DE1935123B2 - PROCESS FOR COATING THE SURFACES OF METALLIC OBJECTS WITH METALLIC MATERIALS - Google Patents
PROCESS FOR COATING THE SURFACES OF METALLIC OBJECTS WITH METALLIC MATERIALSInfo
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Description
2 χ CV/3 stoßartig auftretenden elektrischen Strom ausgesetzt °ΑΛ»Λ Pr schlagartig verdampft und schmilzt, worauf H- ihmelzSr S unter dem explosionsartig auftre-SÄÄSSUuck mit hoher Geschwindigkeit auf die zu beschichtende Oberfläche abgeschleudert2 χ CV / 3 exposed to sudden electrical currents ° ΑΛ »Λ P r suddenly evaporates and melts, whereupon H- himelzSr S is thrown at high speed onto the surface to be coated under the explosive impact
iicri wird. Bei einem anderen Vorwhen (US-PS 32 20 873) befindet sich der die Besffitung bildende Stoff in einer Lösung, aus der er SÄSe einer Druckwelle herausgetrieben wird. Im ρ JSlde^ älteren, nicht vorveröffentlichten deutfchen Patente^,53 752 ist schließlich ein Verfahren unte? Schutz gestellt, bei dem das zum Beschichter, der Oberfläche eines Werkstockes vorgesehene Material zSsfvon Sner Folie gehalten wird und dann «folge Ϊ? Zerstörung der Folie durch die von einer FunkenenUadung erzeugte Druckwelle freigesetzt wird. AnsSle de! Funkenstrecke kann man auch hier einen durd1 einen Stromimpuls zerstörbaren Leiter verwenden dS soll bei Anlegung der die Funkenentladung SöseSen Energie zunächst der schmelzbare Leiter zeSörund sich erst dann die Funkenentladung anschließend voll ausbilden. Damit soll die Endadungszeit verlängert und somit die Notwendigkeit der Ze StSg der Folie, der Freisetzung des pulverförmig gei Sals und des Aufbringen dieses Materials auf dfe Oberfläche des zu beschichtenden Werkstückesiicri will. In another Vorwhen (US-PS 32 20 873) the fabric forming the filling is in a solution from which it is driven out by a pressure wave. In the ρ JSl de ^ older, unpublished German patents ^, 53 752 is finally a process below? Protection provided, in which the material intended for the coater, the surface of a work stick, is held by Sner foil and then «follow Ϊ? Destruction of the film is released by the pressure wave generated by a spark charge. AnsSle de! A spark gap can also be used here with a conductor that can be destroyed by a current pulse. When the spark discharge SöseSen energy is applied, first the fusible conductor zeSör and only then the spark discharge should then develop fully. This is intended to lengthen the final charge time and thus the need for the film to be exposed, the release of the powdery sals and the application of this material to the surface of the workpiece to be coated
4040
10001000
4545
Um)Around)
wobei:whereby:
K2 - Konstant« (±30%) K 2 - constant «(± 30%)
/ — Resonanzfrequenz der Schaltung (Hz)/ - Circuit resonance frequency (Hz)
5555
6060
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beschichten von Oberflächen von metallischen Gegenständen mit metallischen Werkstoffen mit Hilfe eines Drahtes aus dem jeweils gewählten metallischen Werkstoff, der in Anwesenheit von Luft oder inerten Gasen, wie Sticlistoff, um ein Mehrfaches seines Halbmessers von der zu beschichtenden Oberfläche beabstandet angeordnet und darauf einem derart hohen, ^etoSÄSSder eingangs genannten Art (W. ItCoTn in »Exploding Wire«, Band 2 Plenum Press New York [1962] bzw. in »The Physical Review«, Band 79 zwe°e Serie 1.7. bis 15.9.1950) ist der Energiewandler und der Beschichtungswerkstoff .η ein und demselben Gegenstand, nämlich einem Draht, inkorpo- £. Dabei wifd durch einen metallischen Draht relativ kleinen Durchmessers, wie etwa weniger als 0,1 mm, ein hoher Strom geschickt bzw. zur Entladung gebracht was eine Explosion zur Folge hat, derart, daß der Draht durch Verdampfen in einen gasförmiger.Zustandhohen Druckes gesetzt wird. Es wurde ein Süberdraht von 016 mm im Durchmesser bei niedrigem Luftdruck (etwa 120 mm Hg) oder bei ebenso niedrigem Druck von inerten Gasen durch eine solche elektrische Entladung explodiert. Bei Ausübung dieses Verfahrens stellen sich jedoch folgende Schwierigkeiten ein:The invention relates to a method for coating surfaces of metallic objects with metallic materials with the help of a wire made from the selected metallic Material that is several times its own in the presence of air or inert gases, such as Sticlistoff Arranged at a distance from the surface to be coated and on such a high, ^ etoSÄSS of the type mentioned at the beginning (W. ItCoTn in "Exploding Wire", Volume 2 Plenum Press New York [1962] or in "The Physical Review", Volume 79, two series 1.7. until September 15, 1950) is the energy converter and the coating material .