DE3336707C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen eines verschleißfesten Überzuges auf ein dünnes, metallisches, bandförmiges Trägermaterial, insbesondere zur Herstellung von Schabern, Rakeln und dergleichen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen eines verschleißfesten Überzuges auf ein dünnes, metallisches, bandförmiges Trägermaterial, insbesondere zur Herstellung von Schabern, Rakeln und dergleichenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung eines verschleißfesten Überzuges auf einem dünnen, metallischen, bandförmigen Trägermaterial, vorzugsweise zur Herstellung von Rakeln zur Beschichtung von Papierbahnen, sowie nach diesem Verfahren hergestellte Produkte. Das bandförmige Material wird vor der Herstellung des Überzuges, d. h. vor der Beschichtung, möglichst einer vorbereitenden Oberflächenbehandlung zumindest innerhalb eines zu beschichtenden Bereiches unterzogen und anschließend kontinuierlich durch eine oder mehrere Beschichtungsstationen hindurchgeführt. Der verschließfeste Überzug wird stufenweise durch Auftragen mehrerer Überzugsschichten übereinander aufgebaut. Die Bandgeschwindigkeit und die Kapazität der Metallspritzeinrichtung werden in Bezug zueinander derart eingestellt, daß die dem Trägermaterial durch jede Überzugsschicht zugeführte Wärme in bezug auf die Wärmekapazität des Trägermaterials derart gering ist, daß der Temperaturanstieg im Trägermaterial keinerlei Veränderung in den physikalischen Eigenschaften dieses Trägermaterials verursacht. Die derart stufenweise dem Trägermaterial zugeführte Wärme wird ihm im wesentlichen entzogen, bevor eine neue Überzugsschicht aufgetragen wird.
Description
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung für ein bandförmiges
Material,
F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung in F i g. 1,
Fig.3 eine schematische Darstellung einer gegenüber
F i g. 1 abgewandelten Vorrichtung,
F i g. 4 einen vergrößerten Schnitt durch F i g. 3 längs der Linie A-A und
Fig.5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum gleichzeitigen Beschichten von zwei Bändern.
Fig.! zeigt eine geeignete Vorrichtung zum Auftragen
eines verschleißfesten Überzuges auf ein bandförmiges Material. Wenn die Vorrichtung zur Herstellung
von flexiblen Stahlschabern oder Rakeln zur Papierbeschichtung verwendet werden soll, wird vorzugsweise
ein bandförmiges Trägermaterial mit einer Stärke von 0,10 bis 0,70 mm und einer Härte von wenigstens 22
&cck'A'c'! C verwendet. Dss Trägermaterial ist CTswöhnlieh
ein oberflächengetemperter Kohlenstoffstahl oder Federstahl mit beispielsweise folgender Zusammensetzung:
| C | 1,02% |
| Si | 0.20% |
| Mn | 0,40% |
| »max | 0,03% |
| ^ max | 0.025% |
Das bandförmige Material 1 wird zunächst von einer Spule 2 in Richtung des Pfeiles 3 über eine Führungswalze
4 einer drehbar gelagerten Walze 5 zugeführt und von dieser über eine weitere Führungswalze 8 zu einer
Kühleinrichtung 7. Der Umschlingungswinkel über die Oberfläche der Walze 5 ist mit dem Bezugszeichen δ
versehen. Erforderlichenfalls kann die Walze 5 wassergekühlt ausgebildet werden. Die Vorrichtung weist außerdem
zwei Antriebswalzen 8 und 9 auf, welche etwas über den Führungswalzen 4 und 6 angeordnet sind. Diese
Antriebswalzen 8 und 9 werden in Bezug auf Drehzahl und Drehrichtung durch geeignete Organe wie beispielsweise
Luftmoton; einstellbar angetrieben. In einem einstellbaren Abstand über der Walze 5 ist eine
thermische Spritzeinrichtung 10 angeordnet, welche einen Strahl 11 aus geschmolzenem Metall abgibt. Bevor
das bandförmige Trägermaterial an dem Strahlenbündel 11 vorbeigeführt wird, kann es mit einer Oberflächenbehandlungseinrichtung
12, z. B. in Form einer rotierenden Schleifscheibe oder einer Stahlbürste, behandelt
werden, wobei die Schleifscheibe oder die Bürste mit geeigneter Kr;.ft gegen das Band gepreßt wird. Diese
Einrichtung zur Oberflächenbehandlung ist in ihrer Betriebslage, d. h. in gegen das Band gepreßter Lage,
strichpunktiert mit dem Bezugszeichen 12' dargestellt
Es hat sich auch als ratsam erwiesen, für die vorbereitende
Oberflächenbehandlung statt einer sorgfältigen Schleif- und/oder Bürstenbehandlung ein Spezialblasverfahren
mit SiC-Pulver und dergleichen durchzuführen, wobei die Korngröße vorzugsweise weniger als
0,2 mm betragen soüte. Im letzteren Fall sollte das Blasen
vorzugsweise in einem Winkel von maximal 45° zur Bandoberfläche erfolgen.
