FI124364B - Sihtikorin kulutuksenkestävä pinnoite ja menetelmä pinnoitteen valmistamiseksi - Google Patents

Description

Sihtikorin kulutuksenkestävä pinnoite ja menetelmä pinnoitteen valmistamiseksi

Keksinnön kohde 5

Esillä olevan keksinnön kohteena on kuitumassan käsittelyssä käytettävän metallisen kulutusosan pinnoite sekä menetelmä pinnoitteen valmistamiseksi. Erityisesti keksintö koskee sihtikorin kulumiskestävää kaksoispinnoitetta ja sen valmistusta.

10

Keksinnön taustaa

Sihtikoreja käytetään paperi- ja selluteollisuudessa kuitumassan valmistusprosessissa erottelemaan massasta epäpuhtauksia ja eripituisia kuituja toi-15 sistaan. Kuitumassa voi olla alkuperältään uutta metsän puuainetta tai käytettyä paperia ja kartonkia.

Sihtikorin sihtipinta käsittää sihtirakoja, joiden kautta sihtilajittimessa käsiteltävä kuitumassaseoksessa oleva neste ja sihtirakojen koon määräämä osuus 20 kuiduista pääsee virtaamaan sihtisylinterin syöttöpuolelta sihtisylinterin ulkopuolelle eli akseptipuolelle ja edelleen eteenpäin massanvalmistusproses-sissa. Se osuus kuitumassaseoksesta, joka ei ole virrannut sihtisylinterin syöttöpuolelta sihtisylinterin akseptipuolelle poistetaan edelleen käsiteltäväksi. Sihtikorista voidaan käyttää myös nimitystä, sihtirumpu tai sihtisylinteri 25 ts. kyseessä on kulumiskomponentti, joka on kiinnitetty sihtirunkoon. Koko ^ laitteistoa kutsutaan sihtilajittimeksi.

C\J

i

C\J

o Kuitumassaseoksen erotteluprosessissa erityisesti kuitumassassa olevat ko- ° vat epäpuhtaudet, kuten hiekka, lasi ja metalli, kuluttavat sihtikorin sihtiin 30 pinnan profiilia ja sihtirakoja. Metallisia kulutusosia, kuten sihtikoreja, voidaan

CL

päällystää sähkökemiallisesti kovakromaamalla eli saostamalla puhdasta cg kromia elektrolyyttiliuoksesta kappaleen pinnalle. Kovakromauksella pyritään m ™ kasvattamaan pinnan kovuutta ja siten parantamaan kappaleen kulutus- ° kestävyyttä. Kovakromauksessa käytettävässä elektrolyyttiliuoksessa 35 (kromihappokylvyssä) katalyyttinä voidaan käyttää joko sulfaattia tai orgaanista katalyyttiä. Kovakromauksessa muodostuu heksavalenttista 2 kromia (Cr6+), joka on erittäin karsinogeeninen ongelmajäte, ja jota poistuu prosessista mm. jätevesien mukana. Myös koko kromihappokylpy on uusittava tietyin väliajoin. Kromauksen ongelmana on myös pinnoitteen säröily ja haurastuminen isommilla pinnoitepaksuuksilla.

5

Julkaisussa US2004/0195158 esitetään sihtikorin monikerroksinen pinnoite. Pinnoite käsittää sekä kovakromipinnoitekerroksen että raudattoman pin-noitekerroksen, joka toimii indikaattorikerroksena kovakromipinnoitteen kulumisen havaitsemiseksi.

10

Keksinnön lyhyt yhteenveto

Nyt esiteltävän keksinnön kohteena on kuitumassan lajitteluun ja puhdistukseen käytettävä sihtikori, joka käsittää kuitumassan syöttövirran puoleisen 15 sihtipinnan ja sihtiaukkoja, jotka sihtiaukot on sovitettu johtamaan osa sihtikorin syöttöpuolelle syötetystä kuitumassasta sihtikorin akseptipuolelle. Sihti-korille on tunnusomaista, että ainakin osa syöttöpuolen sihtipinnasta ja sihti-aukkojen seinämäpituudesta on pinnoitettu ensimmäisellä pinnoitekerrok-sella, joka sisältää kemiallista nikkeliä. Lisäksi sihtikorille on tunnusomaista, 20 että ainakin osa syöttöpuolen sihtipinnasta, joka on pinnoitettu ensimmäisellä pinnoitekerroksella, on pinnoitettu toisella pinnoitekerroksella. Toinen pin-noitekerros voi olla kovakromipinnoite tai karbidipitoinen kovametallipinnoite.

Lisäksi keksinnön kohteena on menetelmä sihtikorin pinnoittamiseksi kak-25 soispinnoitteen valmistamiseksi. Pinnoittaminen sisältää ainakin seuraavat ^ vaiheet: ainakin osan sihtikorin syöttöpuolen sihtipinnan ja sihtiaukkojen ™ seinämäpituuden pinnoittamisen kemiallisella nikkelillä ensimmäisen pinnoi-

CVJ

o tekerroksen muodostamiseksi sekä ainakin osan syöttöpuolen sihtipinnan ° pinnoittamisen kovakromilla tai karbidipitoisella kovametallilla toisen pinnoite- 30 kerroksen muodostamiseksi.

CL

00 cg Epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty eräitä keksinnön edullisia m ™ suoritusmuotoja, δ

CVJ

35 Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti ensimmäisen pinnoitekerroksen paksuus on 5-80 pm, edullisesti 10-60 pm, edullisimmin 10-40 pm.

3

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti toisen pinnoitekerroksen paksuus on 50-500 pm.

5 Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti ensimmäinen ja toinen pinnoi-tekerros muodostavat kaksoispinnoitteen, jossa ensimmäisen pinnoitekerroksen suhteellinen osuus kaksoispinnoitteen paksuudesta on pienempi kuin toisen pinnoitekerroksen paksuus.

10 Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan sihtikorin sihtiaukolla on läpimitta, joka on vähintään syöttöpuolen suunnasta ainakin osittain muodostettu ensimmäisen pinnoitekerroksen paksuudella.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan sihtikorin sihtiaukon läpimitta on 15 0,1 -15 mm, edullisesti 0,1-0,8 mm.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan sihtikorin ensimmäinen pinnoite-kerros on kemiallista nikkeliä, joka sisältää 1-14 % fosforia tai 1-6 % booria.

20 Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan toinen pinnoitekerros on karbidi-pitoista kovametallia, joka on valmistettu termisesti ruiskuttamalla sihti-pinnalle ensimmäisen pinnoitekerroksen päälle.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan karbidipitoinen kovametallipinnoite 25 sisältää volframikarbidipartikkeleita ja/tai kromikarbidipartikkeleita. Karbidi-? pitoinen kovametallipinnoite voi olla kemialliselta koostumukseltaan esimer- ™ kiksi: WC-10Co-4Cr, CrC3C2-25NiCr, WC-20Cr3C2-7Ni tai Cr3C2-37WC-

C\J

o 18metalliseos. Metalliseos voi olla esimerkiksi nikkeli- ja kobolttivaltainen ° metalliseos, g 30 Q_

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan pinnoitetaan kemiallisella nikkelillä S vähintään osa sihtiaukon seinämäpituudesta syöttöpuolen suunnasta, esi-

Ln merkiksi lankasihtikorin sihtirako, sihtiaukon läpimitan muodostamiseksi. c\j Kemiallisella nikkelillä voidaan muodostaa ainakin 5 %, edullisesti ainakin 10 35 % sihtiaukon läpimitasta.

4

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan kemiallinen nikkelipinnoite muodostetaan upotuspinnoituksella nikkelöintikylvyssä, jossa kylvyn fosforipitoisuus on 1-14% tai booripitoisuus on 1-6 %. Kemiallinen nikkelipinnoite voidaan kovettaa lämpökäsittelemällä pinnoitettua kappaletta 200-500°C:ssa 5 ennen toisen pinnoitekerroksen muodostamista.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan toinen pinnoitekerros muodostetaan termisesti ruiskuttamalla karbidipitoista kovametallia. Terminen ruiskutus voidaan suorittaa kohtisuorassa suunnassa sihtipinnan ensimmäisen pinnan 10 pintaprofiiliin nähden.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan termisesti ruiskutetun kovametal-lipinnoitteen kulumiskestävyyttä voidaan parantaa harjaamalla tai hiomalla pinta esimerkiksi timanttiharjalla tai hiomanauhalla. Tasoitettu pinta ehkäisee 15 myös kuitujen ja epäpuhtauksien tarttumista pintaan. Tällainen pinta voi vähentää lisäksi virtausvastusta, josta seuraa energiansäästöä edullisimmin la-jittimissa, joissa sihtikori pyörii ja siipiroottori on paikallaan pysyvä staattori.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan pinnoitusmenetelmä käsittää li-20 säksi olemassa olevan kaksoispinnoitteen poistamisen kappaleen pinnalta ennen ensimmäisen pinnoitekerroksen muodostamista. Olemassa oleva kak-soispinnoite voidaan poistaa kemiallisella käsittelyllä siten, että molemmat kaksoispinnoitteen kerrokset irtoavat yhtäaikaisesti.

