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Die
Erfindung betrifft eine Abstreif- bzw. Rakel- oder Auftragsklinge,
die eine Nickelbeschichtung aufweist, die abrasionsresistente Partikel,
zum Beispiel SiC, umfasst.
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Rakel-
und Auftragsklingen werden in der Papierherstellung und in der Druckindustrie
verwendet, um Papier bzw. Drucktinte von einer rotierenden Walze
abzukratzen. In diesem Zusammenhang treten Probleme mit Verschleiß der Walze
und der Rakel- und Auftragsklinge auf. Das Problem der Abnutzung
einer Klinge eines Rakel- oder Auftragstyps wurde in einer Anzahl
an Patentanmeldungen, z.B.
SE
8205805 ,
SE 8205806 und
SE 82058807 behandelt,
durch Vorsehen einer Klinge, die eine abriebfeste Beschichtung aufweist.
Jedoch löst
dies nicht das Verschleißproblem
der Walze, sondern erhöht
eher dieses Problem. Zum Beispiel stößt bei einem sogenannten Flexographischen
Drucken die Auftragsklinge gegen eine keramische Bild- bzw. Schirmwalze,
welche sehr teuer ist und welche außerdem einen recht beträchtlichen
Verschleiß der
Auftragsklinge zur Folge hat, wenn die Walze neue ist.
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Ein
anderes Problem, welches in dem erwähnten Stand der Technik nicht
gelöst
ist, ist ein ungleichmäßiger Verschleiß der Klinge.
Zum Beispiel in so genanntem Photogravur-Druck ist da, nach einem
anfänglichen
Verschleiß,
eine Angrenzungsoberfläche
auf der Auftragsklinge geformt, welche eng gegen die Druckwalze
während
der gesamten Anzahl an gedruckten Kopien zu stoßen hat bzw. anliegt, so dass
ein Farbpigment nicht durchkommt und ein Bleichen bzw. Entfärben („Tönung") vorkommt. Während des
Druckbetriebes ist der Verschleißabschnitt der Auftragsklinge
zu maximal 70% verschlissen bevor die Auftragsklinge ausgewechselt
wird. Jedoch werden gewöhnlicherweise
nur um 10 bis 20 Prozent des Verschleißabschnittes der Auftragsklinge
bei der Musteroberfläche
der Druckwalze verwendet bevor ein Wechsel gemacht wird. Dies ist infolge
ungleichmäßiger Abnutzung,
in welcher eine Schmierung mit der verwendeten Tinte an der Musteroberfläche stattfindet,
während
die Auftragsklinge viel schneller außerhalb der Musteroberfläche und
an den Enden der Druckwalze abgenutzt wird, vielleicht auf dem gesamten
Wege hinab zu dem Teile der Auftragsklinge, welche außerhalb
des tatsächlichen
Verschleißabschnittes
ist. Infolge dieses intensiven Verschleißes an den Enden der Auftragsklinge
leckt Tinte auf der Musteroberfläche
und es ist außerdem
nicht selten, dass Fissuren sich in der Oberflächenschicht der Auftragsklinge
infolge der Wirkung von Kräften
ausbilden, wobei das Drucken zum Austauschen der Auftragsklinge
gestoppt werden muss. Demgemäß hat dies
trotz der Tatsache, dass die Auftragsklinge nicht mehr als 10 bis
20 Prozent auf der Musteroberfläche verschlissen
ist, zu erfolgen. Versuche sind unternommen worden, um dieses Problem
zu lösen,
da wurde eine Auftragsklinge präsentiert, welche
eine größere Materialdicke
an den Enden besitzt, dass heißt
in den Teilen, welche intendiert werden, dass sie außerhalb
der Musteroberfläche
positioniert werden. In diesem Fall ist die Auftragsklinge mit einer herkömmlichen
Lamellenschleifung in dem Verschleißabschnitt geschliffen worden,
aber nicht in den Endteilen. Dieses Schleifen ist jedoch sehr kompliziert
durchzuführen
und führt
außerdem
dazu, dass die Auftragsklinge nur an finalen Längen hergestellt werden kann
und nicht in längeren
Stücken
zum Schneiden in Verbindung mit ihrer Länge.
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Ein
anderes Problem, dass auftreten kann, ist die Formation von Graten
auf der Oberseite der Rakel- oder Auftragsklinge, in Verbindung
mit dem Verschleiß derselben.