F i g. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß F i g. 1 von oben gesehen, wobei aus Gründen der Klarheit die Spritzeinrichtung
10 fortgelassen wurde. Die Fläche 13 in F i g. 2 entspricht dem Bereich an Überzugmaterial, welcher
durch das Strahlenbündel 11 von der Spritzeinrichtung 10 ausgebildet wird, wenn es auf die Oberfläche des
Bandes trifft. Die Spritzeinrichtung 10 ist dabei derart eingestellt, daß der Bereich 13 an der Kante 14 des
Bandes 1 liegt. Wenn das Band 1 fortlaufend in Richtung des Pfeiles 3 vorgeschoben wird, erhält man daher die
gewünschte Überzugstärke in dem gestrichelten Abschnitt 15 längs der einen Kante des Bandes 1.
Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung kann auch in entgegengesetzter Richtung, d. h. in Richtung
des Pfeiles 16, betrieben werden. Aus nachstehend aufgeführten Gründen hat es sich als ratsam erwiesen, den
Überzug in mehreren Schichten aufzubauen, zu welchem Zweck beim ersten Durchlauf durch die Spritzeinrichtung
10 eine erste Überzugschicht auf das Bandmaterial in Richtung des Pfeiles 3 aufgebracht wird, woris
aufhin die Bewegungsrichtung umgeschaltet wird und eine zweite Schicht auf die erste, bereits auf das Band
aufgetragene Schicht aufgebracht wird, indem das Band in Richtung des Pfeiles 16 zur Spule 2 zurückgeführt
wird. Das bandförmige Material wird infolgedessen zwisehen den Spulen 2 und 7 so lange hin- und hergeführt,
bis die gewünschte Schichtstärke erzielt ist.
Die in Fig.3 schematisch dargestellte Vorrichtung besitzt ebenfalls die drehbar gelagerte Walze 5, die Spulen
2 und 7, Antriebswalzen 8 und 9 sowie die Spritzeinrichtung 10. Um Probleme beim Aufwickeln des beschichteten
Bandes 1 zu vermeiden, sind hier einige zusätzliche Ausrüstungsteile vorgesehen. Da das Auftragen
des Überzuges nur längs einer Kante des Bandes 1 erfolgt, treten Probleme auf, wenn das Band 1 auf die
Spulen 2, 7 aufgewickelt wird. Um den Zwischenraum zwischen zwei Windungen auf dem unbeschichteten
Teil des Bandes 1 auszufüllen, wird daher eine bandförmige Zwischenlage 17, beispielsweise aus Karton, zwischen
jede auf die Spule aufgewickelte Lage des Bandes 1 eingeschoben. Diese Zwischenlage 17 wird dabei kontinuierlich
von einer Spule 18 über eine Führungswalze 19 abgewickelt und kontinuierlich zwischen die Windungen
der Spulen 2 und 7 eingeführt
Die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Stützwalze 5 kann in bestimmten Fällen fortgelassen werden. Wichtig ist
jedoch, daß das Band 1 in gesteuerter Weise an der Spritzeinrichtung 10 vorbeigeführt werden kann. Die
Spritzeinrichtung kann sogar seitlich verschiebbar ausgebildet werden, um spezielle Beschichtungseffekte zu
erreichen.
F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch Windungen des Bandes 1, welche zusammen mit einer Zwischenlage 17 auf
die vorbeschriebene Weise aufgewickelt sind. Die auf die eine Kante des Bandes 1 aufgetragene Überzugschicht
ist mit dem Bezugszeichen 20 angedeutet
Wenn die Zwischenlage 17 etwas dicker und vnisentlich
breiter ist als der aufgetragene überzug 20, kann das Band 1 eine stabile Rolle bilden, selbst wenn der Teil
des Bandes 1 mit dem Überzug 20 nicht abgestützt ist. Die Zwischenlage 17 sollte vorzugsweise in einigem Abstand
von der Innenkante des Überzuges 20 angeordnet werden.
