DE602004012728T2

DE602004012728T2 - Flammenbeschichtungsverfahren und entsprechende vorrichtung

Info

Publication number: DE602004012728T2
Application number: DE602004012728T
Authority: DE
Inventors: Alain Tournier; Denis Girardin; Michel Chezeau; Alain Secondy
Original assignee: Saint Gobain PAM SA
Current assignee: Saint Gobain PAM SA
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2024-04-17
Also published as: CN1798859B; CN1798859A; ES2304611T3; DE602004012728D1; EP1616041A1; RU2005136352A; FR2854086A1; FR2854086B1; CA2522932C; ATE390498T1; BRPI0410501A; CA2522932A1; US20070026157A1; WO2004097060A1; RU2353704C2; BRPI0410501B1; EP1616041B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung eines zu beschichtenden Objekts entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Sie findet insbesondere Anwendung auf Verfahren zur Beschichtung von Rohren aus Gusseisen mit einer Zinkschicht oder einer Schicht aus Zink-Aluminium-Legierung.
Verfahren zur Pulverbeschichtung mit Hilfe einer Flamme sind bekannt. Bei derartigen Verfahren wird ein Beschichtungsmaterial in Form von Draht einer Flamme zugeführt, die das Material zum Schmelzen bringt, so dass Tröpfchen aus Beschichtungsmaterial gebildet werden. Diese Tröpfchen werden anschließend durch die Verbrennungsgase der Flamme mitgenommen und auf ein Objekt, das beschichtet werden soll, aufgespritzt.
Die bekannten Beschichtungsverfahren durch Pulverbeschichtung mit Hilfe einer Flamme weisen einen Wirkungsgrad von ungefähr 60% auf. Der Wirkungsgrad bestimmt sich durch das Verhältnis der Menge des Materials, die dem Objekt, das beschichtet werden soll, effektiv anhaftet, gegenüber der Menge des der Flamme zugeführten Materials. Ungefähr 10% des Materials gehen durch Verdampfung verloren. Das übrige Material, also ungefähr 30% davon, haftet dem Objekt, das beschichtet werden soll, nicht an und sammelt sich in Form von Pulverrückständen an.
Diese gebrauchten Pulverrückstände lassen sich schwerlich recyceln und haben nur einen geringen wirtschaftlichen Wert, insbesondere bei unreinem Pulver wie ein Pulver aus der Vermischung verschiedener Materialien und/oder aus Legierungen wie Zink-Aluminium-Legierungen.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Flammenbeschichtungsverfahren vorzuschlagen, das wirtschaftlich ist.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 1.
Entsprechend weiterer Ausführungsformen kann das Verfahren entsprechend der Erfindung ein oder mehrere Merkmale der von Anspruch 1 abhängigen Verfahrensansprüche aufweisen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Beschichtung mittels einer Flamme, die für die Umsetzung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche angepasst ist, vom Typ umfassend die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs.
Entsprechend weiterer Ausführungsformen kann die Vorrichtung entsprechend der Erfindung ein oder mehrere Merkmale der abhängigen Vorrichtungsansprüche aufweisen.
Dank der oben genannten Parameter, wie beispielsweise die Geschwindigkeit des Gases, die Temperatur der Flamme und die Einspritzstelle, ergibt sich eine zufriedenstellende Wirkweise der Vorrichtung und eine gleichmäßige Beschichtung.
Die Erfindung lässt sich besser beim Lesen der folgenden Beschreibung verstehen, die lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen dient. Es zeigen:
1 auf schematische Weise eine Anlage mit Beschichtungsvorrichtungen entsprechend der Erfindung;
2 eine schematische Ansicht einer Beschichtungsvorrichtung entsprechend der Erfindung;
3 eine Ansicht im Längsschnitt eines Teils der Beschichtungsvorrichtung aus 2; und
4 eine Vorderansicht des Teils der Beschichtungsvorrichtung aus 3.
In 1 ist eine Anlage zur Beschichtung mit Hilfe einer Flamme entsprechend der Erfindung veranschaulicht, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 2 bezeichnet ist.
