EP0052186A1

EP0052186A1 - Verbundkörper

Info

Publication number: EP0052186A1
Application number: EP81106667A
Authority: EP
Inventors: Heinz Huber
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1981-08-27
Publication date: 1982-05-26
Also published as: DE3167214D1; DE3042922A1; EP0052186B1

Abstract

Ein Verbundkörper mit einem Oberflächenüberzug aus einem hochschmelzenden Stoff, wie Metalle und/oder deren Oxide, Karbide, der an einen Kunststoffgrundkörper über eine Zwischenschicht gebunden ist, welcher aus einem niedrigschmelzenden Metall (oder -Legierung) und einem gemeinsam mit diesem thermisch spritzbaren Kunststoff besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundkörper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Das thermische Spritzen hochschmelzender Stoffe ist bekannt, konnte aber bisher zum Bilden von Oberflächenüberzügen bei Kunststoffkörpern nicht eingesetzt werden, weil die Oberfläche des Kunststoffs dabei verkoken würde. _'Daher war das thermische Spritzen bloß mit niedrigschmelzenden Stoffen möglich, beispielsweise mit reinem Aluminium, wobei sich nur eine relativ geringe Haftfestigkeit des Oberflächenüberzuges am Kunststoffgrundkörper erreichen ließ, selbst wenn dessen Oberfläche zuvor aufgerauht wurde.
Nach der älteren Patentanmeldung P 30 04 869.2-16 wird daher das thermische Spritzen nun in der Weise für einen Kunststoffgrundkörper zur Bildung eines festhaftenden Oberflächenüberzuges aus einem hochschmelzenden Stoff schädigungsfrei angewendet, daß der Oberflächenüberzug über eine Zwischenschicht gebunden wird, welche sowohl aus einem thermisch spritzbaren Kunststoff als auch aus dem für den Oberflächenüberzug gewählten hochschmelzenden Stoff besteht. Hierbei nimmt die Zwischenschicht ausgehend vom Kunststoffgrundkörper nach außen im Kunststoffanteil ab und entsprechend im Anteil des hochschmelzenden Stoffes zu bis zu wenigstens annähernder Kunststoffreiheit am Übergang zum Oberflächenüberzug.
Bei diesem Verbundkörper ist somit bereits in der den Oberflächenüberzug bindenden Zwischenschicht dessen hochschmelzender Stoff enthalten. Obgleich dieser Stoff im Verhältnis zum Kunststoff der Zwischenschicht an dieser zunächst nur einen geringen Anteil hat, wird dieser Kunststoff dennoch relativ hohen Anforderungen an seine Resistenz gegen eine Zersetzung unter Erhitzung beim thermischen Spritzen genügen müssen, um nicht unter Umständen, je nach Wahl des hochschmelzenden Stoffes, selbst zu verkoken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verbundkörper der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Gattung für die Bindung des Oberflächenüberzugs mit einer thermisch spritzbaren Zwischenschicht zu versehen, mit der beim thermischen Spritzen sowohl hinsichtlich des Kunststoffs des Grundkörpers als auch hinsichtlich des eigenen Kunststoffanteils eine Schädigung gleichermaßen sicher ausgeschlossen ist.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Demnach wird in der Erkenntnis, daß zur Bindung des Oberflächenüberzugs der Metallanteil der Zwischenschicht in der Regel nicht aus dem für den Oberflächenüberzug gewählten Stoff beschaffen zu sein braucht, auf diesen Stoff (für die Zwischenschicht) völlig verzichtet und auf - eine geringere Wärmekapazität aufweisendes - niedrigschmelzendes Metall, wie Aluminium (Patentanspruch 2), zurückgegriffen als Anteil einer Zwischenschicht, die, gegenüber dem Vorschlag der vorgenannten älteren Patentanmeldung, im Mengenverhältnis Metall zu Kunststoff vom Grundkörper aus bis zum Oberflächenüberzug unverändert sein kann. Hierbei hat sich erwiesen, daß mit einem Pulver aus Aluminium und mindestens 50 % Polyesterharz (Patentanspruch 3) eine festhaftende Zwischenschicht erreicht