Wenn diese Grate auf der Spitze der Klinge bleiben, kann die Walze
geritzt werden und/oder Linien können
im Druck (Auftragsklingen) auftreten.
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Aus
JP 3 064 595 (Zusammenfassung)
ist da eine Stahlauftragsklinge bekannt, welche eine elektrolytisch
angewendete bzw. aufgebrachte Beschichtung auf ihrer Spitze besitzt.
Die Beschichtung besitzt zwei Lagen, einer innerste Lage aus Nickel,
die angeordnet wird und eine äußerste Lage
aus Chrom.
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Aus
JP 2 104 696 (Zusammenfassung)
ist da eine Stahlauftragsklinge bekannt, welche eine Beschichtung
aus Cu, Ni, Zn, Ag, Keramik usw. besitzt. Das Patent betrifft ein
Maskierungs- bzw. Abdeckverfahren, in welchem eine Klinge zusammen
gewalzt wird und danach elektrolytisch beschichtet wird.
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Es
ist ferner bei Rakelklingen und Auftragsklingen bekannt, von chemischen
Nickel-Beschichtungen Gebrauch
zum machen, dass heißt
Beschichtungen, die nicht durch Elektrolyse aufgebracht werden,
wobei Beschichtungen SiC-Partikel für die Verbesserung eines Abrasionswiderstandes
umfassen. Diese Rakelklingen oder Auftragsmesser besitzen jedoch
bestimmte Nachteile, zum Beispiel das erhöhte Risiko einer Fissur-Bildung
und ebenso erhöhte
Kosten, da die gesamte Klinge beschichtet werden muss.
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Es
ist allgemein bekannt, innerhalb anderen technischen Bereichen,
eine sogenannte Komposit- bzw. Verbundbeschichtung
bei einer elektrolytischen Nickelbeschichtung von Objekten zu formen.
S. H. Yeh & C. C.
Wan, „A
study of SiC/Ni composite plating in the Watts bath", "eine Studie von SiC&Ni-Verbundüberzug in dem
Watts-Bad", Seiten
54 bis 58, Überzug-
und Oberflächenbehandlung,
März 1997
und O. Berkh et al., „Electrodeposited
Ni-P-SiC composite coatings",
Elektro-abgelagerte Ni-P-SiC Verbundbeschichtungen", Seiten 62 bis 65, Überzug-
und Oberflächenbehandlung,
November 1995 beschreiben, wie SiC-Partikel in einem Elektrolytbad
für eine
Nickelbeschichtung eingeschlossen werden können. G. N. K. Ramesh Bapu, „Characteristics
of Ni-BN electrocomposites", „Eigenschaften
von Ni-BN-Elektro-Verbunden",
Seiten 70 bis 73, Überzug- und
Oberflächenbehandlung,
Juli 1995, beschreibt, wie eine Härte und ein Abrasionswiderstand
in einem Produkt unter Verwendung von BN-Partikeln in dem elektrolytischen
Nickel-Beschichtungsbade verbessert werden kann. Es ist ebenso bekannt,
PTFE in einer elektrolytischen Nickelbeschichtung mit dem Zweck
des Verringerns des Reibungskoeffizienten zwischen sich gegeneinander
bewegenden Teilen einzuschließen.
Beispiele von Bezügen
bzw. Fundstellen sind G. N. K. Bapu et al. „Electrodeposition of Nickel-Polytetraflourethylene
(PTFE) polymer composites", „Elektroablagerung
von Nickel-Polytetraflourethylen-(PTFE)-Polymerverbunde", Seiten 86 bis 88, Überzug- und Oberflächenbehandlung,
April 1995 und M. Pushpavanam et al., „Electrodeposited Ni-PTFE
dry lubricant coating", „Elektro-abgelagerte
Ni-PTFE-Schmierbeschichtung", Seiten 72 bis 75 Überzug-
und Oberflächenbehandlung,
Januar 1996.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Rakel- oder Auftragsklinge
schaffen, welche einen guten Abrasionswiderstand ohne einen erhöhten Verschleiß auf einer
rotierenden Walze besitzt, gegen welche die Klinge drückt. Demgemäss zielt
die Klinge gemäß der Erfindung
darauf ab, dass sie sowohl eine ebene und glatte Oberfläche mit
einem Schmierungseffekt als auch einen guten Abrasionswiderstand
besitzt. Außerdem
zielt die Klinge gemäß der Erfindung
durch ein Vorsehen ihres speziellen Designs auf eine optimale Aufnahme
der Kräfte,
welchen sie ausgesetzt ist, um eine Fissurbildung zu vermeiden und
um einen vorzeitigen Verschleiß an
den Enden der Klinge zu vermeiden. Noch eine andere Zielsetzung
bzw. Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
für eine
kontinuierliche elektrolytische Nickelbeschichtung einer solchen
Klinge mit wenigstens zwei Lagen zu präsentieren.