Die Anlage weist eine Vorrichtung für die Rückgewinnung 4 von unverarbeitetem Pulver, einen Hauptbehälter 6, drei Beschickungsbehälter 8A, 8B, 8C und drei Flammenbeschichtungsvorrichtungen 10A, 10B, 10C auf.
Die Vorrichtung für die Rückgewinnung 4 von unverarbeitetem Pulver ist dafür vorgesehen, Pulverrückstände oder Abfallerzeugnisse, die bei der Umsetzung von bekannten Beschichtungsverfahren erzeugt werden, direkt, d. h. ohne Aufbereitung, rückzugewinnen. Derartige Verfahren verwenden einen Draht oder eine Litze als Grundmaterial und erzeugen Pulverrückstände aus Beschichtungsmaterial, die aus Partikeln bestehen, deren größte Abmessung im Allgemeinen zwischen 0 μm und 2.000 μm liegt.
Derartige Pulver weisen im Allgemeinen Partikel aus Legierung auf der Basis eines Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt auf, der zwischen 400°C et 450°C und vorzugsweise zwischen 425°C und 475°C liegt.
Die Legierung ist beispielsweise eine Legierung auf Zinkbasis, die mindestens 50% Gewichtsanteil an Zink, vorzugsweise jedoch mehr als 85% Gewichtsanteil an Zink und insbesondere mehr als 95% Gewichtsanteil an Zink aufweist.
Der Restanteil der Legierung enthält Aluminium und besteht vorzugsweise aus Aluminium.
Die Anlage 2 weist ferner erste Mittel für die Beschickung 12 mit Pulver aus Beschichtungsmaterial auf, die für die Beschickung des Hauptbehälters 6 vorgesehen sind.
Diese ersten Beschickungsmittel 12 weisen eine erste Fördereinrichtung 14A auf, deren Eingang mit einem Ausgang der Vorrichtung für die Rückgewinnung 4 von unverarbeitetem Pulver verbunden ist und deren Ausgang in dem Hauptbehälter 6 ausmündet.
Die Anlage 2 weist ferner zweite Mittel für die Beschickung 14B mit Pulver aus Beschichtungsmaterial auf, die für die Beschickung der einzelnen Behälter für die Beschickung mit Pulver aus Beschichtungsmaterial aus dem Hauptbehälter 6 vorgesehen sind.
Im vorliegenden Fall sind diese zweiten Beschickungsmittel 14B von drei Fördereinrichtungen 16A, 16B, 16C gebildet, von denen jede mit einem Ausgang des Hauptbehälters und mit einem Eingang der Beschickungsbehälter 8A, 8B, 8C verbunden ist.
Dritte Mittel für die Beschickung 18 mit Pulver sind derart angepasst, dass sie das Pulver ausgehend von jedem der Beschickungsbehälter 8A, 8B, 8C in Richtung jeder der Beschichtungsvorrichtungen 10A, 10B, 10C leiten. Im vorliegenden Fall sind diese dritten Beschickungsmittel 18 von drei Schneckenfördereinrichtungen 20A, 20B, 20C gebildet.
Eine Vorrichtung zur Aufbereitung von unverarbeitetem Pulver 22 ist in der ersten Fördereinrichtung 14A vorgesehen und unterteilt diese in einen vorderen Teil 24 und einen hinteren Teil 26.