Fig.5 zeigt im einzelnen einen Teil eines weiteren
Ausführungsbeispiels. Zwei Bänder 1 bzw. Γ aus Trägermaterial
mit einander gegenüberliegenden Längskanten 21 bzw. 21' werden durch eine Beschichtungsstation
im Prinzip gleicher Ausbildung wie in den F i g. 1 und 2 hindurchgeführt Der vom Strahlenbündel 11 der
Spritzeinrichtung 10 erhaltene Beschichtungsbereich trägt hier das Bezugszeichen 22 und die durch die Bewegung
der Bänder 1 und 1' abgedeckten Flächen tragen das Bezugszeichen 23 bzw. 24. Wie man sieht, wird hier
praktisch der gesamte Beschichtungsbereich 22 ausge-
nutzt, um eine Beschichtung der Kanten 21 und 2V der Bänder 1 bzw. Γ zu erzielen. Dies ergibt eine beträchtliche
Einsparung an Überzugmaterial. Die in F i g. 5 dargestellte Zweiba.ndbeschichtung ergibt ausserdem eine
beträchtliche Produktionssteigerung.
In einigen Fällen kann die in F i g. 5 dargestellte Zwcibandbeschichtung
eine gesteuerte Führung der beiden aneir,_nder anstoßenden Längskanten der Bänder beeinflussen.
Gemäß einem Alternativvorschlag könnte eine Zweiband-Produktion in ein und demselben Boschichtungs-Vorgang
dadurch erreicht werden, daß ein einziges Band aus dem Trägermaterial mit einer größeren Breite in
einem Mittelabschnitt mit einem verschleißfesten Überzug versehen wird. Wenn dieses Band in der Mitte dieses,
einen Überzug tragenden Mittelabschnittes in Längsrichtung zertrennt wird, erhält man zwei Rohlinge
für Schaber und Rakel.
Dieses »Zweiband«-Verfahren kann dadurch weiter
verbessert werden, daß das Trägermaterial zunächst, d. h. vor der Beschichtung, innerhalb dieses Mittelabschnittes
eine im wesentlichen keilförmige Nut erhält, woraufhin dieser Mittelabschnitt mit in Längsrichtung
verlaufender Nut mit dem verschleißfesten Überzug versehen wird und auf das diese Weise beschichtete
Band anschließend längs des Bodens dieser Nut zertrennt wird, so daß zwei Bänder entstehen, welche auf
ihren oberen ebenen Flächen sowie auf ihren vorderen Schrägflächen, deren jede einen Teil der Keilnut bildet,
mit einem Überzug versehen sind.
Bi der Einzelbandbeschichtung im Plasmaspritzverfahren wird gewöhnlich eine Düse verwendet, welche
eine Überzugbreite von ca. 5 mm ergibt. Dies bedeutet, daß der Überzugbereich einen Durchmesser von ca. 8
mm haben sollte, wenn ein Überzug bis zur Kante des Bandes hergestellt werden soll. Infolgedessen wird beim
Einzelband-Beschichten nur etwa 2/3 des Beschichtungsbereiches ausgenutzt. Wenn zwei Bändern gleichzeitig,
wie in F i g. 5, beschichtet werden sollen, wird die Düse der Spritzeinrichtung zweckmäßigerweise gegen
eine Düse ausgetauscht, welche einen Gesamtbeschichtungsbereich von 10 bis 12 mm ergibt. Dadurch wird auf
jedem Band eine Überzugbreite von etwa 5 mm erzielt, was eine beträchtliche Materialeinsparung mit sich
bringt. Wenn in den beiden Fällen die gleiche Wärmemenge zugeführt wird, kann die Durchlaufgeschwindigkeit
der Bänder die gleiche sein, doch ergibt sich eine Verdoppelung der Produktion, da zwei Bänder gleichzeitig
behandelt werden.
Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung können die einander gegenüberliegenden ebenen Oberflächen
eines Trägermaterials mit dem verschleißfesten Überzug versehen werden. Durch anschließende Bearbeitung
zur Herstellung einer Schrägfläche des auf diese Weise beschichteten Bandes, Ί. h. durch eine entsprechende
Führung, wird ein Rakel mit schichtförmiger Schrägfläche hergestellt, d. h. mit einer Schrägfläche,
weiche ein hartes Auflaufteü, bestehend aus dem verschleißfesten Material, ein weicheres Mittelteil, bestehend
aus dem unbeschichteten Trägermaterial, und ein aus dem verschleißfesten Überzug bestehendes Auslauftei!
