosten für den Ersatz von ätrahlmitteln und e) wesentliche Verringerung der erbrderlichen Einrichtung. Die folgenden Beispiele wurden durch praktische Versuche erhalten, bei denen Minerale als Strahlmittel mit einer lichten Maschrmite zwischen o,8 und o,25 mm verwendet wurden:

  Metall- Strahlznittel- Jteigerung Einsparung

  kg,/cm verlust menge (g) der Leistung an. Strahl-

  (g) (@ö) mittel (/a)

  093 . o, Zoo loo 0 0

  99b o, 24o ltio 2o 1L,, u

  12,25 0035o 180 75 43,0

  17,5 0,000 lao . 2oo öu,6

  24, - oo8Öo löo 3j0 70,(U

  31,5 0.d80 lüo 34o 77,3

  Da die kleineren Strailmittelteilchen leichter erhältlich sind und da es weiterhin bei den bisherigen Verfahren notwendig war, daiä Strahlmittel periodisch von den durch Abrieb oder durch Absplitterung anfallenden Teilchen abzu-.sieben, erweist sich die Erfindung als wirksamer und wirtschaftlicher. Vorzugsweise wird das Verfahren mit Trockenluft ausgeführt, um schnelles Rosten des Eisens nach dem Säubern zu vermeiden. Zu diesem Zweck kann die Luft zuerst vorgekühlt werden, so dai3 währendabr Kompression auf den erforderlichen höheren Druck der erforderliche Temperaturanstieg mit einer starken Abnahme der relativen Feuchtigkeit erfolgt. Es ist festgestellt worden, dai@ beim Säubern,von Stahl, welches Meerwasser ausgesetzt ist, bei den bisherigen Verfahren eine gewisse ,Salzmenge in der komplexen Struktur der gereinigten Oberfläche verblieb. Diese korrodierenden. Salze, von denen die meisten die schädlichsten Eisenchloride und -sulfate sind, haben eine nachteilige Wirkung auf die Überzüge. Auch darf die bestrahlte Oberfläche in-

  folge ihrer Zerstörung der Atmosphäre nicht lange aus-

  gesetzt werden, bis der Uberzug aafge bracht wird.

  Durch Verwendung Kleiner äzrahlteilchen ist aber dieser

  aalzeinschlu"# @ wesentlich geringer, weil die kleinen #eell-

  chen viel besser die t3asis der Dorr osionsausnehmungen er-

  reichen *innen. Mit dem erfindungsgemC;ä,13en Verfahren,

  dem vorzugsweise kleine .ieilchen bei Liöheren ürücxen

  verwendet werdei.., -tiann die gereinigte überzläche ent-

  sprechend der v orgenann-Ven Abriebsgru .#.,e und der aufge-

  wendeten .üritciie ein gleichmäßiges Profil haben, wobei

  nur eine unbedeutende Menge horrosionsprodut"te in even-

  tuellen Hohlteilchen verbleiat. Diese Verringerung

  eitler .ilzsiiiiilunb gibt eine bessere Oberflache, welche

  für die mec:ienische Adhäsion eines ooerflUchenüberzuges

  geeigneter ist unü eine wirtschaftliches Auftragen der

  i3 berzugsmass en durch Füllen der izle inen Ausnetunungen

  ermüglicüt.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von metallischen oder nichtmetallischen Weriistücken, Bauteilen o. dgl., durch Aufblasen eines Strahlmittels mittels eines Luft-Stromes, dadurch gekennzeichnet, daß feinkörnige ätrahlmittel mit Drücken ijon 9 atü und mehr auf die zu bearbeitende Fläche gestrahlt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Vorbereitung einer Stahlfläche zum Anstreichen, dadurch gekennzeici-inet, daß der Luftdruck 9 atü beträgt und die Körnchengrö.@e des ätrahlmittels nicht größer ist als 0,55 mm lichte Maschenweite.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Bearbeitung einer Stahlfläche, dadurch gekennzeichnet, dah der Luftdruck nicht unter 14 atü liegt und die Größe der Teilchen nicht größer ist als 0,b5 mm licnte IJIaschenweite .
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 zur Bearbeitung einer Stein-oder Betonoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß das feinkörnige Strahlmittel mit einem Luftdruck von 10,5 atü und mehr auf die Oberfläche aufgestrahlt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnchengröße nicht größer ist als 0.095 mm lichte Maschenweite.