wird, welche sogar für ein galvanisches Auftragen des Oberflächenüberzugs geeignet ist. Damit ist durch die Erfindung sogar die Anwendung des Verbundkörpers auf solche Fälle erweitert, in denen gas- und flüssigkeitsdichte Oberflächenüberzüge gefordert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend näher erläutert. Hierzu zeigt die Zeichnung im Schnitt einen Ausschnitt aus einem Grundkörper 1 aus Kunststoff, z.B. Polyvinylchlorid, welcher aus Gründen des Erosionsschutzes mit einem Oberflächenüberzug 2 aus einem hochschmelzenden Metall, z.B. Titan, versehen ist. Da der Oberflächenüberzug 2 aus Wirtschaftlichkeitsgründen durch thermisches Spritzen, z. B. Plasmaspritzen, hergestellt werden soll, ist zur Vorbeugung gegen eine Verkokung oder dergleichen Schädigung des Kunststoffes eine ebenfalls thermisch gespritzte Zwischenschicht 3 als .Verbundschicht zwischen dem Grundkörper 1 und dem Oberflächenüberzug 2 vorgesehen. Hierbei ist das Vorprodukt für die Zwischenschicht 3 ein Gemenge z.B. aus einem Polyesterharz und aus mit Silizium legiertem Aluminium. Dieses Gemenge ist in dem für die zugedachte Funktion erforderlichen Mengenverhältnis als sogenanntes 601 NS-Pulver von der Firma METCO INC., 1101 Prospect Ave., Westbury, L.I., New York beziehbar und wird bisher bei Triebwerken für Oberflächenüberzüge von Metallflächen angewendet, welche in der Einlaufphase der Schaufeln gegen deren Berührung zu schützen sind. Es hat sich erwiesen, daß die aus solchem Pulver gespritzte Zwischenschicht 3, deren medrigschmelzender Metallanteil dem Kunststoff des Grundkörpers 1 unschädlich ist, nicht nur beim anschließenden thermischen Spritzen des Oberflächenüberzuges 2 keinen Schaden nimmt, sondern auch die angestrebte hohe Haftfestigkeit des Oberflächenüberzuges gewährleistet.
Es bleibt schließlich anzumerken, daß die Erfindung nicht auf eine Zwischenschicht mit unverändertem Mengenverhältnis Metall zu Kunststoff beschränkt ist. Es kann also, entsprechend dem Vorschlag der älteren Patentanmeldung, ausgehend vom Kunststoffgrundkörper die Zwischenschicht nach außen lagenweise oder kontinuierlich im Kunststoffanteil abnehmen und entsprechend im Anteil des niedrigschmelzenden Metalles zunehmen bis zu wenigstens annähernder Kunststoffreiheit am Übergang zum Oberflächenüberzug. Das bedeutet für die Verwendung des vorgenannten fertigen Pulvers, daß diesem beim Spritzen lediglich das legierte Aluminium beigemengt zu werden braucht unter entsprechender Verminderung der jeweiligen Menge an fertigem Pulver; eine hierzu geeignete Einrichtung ist schon in der älteren Patentanmeldung erläutert.

Claims

1. Verbundkörper mit einem Oberflächenüberzug aus einem hochschmelzenden Stoff, wie Metalle und/oder deren Oxide, Karbide, auf einem Kunststoffgrundkörper, an den der Oberflächenüberzug über eine Zwischenschicht gebunden ist, welche aus einem Metall und einem gemeinsam mit diesem thermisch spritzbaren Kunststoff besteht, gekennzeichnet durch ein niedrigschmelzendes Metall oder eine niedrigschmelzende Metallegierung als Metallanteil der Zwischenschicht (3).

2. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwischenschicht (3) ein Gemenge aus einem Kunstharz und Aluminium bzw. einer seiner Legierungen ist.

3. Verbundkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Kunstharz ein Polyester ist mit einem Anteil von mindestens 50 % am Gemenge.

4. Verbundkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß ausgehend vom Kunststoffgrundkörper die Zwischenschicht nach außen lagenweise oder kontinuierlich im Kunststoffanteil abnimmt und ents^pre- chend im Anteil des niedrigschmelzenden Metalles zunimmt bis zu wenigstens annähernder Kunststoffreiheit am Übergang zum Oberflächenüberzug.