EP0079007B1 - Verfahren zum Versiegeln einer porösen Beschichtung - Google Patents
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- B05D2350/00—Pretreatment of the substrate
- B05D2350/60—Adding a layer before coating
- B05D2350/63—Adding a layer before coating ceramic layer
Definitions
- the invention relates to a method for surface treatment of a porous coating applied to a workpiece, in which the coating is impregnated with a plastic that seals the pores.
- a steel tubular mast is first sandblasted on its outside and then a metallic base layer of pure aluminum is applied to the sandblasted surface by means of flame spraying. This layer is then provided with a covering layer which closes the pores from a synthetic resin.
- the known method is intended to improve the surface quality with regard to chemical loads, in particular the influence of weather, and further treatment is therefore neither provided nor necessary.
- the surface treatment of the tubular mast is completed with the application of the cover layer made of a synthetic resin and the synthetic resin can consequently harden over a relatively long time.
- the focus is also on improving the surface quality with regard to chemical stress and there is no provision for post-processing of the sheet, because the sheet coated in the manner mentioned is rewound on rolls and only then delivered to the customers.
- the generic method mentioned at the outset is not suitable for the surface treatment of workpieces which are to be produced in a cyclical industrial production and for which a high abrasion resistance of the surface is important, as is the case, for example, with pressure cylinders, piston rods and the like. The like. is the case.
- These machine parts require post-processing, in particular grinding, to achieve the required accuracy of fit.
- this plastic layer would be removed or torn off again immediately after grinding, since it is not yet hard.
- the invention is therefore based on the object of developing a method of the type mentioned at the outset in such a way that machine parts with high abrasion resistance can also be produced, specifically within industrial production processes with a high cycle or flow rate.
- the workpiece is a machine part with high abrasion resistance
- the workpiece is first provided with a coating of a hard material such as aluminum oxide, tungsten carbide, chromium in the plasma spray process, that a crosslinkable plastic or lacquer is used for the impregnation, that the Plastic is first hardened in the outward-facing area by irradiation with electrons, in particular crosslinked, and that the surface is further processed, in particular ground, immediately after crosslinking.
- the invention thus completely solves the underlying task, because the successive steps of plasma spray coating, impregnation, curing and reworking are so coordinated in type and sequence that machine parts with extremely high abrasion resistance and accuracy of fit can ultimately be produced in industrial manufacturing processes can run at high cycle or flow speed.
- a completely closed layer of the hardened, in particular cross-linked, plastic or lacquer is created within the porous coating, which reliably prevents the access of acids or other aggressive substances to the surface of the metallic body if the plastic is appropriately selected. It is not absolutely necessary that the plastic or lacquer layer, which is simply referred to as a plastic layer in the following, is cross-linked in its full depth, but it is sufficient if the cross-linking takes place only in an outer region.
- Another advantage of the invention is that the crosslinking by means of electron radiation can take place very quickly, in the presence of suitable systems, for example in a few seconds or at most a few minutes, and that the plastic layer and thus the body carrying the coating are not noticeably heated as a result of the electron radiation . It is therefore also possible to treat bodies sensitive to temperature increases with the method according to the invention. If it is intended to subject the body to processing after crosslinking, for example grinding the coated surface, the crosslinking is carried out in such a way that the crosslinking in the applied plastic layer extends at least so deep that no areas of the plastic layer that have not yet been crosslinked are reached in the subsequent processing.
- the coated bodies can be processed further immediately after the electron irradiation. Depending on the type of the coated object, it may then be sufficient if areas of the plastic which are not yet crosslinked in the depth are still completely crosslinked under the influence of a sufficiently high ambient temperature in the course of the following days or weeks.
- the body is heated to approximately 80 ° C. before the liquid plastic is applied, and that the plastic subsequently applied to the heated body, in particular sprayed on.
- the relatively low temperature for example, 80 ° C, which can be withstood even by sensitive bodies without danger
- the air contained in the cavities of the hard material coating is largely expelled and the liquid plastic penetrates into it Depth of the porous layer is facilitated.