Die Vorrichtung zur Aufbereitung von unverarbeitetem Pulver 22 ist von einer Siebvorrichtung 28 gebildet. Diese Siebvorrichtung 28 ist dafür vorgesehen, die Pulverpartikel abzuscheiden, deren größte und kleinste Abmessung in einem vorab festgelegten Bereich liegen. Diese Siebvorrichtung 28 weist zwei Siebe auf, ein grobes 29A und ein feines 29B. Das grobe Sieb 29A ist oberhalb des feinen Siebs 29B angeordnet. Die Siebvorrichtung 28 weist ferner einen Eingang 30 auf, durch den das unverarbeitete Pulver, das aus der Vorrichtung für die Rückgewinnung 4 kommt, oberhalb des groben Siebs 29A über den vorderen Teil 24 eintritt. Ein erster Ausgang 32 der Siebvorrichtung, der zwischen dem groben Sieb 29A und dem feinen Sieb 29B angeordnet ist, ist mit dem hinteren Teil 26 der ersten Fördereinrichtung 14A verbunden. Die Siebvorrichtung ist mit zwei weiteren Ausgängen 34, 36 vor dem groben Sieb 29A bzw. hinter dem feinen Sieb 29B versehen. Diese Ausgänge 34, 36 sind für diejenigen Partikel vorgesehen, deren größte oder kleinste Abmessung oberhalb oder unterhalb der oben genannten Grenzwerte liegt.
Im vorliegenden Fall ist die größte Abmessung jedes einzelnen der Partikel kleiner als 1.000 μm, vorzugsweise kleiner als 800 μm und insbesondere kleiner als 500 μm. Ferner besteht das Pulver an dem ersten Ausgang 32 der Siebvorrichtung 28 aus Partikeln, deren kleinste Abmessung größer als 20 μm, vorzugsweise größer als 40 μm und insbesondere größer als 60 μm ist.
In den folgenden Ausführungen wird beispielhaft die Beschichtungsvorrichtung 10A beschrieben. Die beiden anderen Beschichtungsvorrichtungen 10B, 10C sind identisch.
In 2 ist die Beschichtungsvorrichtung 10A entsprechend der Erfindung sowie ein Objekt, das beschichtet werden soll, schematisch dargestellt.
Das Objekt, das beschichtet werden soll, ist ein Rohr 40 mit allgemein zylindrischer Hohlform mit einer längsgerichteten und horizontalen Achse X-X. Das Rohr ist beispielsweise aus Metall und insbesondere aus Gusseisen. Das Rohr 40 ist auf einem (nicht dargestellten) Träger befestigt und kann zur Drehung um seine Längsachse X-X sowie zur Verschiebung relativ zu der Beschichtungsvorrichtung 10 entlang dieser Achse angetrieben werden.
Die Beschichtungsvorrichtung 10 weist einen Brenner 42 auf, der in 2 im Teilschnitt dargestellt ist, sowie eine Vorrichtung 46 für die Zuführung des Pulvers aus Beschichtungsmaterial in eine Flamme 44.
Der Brenner 42 ist dafür vorgesehen, eine Flamme 44 in einer horizontalen Flammenrichtung F zu bilden, die von einer Flammenachse Y-Y festgelegt wird und in Richtung des Rohrs 40 gerichtet ist. Die Flammenachse Y-Y und die Längsachse X-X bilden miteinander einen Winkel, der ungleich 0° ist. Diese Achsen legen eine Ebene P-P fest, die sich senkrecht zu der Achse X-X erstreckt und mit der Achse Y-Y zur Deckung kommt (siehe 4).
Der Brenner 42 ist von einem Brennerkopf 48 und Mitteln 50 zur Abkühlung und zur Führung der Flamme 44 gebildet.
Der Brennerkopf 48 ist mit einem Eingang für das die Verbrennung bewirkende Gas 52 versehen, der über eine Rohrleitung für das die Verbrennung bewirkende Gas 56 und einem ersten Durchflussregelventil und Druckregelventil 58 mit einer Quelle für das die Verbrennung bewirkende Gas 54, wie beispielsweise Sauerstoff, verbunden ist.
Der Brennerkopf 48 ist mit einem Eingang für das Verbrennungsgas 60 versehen, der über eine Rohrleitung für das Verbrennungsgas 64 und einem zweiten Durchflussregelventil und Druckregelventil 66 mit einer Quelle für das Verbrennungsgas 62, wie beispielsweise Erdgas, Azetylen oder Propan, verbunden ist.
Der Brennerkopf 48 sowie ein Teil der Vorrichtung 46 für die Zuführung des Pulvers sind in 3 in vergrößertem Maßstab dargestellt, wobei der Brennerkopf 48 im Längsschnitt dargestellt ist.
