DE2616531A1

DE2616531A1 - Verfahren zum aufbringen eines ueberzugs auf eine metalloberflaeche

Info

Publication number: DE2616531A1
Application number: DE19762616531
Authority: DE
Inventors: Norman Edmund Ballard
Original assignee: Rolls Royce 1971 Ltd
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1975-04-23
Filing date: 1976-04-14
Publication date: 1976-10-28
Also published as: GB1490125A; FR2308704B1; DE2616531C3; FR2308704A1; IT1059992B; DE2616531B2; JPS51130441A

Description

Patentanwälte ,. . .«« *(\η

Dipl.-Ing. C. Wallach Machen, .u/: ' 4. Arn. lo/

Dipl.-Ing. G. Koch 15 ^95 # jr-

Dr. T. Haibach

Dipl.-Ing. R. Feldkamß

8 München 2

Kaufingerstr. 8,TeI. (089) 240275

Rolls-Royce (197Ό Limited, London England, Großbritannien

Verfahren zum Aufbringen eines Überzugs auf eine Metalloberfläche

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Überzugs auf eine Metalloberfläche; sie stellt insbesondere eine weitere Verbesserung bzw_o Abwandlung des Verfahrens gemäß Patent. «_οο (Patentanmeldung P 22 29 S96oO gemäß der britischen Patentschrift 1 341 899;

Hrfeelloberflächen werden häufig mit einem S-clrjit^übs "/ersehen, ακ olnsn Angriff der Met all oberfläche durch

Eox'rosion zu verhindern oder ^i verringern n ergeben sich jedoch, wenn die mit dem zu versehende Metallcj'bei'flächs im Hinblick

6098U/1082

261S531

auf ihren Anwendungs- bzw· Bestimmungszweck in ihren Abmessungen engen Toleranzen genügen muß. Man hat für derartige Hetalloberflächen Überzüge vorgeschlagen, die - obwohl sie im wesentlichen konstante Stärke besitzen - mit den Oberflächen reagieren bzw. in diese eindringen_o Eine derartige Heaktion oder Oberflächeneindringung mag zwar an bestimmten Metalloberflächen keine kritische Bedeutimg besitzen, sie kann jedoch äußerst unerwünscht werden an Oberflächen von Metallbauteilen, welche mechanischen oder thermischen Belastungen unterliegen^ Die Bereiche der erwähnten Oberflächenreaktion bzw_o -eindringung bilden dabei manchmal potentielle Fehler- bzw_o Störstellen des Bauteile.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Verfahren zum Aufbringen eines dünnen Schutzüberzugs auf ein Netallwerkstück geschaffen werden, bei welchem die vorstehend genanntenNachfceile bzw. Schwierigkeiten vermieden werden«,

Zu diesem Zweck ist bei dem Verfahren zur Aufbringung eines Überzugs auf eine Metalloberfläche gemäß der Erfindung vorgesehen, daß man zunächst elektrophoretisch einen Überzug aus Aluminiumpulver und einer wässrigen Dispersion eines wärmehärtenden Acrylharzes auf die Oberfläche aufbringt und sodann die so überzogene Oberfläche zur Aushärtung des Acrylharzes erhitzt.

Die elektrophoretische Aufbringung des Aluminiumpulvers und Acrylharzes auf die Metalloberfläche erfolgt vorzugsweise aus einer Dispersion von 1 Teil Acrylharz und 1 bis 4 Teile Aluminiumpulver in Wasser.

Die elektrophoretische Aufbringung des Acrylharzes und des

609844/1 082

Aluminiumpulvers auf die Oberfläche kann "bei einem Potential zwischen I5 und 100 V, vorzugsweise bei 4-0 v, durchgeführt werden·

Vorzugsweise erfolgt die elektrophoretisch^ Aufbr.tng-ang bei einer Stromdichte von nicht mehr als 200 mA pro Quadrat zoll der zu überziehenden Metallfläche *. Bei !Durchführung der elektrophoretisch^ Aufbringung mit Stromdishten von mehr als 200 mA wurde eine stärkere Reißt enden» des abgeschiedenen Überzugs festgestellte

Das Aluminiumpulver kann aus Aluminiumteilchen mit !Durchmessern im Bereich von 5u bis 10a bestehen»

Die Aushärtung des Acrylharzes erfolgt vorzugsweise durch Erhitzung auf 190⁰C während 2 Stunden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Beispiels erläutert:

Ein Bolzen aus Stahl mit 12 % Chrom wurde zunächst zur Reinigung 30 Sekunden lang in ein I50 g/l FeCl, und 60 g/l HCl enthaltendes Bad und anschließend 5 Hinuten lang in eine auf 90⁰C gehaltene Ardrox 185-Entzunderungslösung getaucht ·

Danach wurde der Bolzen in Wasser gespült und sodann in ein Bad der folgenden Gemischzusammensetzung getaucht:

Synocryl 841/S Harz (50#ige wässrige Lösung von Acrylharz auf Wasserdampfbasis) 31 g