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Diese
und andere Zielsetzungen bzw. Aufgaben werden durch die Rakel- und
Auftragsklinge gemäß der Erfindung
und durch das Verfahren gemäß der Erfindung
bewältigt,
als diese in den Ansprüchen
präsentiert werden.
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Gemäß einem
Aspekt bzw. einer Ausführungsform
der Erfindung besitzt die Klinge eine Beschichtung welche auf der
Unterseite dicker als auf der Oberseite ist, wenigstens an einem
Verschleißabschnitt
der Klinge, dass heißt,
einem vorderen Teil der Klinge, bei dem der Stahlkern eine Dicke
von um 30 bis 100 μm,
bevorzugt 40 bis 55 μm
(Auftragsklingen) oder 0,1 bis 0,3 mm (Rakelklingen) besitzt. An
dem Verschleißabschnitt
kann die Beschichtung eine Gesamtdicke von 8 bis 25 μm auf der
Unterseite besitzen, bevorzugt 10 bis 20 μm und noch bevorzugter 13 bis
18 μm, während die
Beschichtung auf der Oberseite typischerweise eine Gesamtdicke von 3
bis 15 μm,
bevorzugt 3 bis 10 μm
an dem Verschleißabschnitt
besitzt. Dieses Design der Beschichtung zielt darauf, dass die Kräfte, denen
die Klinge ausgesetzt ist, in dem gefälligsten bzw. günstigen
Weg absorbiert bzw. aufgenommen werden sollten. In diesem Zusammenhang
ist es der Fall, dass die Klinge den größten Kräften auf ihrer Unterseite ausgesetzt
wird, infolge dass die Unterseite die erste ist, die Walze bei ihrer
Rotation mit einer bestimmten Angrenzungs- bzw. Widerkraft zu treffen, wobei demgemäss die Notwendigkeit
einer dicken Beschichtung auf der Unterseite der Klinge am größten ist.
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Gemäß eines
anderen Aspektes der Erfindung besitzt die Klinge einen Abschnitt
der Beschichtung auf ihrer Oberseite, in dem Folgenden bezeichnet
als ein Verstärkungs-
bzw. Versteifungsabschnitt, welcher eine größte Dicke besitzt, welche größer als
die Dicke auf der Oberseite des Verschleißabschnittes der Klinge und bevorzugterweise
ebenso größer als
die Dicke der Beschichtung auf der Unterseite des Verschleißabschnittes der
Klinge ist, wie in der Normalen gegen die Oberfläche der Klinge gesehen wird.
Der Versteifungsabschnitt besitzt normalerweise eine größere Dicke
von 10 bis 40 μm,
bevorzugt 15 bis 35 μm,
wie in der Normalen gegen die Oberfläche der Klinge gesehen wird.
Dieser Versteifungsabschnitt ist an dem Übergangsabschnitt zwischen
dem Verschleißabschnitt
der Klinge und dem hinteren Teil der Klinge angeordnet, auf der
Oberseite der Klinge, mit dem Zweck des Absorbierens von Belastungen
in der Oberflächenlage
der Klinge, wenn die Klinge den ganzen Weg herunter zu dem oder
in der Nähe
des Übergangsabschnitt/es
verschlissen worden ist, normalerweise zuerst bei den Teilen der
Klinge, die außerhalb
des Oberflächenmusters,
d.h. den Enden der Klinge positioniert werden. Dank des Versteifungsabschnittes
wird der Verschleiß gestoppt
und die Belastungen werden in die Auftragsklinge abgeleitet bzw.
zerstreut. Hierbei wird eine Fissurbildung an dem Übergangsabschnitt zwischen
dem Verschleißabschnitt
und dem hinteren Teil der Klinge verhindert. Hierbei kann die Haltbarkeitsfrist
der Klinge wesentlich verlängert
werden, da der Verschleißabschnitt
wesentlich mehr als die herkömmlichen
10 bis 20 Prozent verwendet werden kann, bevor er infolge von Verschleiß und dadurch
folgender Fissurbildung an den Enden der Klinge auszutauschen ist.
