DE4334610A1 - Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche durch thermisches Spritzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche durch thermisches Spritzen, wobei ge­ schmolzene Partikel eines Zusatzwerkstoffes auf die Oberfläche aufgebracht werden.

Bei den aus der Praxis bekannten thermischen Spritzver­ fahren unterscheidet man zwischen Flammspritzen, Licht­ bogenspritzen, Plasmaspritzen und Detonationsspritzen. Mit Hilfe dieser Verfahren können auf den zu behandeln­ den Oberflächen Schichten aufgebracht werden, die sich entsprechend dem verwendeten Spritzverfahren in Porosi­ tät, Haftfestigkeit und Mikrostruktur sowie in den äußeren Eigenschaften wie Härte und Verschleiß­ beständigkeit unterscheiden.

Bei Zerkleinerungsmaschinen, wie beispielsweise bei Gutbettwalzenmühlen, die zwei mit hohem Druck gegen­ einander preßbare Walzen aufweisen, kommt es während des Mahlbetriebes zu einem Verschleiß der Walzenoberflächen. Herkömmlicherweise werden die verschlissenen Walzenoberflächen durch Auftrags­ schweißung erneuert. Man hat auch Versuche unternommen, mittels Lichtbogenspritzen neue Verschleißschichten auf die Walzenoberflächen aufzubringen. Die dadurch erzeugten Verschleißschichten waren jedoch relativ glatt und dünn, so daß ein schnellerer Verschleiß als bei den durch Auftragsschweißung erzeugten Schichten zu beobachten war. Zudem konnte das Einzugsverhalten der Walzen durch die glatten Oberflächen nicht verbessert werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche durch thermi­ sches Spritzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend weiterzuentwickeln, daß relativ rauhe Ver­ schleißschichten erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst, indem die auf die Oberfläche auf­ treffenden Partikel größer als 0,2 mm sind. In einem bevorzugten Verfahren werden die Partikel durch Impulse, insbesondere durch Druckgasimpulse, aus dem geschmolzenen Zusatzwerkstoff ausgelöst. Die ausge­ lösten Partikel können dann beispielsweise durch die Wirkung der Schwerkraft auf die Oberfläche gelangen. Als Druckgas kann beispielsweise Luft, aber auch ein Schutzgas, beispielsweise Kohlendioxyd, Argon, und Mischgase aus Kohlendioxyd und Argon, verwendet werden.

Wird ein derartiges Verfahren bei der Profilierung von Mahlflächen von zwei mit hohem Druck gegeneinander preßbaren Walzen einer Zerkleinerungsmaschine ange­ wandt, so zeichnen sich die dadurch entstehenden Wal­ zenoberflächen durch einen verbesserten Materialeinzug und einen geringeren Gleitverschleiß gegenüber der durch Auftragsschweißung hergestellten Walzenoberfläche aus.

In einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren können die Partikel auch allein durch die Wirkung der Schwerkraft aus dem geschmolzenen Zusatzwerkstoff ausgelöst und auf die Oberfläche aufgebracht werden.

Sowohl das Aufschmelzen des Zusatzwerkstoffes als auch das Aufbringen der Partikel kann gegebenenfalls unter Schutzgas erfolgen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine Einrichtung zur Behandlung einer Oberfläche 1 dargestellt, enthaltend eine durch eine Drahtabspulvorrichtung 2 gebildete Einrichtung zum Zuführen eines durch Spritzdraht 3 gebildeten Zusatz­ werkstoffes, eine Einrichtung zum Schmelzen des Zusatz­ werkstoffes, die im wesentlichen aus einer Strom­ quelle 4 mit elektrischer Steuerung besteht sowie eine Einrichtung zum Auslösen von Partikeln, die im vorlie­ genden Fall durch eine Druckluftdüse 5, einen Kompres­ sor 6 und einen Impulsgeber 7 gebildet wird.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung han­ delt es sich um eine herkömmliche Lichtbogenspritzvor­ richtung, die lediglich durch den Impulsgeber 7 modifi­ ziert worden ist.

Bei den herkömmlichen Lichtbogenspritzvorrichtungen wird ein stetiger Druckluftstrahl auf die Drahtspitzen gerichtet. Dabei lösen sich etwa 0,25 mm große Partikel von den Drahtspitzen ab, die sich auf dem Flugweg in etwa 0,085 mm große Partikel zerteilen und beim Auf­ treffen auf die Oberfläche mit dieser verschweißen. Derart feine Partikel sind jedoch für gewisse Anwendun­ gen, insbesondere bei der Profilierung von Walzenober­ flächen einer Gutbett-Walzenmühle nicht geeignet.

Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die beim herkömm­ lichen Auftragsschweißen entstehenden Schweißspritzer in der Größenordnung von 1 bis 2 mm besonders ver­ schleißfest auf der Walzenoberfläche haften. Mit Hilfe des thermischen Spritzens, insbesondere durch das Lichtbogenspritzverfahren, ist es möglich, gezielt eine Vielzahl derartiger Partikel auf eine Oberfläche aufzu­ bringen.

Bei der Profilierung von Walzenoberflächen einer Gut­ bett-Walzenmühle kommt es jedoch entscheidend darauf an, daß diese Partikel eine Größe von mindestens 0,2 mm, vorzugsweise etwa 1 bis 2 mm aufweisen. Nachdem dies mit den herkömmlichen thermischen Spritzverfahren nicht möglich ist, wurde dieses Verfahren erfindungsge­ mäß derart modifiziert, daß nicht ständig ein konstan­ ter Druckgas- bzw. Druckluftstrom auf die geschmolzenen Partikel gerichtet wird. Dementsprechend wird durch den Impulsgeber 7 der dargestellten Vorrichtung ein Impuls, im vorliegenden Fall ein Druckluftimpuls, erzeugt, der Partikel von den Drahtspitzen ablöst, deren Größe mindestens 0,2 mm, vorzugsweise 1 bis 2 mm, beträgt. Nach dem Ablösen der Partikel gelangen diese allein durch die Wirkung der Schwerkraft auf die Ober­ fläche 1, so daß sie auf dem Weg dorthin nicht weiter zerteilt werden.

Auch wenn im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein modi­ fiziertes Lichtbogenspritzverfahren beschrieben wird, sind im Rahmen der Erfindung auch die anderen thermi­ schen Spritzverfahren denkbar.

Die Profilierung der Walzenoberflächen einer Gutbett- Walzenmühle können auf herkömmliche Weise nur während der Standzeiten der Zerkleinerungsmaschine durchgeführt werden. Eine wirtschaftliche Nutzung derartiger Zer­ kleinerungsmaschinen ist jedoch nur dann möglich, wenn die Standzeiten möglichst kurz sind und in dieser zur Verfügung stehenden Zeit möglichst dauerhafte Ver­ schleißoberflächen aufgebracht werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun möglich, die Walzenoberflächen während des Betriebes der Zer­ kleinerungsmaschine zu profilieren, d. h., daß die Par­ tikel auf die sich drehenden Mahlflächen aufgebracht werden. Durch entsprechend angeordnete Sensoren können die Partikel gezielt aufgespritzt werden, so daß die Betriebszeiten der Zerkleinerungsmaschine deutlich er­ höht werden und zudem ständig optimale Mahlflächen zur Verfügung stehen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Menge des Verschleißes durch die Menge der aufgespritzten Partikel ausgeglichen wird.

Je größer die aufgespritzten Partikel sind, desto bes­ ser ist deren Haftfähigkeit, insbesondere auf feuchten und verschmutzten Oberflächen. Werden die Walzenober­ flächen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren profiliert, so kann gegenüber den herkömmlichen Profilierungsver­ fahren der Materialeinzug des zu zerkleinernden Gutes verbessert werden, gleichzeitig wird der Gleitver­ schleiß reduziert und die Gefahr der Mahlgutextrusion verringert.

Claims (8)

1. Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche (1) durch thermisches Spritzen, wobei geschmolzene Partikel eines Zusatzwerkstoffes (Spritzdraht 3) auf die Oberfläche aufgebracht werden, dadurch gekennzeich­ net, daß die auf die Oberfläche auftreffenden Par­ tikel größer als 0,2 mm sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzwerkstoff im Lichtbogen geschmolzen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel durch Impulse, insbesondere durch Druckgasimpulse aus dem ge­ schmolzenen Zusatzwerkstoff ausgelöst werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel durch die Wirkung der Schwerkraft aus dem geschmolzenen Zusatzwerk­ stoff ausgelöst werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgelösten Partikel durch die Wirkung der Schwerkraft auf die Oberfläche gelangen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Profilierung von Mahlflächen von zwei mit hohem Druck gegeneinander preßbaren Walzen einer Zerkleinerungsmaschine ange­ wandt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel auf die Mahlflächen der sich drehenden Walzen aufgebracht werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschmelzen des Zusatzwerkstoffes und das Aufbringen der Partikel unter Schutzgas erfolgt.