η and the same object, namely a wire, inkorpo- £. Thereby wifd relatively through a metallic wire small diameter, such as less than 0.1 mm high current sent or brought to discharge which has an explosion as a result, so that the wire by evaporation into a gaseous state Pressure is set. It became a cross wire from 016 mm in diameter at low air pressure (approx 120 mm Hg) or at an equally low pressure of inert gases by such an electrical discharge explodes. However, when practicing this procedure, the following difficulties arise:
1 Der Draht befindet sich in einer Umgebung yon ' Luft oder inerten Gasen relativ niedrigen Druckes.1 The wire is in an environment of air or inert gases of relatively low pressure.
Die unter diesen Umgebungsbedingungen stattfindende elektrische Entladung verläuft zum Teil in dem Raum um die Oberfläche des Drahtes herum, da in diesem Umgebungsraum die Gase ionisiert werden. Dieser elektrische Nebenfluß führt zu einer Einbuße an Stromfluß durch den Draht und damit an Explosionskraft, so daß die Beschichtung nicht die gewünschte Haftfestigkeit besitzt.The electrical discharge taking place under these environmental conditions runs partly in the space around the surface of the wire, as the gases ionize in this surrounding space will. This electrical bypass results in a loss of current flow through the wire and thus explosive force, so that the coating does not have the desired adhesive strength.
2 Da der Anteil des elektrischen Stromes, der durch den Draht selbst hindurchgeht, auf Grund des vorerwähnten Nebenschlusses nicht genau feststellbar ist, lassen sich keine optimalen Verfahrensbedingungen errechnen. 2 Since the portion of the electric current that passes through the wire itself is due to the The aforementioned shunt cannot be precisely determined, no optimal process conditions can be calculated.
3. Die nach den bekannten Vorschlägen verwendeten Drähte in der Größenordnung von 0,1 mm3. The wires used according to the known proposals in the order of 0.1 mm
Durchmesser ergeben nur eine unzureichende Dicke der Beschichtung (nur etwa 0,05 μιτι). Jedenfalls läßt sich mit der Auflage nur eines explodierten Drahtes kein praktisch verwertbares Resultat erzielen.Diameter result in an insufficient thickness of the coating (only about 0.05 μm). In any case, there is nothing that can be used in practice with just one exploded wire Achieve result.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem es möglich ist, den Entladungsstrom auf den Drahtquerschnitt zu beschränken und damit genaue Bemessungsgrundlagen zu erhalten; weiterhin soll die Dicke des Belages praktischen Erfordernissen entsprechen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Draht unter atmosphärischen Druck in einem Abstand vom 20—öOfachen seines Halbmesser von der zu beschichtenden Oberfläche angeordnet wird. Durch das Explodieren des Drahtes unter atmosphärischem Druck wird der Vorteil genutzt, daß eine Ionisierung unter diesen Verhältnissen nur schwer stattfindet. Dies führt dazu, daß praktisch kein Strom außerhalb des Leiters in der umgebenden Luft fließt Der Strom konzentriert sich damit auf den Draht, wodurch sich genaue Berechnungsgrundlagen für die Bemessung der Anlage ergeben. Der vorgesehene Entfernungsbereich des Drahtes gewährleistet bei entsprechender Bemessung seines Durchmessers, daß die unter dem Verdampfungsdruck auseinandergeschleuderten Schmelzpartikeln in genügender Dichte die zu beschichtende Fläche erreichen und bis dahin nicht oxydieren. Der Draht wird durch den Stromstoß augenblicklich überhitzt und bildet so ein Gemisch von Hochdruckgas und Schmelze des Drahtes, die atomisierten Teilchen werden mit einer hohen Geschwindigkeit von 1-10 Mach zur Zerstreuung bzw. Zerstäubung gebracht Eine Oxydation kann in diesem Bereich deshalb nicht stattfinden, weil der Verdampfungsdruck die umgebende Luft verdrängt. In bevorzugter Ausführung wird der Drahtdurchmesser in der Größenordnung zwischen 03 und 2,0 mm gewählt Durch das erfindungsgemäße Vorgehen lassen sich die Richtung und die Geschwindigkeit der atomisierten Teilchen dadurch steuern, daß man die Energie der Stoßwelle ausnutzt, die durch die Explosion des Drahtes in der Umgebungsluft