besitzt
Als Überzugmaterial werden zweckmäßigerweise Metalle, Metallkeramik und/oder Metallkarbide verwendet
Wie bereits erwähnt, kann das zu beschichtende Bandmaterial während des Aufbaues des Überzuges infolge
der beim Metallspritzprozeß zugeführten Hitze verformt werden, wenn nicht spezielle Vorkehrungen
getroffen werden. Dies wird dadurch verursacht, daß die dünnen Trägermaterialbänder, welche erfindungsgemäß
verwendet werden, infolge ihrer geringen Wärmekapazität sehr schnell so viel Wärme absorbieren, daß
die Temperaturgrenze, oberhalb welcher eine Veränderung in den Materialeigenschaften eintritt, überschritten
wird.
Die pro Zeiteinheit beim erfindungsgemäßen Verfahren
zugeführte Wärmemenge ist für eine gegebene Kapazität und Einstellung der Spritzeinrichtung relativ
konstant. Der stufenweise Aufbau des Überzuges wird durch Aufbringen mehrerer extrem dünner Schichten in
Dicken von 0,002 bis 0,04 mm übereinander bis zur Ausbildung des Gesamtüberzuges mit einer Gesamtdicke
von 0,05 bis 0,35 mm durchgeführt. Praktische Versuche haben gezeigt, daß die Dicke der Einzelschichten vorzugsweise
10% der Dicke des Trägermaterials nicht übersteigen sollte. Nach einer weiteren Ausführungsform
des vorliegenden Verfahrens können auch in ein und derselben Beschichtungsopsration mehrere Bänder
gleichzeitig beschichtet werden, falls die zur Beschichtung vorgesehenen Bandkanten stufenweise übereinanderliegend
an der Bestreichstation vorbeigeführt werden.
Erfindungsgemäß wird das Bandmaterial durch die Beschichtungsstation mit einer derartigen Geschwindigkeit
in bezug auf die Kapazität der Spritzeinrichtung durchgeführt, daß die dem Trägermaterial durch jede
Überzugschicht zugeführte Wärme in bezug auf die Wärmekapazität des Trägermaierials so gering ist, daß
der Temperaturanstieg im Trägermaterial keinerlei Veränderungen in den physikalischen Eigenschaften des
Trägermaterials hervorruft. Die derart stufenweise dem Trägermaterial zugeführte Wärme kann daher demselben
entzogen werden. Falls gewünscht, läßt sich ein zusätzlicher Kühleffekt dadurch erreichen, daß man das
bandförmige Trägermaterial in mechanischen Kontakt mit einer gekühlten Walzenfläche während seines Überlaufes
über die umlaufende Walze bringt. Die Kühlung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die
Walze innenseitig mit einem Kühlmittel gespeist wird. Naturgemäß kann das Trägermaterial auch durch direkte
Zufuhr eines Kühlmittels, beispielsweise durch Verwendung von flüssigem Kohlendioxid, oder durch besondere
Luftkühlung gekühlt werden, falls eine natürliche Abkühlung des Trägermaterials unzureichend ist.
Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Ein Stahlband aus gehärtetem Kohlenstoffstahl mit einer Stärke von 035 mm und einer Breite von 76 mm
wurde als Trägermaterial verwendet. Das Stahlband wurde in Rollen von 400 m aufgewickelt Zur Beschichtung
wurde eine Plasmaeinrichtung verwendet Im ersten Fall wurde nur ein Trägermaterialband durch die
Einrichtung hindurchgeschickt. Zur Vorbehandlung wurde eine weiche, flexible, umlaufende Schleifscheibe
mit radial abstehendem Schmirgelleinen verwendet. Diese Vorbehandlung wurde beim ersten Durchlauf des
Materials durch die Einrichtung durchgeführt Die Düse der Plasmaeinrichtung wurde ca. 80 mm über der Oberfläche
des Bandes angeordnet und die kreisrunde Beschichtungszone hatte einen Durchmesser von ca. 12
mm. Dies ergab eine Beschichtung oder einen Überzug von 8 mm Breite längs des Trägermaterialbandes. Die
Schichtdicke bei dem ersten Beschichtungsschritt wurde mit 0,01 mm geschätzt und die Bandgeschwindigkeit betrug
40 m/min. Weder eine Verfärbung des beschichte-
ten Bandes noch eine Verformung infolge der Erhitzung konnte festgestellt werden und augenscheinlich gab es
auch keine lokale Überhitzung des Bandes. Die Gesamtzeit des ersten Durchlaufes des Bandes betrug ca. 10
min. Nach Austausch des Metallpulvers in der Spritzeinrichtung wurde eine zweite Überzugschicht nach Umschalten
der Drehrichtung der Antriebswalzen aufgebracht, wobei die Antriebswalzen derart eingestellt
wurden, daß das Band der umlaufenden Walze durch die in Laufrichtung des Bandes gesehene vordere Walze bei
bremsender hinterer Antriebswalze zugeführt wurde. Eine Verbesserung bei der Beschichtung in der vorbehandelten
Oberflächenschicht konnte in einigen Fällen erreicht werden, wenn als erste Schicht eine Binderschicht
aufgetragen wurde. Die Bandgeschwindigkeit betrug ca. 40 m/min, und die Dicke der nacheinander
aufgetragenen Schichten betrug ca. 0,01 mm. Die Bandtemperatur blieb im wesentlichen gleich wie beim ersten
Durchlauf durch die Beschichtungsstation. Nach weiteren 15 Durchläufen des Bandes durch die Beschichtungsstation
betrug die Gesamtdicke des Überzuges 0,150 mm.