Der Brennerkopf 48 dreht sich allgemein um die Achse Y-Y. Er umfasst einen Mischer 68, eine Düse 70 für das Verbrennungsgas und eine Düse 72 für das die Verbrennung bewirkende Gas, die in der Flammenrichtung F jeweils hintereinander angeordnet sind. Die Düse 72 für das das die Verbrennung bewirkende Gas wird durch eine Düsenhalterung 74 getragen. Der Mischer 68 bildet den Eingang für das Verbrennungsgas 60 und den Eingang für das die Verbrennung bewirkende Gas 52 des Brenners 42. Der Mischer 68 und die Düse für das Verbrennungsgas 70 weisen einen Durchlass für das Verbrennungsgas 76 auf, der zu der Achse Y-Y koaxial ist, und eine Vielzahl von Durchlässen für das die Verbrennung bewirkende Gas 78, die den Durchlass für das Verbrennungsgas 76 gleichmäßig umgebend angeordnet sind. Diese Komponenten sind an sich bekannt.
Der Durchlass für das Verbrennungsgas 76 des Mischers 68 hat einen Durchmesser, der für einen hohen Gasdurchfluss angepasst ist.
Das Verhältnis der Durchmesser der Durchlässe 76 und 78 ist so angepasst, dass ein stöchometrisches Gasgemisch mit hohem Durchfluss gebildet wird.
Die Halterung für die Düse für das die Verbrennung bewirkende Gas 74 ist ein sich um die Achse Y-Y drehendes Teil, das eine stufenförmige Durchgangsbohrung 80 aufweist, deren Querschnitt von dem hinteren Ende zu dem vorderen Ende hin abnimmt. Die Halterung für die Düse für das die Verbrennung bewirkende Gas 74 weist eine zylindrische, mit Außengewinde versehene Basis 82 auf, an der ein kegelstumpfförmiges äußeres Teil 84 angeschlossen wird.
Die Mittel 50 zur Abkühlung und zur Führung der Flamme 44 weisen einen Abkühlstutzen 86 auf, in dem der Brennerkopf 48 angeordnet ist.
Der Stutzen 86 weist ein Ende für den Gaseintritt 88 und ein Ende für den Flammenaustritt 90 auf.
Auf der Seite des Eintrittsendes 88 weist der Stutzen 86 eine mit Innengewinde versehene, stufenförmige Bohrung 92 auf, in deren einem Teil die Basis 82 der Halterung der Düse für das die Verbrennung bewirkende Gas 74 verschraubt ist, so dass der kegelstumpfförmige Teil 84 und der Rest der stufenförmigen Bohrung eine ringförmige Abkühlkammer 94 bilden, die einen axialen Teil der Düsenhalterung 74 umgibt.
Eine radiale Bohrung 96 für den Eintritt des Kühlgases ist in dem Stutzen 86 vorgesehen, wobei die Bohrung 96 in der Kühlkammer 94 ausmündet und mit Mitteln 98 für die Versorgung mit Kühlluft verbunden ist.
Wie in 2 veranschaulicht, weisen diese Mittel 98 für die Versorgung mit Kühlluft einen ersten Luftkompressor 100 auf, der mit einer Druckluftleitung 102 verbunden ist, die in der Kühlkammer 94 ausmündet und in der ein drittes Regelventil 104 angeordnet ist.
Der Stutzen 86 weist ferner Bohrungen 106 auf, die sich in axialer Richtung von der Kühlkammer 94 aus erstrecken und auf einer Stirnfläche des Stutzens 86 ausmünden, die auf der Seite des Austrittsendes 90 angeordnet ist und von einer ringförmigen Nut 108 gebildet ist, die in der Richtung der Flamme F geöffnet ist, um einen Einschluss der Flamme ohne Störung des ursprünglichen Flusses zu ermöglichen.
Wie in 4 dargestellt, weist der Stutzen 86 acht Bohrungen 106 auf.