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Die
unterschiedliche Dicke der Beschichtungen einschließlich des
Versteifungsabschnittes, werden in einem kontinuierlichen Prozess
für eine
elektrolytische Nickelbeschichtung in zwei oder mehr Schritten durch Verwendung
einer totalen oder teilweisen Abdeckung der unterschiedlichen Teile
der Klinge erreicht. Auch andere Prozessparameter, wie zum Beispiel
eine Stromdichte, ein Positionieren des Streifens in Relation zu
den Elektroden, dass heißt
die Distanz zwischen den selben und dergleichen, kann verwendet
werden, um die Formation der Beschichtungen in unterschiedlichen
Positionen der Klinge zu steuern. Der Prozess und das Maskieren
gemäß der Erfindung
werden detaillierter in Verbindung mit der Zeichnungsbeschreibung
unten beschrieben.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung sind die Beschichtungen wenigstens
auf der Unterseite der Klinge an seinem Verschleißabschnittes
und einer kurzen Distanz über
den Übergangsabschnitt
zwischen dem Verschleißabschnitt
und dem hinteren Teil der Klinge aus zwei oder mehreren Lagen geformt,
die verschiedene Zusammensetzungen aufweisen. Wenigstens zwei Lagen,
bevorzugt drei oder vier Lagen verschiedener Zusammensetzungen werden
durch den kontinuierlichen Prozess für eine elektrolytische Nickelbeschichtung
in mehreren Schritten (mehreren Zellen) geformt, wobei wenigstens
eine dieser Schichten Partikel umfasst, die den Abrasionswiderstand
der Beschichtung (abriebfeste Partikel) erhöhen. Solche Partikel können zum
Beispiel durch Metalloxide, Karbide oder Nitride, zum Beispiel ZrO2, Al2O3,
SiO2, SiO, TiO2,
ZnO, SiC, TiC, SiN und/oder kubisches BN konstituiert sein. Am Bevorzugtesten
ist eine Verwendung von SiC und/oder kubischen BN. Daneben, dass
eine erhöhte
Härte gegeben
wird, wirkt eine solche Lage der Formation von Graten entgegen.
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Es
ist bevorzugt, dass wenigstens eine andere dieser Lagen ebenso Partikel
umfasst, die den Schmierungseffekt der Beschichtung erhöhen, bevorzugt
hexagonales BN. Eine alternative zweite Lage oder eine dritte, äußerste Lage
ist bevorzugterweise durch eine elektrolytische Nickelbeschichtung
besonders ohne einen Inhalt an abrasionsresistenten oder schmierenden
Partikeln konstituiert, wobei die äußerste Lage statt dessen durch
eine elektrolytische Nickelbeschichtung konstituiert sein kann,
welche von Additiven bzw. Zusätzen,
abgesehen von den Additiven, die herkömmlicherweise in Verbindung
mit der Anwendung von solchen Beschichtungen oder einer elektrolytischen
Nickelbeschichtung verwendet werden, welche Additive, wie zum Beispiel eines
Teflon-/PTFE-Typs umfasst, frei ist. Durch das Konzept „des Teflon-/PTFE-Typs" sind hierbei Additive derart
gemeint, dass die Oberfläche
der Auftragsklinge Eigenschaften besitzt, die die Adhäsion von
Ingredienzien in den Tinte behindern, welche durch den Endbenutzer
zusammen mit der Auftragsklinge verwendet wird. Bevorzugterweise
weisen alle Schichten in einer Vielfachlagenbeschichtung ungefähr die gleiche
Dicke auf.
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Ebenso
auf der Oberseite der Klinge, einschließlich des Versteifungsabschnittes,
kann die Beschichtung durch zwei, drei oder mehr Lagen gemäß dem Obigen
konstituiert werden, optionalerweise des gleichen Typs und in der
gleichen Reihenfolge wie auf der Unterseite.