- the plastic is applied while the body is still warm, so that the liquid plastic can penetrate into deeper areas of the porous layer when the air still contained in the pores cools.
- the amount of liquid plastic applied can be adapted to the particular requirements in a particularly simple manner by spraying.
- a liquid plastic of low viscosity preferably a plastic that is more liquid than water. This facilitates the penetration of the plastic into the cavities in the hard material coating.
- the method is applied in such a way that only a single plastic coating is provided, which then generally takes up the entire thickness of the hard material coating.
- the porous coating is initially only soaked in its area adjacent to the metallic body, and that after curing by electron radiation the body is in turn soaked with a plastic which is also crosslinked by electron radiation.
- the same plastic can be used here if, in special cases, for example, a desired crosslinking to a relatively great depth cannot take place in a single irradiation process because the plastic layer is too thick for this; however, different plastics are used in other embodiments of the invention.
- the outer plastic layer can be chosen so that a particularly low coefficient of friction of the body results; in this case the outer, fully crosslinked plastic layer can in particular be polytetrafluoroethylene.
- the penetration of the plastic can only be brought about into the area of the porous coating adjacent to the metallic body by applying only a limited amount of plastic required to fill the capillaries adjacent to the metallic body, which is then heated by appropriate heating as a result of gravity seeps down, the upper areas being cleared of the plastic again due to the limited amount of the liquid plastic and can be filled with another plastic after the introduced plastic has hardened.
- the entire coating can be filled with a specific plastic and the workpiece heated to a temperature at which the liquid plastic evaporates from the area near the surface, at which temperature the remaining plastic is already cured can.
- Another plastic can then be introduced into the area of the porous layer which has become free due to evaporation of the plastic and can be cured by electron radiation.
- the heating can be carried out in such a way that this area of the layer located on the surface heats up more than the area of the porous layer adjacent to the metallic body.
- An important advantage of the invention lies in the following: If a body coated with hard material, for example a cylinder of a printing press, has to be ground to achieve a sufficiently smooth surface, whole grains of the coating material are often torn out of the coating, so that a certain amount of Roughing depth cannot be fallen below. If, on the other hand, the body is provided with the sealant according to the invention, the crosslinked plastic layer holds the grains of the hard material coating firmly, especially if it extends to greater depths of the coating, so that individual grains which protrude too far outward are partially removed during the grinding process, such as this is desirable, but cannot be completely torn out of the coating.
- a metalli shear body which in the exemplary embodiment is a printing cylinder of a printing press, and which consists of steel and has dimensions of 180 cm in length and 85 cm in diameter, is coated with a layer of tungsten carbide in the plasma spraying process. This coating has a thickness of approximately 100 ⁇ m.
- the plasma spraying process or, as it is also called, plasma spraying, and the devices required for this are known.
- a gas is fed to an arc plasma torch and dissociated and ionized in the arc depending on the type of gas. Shortly before the nozzle emerges, the pulverized spray material, ie the hard material, is fed to the plasma flowing out at high speed with the aid of a carrier gas. Argon is often used as the plasma gas.
- the body provided with the hard material coating is then heated in such a way that the temperature of the body decreases somewhat from the inside to the outside. The heating causes most of the air contained in the pores of the surface layer to escape.
- the coated body is then sprayed with a liquid plastic, which is specified below. This plastic is drawn into the pores of the coating, at least in part as a result of capillary action, not least because the liquid plastic penetrates into the warmer areas of the coating, that is to say inward, with further liquefaction.
- Spraying takes place immediately after the workpiece has been heated to approximately 80 ° C., so that the air which has escaped from the pores of the coating does not penetrate again in the meantime.
- the workpiece After spraying, the workpiece is irradiated by electrons.
- a system suitable for such radiation is sold by Otto Dürr Anlagenbau GmbH, D-7000 Stuttgart under the type designation ESH 150.
- This system generates electrons with an energy of 150 keV, whereby the body to be irradiated can be in the free atmosphere and is only flushed with a suitable inert gas to keep out the oxygen in the air in the area in which the electrons strike the body .