bzw. einer Gasatmosphäre erzeugt wird.The invention is based on the object of providing a method of the type mentioned at the beginning with which it is possible to limit the discharge current to the wire cross-section and thus to obtain precise measurement bases; furthermore, the thickness of the covering should meet practical requirements. According to the invention, the object is achieved in that the wire is arranged under atmospheric pressure at a distance of 20-10 times its radius from the surface to be coated. Exploding the wire under atmospheric pressure takes advantage of the fact that ionization takes place only with difficulty under these conditions. This means that practically no current flows outside the conductor in the surrounding air. The current is concentrated on the wire, which results in precise calculation bases for dimensioning the system. The intended distance range of the wire, if its diameter is dimensioned accordingly, ensures that the melt particles thrown apart under the evaporation pressure reach the surface to be coated in sufficient density and do not oxidize until then. The wire is instantly overheated by the current surge and thus forms a mixture of high pressure gas and melt of the wire, the atomized particles are dispersed or atomized at a high speed of 1-10 Mach. Oxidation cannot take place in this area because the evaporation pressure displaces the surrounding air. In a preferred embodiment, the wire diameter is selected in the order of magnitude between 03 and 2.0 mm. The procedure according to the invention allows the direction and speed of the atomized particles to be controlled by utilizing the energy of the shock wave generated by the explosion of the wire in the Ambient air or a gas atmosphere is generated.
Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung wiedergegebenen Skizzen und der nachfolgenden Darlegungen und Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on the sketches reproduced in the drawing and the following Explanations and exemplary embodiments explained in more detail. It shows
F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Schaltkreises zur Durchführung des Verfahrens,F i g. 1 shows an embodiment of an electrical circuit for carrying out the method,
Fig.2 eine Anordnung zur Ausführung des Verfahrens zum Beschichten der Innenwand eines rohrförmigen Körpers,2 shows an arrangement for carrying out the method for coating the inner wall of a tubular body,
F i g. 3A und 3B eine Schemadarstellung der Wechselwirkung zwischen den atomisierten Teilchen und der durch einen Reflektor reflektierten Stoßwelle in einer Achsialansicht und in einer SeitenansichtF i g. 3A and 3B are a schematic representation of the interaction between the atomized particles and the Shock wave reflected by a reflector in an axial view and in a side view
Fig. 1 zeigt einen Schaltkreis, wie er zur Durchführung des Verfahrens zur Anwendung kommen kann, um einen elektrischen Strom zur Stoßentladung und um einen abnutzbaren Draht zur Explosion zu bringen. In dieser Figur ist mit 1 der Draht bezeichnet, der zwischen zwei Elektroden 2 in atmosphärischer Umgebung oder in einem inerten Gas montiert ist. Ein Kondensator 3 hoher Kapazität wird über einen Ladewiderstand 4 durch einen Gleichspannungsgenerator S hoher Spannung aufgeladen, mit 6 ist der Entladungsspalt bezeichnet, Ober welchen ein starker elektrischer Strom zur Entladung kommt Schaltungsanordnungen in dieserFig. 1 shows a circuit as it is used to carry out of the process can be used to generate an electric current for impulse discharge and around detonate a worn wire. In this figure, 1 denotes the wire between two electrodes 2 is mounted in an atmospheric environment or in an inert gas. A capacitor 3 high capacity is via a charging resistor 4 by a DC voltage generator S high voltage charged, with 6 the discharge gap is designated, above which a strong electric current circuit arrangements are discharged in this
allgemein bekannt, es kann daher darauf verzichtet werden, hier eine weitergehende Beschreibung zu geben. Mit einer solchen Anordnung lassen sichgenerally known, it can therefore be dispensed with a more detailed description here give. With such an arrangement can
<; insbesondere die innere Fläche von zylindrischen und kugelförmigen Gegenständen mit Metallen beschichten.<; especially the inner surface of cylindrical and Coating spherical objects with metals.