Das derart beschichtete oder überzogene Band wurde dann auf eine Oberflächenrauhtiefe von ca. 0,5 μιτι R,
geschliffen und anschließend in geeignete Längen zertrennt.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene, abschließende Schleifen der Überzugsfläche auf eine Rauhtiefe von
weniger als 3,0 μπι R, wird vorzugsweise mit einer Diamantschleifscheibe
erreicht, deren Schleifflächen in einer geeigneten Bindermasse eingebettete Teilchen mit
einer Teilchengröße nicht über 0,1 mm, vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,05 mm, aufweist.
Wie bereits erwähnt, kann das bei der erfindungsgemäßen Beschichtung verwendet, verschleißfeste Material
zweckmäßigerweise aus Metallkeramik, Metalloxiden oder Metallkarbiden bestehen. Bei Glättschabern
oder Rakeln für die Papierbeschichtung ist das für jeden speziellen Zweck am besten geeignete Überzugmaterial
jedoch entsprechend beispielsweise der Qualität der gewünschten Papierbeschichtung auszuwählen. Wenn
auch bestimmte Überzugstoffe, wie beispielsweise Chromoxid, eine gute Verschleißfestigkeit ergeben, so
wurde doch festgestellt, daß eine geringe Verschlechterung in der Beschichtung der Papierbahn nach einiger
Betriebsdauer eintreten kann.
Überraschenderweise haben sie Über-.üge, welche
hauptsächlich aus Aluminiumoxid bestehen, als besonders geeignet zur Herstellung von Schabern oder Rakeln
erwiesen, welche eine für einige Zwecke erforderliehe Papierbeschichtung hoher Qualität ergeben. Besonders
gute Resultate wurden mit Überzügen erreicht, welche aus Aluminiumoxid (AI2O3) und einer geringen
Menge eines anderen Metalloxides, wie beispielsweise Titanoxid (TiO2) bestehen.
Nachstehende Versuche mit erfindungsgemäß hergestellten Schabern oder Rakeln bestätigen die durch die
Erfindung erzielte gewünschte Verbesserung herkömmlicher Rakel oder Schaber.
10
15
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25
30 und 80% Kaliumcarbonat verwendet. Die Rakel konnte
bei einwandf ■jiem Beschichtungsresultat 30 h lang
verwendet werden.
Eine unter gleichen Bedingungen verwendete herkömmliche Rakel ohne den erfindungsgemäßen Überzug
mußte nach einer Laufzeit von 4 h ausgetauscht werden.
Versuch 2
Eine erfindungsgemäß hergestellte Rakel mit einem verschleißfesten Überzug aus Aluminiumoxid wurde
zur Beschichtung eines holzfreien Papieres mit einer Streichmasse auf Basis einer wäßrigen Pigmentdispersion
eingesetzt. Die Durchlaufgeschwindigkeit der Papierbahn betrug 400 m/min. Die Rakel lieferte ein sehr
zufriedenstellendes Beschichtungsresultat bei einer Laufzeit von 60 h.
Ein Kontrollversuch unter Verwendung einer herkömmlichen Rakel ohne verschleißfesten Überzug zeigte,
daß diese herkömmliche Rakel nach einer Laufzeit von 8 h ausgetauscht werden mußte.