Aluminiumpulvergranulat mit Korngrößen von 5 bis 10ti 41,6 g

Destilliertes Wasser 27,3 g

6098U/10S2

261653

(Syriucryl ist ein eingetragenes Warenzeichen. ■

Der Vassergehalt des Bades wurde so eingestellt * i>^?- ^s Gemisch eine Viskosität von 30 bis 40 Sekunden hei fltw.s? mit einem B. S. 3900 Standardfließbecher Hr_s 4 bei £0°U betrug«

Zwischen dem Bolzen und einer festen Kathode wmⁱä@ ein elektrisches Potential von 40 V angelegt; der ®n yc&ivt^s®. Potential liegende Bolzen wurde daher durch Elektrophorese mit dem Aluminium und Acrylharz überzogen« Während des Uberziehverfahrens wurde der Strom zwischen der Kathode und dem Bolzen unter 500 mA gehaltene

In dem Maße, als sich der Überzug aus dem Harz und dem Aluminium auf der Bolzenoberfläche bildete und damit eine Isolierschicht auf dem Bolzen erzeugt wurde, fiel der Strom zwischen der Kathode und dem Bolzen allmählich ab, bis er nach 60 Sekunden praktisch auf Null gesunken war_o Der Strom wurde sodann abgeschaltet, der überzogene Eolsen entnommen und mit Wasser gespült«

Sodann wurde der Bolzen an Luft 2 Stunden lang auf 190⁰C erhitzt, um das Harz auszuhärten. Bei Untersuchung des Bolzens wurde auf diesem ein Überzug mit einer im Bereich von 0,0004 bis 0,0006 Zoll variierenden Stärke festgestellt«

Der Bolzen wurde sodann hinsichtlich seiner Korrosionsbeständigkeit getestet» Er wurde zunächst 100 Stunden lang in Skydrol 500-Hydraulikflüssigkeit bei 20⁰C eingetaucht, anschließend 3 Stunden lang bei 70⁰C. Nach der Entnahme aus der Hydraulikflüssigkeit wurde der Bolzen untersucht _f wobei keinerlei Beeinträchtigung des Überzugs und des

6098U/1 082

BAD ORIGINAL

Bolzens durch die Hydraulikflüssigkeit festa !£":.!. l^! *mr3*>.

Sodann wurde der Bolzen 100 Stunden lang in EAPD 3>-thetikschmiermittel bei 20⁰O eingetaucht, anschli^Ji^id 100 Stunden lang bei 150⁰C, Nach der Entnahme aus dem Boümisrmittel wurde der Bolzen untersucht, wobei wiederum keinerlei Beeinträchtigung des Überzugs und des Bolzens ch?;?cfr das Schmiermittel festgestellt wurde.

Sodann wurde der Bolzen 100 Stunden lang bei 20⁰G dem B3~ 3900-Salzsprühtest unterworfen. Nach dem Spülen in Wasser und (Drocknen wurde der Bolzen untersucht, wollet vri^dsrum keinerlei Beeinträchtigung des Bolzens oder des Übsraugs durch das Sprühsalz festgestellt werden konnte*

Es wurde festgestellt, daß das erfindungsgemäße Verfahren sich besonders zum Überziehen von Befestigungsorganen wie beispielsweise Muttern und Schraubbolzen eignet, die korrosionsbeständig sein sollen und auch in Reibungsfoerührung mit anderen Körpern aus unähnlichen Metallen stehen« Ber Überzug eliminiert im wesentlichen jegliche galvanische Korrosion zwischen dem Befestigungsorgan lind dem unähnlichen Metall eines derartigen anderweitigen Körpers»

Es wurde ferner festgestellt, daß das erfindungsgemäß© Überzugverfahren sich neben der oben erwähnten Anwendung bei Stahl zur Anwendung bei einer ganzen Reihe anderer Metalle eignet; besondere Beispiele sind Titan und dessen Legierungen sowie Superlegierungen auf Nickelbasis«

Patentansprüche;

609844/1 082

BAD

Claims

261653

P ab ent anspräche

1«, Verfahren zum Aufbringen eines Überzugs auf einer Metalloberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß man elektrophoretisch einen Überzug aus Aluminiumpulver unö einem in Wasser dispergieren wärmehärtenden Acrylharz auf die Oberfläche aufbringt und sodann die so iTberze gene Oberfläche zur Aushärtung des Acrylharses erhitzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrophoretische Aufbringung des Aluminiumpulver!? und Acrylharzes auf die Metalloberfläche aus einex' wässrigen Dispersion von 1 Teil Acrylharz und 1 bia 4 Teile Aluminiumpulver erfolgt»
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrophoretische Aufbringung des Acrylharzes und des Aluminiumpulvers auf die Oberfläche mit einem Potential zwischen 15 und iöO V, vorzugsweise bei 40 V, erfolgtο
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrophoretische Aufbringung bei einer Stromdichte von nicht mehr als 200 mA pro Quadratzoll der zu überziehenden Metalloberfläche erfolgt _o
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumpulver aus Teilchen mit Durchmessern im Bereich, von 5 η bis 10«. besteht.

Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung des Acrylharzes durch Erhitzen auf 190⁰C über 2 Stunden erfolgt»

609844/1082