ausgenutzt, die durch die Explosion eines abnutzbarenexploited by the explosion of a wear and tear
,o inerten Gas von normalem Druck erzeugt wird. Die Benutzung von inertem Gas hat sich im Rahmen der durchgeführten Versuche insbesondere bei der Benutzung von Drähten aus Aluminium, Titan und Molybdän als vorteilhaft erwiesen; so verhindert eine Stickstoffatmosphäre ein Anhaften von oxydierten Teilchen an der Oberfläche des zu beschichteten Gegenstandes., o inert gas of normal pressure is generated. the The use of inert gas has proven itself within the scope of the tests carried out, especially during use of wires made of aluminum, titanium and molybdenum proven to be beneficial; so prevents a nitrogen atmosphere adhesion of oxidized particles to the surface of the object to be coated.
Die Explosion eines Drahtes mit einem Durchmesser von weniger als 0,5 mm erzeugt wegen einer kleineren Explosionsenergie nur eine dünne Schichtlage relativ geringer HaftfestigkeitThe explosion of a wire with a diameter of less than 0.5 mm is generated because of a smaller one Explosion energy only a thin layer of relatively low adhesive strength
Die sich in dem umgebenden Gas infolge der Explosion ausbreitende Stoßwelle kann durch Reflektoren reflektiert werden, welche die Flugrichtung und die Geschwindigkeit der atomisierten Teilchen des Drahtes steuern, was die Erzeugung einer gleichförmigen Schichtlage hoher Dichtigkeit und befriedigender Haftfestigkeit zur Folge hat und gleichzeitig durch die Beschleunigung und Konzentration der atomisierten Teilchen eine befriedigende Ausbeute des Beschichtungsmaterials mit sich bringtThe shock wave propagating in the surrounding gas as a result of the explosion can pass through reflectors reflecting the direction of flight and the speed of the atomized particles of the wire control what the creation of a uniform layer of high density and more satisfactory Has adhesive strength as a consequence and at the same time through the acceleration and concentration of the atomized Particles brings a satisfactory yield of the coating material with it
Das Vorgehen mit Hilfe von Reflektoren läßt sich insbesondere an Hand der Fig.3A und 3B näher erläutern. Die durch einen Draht 11 erzeugte Stoßwelle wird durch Reflektoren 12, 12' reflektiert, die unter einem Winkel von 45° mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die reflektierten Wellen 14,14' treffen auf den zu beschichtenden Gegenstand 13 auf, sie lenken die atomisierten Teilchen 15 und 16 in Richtungen, die in den F i g. 3 gestrichelt eingezeichnet sind. Die Wellenintensität und ihre Richtung werden also durch die Reflektoren gesteuert, die ihrerseits die Bewegung der atomisierten Teilchen steuern. Eine solche Verfahrensweise eignet sich insbesondere für das Beschichten von Metallen mit einer ebenen Oberfläche. Zwischen demThe procedure with the aid of reflectors can be explained in more detail in particular with reference to FIGS. 3A and 3B explain. The shock wave generated by a wire 11 is reflected by reflectors 12, 12 'which are spaced apart at an angle of 45 ° are arranged. The reflected waves 14.14 'hit on the object to be coated 13, they direct the atomized particles 15 and 16 in directions that in the F i g. 3 are shown in dashed lines. The wave intensity and its direction are thus determined by the Controlled reflectors, which in turn control the movement of the atomized particles. Such a practice is particularly suitable for coating metals with a flat surface. Between the
60fachen, vorzugsweise im wesentlichen dem 40fachen,60 times, preferably substantially 40 times,
Umgebung durchgeführt, wobei man sich die Eigenschaft normaler Atmosphäre zunutze macht, daß diese
bei normalem, atmosphärischem Druck von Meereshöhe schwer ionisiert
Diese Eigenschaft resultiert in der Verhinderung einer Stromleckage durch die umgebende Luft. Der
elektrische Strom konzentriert sich also in dem Draht 1, weshalb diesem ein Durchmesser bis zu etwa 2 mm
gegeben werden kann, um eine Explosion herbeizuführen. Wenn für den Draht die geeignete Abmessung und
das geeignete Material gewählt ist, dann wird der Draht ρ ach weiterer Wahl der optimalen Entladungsbedingungen,
d.h. nach Wahl der Entladungsspannung, des Wertes der Kapazität des Kondensators und der
Resonanzfrequenz der Schaltung zur Verringerung des Verlustes an elektrischer Energie, explodiert. In der
nachfolgenden Tabelle sind die Ergebnisse einiger Versuche an den verschiedenstens metallischen Gegenständen
festgehalten.Environment carried out, taking advantage of the property of normal atmosphere that it ionizes heavily at normal atmospheric pressure from sea level
This property results in preventing current leakage through the surrounding air. The electrical current is therefore concentrated in the wire 1, which is why this can be given a diameter of up to about 2 mm in order to cause an explosion. If the suitable dimension and material is selected for the wire, then the wire ρ after further selection of the optimal discharge conditions, i.e. after the selection of the discharge voltage, the value of the capacitance of the capacitor and the resonance frequency of the circuit to reduce the loss of electrical energy , exploded. The table below shows the results of some tests on a wide variety of metallic objects.
