DE2061941A1

DE2061941A1 - Verfahren zur Herstellung eines Form teils mit einem Überzug

Info

Publication number: DE2061941A1
Application number: DE19702061941
Authority: DE
Inventors: Norman Thomas Dodge Minn Gonnella (V St A)
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-12-18
Filing date: 1970-12-16
Publication date: 1971-06-24
Also published as: FR2071797A5

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Getelhdiaft mbH

Böblingen, 14. Dezember 1970 kd-rz

Anmelderin: International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: Docket RO 969 002

Verfahren zur Herstellung eines Formteils mit einem Überzug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus einem plastischen Material mit einem Überzug aus einem zweiten Material auf seiner Oberfläche.

Es sind verschiedene Methoden zur Herstellung von Überzügen auf plastischem Material, die zu auf bestimmte Zwecke ausgerichteten Eigenschaften der Oberfläche führen, bekannt. Bei diesen Verfahren ist es wesentlich, daß die Abmessungen genau eingehalten werden und daß als Verarbeitungsverfahren möglichst einfache Verfahren, wie Gießen und dergl., angewendet werden können.

Zweck des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung eines Teils aus einem plastischen Material mit einem Überzug aus Metall oder einem keramischen Material, wobei das überzogene Teil bestimmte Abmessungen und die Oberflächenbeschaffenheit eines Formteils besitzt.

Der Überzug wird durch Flammspritzen oder eine andere Methode, beispielsweise durch Elektroplattieren, erzeugt. Flammspritzen ist besonders geeignet, denn mit diesem Verfahren können auch Materialien aufgebracht werden, die sich mit den konventionellen Verarbeltungsmethöden nur schwer aufbringen lassen. Heiterhin können die üblichen Verfahren zur Verarbeitung von plastischem Material angewendet werden. Einzige Bedingung ist, daß das plastische Material eine gute Haftung zu dem zuvor aufgebrachten

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überzug aus Metall oder keramischem Material besitzt. Damit das Formteil leicht aus dem Formwerkzeug entfernt werden kann, wird dieses vor dem Flammspritzen mit einem Trennmittel behandelt, um eine ausreichend schwäche Haftung des Überzuges auf der Form zu gewährleisten.

Das Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus plastischem Material mit einem überzug aus einem zweiten Material auf seiner Oberfläche ist dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Formwerkzeugs ein überzug aus dem zweiten Material aufgebracht und danach plastisches Material in den Hohlraum des Formwerkzeugs eingefüllt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird nur auf Teile der Oberfläche des Formteils ein überzug aufgebracht. Es wird auf die diesen Teilen entsprechende Oberfläche des Formwerkzeugs ein überzug aufgebracht, wobei die zu beschichtenden Teile der Oberfläche des Formwerkzeugs sich auf einem Einsatzteil befinden, das in die Form eingesetzt wird.

Die Erfindung und die Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Formwerkzeug mit einem Einsatzteil,

Fig. 2 einen Querschnitt des Einsatzteiles der Fig. 1,

Fig. 3 eine ähnliche Abbildung wie Fig. 2, mit einem überzug auf der Oberfläche des Einsatzteiles, die einen Teil der Oberfläche der Hohlform bildet,

Fig. 4 einen Durchschnitt durch das gefüllte Formwerkzeug der Fig. 1, jedoch mit einem Überzug auf der Oberfläche des Einsatzteiles,

Fig. 5 das Formwerkzeug der Flg. 4, wenn es geöffnet ist Docket BO 969 002 109826/1589

und wenn das Formteil zusammen mit dem Einsatzteil entfernt wird,

Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Teil des Formwerkzeugs und einen Teil der Einfüllöffnung, wenn dieses von dem Formring abgetrennt ist.

Fig. 1 zeigt schematisch zwei Hälften 10 und 11 eines Formwerkzeugs, die die Hohlform 13 bilden. Ein Teil der Oberfläche der Hohlform 13 wird durch die Oberfläche 15 des Einsatzteils 16 gebildet. Eine Einfüllöffnung 19 zum Einspritzen der thermoplastischen Formmassen ist vorgesehen. Das Einsatzteil 16 (Fign. 2 und 3) wird aus der einen Hälfte 10 des Formwerkzeugs entfernt. Die Oberfläche 15 des Einsatzteils wird mit einem Trennmittel behandelt oder die Oberfläche 15 wird präpariert und der überzug aus einem Material, das später auf dem Formteil 23 vorhanden sein soll, wird aufgebracht.