- Nitrogen is an example of an inert gas.
- the power of the electron beam available for irradiation is 7.5 kW.
- the entire hard material layer is penetrated by the electron beam, rather it is sufficient if the layer penetrated by the electron beam is so deep that it is not completely removed during subsequent processing, so that the surface also after a subsequent processing of the workpiece is covered with hardened plastic.
- the plastic located below this hardened plastic layer then hardens over time, for example within about 2 to 10 weeks.
- the sealing by the plastic cross-linked or hardened by means of electron bombardment is extremely effective.
- An unsealed, plasma sprayed layer is removed, for example, in a single operation by sandblasting with corundum. If a hardened plastic layer according to the invention is introduced into the hard material layer, about six such sandblasting processes are required to remove this combined layer.
- the cross-linked plastic layer makes it possible for the first time to use workpieces with surfaces sprayed with a plasma spray in the chemical sector, where without the hardened plastic layer the hard material coating would be damaged by corrosion of the metal body supporting this layer. An impregnation of the hard material layer with an uncured plastic, however, could not prevent corrosion of the metal body with certainty.
- a high-molecular plastic which consists essentially of polyethylene glycol dimethacrylate or trimethylol propane trimethacrylate with the addition of aliphatic and / or aromatic hydrocarbons, especially amines, and which contains the usual additives of plasticizer, polymer Thickener, peroxide, toluidine, saccharin, fillers, pigments, stabilizers and the like, e.g. T. based on Si.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer auf ein Werkstück aufgebrachten porösen Beschichtung, bei dem die Beschichtung mit einem die Poren versiegelnden Kunststoff getränkt wird.
- Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-A-24 32 426 bekannt.
- Bei dem bekannten Verfahren wird ein Stahl-Rohrmast an seiner Außenseite zunächst sandgestrahlt und auf die sandgestrahlte Oberfläche alsdann mittels Flammspritzen eine metallische Grundschicht aus Reinaluminium aufgebracht. Diese Schicht wird anschließend mit einer die Poren verschließenden Deckschicht aus einem Kunstharz versehen.
- Das bekannte Verfahren soll dazu dienen, die Oberflächengüte hinsichtlich chemischer Belastungen, insbesondere Witterungseinfluß, zu verbessern und eine weitere Behandlung ist demzufolge weder vorgesehen noch nötig. Insbesondere ist die Oberflächenbehandlung des Rohrmastes mit dem Aufbringen der Deckschicht aus einem Kunstharz abgeschlossen und der Kunstharz kann demzufolge über eine verhältnismäßig lange Zeit aushärten.
- Es ist weiterhin aus der DE-A-19 34 654 bekannt, bei der Herstellung von gefärbten Metallblechen von Rolle zu Rolle das Blech zunächst mit einer galvanisch abgeschiedenen ersten Schicht und alsdann mit einem Endaufstrich zu versehen, der durch Elektronenstrahlen polymerisierbar ist und dann auch polymerisiert wird.
- Bei diesem gattungsfremden Herstellungsverfahren steht ebenfalls die Verbesserung der Oberflächengüte hinsichtlich chemischer Beanspruchung im Vordergrund und eine Nachbearbeitung des Bleches ist nicht vorgesehen, weil das in der genannten Weise beschichtete Blech wieder auf Rollen gewickelt und erst dann den Abnehmern zugeliefert wird.