25 Piirustusten kuvaus δ ™ Seuraavassa keksinnön eräitä sovellusmuotoja selitetään tarkemmin viittaa- o maila oheisiin kuviin, joissa o

CVJ

g 30 kuva 1 esittää poikkileikkauksena erään sihtikorin rakenteen sihtikorin

CL

päästä katsottuna, oo r

CD

CD

m ™ kuva 2 esittää poikkileikkauksena erään reikäsihtikorin reikäsihtilevyn ° rakennetta, 35 5 kuva 3 esittää poikkileikkauksena esimerkin sihtikorin reikäsihtiprofii-lista, kuva 4 esittää poikkileikkauksena esimerkin sihtikorin rakosihtiprofii-5 lista, kuva 5 esittää poikkileikkauksena erään lankasihtikorin rakennetta sihtilankojen päästä katsottuna, 10 kuva 6 esittää poikkileikkauksena erään pinnoitetun lankasihtikorin ra kennetta sihtilankojen päästä katsottuna, kuva 7 esittää poikkileikkauksena erään pinnoitetun lankasihtikorin rakennetta sihtilankojen päästä katsottuna, 15 kuva 8 esittää poikkileikkauksena erään pinnoitetun lankasihtikorin rakennetta sihtilankojen päästä katsottuna, kuva 9 esittää poikkileikkauksena erään pinnoitetun lankasihtikorin ra- 20 kennetta sihtilankojen päästä katsottuna, kuva 10 esittää poikkileikkauksena lankasihtikorin rakennetta sihtilankojen päästä katsottuna ja erään esimerkin termisen ruiskutuksen ruiskutuskulmasta, 25 ^ kuva 11 esittää poikkileikkauksena lankasihtikorin rakennetta sihtilanko- ™ jen päästä katsottuna ja erään esimerkin termisen ruiskutuksen

CVJ

o ruiskutuskulmasta, o

CVJ

g 30 kuva 12 esittää periaatekuvan termisesti ruiskutetusta pinnoitteesta.

CL

CO

CD

CD

LO

™ Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus δ

CVJ

35 Tässä hakemuksessa termillä ’’sihtikori” tarkoitetaan sihtilajittimen kulutus-osaa, jota käytetään kuitumassaseoksen puhdistamisessa ja lajittelemisessa.

6

Sihtikori voi olla reikiä sisältävä reikäsihtikori tai langoista muodostuva lanka-sihtikori, joka käsittää lankojen väliin jääviä rakoja eli rakovälejä. Sihtikori voi olla myös levystä koneistamalla muodostettu rakosihtikori. Reikäsihtikorista, rakosihtikorista ja lankasihtikorista käytetään tässä hakemuksessa yhteis-5 nimitystä sihtikori. Sihtikoria voidaan kutsua myös sihtisylinteriksi.

Sihtikorin rei’istä ja raoista käytetään hakemuksessa yhteisnimitystä aukko tai sihtiaukko. Sihtikorin sihtiaukko muodostuu sihtikorin sihtipinnan syöttö-puolen ja akseptipuolen välisestä tavallisesti ympyrän tai pitkänomaisen raon 10 muotoisesta kanavasta, jonka kanavan kapein kohta on sihtireikä tai sihtirako eli sihtiaukko. Sihtiaukolla on keskeinen merkitys sihtikorin erottelukykyyn ja toisaalta läpäisykykyyn eli tuotantoon. Syöttöpuolen ja akseptipuolen välinen kanava voi olla myös muun muotoinen. Sihtikorin aukko tai kanava valmistetaan siten, että aukon tai kanavan kapein kohta tyypillisesti sijoittuu 15 lähemmäksi kanavan syöttöpuolen reunaa kuin akseptipuolen reunaa. Sihtiaukko tai kanava siis supistuu tai kapenee sihtipinnan syöttöpuolen reunalta sihtireiän tai sihtiraon kohtaan, josta se laajenee akseptipuolen reunaan. Kapein kohta voi olla myös syöttöpuolen reunalla ja joissain tapauksissa myös akseptipuolen reunalla. Sihtikorin sihtiaukkojen kautta sihtilajitti-20 messa käsiteltävä kuitumassaseoksessa oleva neste ja sihtiaukkojen koon määräämä osuus kuiduista pääsee virtaamaan sihtikorin syöttövirtauksen puolelta sihtikorin ulkopuolelle eli akseptipuolelle. Termiä ’’läpimitta” käytetään hakemuksessa yhteisnimityksenä reikäsihtikorin reiän halkaisijalle ja lankasihtikorin tai rakosihtikorin sihtiraon leveydelle.

25 ? Termillä ’’kulutusosa” tarkoitetaan osaa, joka altistuu ainakin yhdeltä pinnal-

O

™ taan eri mekanismeilla tapahtuvalle kulumiselle, eli materiaalin irtoamiselle,

CNJ

o josta aiheutuu esimerkiksi kappaleen painohäviötä, mitta- ja muodonmuutoksi siä tai pinnanlaadun heikkenemistä. Kulumista voi tapahtua mm. adhesiivisen g 30 kulumisen, abrasiivisen kulumisen ja eroosiokulumisen kautta. Termillä ”kak-

CL

soispinnoite” tarkoitetaan pinnoitetta, joka koostuu ensimmäisestä ja toisesta cg pinnoitekerroksesta. Kaksoispinnoitteesta voidaan käyttää myös nimitystä m ™ kaksikerrospinnoite tai yhdistelmäpinnoite.

δ

CVJ

7 Tässä hakemuksessa prosenttiarvot ovat painoprosentteja, ellei muuta ole ilmoitettu. Ennen lukuarvoa olevalla merkillä > tarkoitetaan yli, suurempi kuin ja merkillä < alle, pienempi kuin.

5 Kuvassa 1 esitetään periaatekuva sihtilajittimen sihtikorin 1 poikkileikkauksesta sihtikorin akselin suunnassa eli sihtikorin päästä katsottuna. Sihtikorin sisäkehä muodostaa sihtikorin sihtipinnan 2. Sihtikorin 1 sihtipinta 2 voi koostua taivutetusta reikäsihtilevystä. Vaihtoehtoisesti sihtikorin sihtipinta voi koostua vierekkäin sovitetuista sihtilangoista, jotka on tyypillisesti asennettu 10 tukitankoihin 4, jotka tukitangot on taivutettu renkaan muotoisiksi tietyn sihtikorin halkaisijan H aikaansaamiseksi. Sihtilangat voidaan asentaa myös levystä leikattuun asennusrenkaaseen, jolloin ei tarvita erillistä taivutustyötä. Kuitumassan syöttöpuoli (syöttövirtauksen puoli) S voi sijaita sihtikorin sisäpuolella 10, jolloin kuitumassa virtaa sihtikorin sisäpuolelta ulkopuolelle. 15 Vaihtoehtoisesti sihtikorin syöttöpuoli voi sijaita sihtikorin ulkopuolella eli kuitumassa virtaa ulkopuolelta sisäpuolelle 10.

Kuvassa 2 esitetään kaavamaisesti poikkileikkaus eräästä sihtikorin 1 sihtipinnan 2 rakenteesta, joka muodostuu levystä 6 ja levyssä olevista 20 rei'istä/raoista 8, jotka muodostavat aukkoja sihtikorin syöttövirtauksen puolelta S akseptipuolelle AK. Aukoilla on sekä ensimmäinen seinämä 5 että toinen seinämä 7. Seinämillä on kokonaispituus, joka vastaa sihtipinnan mittaa syöttöpuolelta akseptipuolelle. Aukko voi olla läpimitaltaan tasainen ja sen seinämät voivat olla yhdensuuntaiset, kuten kuvissa 2 ja 3 on esitetty. 25 Vaihtoehtoisesti aukon läpimitta voi olla suurempi sihtipinnan akseptipuolella ? AK kuin sihtipinnan syöttöpuolella S, kuten on esitetty kuvassa 4. Levyn 6

O

^ syöttöpuolen suuntaan S oleva pinta 18 muodostaa sihtikorin syöttöpuolen S

C\J

o sihtipinnan 2 eli pinnan, joka on kuitumassan syöttövirtauksen S puolella.

° Kuvissa 3 ja 4 on esitetty vaihtoehtoisia rakenteita sihtipinnasta, jossa levyn g 30 6 syöttöpuolen suuntaan S oleva pinta 18 on profiloitu. Levyn profiloitu pinta muodostaa siis syöttöpuolen S sihtipinnan 2. Profiloitu pinta voi olla esimer-kiksi sellainen, että aukon 8 toinen seinämä on toista seinämää korkeam-

LO

maila. Profiloitu reikäsihtikori voidaan valmistaa esimerkiksi koneistamalla ° sylinteriin profiili ja poraamalla reiät.

35 8

Lankasihtikori puolestaan voidaan valmistaa esimerkiksi sihtipaneelista, joka tehdään kiinnittämällä kylmävedettyjä sihtilankoja tukitankoihin 4 joko mekaanisesti liittämällä, liimaamalla tai hitsaamalla. Sihtipaneeli taivutetaan edelleen sylinteriksi ja päät liitetään yhteen hitsaamalla. Lankasihtikori voi-5 daan myös valmistaa kiinnittämällä sihtilangat leikattuun asennusrenkaa-seen, jolloin ei tarvita erillistä taivutustyötä. Lankojen päälle ja päihin voidaan liittää tukirenkaat lisäämään jäykkyyttä ja runkoon kiinnittämiseksi. Rakosihti-kori voidaan valmistaa esimerkiksi koneistamalla sihtikorin syöttö- ja/tai akseptipuolelle niin syvät urat, että muodostuu syöttöpuolelta akseptipuolelle 10 ulottuvat, sihtipinnan läpimenevät raot.