Wenn die Oberfläche 15 des Einsatzteils so glatt ist, daß keine starke Bindung zu dem überzug 20 gebildet wird, kann die Methode auch ohne Verwendung eines Trennmittels durchgeführt werden. Es wird jedoch im allgemeinen ein Trennmittel verwendet, um eine hinreichend schwache Bindung zwischen der Oberfläche 15 des Einsatzteils und dem überzug 20 zu gewährleisten, damit die Trennung nach Beendigung der Formgebung mühelos durchgeführt werden kann. Andererseits ist jedoch erforderlich, daß das Trennmittel eine hinreichend hohe Haftung besitzt, um den Kräften während der Herstellung des Formteils standzuhalten. Ein bevorzugtes Trennmittel ist Gold, das aus einem Tauchbad abgeschieden wird. Dieses Trennmittel 1st sparsam und einfach in der Anwendung, denn die Oberfläche braucht nur solange in ein Bad getaucht zu werden, bis die gewünschte Schichtdicke im Mikronbereich erreicht ist. Demzufolge ist für das Aufbringen des Trennmittels weder ein großer Materialaufwand erforderlich, noch beeinflußt die geringe abgeschiedene Schichtdicke die Endabmessungen des fertigen Formteils und das Einsatzteil 16 paßt nach wie vor in die Vertiefung der Hälfte 10 des Formwerkzeugs. Docket RO 969 002 1098 26/1589

Als Trennmittel können auch viele andere Materialien, beispieIsweise Kupfer und Zink mit guter Wirkung verwendet werden.

Wenn gelegentlich das Trennmittel die Haftung in dem Maße herabsetzt, daß eine Trennung während des Herstellung des Formteils befürchtet werden muß, kann die Oberfläche 22 des Einsatzteils zur Erhöhung der Haftung mit einem Sandstrahlgebläse aufgerauht werden. Die zu behandelnden Teile der Oberfläche können mit feinen Aluminiumpartikeln sandgestrahlt werden.

Der überzug, der auf die Oberfläche des Formteils aufgebracht werden soll, wird auf bestimmte Teile der Oberfläche des Formwerkzeugs aufgebracht. Obgleich dies auf verschiedene Arten erfolgen kann, ist es am einfachsten, wenn ein Einsatzteil verwendet wird, auf dem sich die zu beschichtenden Teile der Oberfläche des Formwerkzeugs befinden. Das Einsatzteil wird entfernt und an den dafür vorgesehenen Stellen mit einem überzug versehen. Zum überziehen sind zahlreiche Verfahren wie Plattieren, Beschichten in Vakuum oder Beschichten unter Verwendung eines Haftroittels geeignet. Es ist jedoch besonders vorteilhaft, das Flammsprltzverfahren anzuwenden. Mit dem Flammspritzverfahren oder Plasmaspritzverfahren können Materialien, die sonst nur schwierig aufzutragen sind, aufgetragen werden, wobei gleichzeitig eine Oberflächenbeschaffenheit und eine Dimensionsbeständigkeit erzielt wird, die sonst bei diesen Spritzverfahren nicht erreicht werden kann.

Für bestimmte Anwendungszwecke, beispielsweise zur Herstellung dicker überzüge, die auf andere Art nicht herstellbar sind, kann eine Zwischenschicht auf die beschichtenden Teile des Eineatzteils des Forawerkzeugs aufgetragen werden. Diese Zwischenschicht ist Bestandteil des fertigen, überzogenen Formteile. Es gibt zahlreiche Materialien, die eine sehr gute Haftung zu dem zuvor aufgebrachten überzug und gleichzeitig eine Oberflächenbeschaffenheit besitzen, mit der das plastische Harz eine sehr starke adhäsive Bindung einzugehen vermag. Zu diese» Zweck sind bei-

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spielsweise Kupferglas, ein Nickel-Aluminium-Verbundstoff und ähnliche Materialien geeignet.

Wenn der überzug 20 auf die gewünschten Teile der Oberfläche 15 des Einsatzteils 16 aufgebracht ist, wird dieses in das Formwerkzeugteil 10 eingesetzt und die Hohlform 13 mit plastischem Material durch die Einfüllöffnung 19 (Fig. 4) gefüllt. Man läßt das plastische Material abkühlen und aushärten, wie es bei der Verarbeitung von Formmassen üblich 1st.