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Geeigneterweise,
aber nicht notwendigerweise, kann der größere Teil der Dicke der Beschichtung
an der Versteifungssektion durch eine Schicht mit abrasionsresistenten
Partikeln konstituiert werden, wobei die anderen Lagen hauptsächlich die
gleiche Dicke an dem Versteifungsabschnitt wie an dem Verschleißabschnitt, auf
der Oberseite der Klinge besitzen. Es ist jedoch ebenso vorstellbar,
nur eine Beschichtungslage auf der Oberseite der Klinge zu verwenden,
welche in die sem Fall geeigneterweise aus einer Lage besteht, die
abriebfeste Partikel umfasst. Als eine Alternative wird da von mehr
als einer Lage sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite
Gebrauch gemacht, wobei die Anzahl an Lagen jedoch auf der Unterseite
größer als
auf der Oberseite ist.
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Gemäß einem
noch anderen Aspekt der Erfindung besitzt nur die Klinge, in dem
hinteren Teil seiner Ober- und Unterseite nur eine Beschichtungslage,
welche bevorzugt durch eine elektrolytische Nickelbeschichtung besonders
ohne einen Inhalt an Partikeln oder einer elektrolytischen Nickel
Beschichtung konstituiert ist, die Additive des Typs Teflon/PTFE
umfasst. Jedoch ist es ebenso vorstellbar, dass die Schicht anstelle dessen
andere Partikel gemäß dem obigen
umfasst. Hier weist die Beschichtungslage geeigneterweise eine Dicke
von um 1 bis 10 μm
auf, bevorzugt 1 bis 6 μm.
Alternativ besitzt der hintere Teile zwei oder mehr Lagen gemäß dem obigen,
wobei die äußerste Lage
durch eine elektrolytische Nickelbeschichtung besonders ohne einen
Inhalt an Partikeln oder einer elektrolytischen Nickelbeschichtung
konstituiert wird, die Additive des Typs Teflon/PTFE umfasst.
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Gemäß zu noch
einem anderen Aspekt der Erfindung kann die äußerste Beschichtungslage der
Klinge, bevorzugt ohne irgend welche Additive oder, indem sie nur
Additive des Typs Teflon/PTFE hat, die gleiche über die gesamte Klinge sein,
wobei diese äußerste Lage
geeigneterweise in einer finalen elektrolytischen Zelle ohne Maskieren
aufgebracht wird.
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Die
Partikeldichte der Partikel die in den Lagen verwendet werden, hängt zu einem
bestimmten Grade von der Partikelgröße des Pigmentes ab, welches
in dem Drucken verwendet wird, wenn die Klinge eine Auftragsklinge
ist. Je kleiner der Größe der Pigmentpartikel
ist, desto größer ist
die Partikeldicht in den Lagen. Typischerweise sollten die Schmierungspartikel,
dass heißt
ein hexagonales BN, kleiner als 4 μm sein, die abrasionsresistenten
Partikel, zum Beispiel SiC, sollten kleiner als 2 μm und die
Additive des Typs Teflon/PTFE sollten kleiner als 5 μm sein. Je
dünner
die Lage ist, desto kleiner sind die Partikel. Ein typischer Inhalt
an Partikeln in den entsprechenden Lagen sind 5 bis 30 Volumenprozent,
bevorzugt 5 bis 20 Volumenprozent und noch bevorzugter 5 bis 15
Volumenprozent.
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Wenn
eine äußerste Beschichtungslage,
die Additive von Teflon/PTFE oder ähnliches umfasst, verwendet
wird, wird der Beschichtungsprozess mit einem Hitzbehandlungsschritt,
zum Beispiel bei um 200 bis 600 Grad Celsius, typischerweise um
400 Grad Celsius, für
ein paar Minuten, typischerweise höchstens 30 Minuten, beendet.
In dieser Hitzebehandlung werden oberflächliche Partikel von PTFE in
eine dünne,
hauptsächlich
ebene Oberflächenlage
der äußersten
Beschichtungslage ausfließen.
Gemäß der Erfindung,
kann diese Hitzebehandlung kombiniert werden mit, dass heißt zur selben
Zeit durchgeführt
werden als bzw. wie ein Hitzebehandlungsschritt, welcher erforderlich
ist, um eine erhöhte
Härte in
den Lagen zu erreichen, wenn das Elektrolyt-Bad aus einem Ni-P Typ
ist.