ν /"W3 ill2
ν / "W3 ill
folgenden Gleichungen erfassen:for example a tungsten wire can be
capture the following equations:
i (2)I.
i (2)
Optimale Querschnittsfläche des Drahtes (mm2)Constant (± 30%)
Optimal cross-sectional area of the wire (mm 2 )
Ladespannung (Volt)Capacitance of the capacitor (Farad)
Charging voltage (volts)
Sopt:K 2 -
Sopt:
V:V:
Diese Gleichungen erwiesen sich im Rahmen der Versuchsreihen als zutreffend, die numerischen Konstanten wurden empirisch bestimmt. Aus Vorstehendem ist erkennbar, daß auch Messing und rostfreier Stahl mit Erfolg beschichtet werden können. Der zur Verwendung kommende Draht weist einen Durchmesser zwischen 0,5 und 2,0 mm auf. Wird ein Draht größeren Durchmessers verwendet, dann tritt beim Hindurchschicken eines Stromes hoher Frequenz oder eines Stoß-Gleichstromes durch den Leiter der bekannte Skin-Effekt auf, der in dem Nachteil eines ungleichförmigen Schmelze!» und einer ungleichförmigen Verdampfung des Drahtes Infolge einer möglicherweise ungleichförmigen Qualität des Drahtmaterials resultiert Diese Peststellung trifft auf die meisten metallischen Drähte zu. Ein solcher Nachteil einer Ungleichförmigkelt resultiert aber In der Erzeugung größerer Teilchen mit einem Durohmesser von mehr als 100 μηι, welche die Glätte der Beschichtungsfläche und deren Haftfähigkeit verschlechtern. Andererseits bringt die Verwendung eines Drahtes mit einem Durchmesser von weniger als 0,3 mm den Nachteil, daß eine große Menge des Drahtes bei der Explosion in ein Explosionsgas verwandelt wird und daß der Durchmesser der atomisierten Teilchen weniger als 1 μπι beträgt. Daraus resultiert eine geringere, gegen die Oberfläche des zu beschichtenden Materials gerichtete Stoßenergie, so daß die Schichtlage eine geringe Haftfestigkeit besitzt.These equations proved to be correct in the course of the test series, the numerical constants were determined empirically. From the above it can be seen that brass and stainless steel are also involved Success can be coated. The wire used has a diameter between 0.5 and 2.0 mm. If a wire with a larger diameter is used, this occurs when it is sent through a current of high frequency or a surge direct current through the conductor is known Skin effect on which in the disadvantage of a non-uniform Melt!" and non-uniform evaporation of the wire as a result of possibly irregular quality of the wire material results. This position applies to most metallic ones Wires too. One such disadvantage of non-uniformity but results in the production of larger particles with a Durohmesser of more than 100 μηι, which the smoothness of the coating surface and its adhesiveness worsen. On the other hand, the use of a wire with a diameter of less than 0.3 mm suffers from the disadvantage that a large amount of the wire when exploded into an explosive gas is transformed and that the diameter of the atomized particles is less than 1 μπι. From it if the impact energy directed against the surface of the material to be coated is lower, see above that the layer layer has a low adhesive strength.