- Das eingangs genannte gattungsbildende Verfahren ist zur Oberflächenbehandlung solcher Werkstücke nicht geeignet, die bei einer taktweisen industriellen Fertigung hergestellt werden sollen und bei denen es auf eine hohe Abriebfestigkeit der Oberfläche ankommt, wie dies beispielsweise bei Druckzylindern, Kolbenstangen u. dgl. der Fall ist. Diese Maschinenteile erfordern zur Erzielung der benötigten Paßgenauigkeit eine Nachbearbeitung, insbesondere ein Schleifen. Würde man jedoch das Maschinenteil vor dem Schleifen gemäß dem eingangs genannten gattungsbildenden Verfahren mit flüssigem Kunststoff tränken, würde beim unmittelbar darauf folgenden Schleifen diese Kunststoffschicht wieder abgetragen bzw. abgerissen, da sie noch nicht hart ist. Man könnte zwar auch auf den Gedanken kommen, diese Schwierigkeiten dadurch zu vermeiden, daß man zunächst nachbearbeitet und dann mit Kunststoff tränkt, diese Möglichkeit scheidet jedoch deswegen aus, weil beim Schleifen die Poren der Hartstoffschicht durch Abschliff verschmiert werden und daher ein Tränken der Oberfläche nicht mehr möglich ist.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß auch Maschinenteile hoher Abriebfestigkeit hergestellt werden können, und zwar innerhalb industrieller Fertigungsprozesse mit hoher Takt- bzw. FlieBgeschwindigkeit.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Werkstück ein Maschinenteil hoher Abriebfestigkeit ist, daß das Werkstück zunächst im Plasmasprühverfahren mit einer Beschichtung aus einem Hartstoff wie Aluminiumoxid, Wolframcarbid, Chrom versehen wird, daß zum Tränken ein vernetzbarer Kunststoff oder Lack verwendet wird, daß der Kunststoff zunächst in dem nach außen weisenden Bereich durch Bestrahlung mit Elektronen ausgehärtet, insbesondere vernetzt wird und daß die Oberfläche unmittelbar nach der Vernetzung weiterbearbeitet, insbesondere geschliffen wird.
- Die Erfindung löst damit die zugrundeliegende Aufgabe vollkommen, weil die aufeinanderfolgenden Schritte des Plasmasprüh-Beschichtens, des Tränkens, Aushärtens und Nachbearbeitens in der Art und Reihenfolge so aufeinander abgestimmt sind, daß schlußendlich Maschinenteile extrem hoher Abriebfestigkeit und Paßgenauigkeit in industriellen Fertigungsprozessen erzeugt werden können, die mit hoher Takt- oder Fließgeschwindigkeit ablaufen können. Dabei wird innerhalb der porösen Beschichtung eine vollkommen geschlossene Schicht des ausgehärteten, insbesondere vernetzten Kunststoffes oder Lackes geschaffen, die den Zutritt von Säuren oder sonstigen Aggresiven Stoffen zur Oberfläche des metallischen Körpers bei geeigneter Auswahl des Kunststoffes mit Sicherheit verhindert. Es ist dabei nicht unbedingt erforderlich, daß die Kunststoff- oder Lackschicht, die im folgenden der Einfachheit halber lediglich als Kunststoffschicht bezeichnet wird, in ihrer vollen Tiefe vernetzt wird, sondern es genügt, wenn das Vernetzen lediglich in einem äußeren Bereich erfolgt. Von Vorteil ist bei der Erfindung weiterhin, daß das Vernetzen mittels Elektronenbestrahlung sehr schnell erfolgen kann, bei Vorhandensein geeigneter Anlagen beispielsweise in wenigen Sekunden oder allenfalls wenigen Minuten, und daß eine merkliche Erwärmung der Kunststoffschicht und somit des die Beschichtung tragenden Körpers infolge der Elektronenbestrahlung nicht erfolgt. Es können daher auch gegen Temperaturerhöhungen empfindliche Körper mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden. Wenn vorgesehen ist, den Körper nach dem Vernetzen einer Bearbeitung zu unterziehen, beispielsweise die beschichtete Oberfläche zu schleifen, so wird die Vernetzung so durchgeführt, daß die Vernetzung in der aufgebrachten Kunststoffschicht zumindest so tief reicht, daß bei der nachfolgenden Bearbeitung keine noch nicht vernetzten Bereiche der Kunststoffschicht erreicht werden. Da zumindest der äußere Bereich der Kunststoffschicht in äußerst kurzer Zeit vernetzt und somit trocken ist, können die beschichteten Körper unmittelbar nach der Elektronenbestrahlung weiter bearbeitet werden. Je nach der Art des beschichteten Gegenstands mag es dann ausreichend sein, wenn in der Tiefe vorhandene, noch nicht vernetzte Bereiche des Kunststoffs unter dem Einfluß einer ausreichend hohen Umgebungstemperatur im Lauf der folgenden Tage oder Wochen noch vollständig vernetzen.