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Typischerweise
wird eine Härte
von um 640 bis 800 Hv in einer Beschichtungslage erreicht, die SiC gemäß der Erfindung
umfasst, wenn eine Hitzebehandlung nicht verwendet wird. Wenn eine
Hitzebehandlung verwendet wird, kann die Härte dieser Lage, in Verbindung
mit Ni-P Bädern
oder Ni-Bädern,
einschließlich
Metallsalzen, einschließlich
SiC, bis zu 800 Hv, bevorzugt bis zu 900 Hv und noch bevorzugter
bis zu 1000 Hv sein. Die Härte
der Beschichtungslage, die ein hexagonales BN umfasst, ist typischerweise
um 620 bis 700 Hv, und immer niedriger als die Lage, die abriebfeste
Partikel umfasst, jedoch höher
als die Härte
des Stahls in dem Kern der Klinge.
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In
dem Folgenden wird die Erfindung in größerem Detail mit Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
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1 im
Querschnitt eine Auftragsklinge gemäß der Erfindung zeigt, welche
gegen eine Walze stößt;
-
2 ein
Blockdiagramm über
den Beschichtungsprozess gemäß der Erfindung
zeigt; und
-
3 in
einer Perspektive ein Beispiel zeigt, wie das Abdecken der Auftragsklinge
während
dem Beschichtungsprozess erreicht werden kann.
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In
dem Folgenden wird die Erfindung durch eine Auftragsklinge 1 (1)
veranschaulicht, welche beabsichtigt ist, verwendet zu werden, Drucktinte
von einer rotierenden Walze 2 abzukratzen, welche Walze
normalerweise eine sogenannte Anilox-Walze oder Eingravierungswalze
genannt wird. Während
des Betriebes wird die Auftragsklinge 1 Kräften ausgesetzt,
die durch Pfeile angezeigt werden.
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Die
Auftragsklinge 1 besitzt einen Stahlkern, mit über 0,5
bis 1,2 Prozent C, welcher auf eine Härte von um 550 bis 750 Hv gehärtet wurde
und Lamellen-geschliffen wurde. Durch das Konzept des Lammellenschleifens
wird gemeint, dass die Klinge, zum Klemmen in einen Halter (nicht
gezeigt) für
die Klinge, einen hinteren, dickeren Teil 3 besitzt, der
normalerweise 0,15 bis 0,6 mm dick ist, und einen vorderen, dünneren Teil 4, normalerweise
um 50 μm
dick, welcher einen Verschließabschnitt
konstituiert. An dem Übergang
zwischen dem hinteren Teil 3 und dem Verschleißteil 4,
besitzt die Klinge eine scharfe Kante 5 auf ihrer Oberseite,
und danach eine weichen allmählichen Übergang 6 herunter
zu der Verschleißsektion 4 hin.
Auf der Unterseite ist die Klinge vollständig flach, außer an der
Spitze 7, welche weich abgeschrägt sein kann. Die Klinge 1 kann eine
gesamte Erweiterung (Breite) von 8 bis 120 mm in dem gezeigten Quer schnitt
besitzen, davon abhängig, ob
die Klinge eine Auftragsklinge oder eine Rakelklinge ist. Normalerweise
ist die Kante 5 weniger als 10 mm von der Spitze 7 der
Klinge gelegen.
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An
seiner Unterseite besitzt die Klinge 1 eine Beschichtung 8,
welche von wenigstens zwei verschiedenen Schichten 8a, 8b, 8c geformt
wird und welche eine Gesamtdicke von 10 bis 20 μm besitzt. Diese Unterbeschichtung 8 kann
sich über
die gesamte oder im wesentlichen die gesamte Unterseite der Klinge
erstrecken oder nur über
den Verschleißabschnitt 4 und
eine kurze Distanz hach dem Übergangsabschnitt 5, 6.
Eine Beschichtung 8 ist auf der Oberseite der Klinge angeordnet,
deren Beschichtung von wenigstens von einer Lage 9a, 9b geformt
wird und welche eine Gesamtdicke von 3 bis 15 μm, bis zu 70% der Erweiterung
des Verschleißabschnittes
besitzt, wie von der Spitze der Klinge gesehen wird. Nach diesen
70% der Erweiterung des Verschleißabschnittes wird da ein Versteifungsabschnitt 10 geformt,
welcher bevorzugt durch den selben Typ an Lage als bzw. wie die
Beschichtung 9 geformt wurde, aber mit größerer Dicke,
gemäß dem obigen,
aufweist. Der hintere Teil 3 besitzt ebenso wenigstens
eine Beschichtungslage 11.