Kuvassa 5 esitetään esimerkki lankasihtikorin sihtipinnasta 2 poikkileikkauksena sihtilangan 22 päästä katsottuna. Kuvassa on esitetty kolme vierekkäistä sihtilankaa 22, jotka on sovitettu vierekkäin tietyn etäisyyden päähän 15 toisistaan siten, että niiden väliin jää sihtirako 3. Langan ensimmäinen pinta 12 on sihtikorirakenteessa kuitumassan syöttövirtauksen S puolella (syöttö-puolella) ja muodostaa osan sihtipinnan 2 syöttöpuolen pinnasta. Langalla on myös ensimmäinen sivu 14 ja toinen sivu 16. Sivun kokonaispituus vastaa sivun pituutta syöttöpuolelta akseptipuolelle. Vierekkäisten lankojen sivujen 14 20 ja 16 väliin jää syöttöpuolelle sihtirako 3. Sihtiraon yhteydessä sivusta voidaan käyttää myös nimitystä seinämä. Lankakorin syöttöpuolen suuntaan S olevat vierekkäisten sihtilankojen ensimmäiset pinnat 12 muodostavat lankakorin syöttöpuolen sihtipinnan eli pinnan, joka on kuitumassan syöttövirta-uksen S puolella. Syöttöpuolen sihtipinta käsittää myös sihtilangan kärjen 20. 25 ^ Sihtikori on tyypillisesti valmistettu metallisesta materiaalista. Metallinen ma- ™ teriaali voi olla esimerkiksi ruostumatonta haponkestävää terästä

CNJ

o (FeCrNiMo), kuten EN-standardin mukaista 1.4404, 1.4307 tai 1.4547 aus- ° teniittista ruostumatonta terästä tai esimerkiksi Duplex-terästä 1.4462. Sihtiin 30 kori altistuu käytössä erityisesti eroosiokulumiselle, joka aiheutuu materiaali-

virrassa liikkuvien kiinteiden ja kovien partikkeleiden iskeytymisestä kuluvaa S pintaa vasten. Sihtikorissa kulutukselle altistuvat erityisesti syöttöpuolen S

LO

sihtipinta 2 sekä syöttöpuolelle avautuvat sihtiaukot 3,8. Eli toisin sanoen c\j lankasihtikorissa sihtipinnan 2 sihtilankojen 22 kuitumassan syöttövirtauksen 35 S puoleiset pinnat 12 sekä vierekkäisten sihtilankojen rakovälin rajaavat sivut 14,16 erityisesti syöttövirtauksen puolelta. Vastaavasti kulutukselle altistuvat 9 reikäsihtikorin reikäsihtilevyn 6 syöttövirtauksen puoleinen pinta 18 sekä rei-kien/aukkojen 8 reunapinnat (seinämät) erityisesti syöttövirtauksen S puolelta. Sihtikorin sihtilankojen profiili voi esimerkiksi kulua siten, että se aiheuttaa lankojen välisen sihtiraon 3 suurentumista, pienentymistä tai langan 5 syöttövirtauksen puoleisen kärjen 20 pyöristymistä. Kulumiseen vaikuttavat mm. osuvien partikkeleiden koko, massa, liikemäärä ja kovuus sekä pinnoitteen paksuus ja kovuus. Syöttöpuolen sihtipinnan sihtiaukot 3,8 altistuvat erityisesti hienopartikkelikulumiselle. Sihtirakojen suurentuminen heikentää esimerkiksi sihtikorin puhdistus-/lajittelukykyä. Esimerkiksi lankasihtikorin 10 lankojen profiilin kuluminen voi aiheuttaa syöttöpinnan turbulenssin pienenemistä, josta seuraa edelleen sihtikorin kapasiteetin pienenemistä.

Sihtikorin kulutuksenkestävyyttä voidaan parantaa kaksivaiheisella pinnoitusmenetelmällä, jolla aikaansaadaan sihtikorin pinnalle kaksoispinnoite, joka 15 koostuu ensimmäisestä ja toisesta pinnoitekerroksesta. Ensimmäisen pin-noitekerroksen alla olevaa pintaa voidaan kutsua pohjamateriaalipinnaksi. Pinnoitetta on ainakin sihtikorin sihtipinnalla 2. Erään suoritusmuodon mukaan kaksoispinnoitetta on vähintään sihtikorin oleellisesti sihtipinnan 2 kui-tumassan syöttövirtauksen S puoleisella pinnalla ts. syöttöpuolen sihti-20 pinnalla 18,12. Edullisesti myös sihtipinnalla 2 olevissa sihtiaukoissa 3,8 on ainakin yksi pinnoitekerros. Erityisesti pinnoitetta on sihtiaukkojen seinämissä, jotka ovat oleellisesti sihtipinnan syöttövirtauksen puolella S. Pinnoitetta ei välttämättä ole koko sihtiaukon pituudella eli koko aukon seinämä-pituudella syöttövirtauksen puolelta S akseptipuolelle AK. Esimerkiksi sihti-25 lankakorin rakoväleissä 3 pinnoitetta voi olla vain tietyllä pituudella sihti-^ langan sivua 14, 16. Esimerkiksi sihtilangan sivuilla pinnoitetta voi olla vain

O

^ sihtilangan ja tukitangon väliseen liitoskohtaan L asti, kuten mm. kuvassa 6

CVJ

o on esitetty. Erään edullisen suoritusmuodon mukaan erityisesti ensimmäinen ° pinnoitekerros muodostetaan koko sihtikorin syöttöpuolen sihtipinnalle 2. Li- ^ 30 säksi ensimmäinen pinnoitekerros muodostetaan sihtiaukkoon tai kanavaan

CL

sihtiaukon tai kanavan kapeimpaan kohtaan. Pinnoitekerros voi ulottua myös

cg vähän sihtiaukon tai kanavan kapeinta kohtaa pidemmälle syöttöpuolen S

m ™ suunnasta akseptipuolen AK suuntaan. Ensimmäisen pinnoitekerroksen pak- ° suutta säätämällä voidaan edullisesti säätää sihtikorin reiän tai raon eli sihti- 35 aukon läpimittaa.

10

On mahdollista pinnoittaa valmis sihtikorirakenne, esimerkiksi sihtisylinteri tai reikäsylinteri, johon on asennettu tarvittavat tukirenkaat. Vaihtoehtoisesti voidaan pinnoittaa erilliset kulutusosat, kuten päätytukirenkaat ja/tai sihtilangat ennen sihtipaneelin valmistamista. Valmis sihtipaneeli on suorana ennen sy-5 linterimuotoon taivuttamista tai sylinterimäisenä ennen sihtikorirakenteen kokoamista. Erityisesti pinnoitusmenetelmä soveltuu lankasihtikorien pinnoittamiseen. Pinnoitusmenetelmää voidaan käyttää myös kuluneiden sihti-korien uudelleenpinnoittamiseen.

10 Keksinnön mukainen kaksoispinnoite soveltuu käytettäväksi edullisesti sihti-koreihin, joiden sihtipinnalla 2 olevat sihtiaukot ovat läpimitaltaan alle 15 mm, kuitenkin vähintään 0,1 mm. Esimerkiksi reiät ovat halkaisijaltaan 0,1-15 mm ja sihtiraot leveydeltään 0,1-0,8 mm.

15 Kaksoispinnoituksen ensimmäisessä vaiheessa kappaleen pinta, tai osa kappaleen pinnasta, pinnoitetaan kemiallisella nikkelillä, EN (EN= Electroless Nickel plating). Tarkemmin sanoen suoritetaan kontrolloitu nikkelin autokata-lyyttinen saostus katalyyttisille kappaleen pinnoille pelkistimen avulla. Pinnoitusmenetelmästä voidaan käyttää myös nimitystä autokatalyyttinen kemi-20 allinen nikkelöinti. Ensimmäisessä vaiheessa muodostettua pinnoitetta kutsutaan ensimmäiseksi pinnoitekerrokseksi. Erään suoritusmuodon mukaan vähintään osa syöttöpuolen S sihtipinnasta 2 ja sihtiaukkojen 3,8 seinämä-pituudesta pinnoitetaan ensimmäisellä pinnoitekerroksella, joka sisältää kemiallista nikkeliä. Ensimmäisen pinnoitekerroksen paksuus voi olla esimer-25 kiksi 5-80 pm, edullisemmin 10-60 pm, edullisimmin 10-40um.

δ ^ Nikkelin kemiallisessa pinnoituksessa ei tarvita ulkoista virtalähdettä, vaan

C\J

o elektronit saadaan elektrolyytissä tapahtuvista kemiallisista reaktioista.

^ Menetelmällä voidaan esimerkiksi metallisesta materiaalista valmistetun £ 30 sihtikorin pinnalle saostaa pelkistimen avulla nikkelipinnoite (pelkistynyt nik-

CL

kelipinnoite). Pelkistimenä voi toimia fosfori- tai booriyhdiste. Katodina toimii pinnoitettava kappale. Pinnoitettava kappale toimii myös katalysaattorina, m

Kappaleen pinnalle pelkistynyt nikkelipinnoite on katalyyttinen ja katalysoi ™ siten edelleen reaktioita eli pinnoitusreaktio jatkuu ja voidaan aikaansaada 35 paksuja pinnoitteita. Jos pinnoite ei ole katalyyttinen pinnoitusreaktio pysähtyy, kun pinnoitettavan kappaleen pinta on peittynyt pinnoitemetallilla.

11

Kemiallisesti nikkelöity pinnoite ei ole puhdasta nikkeliä, vaan pinnoite sisältää aina, pelkistimestä riippuen, joko fosforia, booria tai tinaa. Poikkeuksen muodostaa pelkistimenä käytetty hydratsiini, jolloin nikkeli saostuu pinnoitet-5 tavan kappaleen pinnalle puhtaana nikkelinä. Pinnoittaminen puhtaana nikkelillä on harvinaista.

Kemiallisessa nikkelipinnoitteessa eli ensimmäisessä pinnoitekerroksessa on nikkelin lisäksi aina jotakin toista ainetta eli kyseessä on yhdistelmäpinnoite, 10 joka sisältää nikkelin lisäksi esimerkiksi booria tai fosforia riippuen pelkistimestä. Kemiallisessa nikkelipinnoitteessa voi olla myös kobolttia tai volframia fosforin ja/tai boorin lisäksi. Kylpyyn voidaan lisätä myös seosaineita, kuten alumiinioksidia, timanttipartikkeleita, boorinitridejä tai piikarbideja, jolloin voidaan aikaansaada erilaisia dispersiopinnoitteita. Nikkelipinnoite on pää-15 asiassa nikkeliä, jonka määrä on fosforin, boorin ja/tai muiden lisäaineiden erotus 100 %:sta.