Erfindungsgemäß findet also ein abnutzbarer Drahl mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 2,0 mm Verwendung, eine Entladung durch den Draht hindurch erzeugt eine Überhitzung von diesem und gleichzeitig die Bildung eines Gemisches aus einem Hochdruokgai und einer Schmelze. Der Druck dieses Gases Hegt in dei Größenordnung von etwa 1000 at, das Gas mach1 weniger als 30 Gew.-% des Drahtes aus. Das Gas stoß die Schmelze mit einer Geschwindigkeit vor 1-10 Mach in radialen Richtungen aus. Mittels dei erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, ein« Sohiohtlage einer Dloke von mehr als 5 μηι je Explosior zu erzeugen.According to the invention, a wearable wire with a diameter between 0.5 and 2.0 mm is used, a discharge through the wire generates overheating of this and at the same time the formation of a mixture of a high pressure gas and a melt. The pressure of this gas in Hegt dei order of about 1000 at the gas mach 1 less than 30 wt .-% of the wire out. The gas expels the melt at a speed of 1-10 Mach in radial directions. By means of the method according to the invention, it is possible to produce a height of a block of more than 5 μm per explosive.
Gemäß der in P1 g, 2 gezeigten Anordnung wird axia Innerhalb eines Kupferrohres A einer Länge vor 30 mm: ein Wolframdraht £ einer Länge von 50 mm uncAccording to the arrangement shown in P1 g, 2, axia Within a copper tube A a length of 30 mm: a tungsten wire £ a length of 50 mm unc
'528'528
einem Durchmesser von I mm zwischen zwei Elektroden C, C montiert. Das Kupferrohr besitzt einen ausgedrehten, polierten und mit TYi gewaschenen Innendurchmesser von 30 mm, es ist durch einen Isolierkörper D abgestützt.a diameter of 1 mm between two electrodes C, C mounted. The copper pipe has a turned, polished and TYi-washed inside diameter of 30 mm; it is supported by an insulating body D.
Wenn die in dem Kondensator 3 zur Aufladung gebrachte Energie in der Größe von 4 Kilo-Joule über eine Zeitdauer von 10 Mikrosekunden zur Entladung gebracht wird, dann verdampft der Wolframdraht 1 teilweise infolge der plötzlichen Überhitzung, während der Rest dieses Drahtes schmilzt und zu feinen Teilchen durch das Explosionsglas explodiert wird, die mit hoher Geschwindigkeit in der Größenordnung 1-10 Mach gegen die innere Fläche des Rohres geschleudert werden und so auf dieser eine Wolframschicht erzeugen. Diese Explosion wird im Regelfall unter normalem, atmosphärischem Druck durchgeführt. Da das Explosionsgas im Zeitpunkt vor der Erzeugung der atomisierten Teilchen erzeugt wird, wird dadurch die Luft um etwa den lOfachen Radius des Rohres weggeschleudert, so daß die Teilchen nicht oxydiert werden.When the energy charged in the capacitor 3 is of the order of 4 kilo-joules is caused to discharge for a period of 10 microseconds, then the tungsten wire 1 evaporates partly due to the sudden overheating while the rest of this wire melts and becomes fine particles is exploded through the blast glass, which is at high speed on the order of Mach 1-10 be thrown against the inner surface of the tube and thus create a layer of tungsten on it. This explosion is usually carried out under normal atmospheric pressure. Because the explosion gas is generated at the time prior to the generation of the atomized particles, this causes the air to circulate about ten times the radius of the pipe so that the particles are not oxidized.
Die Oberflächenrauhheit der erfindungsgemäß herstellbaren Schichtlage liegt bei etwa 5μιη. Die Oberfläche der Schichtlage ist also als sehr glatt zu bezeichnen. Die Dichtigkeit dieser Schichtlage wurde andererseits mit 18 g/cm3 gemessen, was einem Wert von 93% der theoretischen Dichtigkeit entspricht.The surface roughness of the layer layer that can be produced according to the invention is approximately 5 μm. The surface of the layer can therefore be described as very smooth. On the other hand, the impermeability of this layer was measured to be 18 g / cm 3 , which corresponds to a value of 93% of the theoretical impermeability.
Mit der Anordnung gemäß Fig.2 wurde das vorerwähnte Verfahren mit einem Molybdändraht einer Länge von SO mm und einem Durchmesser von 1,4 mm wiederholt. Die Schichtlage besaß eine Haftfestigkeit von 226 kg/cm2, die im Vergleich zu einer Haftfestigkeit von 173 kg/cm2, welche in Vergleichsversuchen mittels einer Spritzpistole erzielt werden konnte, als sehr gut zu bezeichnen ist.With the arrangement according to FIG. 2, the aforementioned method was repeated with a molybdenum wire having a length of 50 mm and a diameter of 1.4 mm. The layer had an adhesive strength of 226 kg / cm 2 , which can be described as very good in comparison to an adhesive strength of 173 kg / cm 2 , which could be achieved in comparative tests using a spray gun.
