DE2108628A1 - Fluoroplastic coating of valves - by applying aq dispersions contg mineral acids and sintering - Google Patents
Fluoroplastic coating of valves - by applying aq dispersions contg mineral acids and sinteringInfo
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Abstract
Description
"Verfahren zum Beschichten von Metallen mit Fluor-Kunststoff-Dauergleitschichten" Verfahren zum Beschichten von Metallen, insbesondere von gleitenden und dichtendon Teilen von metallischen Absperrarmaturen, mit Fluor-Kunststoff-Dauergleitschichten, be dem eine aus z.B. phosphorsauren Haftvermittlern mit Chromsäuregehalt und einer wässrigen Grundschicht-Dispersion aus z.B. Polytetrafluoräthylen bestehende Dispersion auf die Metallteile aufgebracht und anschließend gesintert wird. "Process for coating metals with fluoroplastic permanent sliding layers" Process for coating metals, in particular sliding and sealing donuts Parts of metal shut-off valves with fluorine-plastic permanent sliding layers, one made of e.g. phosphoric acid adhesion promoters with chromic acid content and one aqueous base layer dispersion consisting of e.g. polytetrafluoroethylene is applied to the metal parts and then sintered.
Die Erfindung betrifft weiter ein Mittel zum Aufbringen der Beschichtung auf Metalle sowie unter Verwendung der Erfindung beschichtete Absperr- und Mehrwegearmaturen. The invention further relates to a means for applying the coating on metals and using the invention coated shut-off and multi-way valves.
Metalle werden mit Kunststoffen hauptsächlich beschichtet, um einen Oberflächenschutz gegen Korrosionen der verschiedensten Art zu schaffen. Derartige Beschichtungen genügen normaler Weine den an sie gestellter Anforderungen, wenn sie keinen großen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Metals are mainly coated with plastics in order to have a To create surface protection against all kinds of corrosion. Such Coatings of normal wines meet the requirements placed on them, if they are not exposed to great mechanical loads.
Bei Absperr- und Mehrwegearmaturen kommt der inneren Beschichtung oder Auskleidung neben dem Korrosionsschutz noch eine weitere Aufgabe zu. Sie soll die übliche Fettschmierung zwischen dem Sperrteil und seinem Sitz im Gehäuse ersetzen. The inner coating is used for shut-off and multi-way valves or lining has another task in addition to corrosion protection. she should replace the usual grease lubrication between the locking part and its seat in the housing.
Es sind Absperrarmaturen bekannt, bei denen das Sperrteil (z.B. Hahnküken) und/oder der Gehäusesitz mit einer Fluor-Kunststoff-Schicht beschichtet worden sind, indem eine aus z.B. phosphorsauren Haftvermittlern mit Chromsäuregehalt und einer wässrigen Grundschicht-Dispersion aus z.B. Polytetrafluoräthylen (PTFE) bestehende Dispersion auf die Metallteile aufgebracht und anschließend gesintert wurde. Die auf diese Weise erhaltenen Beschichtungen waren mit einer Stärke von 20 bis 60 µm extrem dünn. Obwohl die Beschichtungen fest am metallischen Grundkörper hafteten, konnte wegen der geringen Schichtstärke auf die übliche Fettschmierung und Fettdichtung nicht verzichtet werden. Bei dickeren derartigen Beschichtungen - starker als 6Q µm - war zwar keine Fettschnierung und Fettdichtung erforderlich; die Beschichtungen konnten jedoch nicht fest genug mit dem Metall verbunden werden und lösten sich davon schon nach wenigen Verstellungen des Sperrteiles.Shut-off valves are known in which the locking part (e.g. cock plug) and / or the housing seat have been coated with a fluorine-plastic layer by adding a layer of e.g. phosphoric acid adhesion promoters with chromic acid content and an aqueous base layer dispersion of e.g. polytetrafluoroethylene (PTFE) Dispersion was applied to the metal parts and then sintered. The coatings obtained in this way were extremely thin with a thickness of 20 to 60 μm. Although the coatings adhered firmly to the metallic base body, the usual grease lubrication and grease seal could not be dispensed with due to the low layer thickness. For thicker coatings of this type - thicker than 6Q µm - no grease cutting and grease sealing was necessary; However, the coatings could not be bonded firmly enough to the metal and came off after a few adjustments of the locking part.