Der Brenner 42 ist ferner mit einer Vorrichtung zur Zündung 110 der Flamme versehen (siehe 2). Diese Zündungsvorrichtung 110 weist zwei Zündungselektroden 112 auf, die in der Nähe des Austrittsendes 90 des Stutzens 86 enden. Die Zündungselektroden 112 sind über Drähte 114 mit einer Stromquelle 116 verbunden. Ein Schalter 118 ist in einem der Drähte 114 zwischengeschaltet und ermöglicht die Steuerung der Elektroden 112.
Die Vorrichtung 46 für die Zuführung des Pulvers in die Flamme 44 weist vier Einspritzelemente 120A, 120B, 120C, 120D bekannter Art (siehe 4) auf sowie eine Vorrichtung für die Bereitstellung 122 eines Pulver-/Luft-Gemischs, an welche die Einspritzelemente 120A, 120B, 120C, 120D angeschlossen sind.
Jedes Einspritzelement 120A, 120B, 120C, 120D besteht im Wesentlichen aus einem Rohr mit einem Pulverausgang 124, der für die Zuführung des Pulvers aus Beschichtungsmaterial in die Flamme 44 in einer Zuführungsrichtung IA bis ID vorgesehen ist. Jede der Zuführungsrichtungen IA bis ID ist im Wesentlichen radial zu der Flammenachse (Y-Y) ausgerichtet. Die beiden Zuführungsrichtungen IA und IB der beiden Einspritzelemente 120A, 120B sind um 45° nach unten geneigt, während sich die Zuführungsrichtungen IC und ID der beiden Einspritzelemente 120C, 120D im Wesentlichen in horizontaler Richtung parallel zu der Achse X-X erstrecken und zu einander gerichtet sind. Die Zuführungsrichtungen IA bis ID haben somit jeweils eine Komponente, die sich in der Längsachse X-X des Rohrs 40 erstreckt.
Die Zuführungsrichtungen IA, IB und IC, ID sind relativ zu der Ebene P-P symmetrisch angeordnet.
Dank dieser Anordnung werden die in Richtung des Rohrs 40 gespritzten Partikel auf einen imaginären Punkt verteilt, dessen bevorzugte Richtung sich entlang der Achse X-X erstreckt. Dementsprechend werden wenige Partikel oberhalb oder unterhalb des Rohrs 40 gespritzt.
Eine zu einer horizontalen Achse symmetrische Position würde für den Fall, dass das Rohr 40 derart angeordnet ist, dass sich seine Achse X-X in vertikaler Richtung erstreckt, zum gleichen Ergebnis führen.
Die Vorrichtung für die Bereitstellung 122 eines Pulver-/Luft-Gemischs weist eine Kammer für das Mischen 126 von Pulver/Luft auf mit einem Eingangstrichter 128 für das Pulver aus Beschichtungsmaterial und einem Drucklufteingang 130, der mit Mitteln für die Versorgung mit Druckluft verbunden ist, die von einem zweiten Kompressor 132 und einem vierten Regelventil 134 gebildet sind.
Eine Dosiervorrichtung 140, im vorliegenden Fall ein Vibrationsförderer, ist oberhalb der Öffnung des Eingangstrichters 128 angeordnet.
Die Dosiervorrichtung 140 ist dafür vorgesehen, durch die Schneckenfördereinrichtung 20A mit Pulver aus Beschichtungsmaterial versorgt zu werden.
Die Anlage entsprechend der Erfindung funktioniert folgendermaßen.
Zu allererst wird das Rohr aus Gusseisen 40 auf dem (nicht dargestellten) Träger montiert und zur Drehung um die Achse X-X angetrieben.
Dann werden die Ventile 58, 66 geöffnet. Der Druck des Verbrennungsgases ist bei Propan als Verbrennungsgas auf ungefähr 3 Bar eingestellt. Der Druck des die Verbrennung bewirkenden Gases ist bei Sauerstoff als das die Verbrennung bewirkende Gas auf ungefähr 8 Bar eingestellt.