- Für den beabsichtigten Korrosionsschutz der metallischen Oberfläche des beschichteten Körpers ist es nicht unbedingt erforderlich, daß der Kunststoff überall bis zur metallischen Oberfläche vordringt.
- Da es jedoch für viele Fälle vorteilhaft ist, wenn die Kunststoffschicht möglichst tief in die poröse Beschichtung eindringt, ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß der Körper vor dem Aufbringen des flüssigen Kunststoffes auf etwa 80 °C erwärmt wird, und daß der Kunststoff anschließend auf den erwärmten Körper aufgebracht, insbesondere aufgesprüht wird. Durch das Erwärmen auf die verhältnismäßig niedrige Temperatur von beispielsweise 80 °C, die auch von empfindlichen Körpern ohne Gefahr ausgehalten wird, wird die in den Hohlräumen der Hartstoffbeschichtung enthaltene Luft zu einem großen Teil ausgetrieben und es wird daher das Eindringen des flüssigen Kunststoffs bis in die Tiefe der porösen Schicht erleichtert. Der Kunststoff wird dabei aufgebracht, solange der Körper noch warm ist, so daß der flüssige Kunststoff bei der Abkühlung der in den Poren noch enthaltene Luft in tiefere Bereiche der porösen Schicht eindringen kann. Durch Aufsprühen kann die Menge des aufgebrachten flüssigen Kunststoffs besonders einfach den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.
- Vorteilhaft ist es, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einen flüssigen Kunststoff geringer Viskosität zu verwenden, vorzugsweise einen Kunststoff, der flüssiger als Wasser ist. Dadurch wird das Eindringen des Kunststoffs in die Hohlräume der Hartstoffbeschichtung erleichtert.
- Bei Ausführungsformen der Erfindung wird das Verfahren so angewandt, daß lediglich eine einzige Kunststoffbeschichtung vorgesehen wird, die dann im allgemeinen die gesamte Dicke der Hartstoffbeschichtung einnimmt. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß die poröse Beschichtung zunächst nur in ihrem dem metallischen Körper benachbarten Bereich getränkt wird, und daß nach dem Aushärten durch Elektronenbestrahlung der Körper wiederum mit einem Kunststoff getränkt wird, der ebenfalls durch Elektronenbestrahlung vernetzt wird. Es kann hierbei bei Ausführungsformen der Erfindung der gleiche Kunststoff verwendet sein, wenn in besonderen Fällen beispielsweise eine gewünschte Vernetzung bis in relativ große Tiefe nicht in einem einzigen Bestrahlungsvorgang erfolgen kann, weil die Kunststoffschicht hierzu zu dick ist ; bei anderen Ausführungsformen der Erfindung sind jedoch unterschiedliche Kunststoffe verwendet. Insbesondere kann die äußere Kunststoffschicht so gewählt sein, daß sich ein besonders niedriger Reibungskoeffizient des Körpers ergibt ; die äußere fertig vernetzte Kunststoffschicht kann in diesem Falle insbesondere Polytetrafluoräthylen sein.