Es ist weiter bekannt, Auskleidungen von Armaturen durch Aufziehen bzw. Aufspritzen und Sintern von rlastifiziertem Pulver-Polytetrafluoräthylen (PTFE) herzustellen. Diese Aukleidungen sind mit einer Stärke von 3 bis 6 mm verhältnismäßig dick und genügen den Anforderungen der Praxis nicht in ausreichender Weise, weil PTFE an sich eine zu geringe mechanische Festigkeit besitzt und einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, so daß sich bei größeren Temperaturänderungen und/oder größerer mechanischen Belastungen das Spiel zwischen Sperrteilmantel und Gehäusewand in unzugträglichem Maße ändert. Absperrarmaturen mit einer derartigen PTFE-Auskleidung sind deshalb nur bei geringen Drücken und verhältnismäßig niedrigen Temperaturen einsetzbar. It is also known to pull the linings of fittings or injection and sintering of plasticized powder polytetrafluoroethylene (PTFE) to manufacture. These claddings have a thickness of 3 to 6 mm relatively thick and do not sufficiently meet the requirements of practice Way, because PTFE itself has too little mechanical strength and one has a high coefficient of thermal expansion, so that larger temperature changes and / or larger mechanical loads the play between the locking part jacket and Housing wall changes to an inadmissible degree. Shut-off valves with such PTFE linings are therefore only available at low pressures and relatively low Temperatures can be used.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren und ein Mittel zum Aufbringen von mit dem Grundmaterial von Absperr- und Mehrwegarmaturen fest verankerten Schichten aus thermoplastischen Fluor-Kunststoffen zu entwickeln, die einerseits stark genug sind, um die notwendige Gleitfähigkeit und Dichtwirkung aufzuweisen, andererseits aber so dünn sind, daß nachteilige Auswirkungen durch unerwünschte Verformung nicht auftreten, und damit eine Absperrarmatur zu schaffen, die unter Vermeidung der sonst notwendigen Öl- oder Fettschmierung besonders für Hochdruckleitungen geeignet ist. The object of the invention is now to provide a method and a means for Application of firmly anchored to the base material of shut-off and reusable valves Develop layers of thermoplastic fluoroplastics on the one hand are strong enough to have the necessary lubricity and sealing effect, on the other hand, however, are so thin that adverse effects from undesired Deformation does not occur, and thus create a shut-off valve that is below Avoidance of the otherwise necessary oil or grease lubrication, especially for high-pressure lines suitable is.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der aufzubringenden Dispersion eine Säure der Nichtmetalle der 2. und 3. Periode des Perioden-Systems der chemischen Elemente zugesetzt wird. According to the invention this is achieved in that the to be applied Dispersion of an acid of the non-metals of the 2nd and 3rd periods of the periodic table of chemical elements is added.
Die Vorteile der Erfindung gegenüber den bekannten Beschichtungsverfahren werden noch anhand einiger Beispiele und der Zeichnung, die einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß beschichtete Absperrarmatur zeigt, erläutert: Beispiel 1 Von einer Absperrarmatur aus Chromnickelstahl wurden sowohl die Innenseite des Gehäuses als auch das Hahnküken mit einer wässrigen Polytetrafluoräthvlen-DIspersion im Zweischichtverfahren unter Verwendung eines herkömmlichen Haftvermittlers auf PhosDhorsäure-Chromsäure-Basis für die Grundschicht beschichtet. Der Polytetrafluoräthylen-Dispersion waren dabei 45 Vol.-% Haftvermittler zugesetzt. The advantages of the invention over the known coating processes are still based on some examples and the drawing showing a section through one shows the shut-off valve coated according to the invention explains: Example 1 Both the inside of a shut-off valve made of chromium-nickel steel the housing as well as the cock plug with an aqueous polytetrafluoroethylene dispersion in a two-layer process using a conventional adhesion promoter Phosphoric acid-chromic acid base coated for the base layer. The polytetrafluoroethylene dispersion 45% by volume of adhesion promoter were added.