Versuch 3
Eine erfindungsgemäß hergestellte Rakel mit einem verschleißfesten Überzug aus Aluminiumoxid wurde
zur Herstellung von Kreppseidenpapier in einer Yankee-Maschine verwendet. Das Federstahlblatt war
1,2 mm dick und hatte einen Überzug von 10 mm Breite und 0,200 mm Dicke. Die Breite des Bandes betrug 3 m
und seine Laufgeschwindigkeit 900 m/min. Die in den Rakel- oder Schaberhalter der Papiermaschine eingesetzte
Rakel oder der Schaber lieferte während einer Betriebszeit von über 10 h ein äußerst zufriedenstellendes
Kreppresultat.
Versuch 1
Hierzu 2 Blatt zeichnungen
55
60
Eine erfindungsgemäß hergestellte Rakel mit einem verschleißfesten Überzug aus Aluminiumoxid und Titanoxid
wurde zur Beschichtung eines holzfreien Druckpapieres eingesetzt Die Durchlaufgeschwindigkeit
der Papierbahn betrug 500 m/min, und ais Streichmasse
wurde eine wäßrige Dispersion von 20% Kaolin
Claims (22)
1. Verfahren zum Auftragen eines verschleißfesten Oberzuges auf ein dünnes, metallisches, band-
förmiges Trägermaterial, insbesondere zur Herstellung von Schabern, Rakeln und dergleichen für die
Papierbeschichtung, durch Aufspritzen des Oberzugmaterials, wobei das Trägermaterial gekühlt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberzug nach einer vorbereitenden Oberflächenbehandlung des Trägermaterials in mehreren Schichten, wobei die Dicke der einzelnen Schichten kleiner
ist als 1/10 der Dicke des Trägermaterials, aufgebrachtwird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verschleißfeste Oberzug aus einer
Anzahl von Schichten aus Metallen, Metallkeramik, Metalloxiden und/oder Metallkarbiden aufgebaut
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberzug aus Aluminiumoxid gebildet wird
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberzug aus einer Mischung aus
Aluminiumoxid (AJ2O3) und einer geringen Menge
eines anderen Metalloxides, wie z. B. Titanoxid, vorzugsweise in einem Verhältnis von 97 zu 3%, hergestellt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Teilschichten des Überzuges im Plasmaspritzverfahren aufgetragen werdsn.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbereitende C Derflächenbehand-
lung mit Stahlbürsten oder im Blasverfahren mit SiC-Pulver mit einer Körnung von weniger als
0,2 mm durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Überzuges zumin-
dest teilweise auf eine Rauhtiefe von weniger als 3,0 μΐη R1 geschliffen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während und/oder zwischen den aufeinanderfolgenden Beschichtungen das Trägermate-
rial abgekühlt wird, indem es mit einem Kühlmittel
in direkten Kontakt gebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugmaterial durch die Beschichtungsstation in gutem Wärme- und mechani- se
sehen Kontakt mit einer die Abseite des Trägermaterials stützenden Walze hindurchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der vorbereitenden Oberflächenbehandlung ein dünnes, bandförmiges, metallisches
Material in einer Maximaldicke von 2,0 mm stufenweise mit einem Überzug aus einem verschleißfesten Material bis zu einer Gesamtdicke von maximal
0,35 mm versehen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug bis zu einer Gesamtdieke
von maximal 035 mm durch wiederholtes Auftragen
von Teilschichten in einer Dicke von 0,002 bis 0,04 mm aufgebaut wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der An-Sprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
bandförmige Trägermaterial im Mittelabschnitt mit einem Überzug aus dem verschleißfesten Material
versehen wird und anschließend dieses überzogene Trägermaterial in zwei Bänder längs dieses überzogenen Mittelabschnittes zertrennt wird, damit zwei
Bänder mit entsprechendem Überzug in ein und demselben Beschichtungsarbeitsgang erhalten werden.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial auf
einander gegenüberliegenden ebenen Fläci-en mit
einem Oberzug versehen wird.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige Material, auf welchem der Oberzug stufenweise aufzubringen ist, hin und zurück durch die Beschichtungsstation geführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch !4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial von an jeder Seite
der Beschichtungsstation angeordneten Bandspulen zugeführt wird.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei bandförmige Trägermaterialien, wobei
ihre Längskanten einander gegenüberliegen, gleichzeitig durch die Beschichtungsstation hindurchgeführt werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aufeinander in stufenweiser Verschiebung geführte Bänder
gleichzeitig an den hierfür vorgesehenen Kanten beschichtet werden.