- Bei ebenen Werkstücken kann das Eindringen des Kunststoffes nur in den dem metallischen Körper benachbarten Bereich der porösen Beschichtung dadurch bewirkt werden, daß auf die poröse Schicht nur eine beschränkte zur Füllung der dem metallischen Körper benachbarten Kapillaren erforderliche Menge Kunststoff aufgebracht wird, der dann durch entsprechende Erwärmung in Folge der Schwerkraft nach unten sickert, wobei wegen der begrenzten Menge des flüssigen Kunststoff die oberen Bereiche vom Kunststoff wieder frei werden und nach dem Aushärten des eingebrachten Kunststoffes mit einem anderen Kunststoff gefüllt werden können. Wo ein derartiges Verfahren nicht möglich ist, kann die ganze Beschichtung mit einem bestimmten Kunststoff angefüllt werden und das Werkstück auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der der flüssige Kunststoff aus dem oberflächennahen Bereich verdampft, wobei dann bei dieser Temperatur bereits eine Aushärtung des verbleibenden Kunststoffes erfolgen kann. In den durch Verdampfung des Kunststoffes frei gewordenen Bereich der porösen Schicht kann dann ein anderer Kunststoff eingebracht und durch Elektronenbestrahlung ausgehärtet werden. Um die Verdampfung des Kunststoffes an der Oberfläche zu erreichen, kann die Erwärmung so vorgenommen werden, daß sich dieser an der Oberfläche befindliche Bereich der Schicht stärker erwärmt als der dem metallischen Körper benachbarten Bereich der porösen Schicht.
- Ein wichtiger Vorteil der Erfindung liegt noch in folgendem : Muß ein mit Hartstoff beschichteter Körper, beispielsweise ein Zylinder einer Druckmaschine, zur Erzielung einer ausreichend glatten Oberfläche geschliffen werden, so werden häufig ganze Körner des Beschichtungsstoffs aus der Beschichtung gerissen, so daß ein bestimmtes Maß der Rauhtiefe nicht unterschritten werden kann. Ist der Körper dagegen mit der erfindungsgemäßen Versiegelung versehen, so hält die vernetzte Kunststoffschicht insbesondere dann, wenn sie bis in größere Tiefen der Beschichtung reicht, die Körner der Hartstoffbeschichtung fest, so daß beim Schleifvorgang einzelne zu weit nach außen ragende Körner teilweise abgetragen werden, wie dies erwünscht ist, aber nicht vollständig aus der Beschichtung herausgerissen werden.
- Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Ein metallischer Körper, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um einen Druckzylinder einer Druckmaschine handelt, und der aus Stahl besteht und Abmessungen von 180 cm Länge und 85 cm Durchmesser aufweist, wird im Plasmasprühverfahren mit einer Schicht aus Wolframkarbid überzogen. Diese Beschichtung hat eine Dicke von etwa 100 µm. Das Plasmasprühverfahren oder, wie es auch genannt wird, Plasmaspritzen, und die hierfür erforderlichen Vorrichtungen sind bekannt. Dabei wird ein Gas einem Lichtbogen-Plasmabrenner zugeführt und in dem Lichtbogen je nach Art des Gases dissoziiert und ionisiert. Kurz vor dem Düsenaustritt wird dem unter hoher Geschwindigkeit ausströmenden Plasma das pulverisierte Spritzgut, also der Hartstoff, mit Hilfe eines Trägergases zugeführt. Als Plasmagas wird häufig Argon verwendet.
- Anschließend wird der mit der Hartstoffbeschichtung versehene Körper so erwärmt, daß die Temperatur des Körpers von innen nach außen etwas abnimmt. Die Erwärmung bewirkt, daß die in den Poren der Oberflächenschicht enthaltene Luft großenteils entweicht. Hierauf wird der beschichtete Körper mit einem flüssigen Kunststoff besprüht, der unten näher angegeben ist. Dieser Kunststoff zieht, zumindest teilweise auch infolge von Kapillarwirkung, in die Poren der Beschichtung ein, nicht zuletzt deshalb, weil der flüssige Kunststoff unter weiterer Verflüssigung in die wärmeren Bereiche der Beschichtung, also nach innen, vordringt.
- Das Besprühen erfolgt unmittelbar nach dem Erwärmen des Werkstücks auf etwa 80 °C, damit die aus den Poren der Beschichtung ausgetretene Luft nicht inzwischen wieder eindringt.