Der Verbrennungsgasdurchfluss ist so eingestellt, dass eine Leistung von bis zu 70 kW erhalten wird. Der Durchfluss des die Verbrennung bewirkenden Gases ist so eingestellt, dass eine stöchometrische Flamme erzeugt wird. Die Leistung von 70 kW entspricht einem Durchfluss in der Größenordnung von
bei Erdgas.
Der erste Kompressor 100 wird in Gang gesetzt und die Kühlkammer 94 wird mit Druckluft versorgt, beispielsweise mit einem Druck von ungefähr 2 Bar.
Dann wird durch die Zündungsvorrichtung 110 die Flamme 44 gezündet. Die gebildete Flamme 44 hat eine Leistung, die zwischen 30 kW und 70 kW liegt.
Die maximale Temperatur der Flamme beträgt zwischen 2.000°C und 3.000°C, vorzugsweise zwischen 2.250°C und 2.750°C und insbesondere zwischen 2.400°C und 2.600°C.
Die maximale Flammengeschwindigkeit liegt zwischen 500 m/s und 2.000 m/s und vorzugsweise zwischen 700 m/s und 900 m/s.
Dann wird die Vorrichtung für die Bereitstellung des Gemischs 122 in Gang gesetzt und ein Luft-/Pulver-Gemisch zu den Einspritzelementen 120A, 120B, 120C, 120D geleitet. Der Pulverdurchsatz eines einzigen Einspritzelements 120A, 120B, 120C, 120D liegt zwischen 15 kg/h und 50 kg/ und beträgt vorzugsweise ungefähr 35 kg/h pro Einspritzelement. Der Pulverdurchsatz sämtlicher Einspritzelemente liegt zwischen 60 kg/h und 250 kg/h.
Die Einspritzelemente 120A, 120B, 120C, 120D führen der Flamme 44 dann das Luft-/Pulver-Gemisch in der Zuführungsrichtung IA bis ID zu. Die Geschwindigkeit, mit der das Pulver in die Flamme 44 eingespritzt wird, liegt zwischen 20 m/s und 50 m/s.
Die Pulverpartikel werden dann durch die Flamme 44 in die Richtung F dieser letzten mitgenommen. Sie werden durch die Flamme 44 vollständig geschmolzen und bilden Tröpfchen aus geschmolzenem Beschichtungsmaterial. Dank der Tatsache, dass die Abmessungen der Partikel innerhalb des oben genannten Bereichs liegen, werden die Partikel vollständig geschmolzen, ohne deswegen jedoch zu verdampfen. Die Tröpfchen treten aus der Flamme 44 ausreichend schnell aus, so dass ihre Verdampfung verhindert wird.
Die Tröpfchen werden auf das Rohr 40 gespritzt. Der Abstand zwischen der Flamme 44 und dem Rohr 40 ist so gewählt, dass die Tröpfchen sich noch im flüssigen Zustand befinden, wenn sie auf das Rohr auftreffen.
Die Tröpfchen haften dem Rohr 40 an und erstarren, indem sie eine Beschichtung bilden.
Um die äußere Oberfläche über die Länge des Rohrs 40 zu beschichten, wird dieses entlang der Achse x-x zur Verschiebung angetrieben.
Das Verfahren entsprechend der Erfindung ermöglicht es, ein Objekt zwar mit einer Beschichtungsschicht mit einem hohen Durchsatz an Pulvermasse zu beschichten, aber dennoch das von vorangegangenen Beschichtungsverfahren rückgewonnene Pulver zu verwenden. Ferner erreicht das Verfahren entsprechend der Erfindung einen Wirkungsgrad, der mit dem von Flammenbeschichtungsverfahren vergleichbar ist, bei denen ein Beschichtungsmaterial in Form von Draht verwendet wird, nämlich in der Größenordnung von 60%.
Die Vorrichtung entsprechend der Erfindung sowie die Verfahrensparameter gestatten die Verwendung eines Pulvers, das aus einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt (ungefähr 450°C), wie beispielsweise Zn₈₅Al₁₅, als Beschichtungsmaterial besteht.