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In 2 wird
da ein Blockdiagramm gezeigt, das intendiert, den Prozess für die elektrolytische
Nickelbeschichtung gemäß der Erfindung
zu erläutern.
Die Auftrags- oder Rakelklinge wird dazu gebracht, dass sie als
ein kontinuierlicher Streifen durch wenigstens zwei, in der gezeigten
Ausführungsform
drei elektrolytische Zellen 21, 22, 23 mit
einer Kontaktpolarisation der Klinge 1 über anodische Elektrodenwalzen 25 durchgeht. Es
ist bevorzugt, dass die Zellen adäquat breit sind, so dass zwei
oder mehr Klingen zur gleichen Zeit während eines kontinuierlichen
Betriebes beschichtet werden können.
Kathoden-Elektroden 26 sind in den Zellen 21, 22, 23 angeordnet.
Infolge eines Tragens zwischen den Zellen, können die geformten Beschichtungslagen
veranlasst sein, eine kleine Menge an Partikeln anders als die einen
zu enthalten, die als „nominal" für jede Schicht
spezifiziert sind. Dies ist ebenso für Lagen wahr, die angegeben
sind ohne Partikel zu sein. Jedoch ist die Abweichung von der nominalen
Komposition so klein, dass sie nicht das Konzept der Erfindung zu
irgend einem beachtlichen Grade beeinflussen wird.
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Jede
Zelle 21, 22, 23 enthält ein Ni- oder Ni-P-Elektrolyt-Bad
des Typs, der in den oben erwähnten Literaturhinweisen
aus dem Journal Überzug-
und Oberflächenbehandlung
beschrieben wird, dass heißt,
dass es normalerweise NiSO4, NiCl2, H3BO3 und
optionalerweise hypophosphorige Säure, Phosphorsäure, Hypophosphit
und/oder Saccharine, und wenigstens in einer der Zellen Additive
in der Form von abriebfesten Partikeln und/oder Schmierungspartikeln
und/oder Additiven des PTFE/Teflon-Typs umfasst. Normalerweise arbeiten
die elektrolytischen Zellen bei einer Temperatur von um 40 bis 60
Grad Celsius und einer Stromdichte von bis zu um 20 A/dm2. Die Ordnung bzw. Reihenfolge zwischen
den Zellen und dem Abdecken derselben, gemäß unten, kann variiert werden
und hängt
natürlicherweise
von dem gewünschten
Endprodukt ab.
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In 3,
wird da ein Beispiel gezeigt, wie der Streifen 1, welcher
durch die Auftragsklinge konstituiert wird, kontinuierlich in den
Zellen 21, 22, 23 gemäß 2 läuft. In
jeder dieser Zellen, oder in wenigstens einigen von ihnen, ist/sind
da ein oder mehrere Abdeckungsgerät/e angeordnet, aus welchen/m
die gezeigten Abdeckungsgeräte 31, 32 ein
Beispiel konstituieren, wie es in einer der Zellen aussehen kann.
Die Abdeckungsgeräte
sind in dem Elektrolyt-Bad in einer Richtung fixiert, welche der
Laufrichtung eines des/r Streifen/s entspricht, sie sind aber ein
bisschen in der Querrichtung verschiebbar. In der gezeigten Ausführungsform
sind die Abdeckungsgeräte
angeordnet, so dass ein vorderer Teil des Verschließabschnittes 4 der
Klinge 1 teilweise durch das Abdeckgerät 31 abgedeckt wird.
Das Abdeckungsgerät 31 ist
angeordnet, dass es sich um die Spitze der Klinge 1 erstreckt,
und Durchgangsbohrungen 33 besitzt, so dass einem kleinen
Teil der fließenden elektrolytischen
Flüssigkeit
erlaubt wird, über
die Spitze der Klinge trotz des Maskierens zu fließen, um
da eine dünne
Beschichtung zu formen. Das Abdeckungsgerät gibt ebenso eine niedrigere
Stromdichte an den abgedeckten Abschnitten, welche jedoch ein bisschen
durch die Hilfe der Löcher 33 erhöht sein
kann. Eine Abdeckungsvorrichtung 32 ist ebenso angeordnet,
um die Oberseite der Auftragsklinge an seinem hinteren Teil 3 zu
maskieren. Der Übergangsabschnitt 6 und
die Unterseite der Auftragsklinge sind jedoch in der gezeigten Ausführungsform
nicht abgedeckt, was dazu führt,
dass dickere Beschichtungen 8, 10 (1)
hier geformt werden. Es versteht sich, dass die Form der Durchgangsbohrungen 33 variiert
werden kann, sie können
zum Beispiel kreisförmig
oder länglich,
zum Beispiel rechteckig oder oval sein.