Kemiallisen nikkelipinnoitteen koostumukseen vaikuttaa sekä nikkelöinti-kylvyn koostumus että prosessiparametrit. Nikkelöintikylpy voi sisältää mm. 20 stabilisaattoreita, kiihdytintä, kompleksinmuodostajia, puskurointiaineita ja/tai pinta-aktiivisia aineita. Pinnoituslämpötilaan vaikuttaa mm. kylvyn pH ja käytetty pelkistin. Pinnoituslämpötila voi olla välillä 60-100°C. Pinnoituslämpö-tilan ollessa alle 60°C pinnoitusnopeudet ovat yleensä hyvin pieniä esimerkiksi alle 5pm/h. Nopea pinnoitusaika on edullista energiansäästön kannalta. 25 Happamissa hypofosfiittipohjaisissa elektrolyyttikylvyissä pinnoituslämpötila ? on edullisemmin 80-90°C.

o

C\J

C\J

o Kappale voidaan pinnoittaa esimerkiksi hapettamalla fosfiittikylvyllä, jolloin ^ pelkistimenä on esimerkiksi vetyhypofosfiitti tai natriumhypofosfiitti. Kemialli- £ 30 nen nikkelöintikylpy sisältää nikkeliä noin 2-8 g/l. Nikkeli voi olla nikkelöinti-

CL

kylvyssä esimerkiksi nikkelisulfaattia tai nikkelikloridia. Kylvyn pH voi olla c§ esimerkiksi välillä 4-5 tai välillä 8-11. Kylvyn pH:ta voidaan säätää esimer-

LO

kiksi ammoniakilla, natriumhydroksidilla tai rikkihapolla. Fosfiittikylpy on hel-™ posti hallittava, edullinen, ja mahdollista toteuttaa ilman raskasmetalleja. Kyl- 35 vyn fosforipitoisuus voi olla välillä 1-14 %. Nikkelin ja vetyhypofosfiitin mo-laarisuhde Ni2+/H2P02' nikkelikylvyssä tulisi säätää alueelle 0,25-0,60, edulli- 12 semmin alueelle 0,30-0,45. Pinnoitteen fosforipitoisuus voi olla vähäfosfori-nen sisältäen 1-7 p-% fosforia, keskifosforinen sisältäen 7-10 p-% fosforia tai runsasfosforinen sisältäen 10-14 p-% fosforia. Pinnoitteen fosforipitoisuuteen vaikuttavat nikkelikylvyn lämpötila ja erityisesti kylvyn pH. Alentamalla nik-5 kelikylvyn pH:ta nikkelikylvyn ja vastaavasti myös nikkelikylvyssä muodostettavan nikkelipinnoitteen fosforipitoisuus kasvaa. Nikkelipinnoitteen fosfori-pitoisuudeksi muodostuu yleensä nikkelikylvyn fosforipitoisuus.

Vaihtoehtoisesti nikkelikylpy voi sisältää pelkistimenä booriyhdisteitä, esimer-10 kiksi natriumboorihydridi tai dimetyylamiinboraani. Ensimmäiseen pinnoite-kerrokseen muodostuu nikkelikylvyn booriyhdisteiden pitoisuudesta riippuen 1-6 % booria. Kovuutta ja kulutuskestävyyttä vaativissa sovelluksissa pinnoitteen booripitoisuudeksi valitaan ainakin 2 %. Pelkistimenä voi olla esimerkiksi dimetyyliaminoboraania 0,2-4 %. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää 15 natriumboorihydridiä 4-7 %. Booria sisältävän kylvyn pH voi olla esimerkiksi välillä 5-14.

Happamassa käyttöympäristössä vähäfosforisen nikkelipinnoitteen korroosionkestävyys on heikompi kuin runsasfosforisen nikkelipinnoitteen. 20 Emäksisessä ts. alkalisessa käyttöympäristössä vähäfosforisen nikkeli-pinnoitteen korroosionkestävyys on parempi kuin runsasfosforisen. Happaman käyttöympäristön pH-arvo on alle 7 ja emäksisen käyttöympäristön pH-arvo on yli 7. Käytännössä eri fosforipitoisuuksien heikkoudet esiintyvät pH-arvon ollessa alle 4 tai yli 9. Eräissä sihtilajitteluprosesseissa pH-arvo on alle 25 4 tai yli 9, mutta tavallisimmissa sihtilajitteluprosesseissa pH-arvo on välillä 4- 2 9.

o

CM

c\j o Lämpökäsittely heikentää vähäfosforisen nikkelipinnoitteen korroosionkestä- S vyyttä, koska lähes kaikki fosfori muodostaa nikkelin kanssa erillisiä kovuutta g 30 muodostavia yhdisteitä. Tällöin muodostuu fosforirikkaita ja fosforiköyhiä alu-

CL

eitä, joiden välille muodostuu korroosiota ajava potentiaaliero. Runsasfosfori-co sessa nikkelissä lämpökäsittelyn vaikutus on vähäisempi tai olematon.

LO

(M

S Lämpökäsittelemällä fosforipitoinen nikkelipinnoite saadaan pinnoitteen ko- 35 vuutta lisättyä merkittävästi. Esimerkiksi fosforipitoiseen nikkelipinnoitteeseen muodostuu lämpökäsittelyn aikana kovia yhdisteitä, kuten N13P. Pinnoitteen 13 kovuutta säädetään lämpökäsittelyn ajalla ja lämpötilalla. Booripitoinen nik-kelipinnoite on erittäin kova jo ilman lämpökäsittelyä, mutta sitä voidaan myöskin parantaa lämpökäsittelyllä. Erään suoritusmuodon mukaan kor-roosionkestoa vaativien kulutusosien pinnoittamiseen käytetään fosfori-5 piioista nikkeliä, esimerkiksi runsaan fosforipitoisuuden omaavaa nikkeli-pinnoitetta, joka sisältää 10-14 % fosforia. Lämpökäsittelyn avulla voidaan aikaansaada myös kulumiskestävyyden ja kovuuden suhteen optimaalinen pinnoite.

10 Kemiallisen nikkelipinnoitteen mikro Vickers -kovuus voi olla noin 500 HV (1 N kuorma). Lämpökäsittelyllä kovuutta voidaan nostaa jopa arvoon 1100 HV (1 N kuorma). Mikrokovuus määritellään standardin DIN 50133 mukaan. Pinnoitetulle kappaleelle voidaan suorittaa lämpökäsittely esimerkiksi lämpötilassa 200-500°C. Esimerkiksi pinnoitettua kappaletta lämpökäsitellään 450 15 °C:ssa 1h:n ajan, jolloin pinnoitteen Vickers -kovuudeksi voidaan saada noin 1000 HV. Valitsemalla lämpökäsittelyn lämpötila ja aika edullisesti saadaan ensimmäiselle pinnoitekerrokselle haluttu kovuus ja korroosionkestävyys. Lämpökäsitelty kemiallinen nikkelipinnoite on väriltään kullankeltainen. Kullankeltaista väriä voidaan käyttää kulumisen indikaattorina uudelleenpinnoi-20 tustarvetta arvioitaessa. Ensimmäisen pinnoitekerroksen värin ansiosta voi olla visuaalisesti yksinkertaista todeta, milloin kappaleen profiili on vielä palautettavissa alkuperäistä profiilia vastaavaksi esimerkiksi uudelleenpinnoi-tuksen avulla. Passivoimalla voidaan nikkelipinnoite muodostaa vaihtoehtoisesti väriltään mustaksi. Mustaa väriä voidaan hyödyntää vastaavasti kulumi-25 sen visuaaliseen indikointiin. Musta väri saadaan ilman lämpökäsittelyä, mikä ^ voi olla edullista, kun huomioidaan esimerkiksi lämpökäsittelyn vaikutus kor- ^ roosioon ja lämpökäsittelystä mahdollisesti seuraaviin sihtikorin muodon-

C\J

o muutoksiin. Kemiallisen lämpökäsittelemättömän nikkelipinnoitteen, Ni-P, ° joka sisältää 10-14% fosforia mikrokovuus voi olla esimerkiksi 500HV200.

g 30 Vastaavan pinnoitteen kovuus lämpökäsiteltynä voi olla esimerkiksi 900HV200. Mikrokovuus määritetään DIN 50133 mukaan ja g HV200=200g/2N.

m c\j ° Kemiallisen nikkelipinnoitteen magneettisuudella voi olla hankaloittava vai- 35 kutus toisen pinnoitekerroksen valmistamiseen. Kovakromipinnoite valmistetaan hyödyntämällä sähkövirtaa, jolloin nikkelipinnoitteen magneettisuus voi 14 haitata virrantiheyttä ja/tai kohdistaa sen vektorisuuntaa epäedulliseksi. Magneettisuus voi aiheuttaa myös termisen ruiskutuksen suihkuun epäedullista pyörteilyä, koska sulametalli ja kaasu voi olla osittain ionisoitunutta tai muuten polarisoitunut. Nikkelifosforipinnoitteista vähäfosforinen on ferro-5 magneettisin, keskifosforinen noin 10 kertaa vähemmän magneettinen kuin vähäfosforinen nikkelipinnoite. Runsasfosforinen nikkelipinnoite ei ole magneettinen. Lämpökäsittely noin viisinkertaistaa magneettisuuden johtuen faasimuutoksien aiheuttamasta uudelleenjärjestäytymisestä. Nikkelibooripin-noitteet ovat selvästi vähemmän ferromagneettisia kuin nikkelifosforipinnoit-10 teet. Magneettisuuden haittavaikutukset huomioiden kaksoispinnoitteen valmistettavuuden kannalta on siis edullista muodostaa ensimmäinen pinnoite-kerros keskifosforisella nikkelillä ja vielä edullisempaa runsasfosforisella nikkelillä.

15 Kaksoispinnoitteen kestävyyden kannalta on tärkeää, että pohjamateriaalin ja ensimmäisen pinnoitekerroksen välinen liitos muodostuu lujaksi. Lisäksi kaksoispinnoitteen kestävyyteen vaikuttaa se, että toinen pinnoitekerros tarttuu lujasti ensimmäiseen pinnoitekerrokseen. Korkeafosforinen ensimmäinen pinnoitekerros parantaa ensimmäisen pinnoitekerroksen tarttuvuutta pohja-20 materiaaliin. Toisen pinnoitekerroksen tarttumiskyky ensimmäiseen pinnoite-kerrokseen paranee puolestaan, kun ensimmäisen pinnoitekerroksen fosfori-pitoisuus laskee. Tämä johtuu pinnoitteeseen muodostuvan puristusjännityksen pienenemisestä. Toisen pinnoitekerroksen tarttumislujuuden kannalta ensimmäinen pinnoitekerros olisi siis edullista valmistaa keskifosforisena. 25 Yleensä tavoitteena on mahdollisimman suuri fosforipitoisuus, jotta saadaan ^ hyvä korroosiokestävyys happamassa ympäristössä, jolloin valitaan edulli- ™ sesti korkeafosforinen pinnoite. Ensimmäisen pinnoitekerroksen fosforipitoi-

<M

9 suus valitaan pienemmäksi (esimerkiksi keskifosforiseksi) silloin, kun toisen ™ pinnoitekerroksen tarttuvuus muodostuu määrääväksi, tai jos käyttöympäristö £ 30 on alkalinen.