Die so erhalten Schicht hatte eine Stärke von 50 µm und wurde bei ca. 400°C gesintert. Die Haftfestigkeit der Beschichtung und die Dichtheit der Armatur wurden bei einem Differenzdruck von 64 kp/cm² und Raumtemperatur geprüft. The layer obtained in this way had a thickness of 50 μm and was at sintered approx. 400 ° C. The adhesive strength of the coating and the tightness of the fitting were tested at a differential pressure of 64 kp / cm² and room temperature.
Die Beschichtung zeigte rach 1000 Betätigungen (Öffnen und Schließen der Armatur) keine Beschädigingen und haftet noch fest am Metall. Die Armatur war ohne Fett schmierung undicht. The coating showed after 1000 actuations (opening and closing the fitting) no damage and still adheres firmly to the metal. The faucet was leaks without grease lubrication.
Beispiel 2 In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde eine Absperrarmatur aus Chromnickelstahl in einer Stärke von 100 µm mit Polytetrafluoräthylen beschichtet. Example 2 In the same manner as in Example 1, a shut-off valve was constructed Made of chrome-nickel steel with a thickness of 100 µm coated with polytetrafluoroethylene.
Die Haftfestigkeit der Beschichtung und die Dichtheit der Armatur wurden ebenf]ls bei einem Differenzdruck von 64 kp/cm² und Raumtemperatur geprüft. The adhesive strength of the coating and the tightness of the fitting were also tested at a differential pressure of 64 kp / cm² and room temperature.
Die Armatur war anfänglich ohne Fettschmierung dicht. The valve was initially tight without grease lubrication.
Die Beschichtung löste sich nach 15 bis 0 Betätigungen zunächst an den Kanten und Durchbriichen, dann blätterte sie auch von den Gleitflächen ab, wodurch die Armatur undicht wurde Beispiel 3 Ein geeignet geformtes Hahngehpuse-aus Chromnickelstahl wurde zum Herstellen einer Auskleidung von ca. 3 bis 6 mm Stärke mit Polytetrafluoräthylen-Pulver ausgepreßt. The coating peeled off after 15 to 0 actuations first at the edges and breakthroughs, then it also peeled off the sliding surfaces, causing the valve to leak. Example 3 A suitably shaped faucet body Chrome-nickel steel was used to make a lining about 3 to 6 mm thick pressed with polytetrafluoroethylene powder.
Die so erhaltene.Auskleidung wurde bei ca0 40000 bis zur Homogenität gesintert. Eine feste Haftung der Auskleidung am Metall war nicht erforderlich, da deren Drehsicherung mit formschlüssig von der Auskleidung ausgefüllten Aussparungen des Gehäuses erhalten wurde0 Eine Fettschmierung war nicht vorgesehen.The lining obtained in this way became homogeneous at approx. 40,000 sintered. A firm adhesion of the lining to the metal was not necessary, as their rotation lock with form-fitting recesses filled by the lining of the housing 0 Grease lubrication was not provided.
Die Auskleidung wurde bei Raumtemperatur und 200°C auf Verschleiß und Dichtheit geprüft. Der Differenzdruck betrug bei diesen Untersuchungen 64 kp/cm2e Bei Raumtemperatur war die Auskleidung nach 100 bis 150 Betätigungen an der druckabgewandten Seite des Absperrorganes soweit verschlissen, daß der Hahn undicht wurde.The lining was worn at room temperature and 200 ° C and tightness checked. The differential pressure in these investigations was 64 kp / cm2e At room temperature, the lining was on the opposite side after 100 to 150 actuations The side of the shut-off element was so worn out that the valve started leaking.
Bei 20000 wurde durch die große Wärmeausdehnung der Polytetrafiuoräthylen-Auskleidung das Hahnküken im Gehäuse verklemmt. Die Armatur war schwer zu betätigen.At 20,000 the high thermal expansion of the polytetrafluoroethylene lining the valve plug is jammed in the housing. The valve was difficult to operate.