- Anschließend an das Besprühen wird das Werkstück durch Elektronen bestrahlt. Eine für eine derartige Bestrahlung geeignete Anlage wird von der Firma Otto Dürr Anlagenbau GmbH, D-7000 Stuttgart unter der Typenbezeichnung ESH 150 vertrieben. Diese Anlage erzeugt Elektronen mit einer Energie von 150 keV, dabei kann der zu bestrahlende Körper sich an der freien Atmosphäre befinden und wird lediglich zum Fernhalten des Sauerstoffs der Luft in dem Bereich, in dem die Elektronen auf den Körper auftreffen, mit einem geeigneten Inertgas gespült. Als Inertgas kommt beispielsweise Stickstoff in Frage. Von der genannten Anlage gibt es mehrere Ausführungsformen, die sich in der Breite des erzeugten Elektronenstrahls unterscheiden. Bei einer derartigen Anlage beträgt die Leistung des zum Bestrahlen zur Verfügung stehenden Elektronenstrahls 7,5 kW.
- Es ist ansich nicht erforderlich, daß die gesamte Hartstoffschicht von dem Elektronenstrahl durchdrungen wird, es genügt vielmehr, wenn die vom Elektronenstrahl durchdrungene Schicht so tief ist, daß sie bei einer nachfolgenden Bearbeitung nicht ganz abgetragen wird, so daß auch nach einer nachfolgenden Bearbeitung die Oberfläche des Werkstücks mit ausgehärtetem Kunststoff bedeckt ist. Der unterhalb dieser ausgehärteten Kunststoffschicht befindliche Kunststoff härtet dann im Laufe der Zeit aus, beispielsweise innerhalb von etwa 2 bis 10 Wochen.
- Die Versiegelung durch den mittels Elektronenbeschuß vernetzten oder ausgehärteten Kunststoff ist außerordentlich wirksam. Eine unversiegelte, im Plasmaspritzverfahren aufgebrachte Schicht wird beispielsweise bei einem einzigen Arbeitsgang durch Sandstrahlen mit Korund entfernt. Ist eine erfindungsgemäße ausgehärtete Kunststoffschicht in die Hartstoffschicht eingebracht, so sind zum Entfernen dieser kombinierten Schicht etwa sechs derartige Sandstrahlvorgänge erforderlich.
- Durch die vernetzte Kunststoffschicht ist es erstmals möglich, Werkstücke mit im Plasmasprühverfahren vergüteten Oberflächen im chemischen Bereich zu verwenden, wo ohne Vorhandensein der gehärteten Kunststoffschicht die Hartstoffbeschichtung durch Korrosion des diese Schicht tragenden Metallkörpers Schaden nehmen würde. Eine Tränkung der Hartstoffschicht mit einem nicht ausgehärteten Kunststoff könnte dagegen die Korrosion des Metallkörpers nicht mit Sicherheit verhindern.
- Wollte man die in die Hartstoffschicht eingebrachte flüssige Kunststoffschicht durch Anwendung erhöhter Temperaturen innerhalb relativ kurzer Zeit vernetzen, so müßten hierfür Temperaturen zwischen 130 °C und 250 °C, je nach der Art des verwendeten Kunststoffs, angewendet werden.
- Es hat sich überraschend gezeigt, daß die Elektronenbestrahlung trotz der durch die einzelnen Partikel der Hartstoffschicht zu erwartenden Abschattung eine wirkungsvolle schnelle Aushärtung der Kunststoffschicht bewirkt. Dabei kann eine Aushärtung bis in eine Tiefe von 300 J.Lm erzielt werden. Demgegenüber sind bei vielen Anwendungen die Hartstoffschichten nur etwa 100 µm dick, so daß in einem einzigen Bestrahlungsgang die Kunststoffschicht vollständig ausgehärtet werden kann.
- Zur Zeit wird als günstig die Verwendung eines hochmolekularen Kunststoffes angesehen, der im wesentlichen aus Polyäthylen-Glycol-Dimethacrylat oder Trimetylol-Propan-Trimethacrylat unter Beimengung von aliphatischen und/oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere Aminen besteht, und der die üblichen Zusätze von Weichmacher, Polymer-Verdicker, Peroxid, Toluidin, Saccharin, Füllstoffen, Pigmenten, Stabilisatoren und dgl., z. T. auf Si-Basis aufweist.
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