CL

00 co Kemiallinen nikkelöinti on upotuspinnoitemenetelmä, jossa pinnoitettava kap in £! pale upotetaan altaaseen ja pinnoite kasvaa tasaisesti pinnoitettavan kappa-

O

<m leen kaikille pinnoille. Kemiallisella nikkelöinmllä voidaan aikaansaada kap- 35 paleeseen tasapaksu pinnoitekerros. Pinnoite voi olla esimerkiksi joka puolella sihtikoria, myös rakovälissä 3 sihtikorin sihtilankojen sivuilla 14, 16. Jos 15 halutaan jättää joku alue pinnoittamatta, se voidaan peittää maskilla, joka estää pinnoitteen tarttumisen. Upotuspinnoituksessa pinnoitepaksuus kasvaa ajan funktiona, esimerkiksi noin 16-25 pm/h, 5-15 pm/h tai 4-10 pm/h. Pin-noitepaksuuden kasvunopeuteen vaikuttaa mm. kylvyn koostumus, pH sekä 5 muut pinnoitusparametrit, kuten pinnoituslämpötila ja kylvyn sekoittaminen. Sekoittaminen voidaan suorittaa esimerkiksi mekaanisesti tai suodatetun ilman avulla. Kappaleen pinnoitepaksuus voi olla esimerkiksi 5-100 pm. Erään keksinnön suoritusmuodon mukaan pinnoitepaksuus on maksimissaan noin 60-80 pm. Paksummilla pinnoitteilla pinnoitteeseen muodostuvat sisäiset 10 vetojännitykset voivat aiheuttaa pinnoitteen haurastumista ja halkeilua. Ensimmäisen pinnoitekerroksen pinnoitepaksuutta säätämällä voidaan säätää myös sihtikorin rakoväliä eli sihtiaukon läpimittaa. Esimerkiksi rakoväliä voidaan pienentää kaksi kertaa pinnoitepaksuuden verran, kun raon molempiin seinämiin kertyy saman verran pinnoitetta.

15

Sihtikorin sihtipinnan 2 aukkojen 3,8 seinämiä rasittavien partikkelien koko on enintään aukon reiän halkaisija tai raon leveyden mukainen. Sihtikorin kuitu-massan syöttövirtauksen S puoleisen sihtipinnan 2 ja sihtiaukkojen seinämiin muodostettavan ensimmäisen pinnoitekerroksen paksuudeksi valitaan edulli-20 sesti ainakin 5 %, edullisemmin ainakin 10 % raon läpimitasta, jolloin pinnoi-tekerros muodostaa rakenteellisesti riittävän paksun kerroksen, joka kestää pintaa kuormittavien partikkelien aiheuttamaa rasitusta. Sihtikorin sihtipinnan aukon reikää tai rakoa eli kanavan pienintä mittaa, kuten sihtirakoa 3, voidaan säätää eli pienentää ensimmäisen pinnoitekerroksen avulla edullisesti 25 10-120 pm, edullisemmin 20-80 pm. Ensimmäisen pinnoitekerroksen pak- ^ suus on tällöin edullisesti 5-60 pm ja edullisemmin 10-40 pm. Pinnoitekerrok- ™ sen paksuus voi olla myös 5-20 pm. Pienemmillä kerrospaksuuksilla, kuten

CVJ

o alle 5 pm, ominaisuuksiltaan heikompi sihtipinnan pohjamateriaali aiheuttaa ° sen, että pinnoitekerrokseen kohdistuu suurempi muodonmuutosrasitus, g 30 mikä voi johtaa pinnoitekerroksen lyhentyneeseen käyttöikään. Toisaalta, jos

CL

pinnoitekerros on liian paksu, on pinnoite hauras ja vaurioituu helpommin, cg Ensimmäisellä pinnoitekerroksella voidaan saavuttaa luja ja kulumista kes- ™ tävä pinnoite erityisesti sihtikorin sihtipinnan aukkoihin. Ensimmäisen pinnoi- ° tekerroksen avulla voidaan siis säätää ja lisätä kappaleen tiettyjen osien ku- 35 lutuksenkestävyyttä. Esimerkiksi pinnoitekerroksen avulla voidaan kulutuk-senkestävyys kohdentaa hallitusti sihtipinnan syöttöpinnan puoleisiin osiin.

16

Lisäksi ensimmäisellä pinnoitekerroksella voidaan säätää sihtikorin aukot haluttuun reikä- tai rakokokoon eli aukkokokoon eli mittaan. Sihtipinnan rako-välin kulumiskestävyyttä voidaan parantaa esimerkiksi siten, että valmistetaan rakoväli yli nimellisen arvon ts. läpimitaltaan suuremmaksi ja säädetään 5 rakoväli nimelliseen arvoon pinnoittamalla. Pinnoitekerroksella voidaan myös säätää sihtiaukon profiilia.

Ensimmäinen pinnoitusvaihe voi olla uuden sihtikorin valmistamiseen kuuluva tarkoituksellinen toimenpide, jolla uuteen sihtikoriin muodostetaan kulu-10 tuksenkestävä pinnoiteyhdistelmä siten, että saavutetaan haluttu aukkokoko ja aukon muoto. Pinnoitus voi olla vaihtoehtoisesti korjaava, jossa kulunut sihtikori palautetaan pinnoittamalla alkuperäiseen mittaan tai käytössä olleen sihtikorin aukotuksen mitta ja profiili säädetään pinnoiteyhdistelmällä sovelluskohteeseen sopivaksi. Pinnoituksella voidaan esimerkiksi korjata liian 15 suuri rakoväli, joka voi olla peräisin liiallisesta elektrolyyttisestä kiillotuksesta tai raon korroosiokulumisesta.

Kemiallisen nikkelipinnoitteen pinnanlaatu on yleensä sileä ja tasainen, jolloin pinnankarheus Ra voi olla esimerkiksi noin 0,5 pm. Pinnankarheus voi olla 20 myös pienempi, esimerkiksi 0,2 pm. Se voi olla myös esimerkiksi 2,1 pm tai jopa 5 pm. Kemiallisen nikkelipinnoitteen pinnankarheuteen vaikuttaa pääosin pohjamateriaalin pinnankarheus. Yleisimmät Ni-P ja Ni-B -pinnoitteet mukautuvat pohjamateriaalin pinnankarheuteen. Suurempi pinnankarheus voidaan aikaansaada, kun pinnoitteessa on mukana suuria partikkeleita (>1 25 pm) esimerkiksi boorikarbideja, ja jotka ovat jakaantuneet pinnoitteeseen ^ epätasaisesti.

C\J

i

C\J

9 Ruiskupinnoittamisessa karheampi pinta, esimerkiksi karheudeltaan Ra 3-6 S pm, antaa paremman tarttuvuuden. Toisen pinnoitekerroksen ollessa ruis- i 30 kutettu pinnoite on edullista, että ennen kemiallista nikkelöintiä, joka muo-

CL

dostaa ensimmäisen pinnoitekerroksen, karhennetaan syöttöpuolen pinnan S 12 pohjamateriaali, esimerkiksi raepuhaltamalla. Tällöin toisen pinnoite-

LO

™ kerroksen tarttuvuutta voidaan parantaa ensimmäiseen pinnoitekerrokseen, c\j koska pohjamateriaalin pinnankarheus kopioituu ensimmäiseen pinnoite- 35 kerrokseen sen ollessa kemiallinen nikkelipinnoite. Jos toinen pinnoitekerros on kovakromipinnoite, syöttöpuolen pinnan 12 ensimmäisen pinnoitekerrok- 17 sen tai pohjamateriaalin karhennuksesta on sen sijaan haittaa. Syöttöpuolen pinnan 12 karhennus ei vaikuta sihtirakojen tai -aukkojen pinnankarheuteen, kun profiilin muoto varjostaa raon ja käytettäessä riittävän suuren partikkeli-koon alumiinioksidigrittiä, jolloin rakojen läpi ei kulje kuluttavia partikkeleita.

5

Kun pinnankarheus sihtikorin aukoissa tai raoissa muodostuu pieneksi, niin sihtikorin tukkeumariski on kuitumassan valmistusprosessin aikana mahdollisimman pieni. Tällainen sileä pinta ei ole kuitenkaan erityisen hyvä alusta toiselle pinnoitekerrokselle, jos se on ruiskutettu pinnoite. Tällöin jolloin syöttö-10 puolen pinnan 12 ensimmäinen pinnoitekerros voi olla tarpeen karhentaa ennen toisen pinnoitekerroksen valmistamista. Kun sihtikorissa reikien tai rakojen mitta eli läpimitta on ainakin 0,3 mm, niin sihtikorin aukkojen pinnankarheus voi olla suurempi, sillä sihtikori on tällöin vähemmän herkkä tukkeutumiselle.

15

Ennen kappaleen pinnoittamista ensimmäisellä pinnoitekerroksella kappaleen pinta voidaan käsitellään pinnoitteen tarttuvuuden parantamiseksi myös puhdistamalla pinta mm. rasvasta, merkintämaalista, pölystä ja oksideista. Myös pinnan eristävä oksidikalvo rikotaan yleensä kemiallisesti peittaamalla 20 pinta esimerkiksi suolahappoa sisältävässä liuoksessa tai sähkökemiallisesti elektrolyyttiliuoksessa, jolloin pinta aktivoituu paremmin metalloinnille. Pin-noitekoostumus voi vaikuttaa myös pinnoitteen tarttuvuuteen. Esimerkiksi fosforipitoisella nikkelipinnoitteella voidaan aikaansaada parempi tarttuvuus teräspintaan verrattuna booripitoiseen nikkelipinnoitteeseen. Runsasfosfori-25 sen nikkelipinnoitteen tarttuvuus pohjamateriaaliin on parempi kuin vähä- tai ? keskifosforisen nikkelipinnoitteen.

C\J

C\J

9 Erään suoritusmuodon mukaan pinnoituksen toisessa vaiheessa kemiallisen ^ nikkelipinnoitteen päälle muodostetaan karbidipitoinen pinnoite termisesti £ 30 ruiskuttamalla. Pinnoituksen toisessa vaiheessa valmistettua pinnoitetta kut-

CL

sutaan toiseksi pinnoitekerrokseksi. Toisella pinnoitekerroksella voidaan S muodostaa suuri kulumisvara syöttöpuolen S sihtipinnalle 2, joka on altis ku in ™ luttavalle rasitukselle ja kulumiselle. Erään suoritusmuodon mukaan toinen o c\j pinnoitekerros muodostetaan vain sihtikorin 1 sihtipinnan 2 syöttöpuolelle, 35 kuten sihtilangan pinnalle 12 tai sihtilevyn pinnalle 18.

18

Karbidipitoinen pinnoite voi olla esimerkiksi volframi- tai kromikarbidipitoinen kovametallipinnoite. Myös alkuaineet, kuten Ti, V, Nb, Mo, Ta ja Hf voivat esiintyä karbideina ja niitä voidaan käyttää karbidipitoisissa pinnoitteissa. Karbidipitoinen pinnoite sisältää kovia karbideja sitkeässä metallimatriisissa. 5 Metallimatriisina (sidosmatriisi) voidaan käyttää kobolttia, kromia ja nikkeliä, koska ne kostuttavat hyvin karbidit. Karbidipitoisesta pinnoitteesta voidaan käyttää nimitystä kovametallipinnoite . Tässä hakemuksessa karbidipitoisella pinnoitteella ei kuitenkaan tarkoiteta keraamivaltaisia keraamimetalli-komposiitteja, kermettejä. Termisellä ruiskutuksella voidaan kulutusosasta, 10 esimerkiksi sihtikorista, pinnoittaa vastaavat alueet kuin kovakromauksella.

Kuvaan 12 viitaten, termisessä ruiskutuksessa kokonaan tai osittain sulaan tai plastiseen tilaan saatettu pinnoiteaine (puikko, lanka, jauhe) ruiskutetaan hienojakoisena hiukkassumuna 38 kaasuvirtauksen avulla pinnoitettavan 15 kappaleen 40 pinnalle, johon osuessaan se leviää. Jäähtyessään useista partikkeleista muodostunut lamellimainen pinnoite 42 tarttuu mekaanisesti pinnoitettavan kappaleen 40 pintaan. Pinnoiteaine voi olla mitä tahansa materiaalia, jolla on vakaa sulatila, kuten metallia, keräämiä tai niiden seosta. Erilaisia termisiä ruiskutusmenetelmiä ovat mm. liekkiruiskutus, kaariruisku-20 tus, plasmaruiskutus, tyhjiöplasmaruiskutus, suurnopeusliekkiruiskutus, ja detonaatioruiskutus eli räjähdyskammioruiskutus. Esimerkiksi suurnopeus-liekkiruiskutusta (HVOF, HVAF) voidaan käyttää kovametallipinnoitteiden, kuten mm. WC-Co(Cr) ja Cr3C2-NiCr muodostamiseen. FIVAF-ruiskutuksella pystytään valmistamaan paksumpia ja tiiviimpiä pinnoitteita kuin FIVOF-ruis-25 kuttamalla. Paksumpi ja tiiviimpi pinnoite on edullinen verrattuna kovakromiin, ^ jonka tiiveys heikkenee säröilyn voimistuessa pinnoitepaksuutta kasvatetta- ^ essa. Kovametallipinnoitteen ominaisuuksia voidaan räätälöidä käytettävän

C\J

o pinnoiteaineen koostumuksen, pinnoitejauheen partikkeleiden muodon ja ^ kokojakauman sekä ruiskutusmenetelmän parametrien avulla.

£ 30

CL

Erään keksinnön suoritusmuodon mukaan termisen ruiskutuksen ruiskutus- 00 cd kulma voidaan valita pinnoitettavaan kohteeseen nähden siten, että osa pin-

LO

™ noitettavasta kohteesta suojaa pinnoitettavan kohteen toista osaa. Esimer- ° kiksi ruiskutuskulma voidaan valita sihtikorin lankoihin tai aukkoihin nähden 35 siten, että langan tai reikälevyn aukon profiili suojaa niiden väliin jäävää ra-koväliä 3,8 jolloin rakovälit jäävät auki. Kuvassa 10 on esitetty eräs esimerkki 19 ruiskutuskulman säätämisestä siten, että langan 22 profiili suojaa sihtilanko-jen välistä rakoväliä 3. Kuvassa ruiskutuskulma on noin sihtilangan profiili-kulman A verran vinossa, jolloin suihku 36 on oleellisesti kohtisuorassa profii-lipintaan 12 nähden. Ruiskutuskulma voi olla myös pienempi kuin profiili-5 kulma A, edullisesti noin puolet profiilikulmasta. Ruiskupinnoitteen tarttuminen on myös riippuvainen ruiskutuskulmasta. Pinnoitteen tarttumisen kannalta kohtisuora ruiskutussuunta on paras.

Kuvassa 11 on esitetty esimerkki sihtipinnan rakenteesta, jossa sihtilanka-10 profiili on hiottu kärjestä, jolloin langan ensimmäiselle pinnalle 12 muodostuu kaksi tasopintaa 32 ja 34. Jos tasopinnat 32 ja 34 ovat esimerkiksi 0 astetta (hiottu kärki) ja 20 astetta (profiilikulma), niin ruiskutuskulma voi olla pienempi kuin profiilikulma A. Ruiskutuksen aikana ruiskutussuihkua 36 liikutetaan edestakaisin profiilia 12 pitkin. Ruiskutuskulman poiketessa pintaa 12 vasten 15 kohtisuorasta suunnasta, pinnoitesaanto voi heiketä eli pinnoitetta tarttuu pinnalle vähemmän. Lisäksi pinnoitteen sisäinen rakenne saattaa heikentyä. Pinnoite voi esimerkiksi sisältää huokoisuutta.

Sihtikorin toiselle pinnoitekerrokselle on oleellista pinnoitteen koostumus, 20 jolla voidaan saavuttaa sekä optimaalinen kovuus että murtositkeys. Toinen pinnoitekerros voi sisältää esimerkiksi nanokokoluokan partikkeleita, 200-800 nm, volframikarbidipartikkeleita (WC) kobolttikromi (CoCr) matriisissa. Karbidin partikkelikoosta voidaan käyttää myös nimitystä raekoko, kun tarkoitetaan partikkelin ulkoisia dimensioita. Raekoolla voidaan joissakin tapauksissa ku-25 vata partikkelin sisäisen rakenteen hienojakoisuutta. Pinnoitekoostumus WC-? Co-Cr voi sisältää esimerkiksi 4-12 p-% kobolttia ja 2-5 p-% kromia sekä ^ volframikarbidia siten, että kokonaisainemääräksi saadaan 100%. Esimer-

C\J

o kiksi WC-Co pohjaisen kovametallipinnoitteen kovuus voi olla noin 1000 HV.

° Kulumiskestävät termisesti ruiskutettavat kovametallipinnoitteet voivat sisällä 30 tää karbidien lisäksi myös muita kovia partikkeleita, kuten nitridejä, oksideja tai borideja. Karbidipinnoituksella voidaan parantaa myös pinnoitteen murto- sitkeyttä ja siten vähentää pinnoitetun kappaleen eroosiokulumista. Toinen m £! pinnoitekerros voi olla myös kaksikarbidinen, jolloin pinnoite sisältää esimer- S kiksi sekä volframikarbidia että kromikarbidia. Kromikarbidin partikkelikoko on 35 tyypillisesti 2-10 pm. Toinen pinnoitekerros voi olla kovametalliseosta, jonka kemiallinen koostumus on esimerkiksi jokin seuraavista: WC-10Co-4Cr, 20

Cr3C2-25NiCr, WC-20Cr3C2-7Ni tai Cr3C2-37WC-18NiCo. Kovametalli-seoksessa Cr3C2-37WC-18NiCo voi NiCo:n tilalla olla myös 18 % muuta metalliseosta.

5 Termisesti ruiskutetuilla kovametallipinnoitteilla voidaan saavuttaa esimerkiksi seuraavia Vickers-kovuuksia: WC-10Co-4Cr 1000-1200HV300, Cr3C2-37WC-18Metal 900-1050HV300, CrC3C2-25NiCr 800-950HV300 (HV300=300g/3N).

10 Termisesti ruiskutetun kovametallipinnoitteen kulumiskestävyyttä voidaan parantaa harjaamalla tai hiomalla toisen pinnoitekerroksen pinta esimerkiksi timanttiharjalla tai hiomanauhalla. Pinnan harjaus tai hiominen tasoittaa pinnan suuret huiput, jotka aiheuttavat pinnoitteen lohkeamista. Tasoitettu pinta ehkäisee myös kuitujen ja epäpuhtauksien tarttumista pintaan. Harjattu tai 15 hiottu pinta vähentää virtausvastusta, josta seuraa energiansäästöä edullisimmin lajittimissa, joissa sihtikori pyörii ja sihtikoria puhdistavat siivet on kiinnitetty paikallaan pysyvään staattoriin. Tämänlaista lajitinta kutsutaan inflow-sihdiksi, jonka vastakohta on outflow-sihti.

20 Erään suoritusmuodon mukaan kaksoispinnoitteen toinen pinnoitekerros on kovaa, mutta haurasta materiaalia. Toinen pinnoitekerros on hauraampi kuin ensimmäisen pinnoitekerroksen sitkeä nikkelipinnoite. Toinen pinnoitekerros sijoittuu pääasiassa sihtikorin sihtipinnan 2 syöttövirtauksen puoleiselle pinnalle 12,18 muodostaen samalla osaltaan sihtikorin niin sanotun sihtipinnan 25 profiilin. Sihtikorin syöttöpinnan S puoleiselle sihtipinnalle 2 kohdistuu lajitel-? tavasta materiaalista riippuen esimerkiksi keskimääräiseltä halkaisijaltaan 1-3 ™ mm partikkelien aiheuttama rasitus. Toisen pinnoitekerroksen läpäisevän

C\J

o haurasmurtuman estämiseksi toinen pinnoitekerros muodostetaan riittävän ° paksuksi, edullisesti ainakin 5 %, edullisemmin ainakin 10 % partikkelien g 30 keskimääräisestä halkaisijasta. Toinen pinnoitekerros voi olla karbidipitoista

CL

kovametallia ja paksuudeltaan esimerkiksi 50-500 pm. Vaihtoehtoisesti toi-nen pinnoitekerros voi olla kovakromia, jonka paksuus on välillä 50-400 pm.

LO

C\J

° Erään suoritusmuodon mukaan sihtipinnan toinen pinnoitekerros on kova- 35 kromia. Kovakromipinnoite voidaan valmistaa sähkökemiallisesti kova- 21 kromaamalla eli saostamalla puhdasta kromia elektrolyyttiliuoksesta kappaleen pinnalle ensimmäisen pinnoitekerroksen päälle.

Erään suoritusmuodon mukaan on edullista, että kaksoispinnoitteessa en-5 simmäisen pinnoitekerroksen, kuten kemiallinen nikkelipinnoite, suhteellinen osuus kokonaispinnoitepaksuudesta on pienempi kuin toisen pinnoitekerroksen osuus eli kovametalli- tai kovakromipinnoitteen osuus. Kovametalli-pinnoitteen paksuus on esimerkiksi vähintään 100 pm.

10 Kumpi tahansa edellä esitetyistä kaksivaiheisen pinnoitusmenetelmän vaiheista voidaan tarvittaessa uusia, esimerkiksi sihtikorin pinnoitteen vaurioiden tai kulumisen korjaamiseksi. On mahdollista uusia myös molemmat pin-noitusvaiheet.

15 Erään suoritusmuodon mukaan pinnoitteen uusiminen käsittää molempien sihtikorissa olemassa olevien pinnoitekerrosten yhtäaikaisen poistamisen ennen ensimmäisen ja toisen pinnoitusvaiheen suorittamista. Poistettava pinnoite sisältää erityisesti ensimmäisen pinnoitekerroksen, joka on kemiallista nikkeliä sekä toisen pinnoitekerroksen, joka on termisesti ruiskutettua 20 kovametallia. Pinnoite voidaan poistaa mekaanisesti tai vesisuihkulla. Edullisesti pinnoitekerros poistetaan irrottamalla kerrospinnoitteen ensimmäinen pinnoitekerros (kemiallinen nikkelipinnoite) kemiallisesti alla olevasta pohjamateriaalista (profiililangan pinnasta), jolloin myös toinen pinnoitekerros (termisesti ruiskutettu kovametalli) irtoaa sen mukana. Irrottaminen voidaan suo-25 rittaa esimerkiksi upottamalla sihtikori kemialliseen liuokseen, joka reagoi en-^ simmäisen pinnoitekerroksen kanssa ja saa sen irtoamaan pinnoitekerroksen ^ alla olevasta pohjamateriaalista. Kemiallinen liuos ei reagoi ensimmäisen

CVJ

o pinnoitekerroksen alla olevan pohjamateriaalin kanssa, jolloin ko. pinta ei va- ° hingoitu. Myös sihtiprofiilin muoto säilyy vahingoittumattomana. Kemiallinen g 30 liuos voi sisältää esimerkiksi kemikaaleja, kuten aminokarboksyylihappo,

CL

sulfonihappo, natrium- ja kaliumkarbonaatti. Pinnoitekerros, joka sisältää cg vähäfosforista kemiallista nikkeliä voidaan irrottaa nopeammin kemiallisella m ™ pesulla kuin runsasfosforinen kemiallinen nikkeli. Pinnoitteen irrottamista voi- ° daan nopeuttaa sähkövirran avulla ja/tai suihkuttamalla pinnoitteeseen kor- 35 keapainevettä. Korkeapaineveden käyttäminen kovametallipinnoitteiden irrottamisessa on hankalaa ja joissain tapauksissa mahdotonta. Sähkövirran 22 avulla tehostettu kemiallinen irrotusprosessi on edullista runsasfosforiselle kemialliselle nikkelipinnoitteelle. Ensimmäisen pinnoitekerroksen irrottamisen nopeuttamiseksi voidaan käyttää esimerkiksi sähkökemiallista menetelmää, jossa sihtikori asetetaan anodiksi ja liuostankki katodiksi. Tasasuuntaisen 5 sähkövirran suuruus voi olla noin 20 A/sqft~21mA/cm2 Kappaleen esi-lämmityksellä voidaan myös edistää kemiallisen nikkelipinnoitteen irrottamista. Esilämmitys soveltuu erityisesti runsasfosforisen kemiallisen nikkeli-pinnoitteen irrottamiseen. Pinnoitteen poistamisen jälkeen voidaan suorittaa ensimmäinen ja toinen pinnoitusvaihe uuden kaksoispinnoitteen valmistami-10 seksi.

Pelkästään toinen pinnoitekerros on mahdollista poistaa esimerkiksi korkea-painepesulla erityisesti johtuen siitä, että toinen pinnoitekerros on hauraampi kuin ensimmäinen pinnoitekerros.

15

Kuvassa 6 esitetään erään suoritusmuodon mukainen kaksoispinnoitetun sihtilangan 22 rakenne poikkileikkauksena sihtilangan päästä katsottuna. Sihtilangan ensimmäinen pinta 12 eli langan pinta kuitumassan syöttövir-tauksen S puolella sekä langan ensimmäinen 14 ja toinen sivu 16 on pinnoi-20 tettu ensimmäisellä pinnoitekerroksella 24 eli kemiallisella nikkelillä (EN). Langan sivuilla 14, 16 nikkelipinnoite 24 ulottuu sihtikorin tukitankoon tai tukirenkaaseen asti, johon profiililanka on hitsattu kiinni. Seinämäpituuden kohtaa, johon ensimmäinen pinnoitekerros voi ulottua, on merkitty kuvassa kirjaimella L. Sihtiaukoissa pinnoitetta voi olla siis vain tietyllä pituudella sihti-25 langan sivua 14, 16, kuten sihtiraoissa 3 sihtipinnan syöttövirtauksen puo-^ lella. Kemiallinen nikkelipinnoite muodostaa oleellisesti tasapaksun pinnoite- ^ kerroksen 24. Kemiallisella nikkelipinnoitteella voidaan säätää lankojen väli-

CVJ

o sen raon 3 suuruutta. Nikkelipinnoitteen päälle on muodostettu toinen pin- ° noitekerros 26 termisesti ruiskuttamalla kovametallipinnoite. Kovametalli- 30 pinnoite on muodostettu langan ensimmäiselle pinnalle 12. Ruiskutettu pin-

CL

noitekerros on oleellisesti tasapaksumpi verrattuna kovakromipinnoitteeseen.

CD

CD

m ™ Kuvassa 7 esitetään erään suoritusmuodon mukainen kaksoispinnoitetun ° sihtilangan 22 rakenne poikkileikkauksena sihtilangan päästä katsottuna.

35 Sihtilangan ensimmäinen pinta 12 eli langan pinta kuitumassan syöttö-virtauksen puolella sekä langan ensimmäinen 14 ja toinen sivu 16 on pinnoi- 23 tettu ensimmäisellä pinnoitekerroksella 24 eli kemiallisella nikkelillä (EN). Langan sivuilla 14, 16 nikkelipinnoite voi ulottua seinämäpituuden kohtaan L. Kemiallinen nikkelipinnoite muodostaa oleellisesti tasapaksun pinnoite-kerroksen 24. Nikkelipinnoitteen päälle on muodostettu toinen pinnoitekerros 5 kovakromipinnoite 28 sähkökemiallisesti kovakromaamalla. Kromausproses-sista johtuen pinnoite 28 on paksuudeltaan epätasainen eikä kromipinnoitetta saada langan sivuille 14, 16 eli vierekkäisten lankojen pinnoille, jotka muodostavat raon.

10 Kuvassa 8 esitetään erään suoritusmuodon mukainen kaksoispinnoitettu sihtilangan 22 rakenne poikkileikkauksena sihtilangan päästä katsottuna. Sihtilangan ensimmäinen pinta 12 eli langan pinta, joka on kuitumassan syöttövirtauksen puolella, on pinnoitettu elektrolyyttisellä nikkelillä 30, joka muodostaa ensimmäisen pinnoitekerroksen. Nikkelöintiprosessista johtuen 15 pinnoite 30 on paksuudeltaan epätasainen. Nikkelipinnoitetta ei myöskään saada muodostumaan langan sivuille 14, 16. Nikkelipinnoitteen päälle on muodostettu toinen pinnoitekerros termisesti ruiskuttamalla tasapaksu kova-metallipinnoite 26. Myös kovametallipinnoite on vain sihtilangan ensimmäisellä pinnalla 12.

20

Kuvassa 9 esitetään erään suoritusmuodon mukainen kaksoispinnoitettu sihtilangan 22 rakenne poikkileikkauksena sihtilangan päästä katsottuna. Sihtilangan ensimmäinen pinta 12 eli langan pinta kuitumassan syöttövirtauksen puolella on pinnoitettu elektrolyyttisellä nikkelillä 30, joka muodostaa 25 ensimmäisen pinnoitekerroksen. Nikkelöintiprosessista johtuen pinnoite 30 ^ on paksuudeltaan epätasainen eikä nikkelipinnoitetta saada muodostumaan ^ langan sivuille 14, 16. Nikkelipinnoitteen päälle on muodostettu toinen pin-

CVJ

o noitekerros eli kovakromipinnoite 28 sähkökemiallisesti kovakromaamalla.

