DE4238508C2 - Verfahren zum Aufbringen einer feinrauhen Beschichtung auf die Oberfläche einer Walze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer feinrauhen Beschichtung aus feinteiligen Hartstoffen auf die Oberfläche einer Walze für Stütz-, Trag- und Transportzwecke von bahnförmigem Gut, insbesondere in der Papier- und Druck­ industrie. Die Beschichtung dient dem Verschleißschutz. Ihre Rauhigkeit erhöht die Griffigkeit der Walzen. Die Walzen sind metallische Walzen mit metallischer Oberfläche oder Walzen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff mit entsprechen­ der Oberfläche. Walzen für Transportzwecke bezeichnet auch Antriebswalzen. - Walzen des beschriebenen Aufbaus sind ins­ besondere als Stütz- und/oder Tragwalzen an Umrollern und Rollenschneidern in der Papierindustrie bekannt. Es versteht sich, daß die metallische Oberfläche, die die feinrauhe Beschichtung trägt, zuvor mechanisch und/oder chemisch gereinigt wurde.

Die aus der Praxis und beispielsweise aus DE 37 12 684 A1 bekannten Maßnahmen, von denen die Erfindung ausgeht, betreffen Walzen mit einer feinrauhen Beschichtung aus fein­ teiligen Hartstoffen. Die aus der Praxis bekannten Walzen bestehen aus Metall. Die Hartstoffe werden im Wege des thermischen Spritzens aufgebracht. Zum thermischen Spritzen gehören im einzelnen die folgenden Maßnahmen: Flammspritzen, Lichtbogenspritzen, Plasmaspritzen, Hochgeschwindigkeits- Flammspritzen und Detonationsspritzen. Es versteht sich, daß die feinteiligen Hartstoffe in eine metallische Trägermatrix eingebettet werden, z. B. feinteilige Hartstoffe etwa 80 Gew.-%, Trägermatrix etwa 20 Gew.-%. Die Verbindung der Beschichtung mit der metallischen Oberfläche ist insoweit eine stoffschlüssige Verbindung im Sinne einer partiellen Verschweißung, hinzu kommt eine formschlüssige Einbettung der feinteiligen Hartstoffe in die Trägermatrix. Die üblichen feinteiligen Hartstoffe bestehen aus Wolframcarbid oder Molybdäncarbid bzw. aus Molybdän. Beschichtungen aus Molybdän (Reinstmolybdän 99,96 bis 99,98%) verlieren im Betrieb die erforderliche Rauhigkeit in 9 bis 12 Monaten. Das ist eine verhältnismäßig geringe Standzeit. Beschich­ tungen aus Wolframcarbid haben demgegenüber eine etwa doppelt so hohe Standzeit. Da Borcarbid eine wesentlich höhere Härte als Molybdän oder Wolframcarbid aufweist, ist vorgeschlagen worden, im Rahmen der bekannten Maßnahmen mit Auftragen der Beschichtung durch thermisches Spritzen für die feinrauhe Beschichtung auch feinteilige Hartstoffe in Form von Borcarbid einzusetzen. Das brachte jedoch keine wesentliche Verbesserung der Standzeit. - Ähnlich liegen die Verhältnisse bei Walzen, die aus einem kohlefaserverstärktem Kunststoff mit entsprechender Oberfläche bestehen.