18. Verfahren nach Anspruch i2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial vor dem Beschichtungsvorgang mit einer in Längsrichtung verlaufenden keilförmigen Nut innerhalb der beabsichtigten
Beschichtungsfläche versehen wird und anschließend der verschleißfeste Überzug innerhalb dieser
Beschichtungsfläche, welche die Nut einschließt, aufgebracht wird, und daß abschließend längs des Bodens dieser Keilnut ein Schnitt durchgeführt wird.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß,
wenn das Bandmaterial mit einem Überzug versehen wird, fortlaufend zwischen die Windungen der
Wickel auf die aneinander anliegenden, unbeschichteten Oberflächen des Bandmaterials eine Zwischenschicht zur Erzielung eines glatten Auf- und Abwikkelns aufgebracht wird.
20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Antrieb (2,5,7,8,9) vorgesehen ist, um das bandförmige Trägermaterial (1) zwecks Beschichtung fortlaufend einer Beschichtungsstation zuzuführen, welche zumindest eine Metallspritzeinrichtung (10) aufweist, durch welche eine vorgegebene Menge eines
geschmolzenen Beschichtungsmittels innerhalb einer steuerbaren Beschichtungszone (13, 22) auf das
an der Einrichtung vorbeigeführte Trägermaterial aufspritzbar ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Haspel (2, 7) an jeder Seite der Beschiehtungsstation zum kontinuierlichen Aufwickeln
des die Spritzeinrichtung (10) passierenden, bandförmigen Trägermaterials (1) mittels eines mit dem
Bandmaterial zusammenwirkenden reversiblen Antriebs zur praktisch augenblicklichen Umkehr der
Bewegungsrichtung des Bandes.
22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 20 und 21, gekennzeichnet durch eine Anordnung (18) für die
fortlaufende Zufuhr einer bandförmigen Zwischenschicht (17) zwischen die Wicklungen auf jeder Haspel
(2,7).
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen eines verschleißfesten Überzuges auf ein dünnes metallisches,
bandföTniges Trägermaterial, insbesondere zur
Herstellung von Schabern, Rakeln und dergleichen für die Papierbeschichtung, durch Aufspritzen des Überzugmaterials,
wob_i das Trägermaterial gekühlt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
Mit einem bekannten Verfahren dieser Gattung (DE-AS 23 23 243) werden Sägeblätter im Bereich ihrer
Schnittkante mit einem Hartmetallüberzug versehen, der sich sowohl über die Stirnfläche als auch beidseits
davon über Teile der Seitenflächen erstrecken kann. Beim Auftragen des Überzuges wird wenigstens im Bereich
der Stirnfläche ein Schmelzbad aus Bindermetall erzeugt, in das Hartmetallkörner eingebette: sind. Um
einen Wärmestau im Bereich der zu beschirJitenden Stirnfläche des Sägeblattes zu vermeiden, wird das Sägeblatt
zwischen Platten gehalten, die einen Teil der zugeführten Wärme wieder abführen. Nichtsdestoweniger
muß damit gerechnet werden, daß im Bereich der Stirnfläche, die mit dem Überzug versehen wird, erhebliche
Kornveränderungen stattfinden.
Ferner ist es bekannt (DE-OS 20 28 050), Hartmetallüberzüge auf ein erwärmtes Trägermaterial durch Aufspritzen
aufzubringen. Das Überzugmaterial wird mit mehreren Spritzpistolen in einem Arbeitsgang zu voller
Schichtdicke aufgespritzt. Auch diese Verfahrensweise führt wegen der zusätzlichen Erwärmung des Trägermaterials
zu einer wesentlichen Veränderung der Eigenschaften des Trägermaterials. Das gilt selbstverständlich
auch für eine Verfahrensweise (US-OS 42 99 860), bei der ein Teil des Trägermaterials aufgeschmolzen und in
die Schmelze ein Hartmetallpulver injiziert wird.