-
Durch
Verwenden von Abdeckungsgeräten
unterschiedlicher Typen in den verschiedenen Zellen 21, 22, 23,
wird da eine Möglichkeit
erhalten, verschiedene Beschichtungslagen in Kombination miteinander
zu formen, die verschiedene Dicke und verschiedene Kompositionen
in verschiedenen Positionen der Klinge aufweisen. Demgemäss kann
man zum Beispiel den gesamten hinteren Teil 3 der Klinge
maskieren, dass heißt, sowohl
ihre Oberseite und ihre Unterseite, in einem ersten Schritt (in
einer ersten Zelle) und nur die vorderen 10 Millimeter der Klinge
durch eine erste Beschichtungslage 8a, 9a (1)
aus Nickel beschichten, die abriebfeste Partikel umfasst. Zur gleichen
Zeit kann man durch eine Hilfe eines Maskierens, einer Stromdichte,
des Abstandes zwischen dem Streifen und den Elektroden und anderen
Prozessparametern das physikalische Formen der Beschichtungslagen
gemäß dem Obigen
steuern. Danach kann eine abdeckende Schicht ohne abriebfeste Partikel,
die aber Schmierungspartikel einschließt, oben auf den Partikeln
der ersten Schicht, in einem zweiten Schritt (in einer zweiten Zelle 22)
mit essentiell dem gleichen Abdecken wie in Schritt 1, aufgetragen
werden. Schließlich
kann der vordere Teil der Klinge vollständig maskiert werden und ihr
hinterer Teil 3 kann anstatt dessen zum Beispiel mit einer
reinen Ni-Lage in einen dritten Schritt (in einer dritten Zelle 23)
beschichtet werden.
-
Beispiel
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In
dem Folgenden wird da in einer Tabelle 1 eine Anzahl an verschiedenen
vorstellbaren Varianten einer elektrolytisch beschichteten Klinge
gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht. Durch einen vorderen Teil wird der Verschleißabschnitt
und ein Versteifungsabschnitt gemeint, der vordere Teil der Unterseite, der
sich gesamt auf dem Wege zu und einschließlich des Versteifungsabschnittes
erstreckt, welcher auf der Oberseite angeordnet ist. Durch „Ni" wird eine Nickelbeschichtung
gemeint, welche mithilfe einer elektrolytischen Nickelbeschichtung
gemäß der obigen
Beschriftung erschaffen worden ist. Die Beschichtungslagen, die verwendet
werden, sind nummeriert worden, so dass eine Lage 1, die Lage ist,
die am engsten zu der Klinge ist. Durch die Bezeichnungen wird gemeint:
- A
- Ni, das abriebfeste
Partikel umfasst
- L
- Ni, das Schmierungspartikel
umfasst
- T
- Ni, das Additive des
Typs Teflon/PTFE umfasst
- AL
- Ni, dass sowohl abriebfeste
als Schmierungspartikel umfasst
- W
- Ni ohne irgend welche
Additive
-
-
Das
Beispiel ist hauptsächlich
beabsichtigt, die große
Anzahl an Varianten zu erläutern,
die gemäß der Erfindung
erreicht werden können.
Der Fachmann wird ebenso realisieren, dass eine Anzahl an anderen
Kombinationen gemacht werden kann.
-
Die
Erfindung ist nicht begrenzt auf die beschriebenen Ausführungsformen,
kann aber innerhalb des Umfangs der Ansprüche variiert werden. Besonders
ist es realisiert, dass der Fachmann ohne irgend welche erfinderische
Arbeit andere Kombinationen and Beschichtungslagen zusammenstellen
kann und wie diese in dem Prozess gemäß der Erfindung herzustellen
sind, durch Verwendung von in Serie angeordneten elektrolytischen
Zellen, die eine Abdeckung aufweisen, die an das gewünschte Produkt
adaptiert ist.