Allgemein besteht das Pulver zu mindestens 50% aus einem Metall oder einer Legierung, dessen bzw. deren Schmelzpunkt zwischen 400°C und 500°C, vorzugsweise zwischen 425°C und 475°C liegt.
Als Variante kann die Mischkammer 126 mit einer Quelle für Fördergas, das nicht aus Luft besteht, verbunden sein, wie beispielsweise eine Inertgasquelle.
Als weitere Variante kann die Beschichtungsvorrichtung mit einer Vielzahl von Einspritzelementen, die ungleich vier ist, beispielsweise von zwei Einspritzelementen oder sechs Einspritzelementen, versehen sein.
Um Übrigen kann die Vorrichtung zur Aufbereitung des Pulvers eine Vorrichtung zur Trocknung und/oder Desoxidation des Pulvers aufweisen, um die Fließfähigkeit dieses letzten und/oder die Beschichtungsqualität zu verbessern.

Claims

Verfahren zur Beschichtung eines Objekts (40), das durch ein schmelzbares Material zu beschichten ist, mit folgenden Schritten: – Bilden einer Flamme (44) mit einer maximalen Flammengeschwindigkeit und einer Flammenrichtung (F), die mit einer Flammenachse (Y-Y) übereinstimmt und die in Richtung des zu beschichtenden Objekts (40) ausgerichtet ist; – Zuführen einer Menge des schmelzbaren Beschichtungsmaterials in die Flamme (44); – wobei die maximale Flammengeschwindigkeit und der Abstand zwischen dem zu beschichtenden Objekt (40) und der Flamme (44) derart gewählt sind, dass das schmelzbare Beschichtungsmaterial auf das zu beschichtende Objekt (40) gespritzt wird, und derart, dass sich zumindest ein Teil der Menge an schmelzbarem Beschichtungsmaterials beim Auftreffen auf dem zu beschichtenden Objekt (40) in geschmolzenem Zustand befindet, – die Menge an schmelzbarem Beschichtungsmaterial Pulver enthält, das von Partikeln gebildet ist, – wobei die Flamme (44) eine Temperatur aufweist, die ausreichend niedrig ist, damit die Partikel des Pulvers nicht zur Gänze verdampfen, und die ausreichend hoch ist, damit die Partikel des Pulvers zumindest teilweise geschmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Pulvers ein Pulverrückstand ist, der aus dem Spritzbeschichtungsverfahren hervorgegangen ist, dass das Pulver von einer Legierung gebildet ist, die mindestens 50% Gewichtsanteil an Zn, insbesondere mindestens 85% Gewichtsanteil an Zn und vorzugsweise mindestens 95% Gewichtsanteil an Zn enthält, und dass der Restanteil der Legierung Aluminium enthält und insbesondere aus Aluminium besteht.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Material aus Pulver besteht.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel eine größtmögliche Größe haben, die kleiner als 1.000 μm, vorzugsweise kleiner als 800 μm und insbesondere kleiner als 500 μm ist.
Beschichtungsverfahren entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel eine kleinstmögliche Größe haben, die größer als 20 μm, vorzugsweise größer als 40 μm und insbesondere größer als 60 μm ist.