Bei der Beschichtung von durchlaufenden Papierbahnen arbeitet man mit Schabern oder Rakeln, die mit
einem bestimmten spezifischen Druck an der Papierbahn anliegen und dafür sorgen sollen, daß die Streichmase
mit gleicher Schichtdicke auf die Papierbahn aufgetragen wird. Die Schaber oder Rakel müssen eine
bestimmte Federkraft besitzen, damit sie sich den Unebenheiten der Papierbahn anpassen können und den
Durchlauf von Fehlern, wie Klumpen oder dickeren Knollen der Papierbahn, ermöglichen. Diese Schaber
oder Rakel unterliegen aber einem erheblichen Verschleiß, so liaß sie bereits nach kurzer Zeit, in der Praxis
bereits nach einigen Stunden, ausgewechselt werden müssen. Man hat bereits versucht, die Lebensdauer der
Schaber oder Rakel dadurch zu verlängern, daß man sie aus einem Material hergestellt hat, welches verschleißfester
ist als herkömmlicher Federstahl. Dann sind die Schaber oder Rakel jedoch nicht mehr ausreichend flexibel
und sie neigen häufiger zu Bruch. Man hat auch schon daran gedacht, die Schaber oder Rakel mit einem
verschleißfesten Überzug zu versehen, ohne daß ein geeignetes Verfahren gefunden wurde. Wollte man nämlich
Schaber oder Rakel aus einem Trägermaterial herstellen, welches nach dem Vorbild der oben erläuterten
Verfahren beschichtet wird, dann würde das zu einem unbrauchbaren Ergebnis führen, weil durch die Erwärmung
des Trägermaterial dessen Eigenschaften, insbesondere seine Flexibilität, so verändert werden, daß ein
Einsatz in der Papierbeschichtung nicht mehr in Frage kommt
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren der eingangs
beschriebenen Gattung so zu führen, daß bei preiswerter, rationeller Massenfertigung dünne Schaber
oder Rzkel mit verbesserter Lebensdauer herstellbar sind, bei denen die Eigenschaften des Trägermaterials,
wie Oberflächengleichförmigkeit, Flexibilität und der-
gleichen durch das Auftragen des Überzuges nicht verändert worden sind.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Überzug
nach einer vorbereitenden Oberflächenbehandlung des Trägermaterials in mehreren Schichten, wobei die Dikke
der einzelnen Schichten kleiner ist als 1/10 der Dicke des Trägermaterials, aufgebracht wird.
Bei Durchführung dieses Verfahrens bleibt die Wärmebelastung des Trägermaterials ä-ißerst gering, weil
das Überzugmaterial nur in vergleichsweise dünnen Schichten aufgespritzt wird und dementsprechend die
bei jedem Spritzvorgang dem M.-urial übergebene
Wärmemenge klein ist. Durch eine zusätzliche Kühlung wird die an das Trägermaterial herangeführte Wärme
unmittelbar abgeführt und wird ein Wärmestau verhinden. Dennoch erhält man eine feste Bindung des Überzugmat*:rials
an das Trägermaterial, wozu auch die vorbereitende Oberflächenbehandlung beiträgt, und eine
feste Bindung der aufeinanderfolgend aufgetragenen Schichten des Überzugmaterials untereinander. Im Ergebnis
entsteht so ein mit einem verschleißfesten Überzug versehenes Band, das sich hervorragend für Schaber
und Rakel der Papierbeschichtung eignet
In der Praxis hat eine Ausführung besondere Bedeutung
gewonnen, bei der der Überzug nach einer vorbereitenden Oberflächenbehandlung des Trägermaterials
bis zu einer Gesamtdicke von maximal 035 mm durch
wiederholtes Auftragen von Teilschichten in einer Dikke von 0,002 bis 0,04 mm aufgebaut wird.
Der stufenweise Aufbau des Überzüge: kanr durch
thermisches Aufspritzen eines geschmolzenen Überzugmaterials auf die zu beschichtende Oberfläche erfolger.
Auch Plasmaspritz- oder Flammspritzverfahren -sind möglich. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransp/üchen. Gegenstand
der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß ein Antrieb vorgesehen ist, um das bandförmige Trägermaterial zwecks Beschichtung fortlaufend
einer Beschichtungsstation zuzuführen, welche
so zumindest eine Metallspritzeinrichtung aufweist, durch welche eine vorgegebene Menge eines geschmolzenen
Beschichtungsmittels innerhalb einer steuerbaren Beschichtungszone
auf das an der Einrichtung vorbeigeführt·' Trägermaterial aufspritzbar ist. Dabei kann eine
Haspel an jeder Seite der Beschichtungsstation zum kontinuierlichen Aufwickeln des die Sprüheinrichtung
passierenden, bandförmigen Trägermaterials mittels ei nes mit dem Bandmaterial zusammenwirkenden, reversiblen
Antriebes zur praktisch augenblicklichen Umkehr der Bewegungsrichtung des Bandes vorgesehen
sein, so daß das Band durch die Beschichtungsstation
hin- und zurückgeführt werden kann. Ferner kp.nn eine Anordnung für die fortlaufende Zufuhr feiner bandförmigen
Zwischenschicht zwischen die Wicklungen auf jeder Haspel vorgesehen werden.
Weitere Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
anhand der beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt
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