Aus der DE 36 16 567 A1 ist die Verwendung eines Kunstharz­ klebers für Beschichtungen aus Spritzmetall bekannt. Das Spritzmetall wird auf den nicht ausgehärteten Kleber aufge­ spritzt. Die Haftung des aufgespritzten Metalls ist durch die Haftung des Klebers auf der Walze begrenzt. Es werden keine Hartstoffe aufgetragen, die zum Verschleißschutz dienen. In der JA 3-68 750 wird die Verwendung eines Kunst­ harzklebers beschrieben, der im nichtausgehärteten Zustand durch thermisches Spritzen mit einer Beschichtung versehen wird. Die Beschichtung dient nicht dem Verschleißschutz, bei mechanischen Verschleißbeanspruchungen ist die Haftung der Kleberschicht auf der gebürsteten Oberfläche des Werkstückes verbesserungsbedürftig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen einer feinrauhen Beschichtung aus feinteiligen Hartstoffen auf die Oberfläche einer Walze für Stütz-, Trag-, und Transportzwecke von bahnförmigem Gut, insbeson­ dere in der Papier und Druckindustrie, anzugeben, welches zu Beschichtungen führt, die sich durch wesentlich verbesserte Standzeit und erheblich verbesserte Haftung auf der Ober­ fläche auszeichnen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen einer feinrauhen Beschichtung aus feinteiligen Hartstoffen auf die Oberfläche einer Walze für Stütz-, Trag- und Transportzwecke von bahnförmigem Gut, insbesondere in der Papier- und Druckindustrie, wobei die Oberfläche gereinigt sowie auf die Oberfläche der Walze durch thermisches Spritzen eine porige Aufrauhung in Form einer Verankerungsschicht aus feinteiligen Hartstoffen auf­ gebracht wird und darauf eine Kleberschicht aus einem Zwei­ komponenten-Kunstharzkleber aufgebracht wird, in die die feinteiligen Hartstoffe der Verankerungsschicht eingebettet werden, wobei auf die noch nicht ausgehärtete Kleberschicht weitere feinteilige Hartstoffe aufgebracht werden und danach die Kleberschicht zur Aushärtung gebracht wird.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei der porigen Aufrauhung der Walze, die eingebettete feinteilige Hartstoffe enthält, die Hartstoffe, die aus der Oberfläche gleichsam als Anker herausragen, in die darauf aufgebrachte Kleberschicht eingebettet werden und dadurch diese Kleber­ schicht schubfest verankern. Auch die nachträglich in diese Kleberschicht eingebrachten feinteiligen Hartstoffe werden besser festgehalten. Das bewirkt die angestrebte Verbesse­ rung der Standzeit und, damit verbunden, der Haftung. Die Kleberschicht besteht aus einem handelsüblichen Zweikom­ ponenten-Kunstharzkleber. Er wird nach bevorzugter Ausfüh­ rungsform der Erfindung so ausgewählt, daß die feinrauhe Beschichtung eine Zugkraftfestigkeit von über 20 N/mm², vorzugsweise im Bereich von 30 bis 60 N/mm², aufweist. Der Zweikomponentenkleber muß beim Aufbringen entsprechend streichfähig sein, so daß er ohne Schwierigkeiten mit einer Rakel aufgebracht werden kann. Dazu kann der Zweikompo­ nenten-Kunstharzkleber durch Erwärmung streichbar gemacht werden. Im allgemeinen wird man mit einem kaltaushärtenden Zweikomponenten-Kunstharzkleber arbeiten. Es versteht sich, daß beim Aufbringen der Kleberschicht die zu beschichtende Walze langsam rotiert, beispielsweise mit einer Geschwindig­ keit von 5 bis 10 m/min. Der Zweikomponenten-Kunstharzkleber kann auch aufgesprüht werden.

Die feinteiligen Hartstoffe der Verankerungsschicht sind regelmäßig in eine Trägermatrix eingebettet. Die Masse der feinteiligen Hartstoffe beträgt etwa 80%, die Masse der Kleberschicht etwa 20%. Auf diese Weise kann die Kleber­ schicht und damit die feinrauhe Beschichtung sehr fest auf der Oberfläche der Walze verankert werden. Es versteht sich, daß die porige Aufrauhung in Form einer Verankerungsschicht auch auf eine zuvor durch mechanische oder chemische Behand­ lung aufgerauhte Oberfläche der Walze aufgebracht werden kann.