Eine Spannung von mehr als 50 kV bedingt die Gefahr einer Ionisierung der Luft und der Erzeugung einer Koronaentladung, wodurch das Verfahren schwierig zu beherrschen ist. Darüber hinaus bringt eine solch hohe Spannung eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes während der Explosion des Drahtes, so daß es zwischen der Elektrode und dem zu beschichtenden Material zu einer unmittelbaren Entladung kommen kann. Für die Kapazität des Kondensators liegt kein kritischer Wert vor.A voltage of more than 50 kV creates the risk of ionization of the air and generation a corona discharge, making the process difficult to control. It also brings such a high voltage an increase in electrical resistance during the explosion of the wire, so that there is an immediate discharge between the electrode and the material to be coated can. There is no critical value for the capacitance of the capacitor.
In einer Anordnung gemäß F i g. 3 wird ein abnutzbnrer Draht 11 aus Wolfram einer Länge von 30 mm und eines Durchmessers von 1 mm an seinen beiden Enden mit den Elektroden 10, 10' verbunden, und in einem Abstand von 5 mm werden zu beiden Seiten dieses Drahtes Acrylharzplatten als Reflektoren 12,12' unter einem Neigungswinkel von 45° angeordnet. Die zu beschichtende, metallische Platte 13 wird in einem Abstand von 20 mm von dem Draht zwischen den Reflektoren angeordnet. Wird der Kondensator 3 von 20 Mikrofarad und einer Ladeenergie von 4 Kilo-Joule durch eine Entladespannung von 20 kV zur Entladung gebracht, dann erhält man eine Schichtlage in der Dicke von 11 μΐη auf der Platte 13. Verzichtet man auf die Reflektoren 12, 12', dann erhält man eine Schichtlage mit einer Dicke von nur 7 μιτι. In F i g. 3 sind mit 14,14' noch die reflektierten Stoßwellen, mit 15, 16 die gelenkten Teilchen, mit 17 eine Auflage für die Platte 13In an arrangement according to FIG. 3 will be a wear and tear Wire 11 made of tungsten with a length of 30 mm and a diameter of 1 mm at both ends connected to the electrodes 10, 10 ', and at a distance of 5 mm on both sides of this Wire acrylic resin plates arranged as reflectors 12, 12 'at an inclination angle of 45 °. The to coating, metallic plate 13 is at a distance of 20 mm from the wire between the Arranged reflectors. If the capacitor 3 is 20 microfarads and a charge energy of 4 kilo-joules brought to discharge by a discharge voltage of 20 kV, then a layer is obtained in the thickness of 11 μΐη on the plate 13. If you do without the Reflectors 12, 12 ', then you get a layer with a thickness of only 7 μιτι. In Fig. 3 are with 14.14 ' nor the reflected shock waves, with 15, 16 the directed particles, with 17 a support for the plate 13
,ο und mit 18 die Stoßwelle bezeichnet., ο and 18 denotes the shock wave.