Bereits nach 10 Betätigungen wurde durch. Deformation und Verschleiß der Auskleidung die Armatur undicht.After just 10 actuations, the. Deformation and wear the lining leaks the valve.
Beispiel 4 Von einer Absperrarmatur aus Chromnickelstahl wurden sowohl die Innenseite des Gehäuses als auch ds Hahnküken in einer Stärke von 100 /um erfindungsgemäß mit Polytetrafluoräthylen beschichtet. Im Zweischichtverfahren wurde eine wässrige Polytetrafluoräthylen-Dispersion auf die Metallteile aufgespritzt. Die Dispersion enthielt 45 Vol.-% Haftvermittler auf Phosphorsäure-Chromsäure-Basis. Pro 100 ml Haftvermittler wurden der Dispersion noch 8 ml konzentrierte Salpetersäure und 12 ml konzentrierte Sal7,-säure zugesetzt. Die auf diese Weise erhaltene Schicht wurde bei ca. 4000C gesintert. D4e Haftfestigkeit der Beschichtung und die Dichtheit der Armatur wurden wie bei den vorhergehenden Beispielen bei einem Differenzdruck von 64 kp/cm² sowie bei Raumtemperatur, 50°C, 100°C, 150°C und 200°C ohne Fettschmierung geprüft.Example 4 Both the inside of the housing as well as the cock plug in a thickness of 100 μm according to the invention with Polytetrafluoroethylene coated. In a two-shift process was an aqueous polytetrafluoroethylene dispersion sprayed onto the metal parts. The dispersion contained 45% by volume of phosphoric acid-chromic acid-based adhesion promoter. 8 ml of concentrated nitric acid were added to the dispersion per 100 ml of adhesion promoter and 12 ml of concentrated salicic acid were added. The layer obtained in this way was sintered at approx. 4000C. D4e adhesive strength of the coating and the tightness of the valve were as in the previous examples at a differential pressure of 64 kp / cm² as well as at room temperature, 50 ° C, 100 ° C, 150 ° C and 200 ° C without grease lubrication checked.
Nach Je 1000 Betätigungen traten bei keiner Prüftemperatur Ausbrüche oder Ablösungen der Beschichtung auf. Die Dichtheit der Armatur anderte sich nicht.After every 1000 actuations, no breakouts occurred at any test temperature or peeling of the coating. The tightness of the fitting did not change.
Wie die Beispiele zeigen, wird mit der erfindunzgemäß erhaltenen Beschichtung 3 bzw. 4 des Sperrteiles 2 und des Sitzes im Gehäuse 1 mit einer Dauergleitschicht aus thermoolastischem Fluor-Kunststoff, die mindestens 80 ,um und höchstens 200 /um stark ist, eine Absperrarmatur (siehe Zeichnung) erhalten, welche ohne jedes Schmiermittel zwischen dem Sperrteil 2 und dem Sitz im Gehause 1 zufriedenstellend arbeitet. Bei einer solchen Armatur wird außer dem Fortfall der dl-oder Fettschmierung und der dafür erforderlichen Zusatzeinrichtungen zusätzlich erreicht, daß das Sperrteil 2 unter allen Betriebsbedingungen seine Bewegungsfähigkeit beibehalt, leicht und stoßfrei in seinem Sitz gleitet und auch nach langen Standzeiten unter hohem Druck ohne den Aufwand des bei geschmierten Absperrarmaturen großen Losbrechmomentes gedreht werden kann. Die Fluor-Kunststoffbeschichtung gewährleistet gleichzeitig eine zuverlässige Abdichtung des Sperrteiles 2 in seinem Sitz und hält diese Abdichtung auch unter hohem Druck aufrecht. Weiter werden durch die Auswahl einer gegen das Durchflußmedium resistenten Fluor-Kunststoffschicht (z.B. PTFE) die Gleitflächen von Sperrteil 2 und Gehause 1 in hohem Maß genen korrosiven Angriff geschützt. As the examples show, is obtained with the invention Coating 3 or 4 of the locking part 2 and the seat in the housing 1 with a permanent sliding layer Made of thermo-elastic fluorine plastic, which is at least 80 μm and at most 200 / in order to be strong, get a shut-off valve (see drawing), which without any Lubricant between the locking part 2 and the seat in the housing 1 is satisfactory is working. In the case of such a valve, oil or grease lubrication is no longer required and the additional equipment required for this also achieved that the locking part 2 Maintains its mobility, lightweight and under all operating conditions slides smoothly in its seat and under high pressure even after long periods of standing without the effort of the large breakaway torque with lubricated shut-off valves can be rotated. The fluorine plastic coating ensures at the same time a reliable seal of the locking part 2 in its seat and keeps this seal Upright even under high pressure. Next, by choosing one against the The sliding surfaces are resistant to the flow medium (e.g. PTFE) protected by blocking part 2 and housing 1 to a high degree gengenic corrosive attack.