' Es können Harze mit oder ohne Füllstoffe, beispielsweise Phenolharze oder Epoxidharze, die eine ahäsive Bindung mit dem überzugsmaterial eingehen, verwendet werden. Die Formgebung des Harzes kann durch Gießen, Pressen oder Harmumformen erfolgen. ^; Damit eine gute Haftung des Überzugs auf dem Harz erreicht wird, ^: sollte dieses aus einer Formulierung ohne Formentrennmittel ' bestehen. Siliziumverbindungen dürfen nicht verwendet werden, 1/4 ^: oder 1/2 % eines Zinkstearatformentrennmittels kann jedoch

toleriert werden. Das Formentrennmittel wird vorzugsweise auf diejenigen Teile des Formwerkzeugs aufgetragen, die nicht mit , dem überzug versehen werden sollen. Das Formentrennmittel wird

zu diesem Zweck auf die Oberfläche des Hohlraums 13 vor dem ; Einsetzen des Einsatzteils 16 aufgetragen.

J Nach dem Einfüllen der Formmasse und nach der Aushärtung dersel-

/ ben wird das Formwerkzeug geöffnet und das fertige, beschichtete

■ Formteil 23 entfernt. Hie in den Fign. 5 und 6 angegeben ist,

werden das Formteil 23 und das Einsatzteil 16 zusammen entfernt

: und die Bindung zwischen der Oberfläche 15 des Einsatzteils und

1 der Oberfläche des Überzugs 20 wird erst außerhalb des Formwerk-

1 zeuge gelöst. In gleicher Heise wird der Angußkegel 25 entfernt.

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\ Beispiel I

I Das Formteil, das hergestellt werden soll, soll eine hohe spezi- I fieche Dichte besitzen und teilweise mit einem überzug aus Wolfram-

1 carbid versehen sein« Ee wird eine Düse verwendet mit einem Ein-

I Docket HQ Q6Q OO2 1098 2 6/1589

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Satzteil, auf dem sich die zu beschichtenden Teile der Oberfläche des Formwerkzeugs befinden. Die Verwendung solcher Einsatzteile vereinfacht das Aufbringen von überzügen auf diskrete Teile der Oberfläche des Formwerkzeugs. Das Einsatzteil, das Bestandteil der Hohlform ist, wird durch Plattieren aus einem Tauchbad mit einem Goldüberzug als Trennmittel versehen. Wolframcarbid wird in einer Schichtdicke von 0,0075 bis 0,05 cm (0,003 to 0,020 inches) durch Flammspritzen auf die Oberfläche des Einsatzteiles aufgetragen. Das Einsatzteil wird in das Formwerkzeug eingesetzt, mit Wolfram gefülltes Epoxidharz eingebracht und gehärtet. Das Formteil und das Einsatzteil werden zusammen aus dem Formwerkzeug entfernt und das mit dem Wolframcarbidüberzug versehene Teil von dem Einsatzteil getrennt.

Beispiel II

Beispiel I wird wiederholt. Zusätzlich werden Teile der mit Gold überzogenen Oberfläche des Einsatzteils mit Aluminiumteilchen von 10 Mikron sandgestrahlt, um selektiv die Haftung zwischen der so behandelten Oberfläche und dem danach aufzubringenden Überzug zu vergrößern. Weiterhin wird nach dem Auftragen von Wolframcarbid mittels Flammspritzen auf dieses eine Zwischenschicht aus einem Nickel-Aluminium-Verbundstoff aufgetragen. Anschließend wird, wie in Beispiel I angegeben, weitergearbeitet.

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Claims

PATENTANS PRtJCHE

Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus einem plastischen Material mit einem überzug aus einem zweiten Material auf seiner Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Formwerkzeugs ein überzug aus dem zweiten Material aufgebracht und danach plastisches Material in den Hohlraum des Formwerkzeugs eingefüllt wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus einem plastischen Material mit einem überzug aus einem zweiten Material auf Teilen seiner Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die diesen Teilen entsprechende Oberfläche des Formwerkzeugs ein überzug aus dem zweiten Material aufgebracht und danach plastisches Material in den Hohlraum des Formwerkzeugs eingefüllt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die zu beschichtenden Teile des Formwerkzeugs ein Trennmittel, vorzugsweise ein überzug aus Gold, aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zu beschichtenden Teile der Oberfläche des Formwerkzeugs auf einem Einsatzteil befinden, das in die Form eingesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 bis Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmittel und der überzug aus dem zweiten Material auf die Oberfläche des Einsatzteils vor dem Einsetzen desselben in die Form aufgebracht werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein überzug aus einem Metall oder einem keramischen Material aufgebracht wird.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der überzug durch Flammspritzen aufgebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer überzug aus einem dritten
Material auf die mit dem überzug aus dem zweiten Material versehenen Teile der Oberfläche aufgebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 2 bis Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil mit einem oder zwei überzügen
auf Teilen seiner Oberfläche zusammen mit dem Einsatzteil aus dem Formwerkzeug entfernt wird und anschließend von
dem Einsatzteil abgetrennt wird.

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