Beschichtungsverfahren entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in zumindest einer Zuführungsrichtung (IA bis ID) in die Flamme (44) zugeführt wird und dass die Zuführungsrichtung (IA bis ID) eine relativ zu der Flammenachse (Y-Y) radiale Komponente aufweist.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsrichtung (IA bis ID) relativ zu der Flammenachse (Y-Y) im Wesentlichen in radialer Richtung ausgerichtet wird.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zu beschichtende Objekt (40) entlang einer Längsachse (X-X) erstreckt und dass die Zuführungsrichtung (IA bis ID) eine Komponente aufweist, die sich parallel zu der Längsachse (X-X) erstreckt.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zuführungsrichtung (IC, ID) im Wesentlichen parallel zu der Längsachse (X-X) des zu beschichtenden Objekts (40) erstreckt.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in zumindest zwei Zuführungsrichtungen (IA, IS; IC, ID) in die Flamme (44) zugeführt wird und dass sich diese beiden Richtungen symmetrisch beiderseits einer Ebene (P-P) erstrecken, welche die Flammenachse (Y-Y) enthält und sich senkrecht zu der Längsachse (X-X) des zu beschichtenden Objekts erstreckt.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver über zumindest ein Einspritzelement (120A, 120B, 120C, 120D) in die Flamme zugeführt wird und dass die Menge des in die Flamme zugeführten Pulvers zwischen 60 kg/h und 250 kg/h beträgt.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Flammengeschwindigkeit zwischen 500 m/s und 2.000 m/s beträgt und vorzugsweise zwischen 700 m/s und 900 m/s liegt.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverrückstand aus einem Drahtlichtbogenbeschichtungsverfahren hervorgegangen ist, bei dem als Ausgangsmaterial ein Draht oder eine Litze aus schmelzbarem Beschichtungsmaterial verwendet wird.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Pulvers durch Sieben einer Menge unverbrannten Pulverrückstands erhalten ist.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Teil des Pulvers vor der Zuführung in die Flamme (44) einer Trocknung oder einer Desoxidation unterzogen wird.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Temperatur der Flamme zwischen 2.000°C und 3.000°C, vorzugsweise zwischen 2.250°C und 2.750°C und insbesondere zwischen 2.400°C und 2.600°C beträgt.
Vorrichtung zur Beschichtung mittels einer Flamme, angepasst für die Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend: – einen Brenner (42), der für den Anschluss an eine Verbrennungsgasquelle (62) vorgesehen ist und für die Bildung einer Flamme (44) in einer Flammenrichtung (Y-Y) vorgesehen ist, – Mittel (46) für die Zuführung eines schmelzbaren Beschichtungsmaterials in die Flamme, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Beschickungsbehälter (8A, 8B, 8C), der zumindest zum Teil einen Pulverrückstand enthält, der aus einem Spritzbeschichtungsverfahren hervorgegangen ist, und Mittel für die Beschickung (18) der Zuführungsmittel (46) aus dem Beschickungsbehälter (8A, 8B, 8C) aufweist, und dass die Mittel (46) für die Zuführung des schmelzbaren Beschichtungsmaterials dafür vorgesehen sind, das schmelzbare Beschichtungsmaterial in Form von Pulver in die Flamme (44) einzuführen, und dass das Pulver von einer Legierung gebildet ist, die mindestens 50% Gewichtsanteil an Zn, insbesondere mindestens 85% Gewichtsanteil an Zn und vorzugsweise mindestens 95% Gewichtsanteil an Zn enthält, und dass der Restanteil der Legierung Aluminium enthält und insbesondere aus Aluminium besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsmittel (46) ein Einspritzelement (120A, 120B, 120C, 120D) aufweisen, das dafür vorgesehen ist, ein Gemisch aus Pulver aus Beschichtungsmaterial/Fördergas in einer Zuführungsrichtung (IA, IB, IC, ID) in die Flamme (44) einzuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsrichtung (IA bis ID) relativ zu der Flammenachse (Y-Y) im Wesentlichen in radialer Richtung ausgerichtet ist.
Vorrichtung entsprechend einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Element zum Vermischen (120) von Pulver aus Beschichtungsmaterial/Fördergas enthält, das einen Einlass für das Pulver (128), einen Einlass für das Fördergas (130), der für den Anschluss an eine Fördergasquelle (132) vorgesehen ist, und einen Auslass für das Gemisch aus Pulver aus Beschichtungsmaterial/Fördergas aufweist, dass das Mischelement (120) dafür vorgesehen ist, das Pulver mit einem Fördergasstrom zu vermischen, und dass der Auslass für das Gemisch aus Pulver aus Beschichtungsmaterial/Fördergas an zumindest ein Einspritzelement (120A, 120B, 120C, 120D) angeschlossen ist.