Vorzeitige Abnutzung und unerwünschte Formänderungen, insbesondere das bei Auskleidungen aus nlastifiziertem Pulver-Polytetrafluoräthylen gewöhnlich erfolgende Verdrängen des Schichtwerkstoffes durch das unter Belastung stehende Sperrteil 2, treten bei den relativ dünnen Schichten nach der Erfindung nicht auf, so daß eine derart ausgebildete Absperrarmatur praktisch wartungsfrei ist und eine lange Lebensdauer het. Premature wear and tear and undesirable shape changes, in particular this is usually the case with linings made of plasticized powder polytetrafluoroethylene resulting displacement of the layer material by what is under load Blocking part 2, do not occur in the relatively thin layers according to the invention, so that a shut-off valve designed in this way is practically maintenance-free and a long lifespan het.
Aus den Beispielen ist weiter ersichtlich, daß fest haftende Schichten im Zweischichtverfahren bis zu etwa 60 µm Stärke erhalten werden können und daß bei stärkeren in gekannter Weise hergestellten Beschichtungen sich die Schichten ablösen, da die mi.t den bisherigen Haftvermittlern erreichte Bindung nicht ausreicht, um die Haftung dickerer Schichten sicherzustellen. It can also be seen from the examples that firmly adhering layers in the two-layer process up to about 60 microns thick can be obtained and that in the case of thicker coatings produced in a known manner, the layers peel off, as the bond achieved with the previous adhesion promoters is not sufficient, to ensure the adhesion of thicker layers.
Die Beschichtung von Absperrarmaturen kann zur ErzielIing eines Forrosionsschutzes iiber die Gleit-, Lager-und Dichtflächen hinaus auf die lanze, vom Durchflußmedium berührte Fläche der Armatur ausgedeht werden. The coating of shut-off valves can be used to achieve corrosion protection Via the sliding, bearing and sealing surfaces onto the lance, from the flow medium touched area of the valve can be expanded.
- Patentansprüche - - patent claims -
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712108628 DE2108628C3 (en) | 1971-02-24 | 1971-02-24 | Preparations for coating metals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712108628 DE2108628C3 (en) | 1971-02-24 | 1971-02-24 | Preparations for coating metals |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2108628A1 true DE2108628A1 (en) | 1972-10-26 |
| DE2108628B2 DE2108628B2 (en) | 1974-09-26 |
| DE2108628C3 DE2108628C3 (en) | 1975-05-28 |
Family
ID=5799609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19712108628 Expired DE2108628C3 (en) | 1971-02-24 | 1971-02-24 | Preparations for coating metals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2108628C3 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996029155A1 (en) * | 1995-03-20 | 1996-09-26 | Itt Automotive Europe Gmbh | Method of polishing sliding surfaces of machine parts |
-
1971
- 1971-02-24 DE DE19712108628 patent/DE2108628C3/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996029155A1 (en) * | 1995-03-20 | 1996-09-26 | Itt Automotive Europe Gmbh | Method of polishing sliding surfaces of machine parts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2108628C3 (en) | 1975-05-28 |
| DE2108628B2 (en) | 1974-09-26 |
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