Zu einer Walze, bei der sich die feinrauhe Beschichtung durch eine sehr lange Standzeit auszeichnet, kommt man dadurch, daß auf die Kleberschicht feinteiliges Borcarbid aufgebracht wird, dabei können die Borcarbidkörner ggf. mit einer metallischen Umhüllung, beispielsweise aus Nickel oder Kobalt, versehen werden, die stromlos aufgebracht wird. Im Rahmen der Erfindung liegt es, auf die ausgehärtete Kleber­ schicht mit den eingebetteten feinteiligen Hartstoffen eine Abdeckschicht in Form einer dünnen Kleberschicht aus einem Zweikomponenten-Kunstharzkleber aufzubringen, die ausge­ härtet wird. Es kann aber auch mit anderen Coating-Schichten auf Kunstharzbasis gearbeitet werden.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird die Kleberschicht in einer Dicke von 0,1 bis 0,2 mm, vorzugs­ weise von etwa 0,15 mm, aufgebracht. Auch die feinrauhe Beschichtung insgesamt wird zweckmäßigerweise in einer Dicke von 0,1 bis 0,2 mm, vorzugsweise von etwa 0,15 mm, aufge­ bracht. Die feinteiligen Hartstoffe werden vorzugsweise so aufgebracht, daß die Beschichtung eine Rauhigkeit im Bereich von Rz 30 bis 90 µm, vorzugsweise Rz 40 bis 45 µm, aufweist. Die Körnung der feinteiligen Hartstoffe, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden, liegt zweck­ mäßig im Bereich von 20 bis 170 µm, vorzugsweise im Bereich von 60 bis 90 µm. Die Masse der feinteiligen Hartstoffe zur Masse der Kleberschicht liegt im Bereich vom 70 bis 90%.

Hartstoffe bezeichnet im Rahmen der Erfindung die Carbide von Titan, Zirkon, Hafnium, Tantal, Vanadium, Niob, Chrom, Molybdän, Wolfram und Bor, die Carbide der Metalle der Actinidengruppe des Periodischen Systems sowie binäre und tertiäre und höhere Kombinationen solcher Carbide, ferner Nitride, Boride und Silicide der Gruppen IV, V und VT des Periodischen Systems und der Actinidengruppe sowie Kombi­ nationen der genannten Stoffe. Auch Industriediamanten können als Hartstoffe eingesetzt werden. Das erfindungs­ gemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Beschichtung der metallischen Oberfläche metallischer Walzen, obgleich auch Walzen aus kohlenstoffverstärktem Kunststoff mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichtet werden können.

Claims (6)

1. Verfahren zum Aufbringen einer feinrauhen Beschichtung aus feinteiligen Hartstoffen auf die Oberfläche einer Walze für Stütz-, Trag- und Transportzwecke von bahnförmigem Gut, insbesondere in der Papier- und Druckindustrie, wobei die Oberfläche gereinigt sowie auf die Oberfläche der Walze durch thermisches Spritzen eine porige Aufrauhung in Form einer Verankerungsschicht aus feinteiligen Hartstoffen auf­ gebracht wird und darauf eine Kleberschicht aus einem Zwei­ komponenten-Kunstharzkleber aufgebracht wird, in die die feinteiligen Hartstoffe der Verankerungsschicht eingebettet werden, wobei auf die noch nicht ausgehärtete Kleberschicht weitere feinteilige Hartstoffe aufgebracht werden und danach die Kleberschicht zur Aushärtung gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei auf die ausgehärtete Kleberschicht mit den eingebetteten feinteiligen Hartstoffen eine Abdeckschicht in Form einer dünnen Kleberschicht aus einem Zweikomponenten-Kunstharzkleber aufgebracht und ausge­ härtet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Kleberschicht in einer Dicke von 0.1 mm bis 0,2 mm, vorzugs­ weise von etwa 0,15 mm, aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die feinrauhe Beschichtung insgesamt in einer Dicke von 0,1 mm bis 0,2 mm, vorzugsweise von etwa 0,15 mm, aufgebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Beschichtung aus feinteiligen Hartstoffen mit einer Rauhig­ keit im Bereich von Rz 30 bis 90 µm, vorzugsweise von Rz 40 bis 45 µm, aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei auf die Kleberschicht feinteiliges Borcarbid aufgebracht wird.