Der Draht 11 ist also auch hier in einem geeigneten Abstand von der zu beschichtenden Platte angeordnet, dieser Abstand mißt vorzugsweise das etwa 40fache des Drahthalbmessers. Die Reflektoren sind in einemThe wire 11 is also arranged here at a suitable distance from the plate to be coated, this distance is preferably about 40 times the wire half-diameter. The reflectors are in one
is Winkel zwischen 60 und 120° angeordnet. Ein Teil der durch die Explosion des Drahtes erzeugten zylindrischen Stoßwelle wird durch diese Reflektoren 12, 12' reflektiert, so daß reflektierte Wellen 14,14' entstehen. Diese werden gegen den zu beschichtenden Gegenstandis arranged at angles between 60 and 120 °. A part of cylindrical shock wave generated by the explosion of the wire is reflected by these reflectors 12, 12 ' reflected, so that reflected waves 14,14 'arise. These are against the object to be coated
to gerichtet, und dabei v/ird eine Gruppe von Teilchen 15, 16, welche in radialer Richtung aus dem Draht austreten, in einer Richtung durch die Wellen 14, 14' umgelenkt, die durch einen Pfeil angedeutet ist, so daß sie auf der Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes gesammelt werden. In diesem Fall beträgt die Geschwindigkeit der Stoßwelle und der Teilchen etwa 1500-2000 m/s bzw. 30-1000 m/s. Die Richtung der Teilchenstreuung kann also durch die Reflektoren gesteuert werden, weiterhin kann durch diese die erzielbare Dichte der Schichtlage je Explosion erhöht werden. Eine Einstellung der Neigung der Reflektoren 12,12' gegen die Basis 17 bringt die Möglichkeit einer Steuerung der Flugrichtung der Teilchen gegen den zu beschichtenden Gegenstand, wodurch die Konzentrats tion oder gleichmäßige Verteilung dieser Teilchen auf dem Gegenstand beeinflußt werden kann. In diesem Zusammenhang ist festzuhalten, daß eine Beaufschlagung des zu beschichtenden Gegenstandes mit Teilchen kleiner Geschwindigkeit oder mit Dampf aus oxydierten Partikeln auf Jeden Fall nachteilig ist, weil dadurch das nachfolgende Aufstäuben oder Aufspritzen beeinträchtigt wird. Da die kinetische Energie dieser Teilchen jedoch relativ klein ist, werden sie durch die von den unter einem Winkel zwischen 90 und 120° angeordneten to directed, while v / ith a group of particles 15, 16, which emerge in the radial direction from the wire deflected in one direction by the shafts 14, 14 ', which is indicated by an arrow so that it on the surface of the object to be coated are collected. In this case, the speed of the shock wave and the particle is about 1500-2000 m / s and 30-1000 m / s, respectively. The direction of the particle scattering can therefore be controlled by the reflectors; they can also increase the achievable density of the layer layer per explosion. An adjustment of the inclination of the reflectors 12,12 'against the base 17 brings the possibility of controlling the direction of flight of the particles against the object to be coated, whereby the concentration or uniform distribution of these particles on the object can be influenced. In this context, it should be noted that exposure of the object to be coated with particles of low speed or with steam from oxidized particles is in any case disadvantageous because it adversely affects the subsequent dusting or spraying. However, since the kinetic energy of these particles is relatively small, they are arranged by the particles at an angle between 90 and 120 °
,15 Reflektoren 12, 12' reflektierten Wellen 14, 14' nach außen über den Gegenstand 13 hinausgeworfen. Es kann demzufolg: <Mne saubere Oberfläche erhalten werden., 15 reflectors 12, 12 'reflected waves 14, 14' after thrown outside the object 13. It can therefore: <Mne get a clean surface will.
SD kcnntnis gewonnen werden, daß gleiche Ergebnisse bei der Ausübung des Verfahrens bei normalem atmospha rischem Druck in einem inerten Gas, wie beispielsweise Stickstoff, erzielt werden können, weil auch dann das Explosionsgas ein solches, den Draht umgebendes GasSD knowledge can be gained that similar results are obtained performing the process at normal atmospheric pressure in an inert gas such as Nitrogen, can be achieved because the explosion gas is such a gas surrounding the wire
wirksam nach außen schleudert und dadurch eine Oxydierung der Teilchen verhindert.effectively hurls outwards and thus prevents oxidation of the particles.
700 633/108700 633/108
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1935123A DE1935123C3 (en) | 1969-07-10 | 1969-07-10 | Process for coating the surfaces of metallic objects with metallic materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1935123A DE1935123C3 (en) | 1969-07-10 | 1969-07-10 | Process for coating the surfaces of metallic objects with metallic materials |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1935123A1 DE1935123A1 (en) | 1973-06-28 |
| DE1935123B2 true DE1935123B2 (en) | 1977-08-18 |
| DE1935123C3 DE1935123C3 (en) | 1978-04-13 |
Family
ID=5739464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1935123A Expired DE1935123C3 (en) | 1969-07-10 | 1969-07-10 | Process for coating the surfaces of metallic objects with metallic materials |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE1935123C3 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69128715D1 (en) * | 1991-03-27 | 1998-02-19 | Inst Elektroswarki Patona | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING METAL PRODUCTS BY PLASMA DETONATION |
-
1969
- 1969-07-10 DE DE1935123A patent/DE1935123C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1935123A1 (en) | 1973-06-28 |
| DE1935123C3 (en) | 1978-04-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |