DE4334610A1

DE4334610A1 - Process for the treatment of a surface by thermal spraying

Info

Publication number: DE4334610A1
Application number: DE4334610A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Peterwerth; Heinz Dipl Ing Schroeder
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1993-10-11
Filing date: 1993-10-11
Publication date: 1995-04-13

Abstract

Process for the treatment of a surface by thermal spraying, in which fused particles of an additive material are applied to the surface and the particles striking the surface are larger than 0.2 mm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche durch thermisches Spritzen, wobei ge schmolzene Partikel eines Zusatzwerkstoffes auf die Oberfläche aufgebracht werden.The invention relates to a method for treatment a surface by thermal spraying, ge melted particles of a filler on the Surface to be applied.

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.In the thermal spraying known from practice driving a distinction between flame spraying, light arc syringes, plasma syringes and detonation syringes. With the help of these procedures you can treat on the layers are applied to the surfaces according to the spraying process used in Porosi , adhesion and microstructure as well as in the external properties such as hardness and wear distinguish resistance.

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. With shredding machines, such as Gutbettwalzenmühlen, the two with high pressure against have rollers that can be pressed together, it occurs during the grinding operation to wear the Roller surfaces. Traditionally, the worn roller surfaces due to application weld renewed. Attempts have also been made use arcing to spray new layers of wear to apply the roller surfaces. The result wear layers generated were relative, however smooth and thin, so that wear faster than in the layers produced by cladding was watching. In addition, the move-in behavior of the Rolls not improved due to the smooth surfaces become.

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.The invention is therefore based on the object Process for treating a surface by thermi sches spraying according to the preamble of claim 1 to develop further in that relatively rough Ver wear layers can be generated.

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.This task is characterized by the characteristic of Claim 1 solved by the on the surface hitting particles are larger than 0.2 mm. In one preferred methods are through the particles Impulses, in particular by compressed gas pulses, from the molten filler material triggered. The out loosened particles can then, for example, by the Effect of gravity on the surface. Air, for example, but also a can be used as the compressed gas Shielding gas, for example carbon dioxide, argon, and Mixed gases of carbon dioxide and argon can be used.

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.Will such a process in profiling Grinding surfaces of two with high pressure against each other pressable rollers of a shredding machine turns, the resulting whale stands out Zen surfaces thanks to an improved material feed and less sliding wear compared to the roll surface produced by cladding out.

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. In another method according to the invention, the Particles also by gravity alone triggered from the molten filler material and on the surface to be applied.

Sowohl das Aufschmelzen des Zusatzwerkstoffes als auch das Aufbringen der Partikel kann gegebenenfalls unter Schutzgas erfolgen.Both the melting of the filler as well the application of the particles can optionally under Shielding gas.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.In the following, an embodiment is based on the Description and the drawing explained in more detail.

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.In the drawing, a device for treating a surface 1 is shown, comprising a device formed by a wire unwinding device 2 for supplying an additional material formed by spray wire 3 , a device for melting the additional material, which essentially consists of a current source 4 with electrical control exists and a device for triggering particles, which is formed in the vorlie case by a compressed air nozzle 5 , a compressor 6 and a pulse generator 7 .

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.In the device shown in the drawing, it is a conventional arc spraying device, which has only been modifi ed by the pulse generator 7 .

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. In the conventional arc spraying devices there is a steady stream of compressed air on the wire tips directed. Particles about 0.25 mm in size loosen from the wire tips that are on the flight path in Particle about 0.085 mm in size and when opening hit the surface with this weld. However, such fine particles are for certain applications gene, especially when profiling roller tops surfaces of a material bed roller mill are not suitable.

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.In the experiments on which the invention is based Surprisingly, it has been shown that the conventional welding spatter caused by build-up welding in the order of 1 to 2 mm especially ver adhere to the roller surface in a wear-resistant manner. With help thermal spraying, in particular through the Arc spraying process, it is possible to target one Large number of such particles on a surface bring.

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.When profiling the roll surfaces of a well-bed roll mill, however, it is crucial that these particles have a size of at least 0.2 mm, preferably about 1 to 2 mm. Since this is not possible with the conventional thermal spraying method, this method was modified according to the invention in such a way that a constant pressure gas or compressed air stream is not constantly directed onto the molten particles. Accordingly, the pulse generator 7 of the device shown generates a pulse, in the present case a compressed air pulse, which detaches particles from the wire tips, the size of which is at least 0.2 mm, preferably 1 to 2 mm. After detachment of the particles, they reach the surface 1 solely by the action of gravity, so that they are not further divided on the way there.

Auch wenn im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein modi fiziertes Lichtbogenspritzverfahren beschrieben wird, sind im Rahmen der Erfindung auch die anderen thermi schen Spritzverfahren denkbar. Even if a modes in the present embodiment Defined arc spraying process is described are the other thermi within the scope of the invention spraying process conceivable.

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.The profiling of the roll surfaces of a good bed Roller mill can only be used in the conventional way the service life of the shredding machine become. An economic use of such Zer However, reduction machines are only possible if the downtimes are as short as possible and in this Available time as permanent Ver wear surfaces are applied.

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.With the method according to the invention it is now possible to the roller surfaces during the operation of the cer profiling the shrinking machine, d. that is, the par applied to the rotating grinding surfaces become. By means of appropriately arranged sensors the particles are sprayed on so that the Operating times of the shredding machine clearly he be raised and also constantly optimal grinding surfaces for To be available. This is achieved in that the Amount of wear by the amount of sprayed particles is balanced.

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.The larger the sprayed particles are, the more This is their adherence, especially on moist and dirty surfaces. Become the reel top surfaces profiled with the method according to the invention, so compared to the conventional Profilierungsver drive the material feed of the material to be shredded be improved, at the same time the glide ver reduces wear and the risk of regrind extrusion decreased.

Claims

1. A method for treating a surface ( 1 ) by thermal spraying, molten particles of a filler material (spray wire 3 ) are applied to the surface, characterized in that the particles hitting the surface are larger than 0.2 mm.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the filler melted in the arc becomes.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the particles by impulses, especially by compressed gas pulses from the ge melted filler material are triggered.

4. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the particles by the action the gravity from the molten additive material are triggered.

5. The method according to claim 3 or 4, characterized characterized in that the particles triggered by the effect of gravity on the surface reach.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is used for profiling Grinding surfaces of two with high pressure against each other pressable rollers of a shredding machine turns.

7. The method according to claim 6, characterized in that the particles on the grinding surfaces of the rotating rollers are applied.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the melting of the Filler material and the application of the particles takes place under protective gas.