° Myös kovakromipinnoite 28 on vain sihtilangan ensimmäisellä pinnalla 12 ja g 30 se on kromausmenetelmästä johtuen epätasainen.

CL

00 cg Kaksoispinnoitteet soveltuvat erityisesti lankasihtikorin lankojen pinnoittami- ™ seen. Kuvissa 6-9 esitetyt kaksoispinnoitteet on kuitenkin mahdollista val- ° mistaa myös reikäsihtikorin reikälevyn 6 pinnalle 18, joka on sihtikoriraken- 35 teessä kuitumassan syöttövirtauksen puolella ja siten alttiina kulutukselle.

24

Reiän pinnoituksessa on huomioitava reiän avoimen pinnan nopea ja mahdollisesti epätasainen pinta-alan pieneneminen pinnoituksen aikana.

Keksinnön mukaisella kaksoispinnoitteella, jossa ensimmäinen pinnoite-5 kerros on muodostettu kemiallisella nikkelöinnillä ja toinen kerros on termisesti ruiskutettu kovametallipinnoite, voidaan saavuttaa pidempi pinnoitteen kestoikä kuin esimerkiksi perinteisellä yksikerroksisella kovakromipinnoit-teella. Lisäksi termisesti ruiskutetun kovametallipinnoitteen kulumiskestävyys on parempi kuin perinteisen kovakromipinnoitteen. Termisesti ruiskutetulla 10 (HVAF) kovametallipinnoitteella voidaan päästä suurempiin pinnoitepaksuuk-siin ilman, että pinnoite säröilee. HVAF-ruiskutetun pinnoitteen paksuus voi olla esimerkiksi 200-500 pm, HVOF-ruiskutetun pinnoitteen paksuus rajautuu alle 250 pm johtuen säröilystä. On myös mahdollista parantaa kaksois-pinnoitteen avulla kovametallipinnoitteen kiinnipysyvyyttä kappaleen pin-15 nassa ts. kemiallinen nikkelipinnoite voi parantaa kovametallipinnoitteen tartuntaa ilman, että pinnoitettavaa pintaa täytyy käsitellä esim. kaventamalla.

Erään suoritusmuodon mukaan sihtikori pinnoitetaan kauttaaltaan siten, että sekä syöttöpuolen S sihtipinnalla 2 että sihtiraoissa 3,8 on ainakin ensimmäi-20 nen pinnoitekerros, joka sisältää kemiallista nikkeliä. Menetelmällä on mahdollista aikaansaadaan myös paksuudeltaan tasainen pinnoite. Edellä mainitut seikat osaltaan oleellisesti pienentävät sihtirakojen kulumista ts. mm. sihtilankojen profiili ja sihtiraot pysyvät paremmin muodossaan ja mitta-tarkkana. Näin ollen sihtikorille voidaan saavuttaa pidempi käyttöikä. Pinnoi-25 tusmenetelmästä ei myöskään aiheudu ongelmajätettä.

δ ^ Kuten edellä on esitetty, kaksoispinnoite voi koostua myös kemiallisesta nik-

CVJ

o kelipinnasta (EN) ja sen päälle sähkökemiallisesti muodostetusta kovakromi- ° pinnoitteesta, joka muodostaa siten toisen pinnoitekerroksen. Vaihtoehtoi- ^ 30 sesti kaksoispinnoite voi koostua myös elektrolyyttisesti saostetusta nikkeli-

CL

pinnoitteesta (ensimmäinen pinnoitekerros) sekä sen päälle termisesti ruis- c§ kutetusta kovametallipinnoitteesta tai sähkökemiallisesti muodostetusta m ™ kovakromipinnoitteesta (toinen pinnoitekerros). Kemiallisen nikkelipinnan ° kovakromaus voidaan suorittaa esimerkiksi aktivoimalla EN pinnoite sähköi- 35 sesti kromauskylvyssä, vaihtamalla katodin ja anodin paikkaa, ennen varsinaista kromausta. EN pinnoitteen paksuus kovakromauksen alla voi olla esi- 25 merkiksi noin 30 μη. Kaksoispinnoitteella, jonka ensimmäinen pinnoitekerros on kemiallista nikkeliä, on mahdollista pienentää sihtikorin rakovälin kulumista ja pidentää sihtikorin käyttöikää. Lisäksi rakoväli voi säilyttää paremmin muotonsa ja mittatarkkuutensa.

5

Keksintöä ei ole tarkoitus rajoittaa edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan keksintöä on tarkoitus laajasti soveltaa patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

10 δ

CvJ

CvJ

cp o

CvJ

X

X

Q.

CO

CD

CD

LO

CvJ

δ

CvJ

Claims (19)

1. Sihtikori (1) kuitumassan käsittelyyn, joka sihtikori käsittää kuitu-massan syöttövirran puolella (S) syöttöpuolen sihtipinnan (2) ja sihti-5 aukkoja (3,8), jotka sihtiaukot on sovitettu johtamaan osa sihtikorin syöttöpuolelle (S) syötetystä kuitumassasta sihtikorin akseptipuolelle (AK), tunnettu siitä, että ainakin osa syöttöpuolen sihtipinnasta (2) ja sihtiaukkojen (3,8) seinämäpituudesta on pinnoitettu ensimmäisellä pinnoitekerroksella (24), joka sisältää kemiallista nikkeliä, ja lisäksi ai- 10 nakin osa syöttöpuolen sihtipinnasta (2), joka on pinnoitettu ensim mäisellä pinnoitekerroksella (24), on pinnoitettu toisella pinnoite-kerroksella, joka on kovakromipinnoite (28) tai karbidipitoinen kova-metallipinnoite (26).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sihtikori, tunnettu siitä, että ensimmäisen pinnoitekerroksen (24) paksuus on 5-80 pm, edullisesti 10-60 pm, edullisimmin 10-40 pm.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sihtikori, tunnettu siitä, että toi- 20 sen pinnoitekerroksen (26,28) paksuus on 50-500 pm.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sihtikori, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen pinnoitekerros muodostavat kaksois-pinnoitteen, jossa ensimmäisen pinnoitekerroksen (24) suhteellinen 25 osuus kaksoispinnoitteen paksuudesta on pienempi kuin toisen pin- ^ noitekerroksen (26,28) paksuus. O C\J CNJ

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sihtikori, tunnettu ° siitä, että sihtiaukolla (3,8) on läpimitta, joka on vähintään syöttöjä 30 puolen suunnasta (S) ainakin osittain muodostettu ensimmäisen CL pinnoitekerroksen (24) paksuudella. CD CD m

™ 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sihtikori, tunnettu siitä, että sihti- ° aukon läpimitta on 0,1 -15 mm, edullisesti 0,1-0,8 mm. 35

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sihtikori, tunnettu siitä, että ensimmäisen pinnoitekerros on kemiallista nikkeliä, joka sisältää 1-14 % fosforia tai 1-6 % booria.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sihtikori, tunnettu siitä, että toinen pinnoitekerros on karbidipitoinen kovametallipinnoite (26), joka on valmistettu termisesti ruiskuttamalla sihtipinnalle (2) ensimmäisen pinnoitekerroksen (24) päälle.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen sihtikori, tunnettu siitä, että karbidi pitoinen kovametallipinnoite (26) sisältää volframikarbidipartikkeleita ja/tai kromikarbidipartikkeleita.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen sihtikori, tunnettu siitä, että karbidi- 15 pitoinen kovametallipinnoite on kemialliselta koostumukseltaan jokin seuraavista: WC-10Co-4Cr, CrC3C2-25NiCr, WC-20Cr3C2-7Ni tai Cr3C2-37WC-18 metalliseos.

11. Menetelmä kuitumassan käsittelyssä käytettävän sihtikorin (1) 20 pinnoittamiseksi, jossa menetelmässä pinnoitetaan vähintään osa sihtikorin syöttöpuolen (S) sihtipinnasta (2) ja sihtiaukkojen (3,8) seinämäpituudesta kemiallisella nikkelillä ensimmäisen pinnoitekerroksen (24) muodostamiseksi; pinnoitetaan vähintään osa syöttöpuolen sihtipinnasta (2), joka on pin-25 noitettu ensimmäisellä pinnoitekerroksella (24), kovakromilla tai ^ karbidipitoisella kovametallilla toisen pinnoitekerroksen muodostami- ™ seksi (26,28). CVJ o

° 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pin- 30 noitetaan kemiallisella nikkelillä vähintään osa sihtiaukon (3,8) CL seinämäpituudesta syöttöpuolen (S) suunnasta sihtiaukon läpimitan cg muodostamiseksi, m CVJ

° 13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 35 että muodostetaan kemiallisella nikkelillä vähintään 5 %, edullisesti vähintään 10 % sihtiaukon läpimitasta.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 11-13 mukainen menetelmä, jossa ensimmäinen pinnoitekerros muodostetaan upotuspinnoituksella nikkelöinti-kylvyssä, jonka kylvyn fosforipitoisuus on 1-14% tai booripitoisuus on 5 1-6%.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 11-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen pinnoitekerros (24) kovetetaan lämpökäsitte-lemällä 200-500°C:ssa. 10

16. Jonkin patenttivaatimuksen 11-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen pinnoitekerros muodostetaan termisesti ruiskuttamalla karbidipitoista kovametallia (26).

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ter minen ruiskutus suoritetaan oleellisesti kohtisuorassa suunnassa sihtipinnan (2) profiiliin (12,18) nähden.

18. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että, termisesti ruiskutettu kovametallipinnoite harjataan tai hiotaan pinnoitteen kulumiskestävyyden parantamiseksi.

19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen ensimmäisen pinnoitekerroksen muodostamista 25 upotetaan sihtikori kemialliseen liuokseen olemassa olevien ensim- ^ mäisen ja toisen pinnoitekerroksen poistamiseksi yhtäaikaisesti. C\J i CVJ o o CVJ X cc CL CO CD CD LO CVJ δ CVJ