FI124667B - Menetelmä ja raaka-aine metallipinnoitteen valmistamiseksi ja terästuote - Google Patents

Menetelmä ja raaka-aine metallipinnoitteen valmistamiseksi ja terästuote Download PDF

Info

Publication number
FI124667B
FI124667B FI20115719A FI20115719A FI124667B FI 124667 B FI124667 B FI 124667B FI 20115719 A FI20115719 A FI 20115719A FI 20115719 A FI20115719 A FI 20115719A FI 124667 B FI124667 B FI 124667B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
particles
metal
coating
dye
metal particles
Prior art date
Application number
FI20115719A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20115719A0 (fi
FI20115719A (fi
Inventor
Arimo Lankila
Original Assignee
Rautaruukki Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rautaruukki Oyj filed Critical Rautaruukki Oyj
Priority to FI20115719A priority Critical patent/FI124667B/fi
Publication of FI20115719A0 publication Critical patent/FI20115719A0/fi
Priority to PCT/FI2012/050712 priority patent/WO2013004913A2/en
Priority to EP12766454.8A priority patent/EP2729593A2/en
Publication of FI20115719A publication Critical patent/FI20115719A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI124667B publication Critical patent/FI124667B/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18—After-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C19/00—Apparatus specially adapted for applying particulate materials to surfaces
    • B05C19/04—Apparatus specially adapted for applying particulate materials to surfaces the particulate material being projected, poured or allowed to flow onto the surface of the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/08—Flame spraying
    • B05D1/10—Applying particulate materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/62—Metallic pigments or fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/62—Metallic pigments or fillers
    • C09C1/64—Aluminium
    • C09C1/642—Aluminium treated with inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/006—Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/02—Coating starting from inorganic powder by application of pressure only
    • C23C24/04—Impact or kinetic deposition of particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Description

Menetelmä ja raaka-aine metallipinnoitteen valmistamiseksi ja terästuote Keksinnön ala
Esillä oleva keksintö liittyy menetelmään terässubstraatin pinnoitta-5 miseksi ja erityisesti menetelmään kuten itsenäisen patenttivaatimuksen 1 johdannossa on määritetty. Esillä oleva keksintö liittyy lisäksi terästuotteeseen ja erityisemmin terästuotteeseen, joka on pinnoitettu metallipinnoitteella kuten itsenäisen patenttivaatimuksen 17 johdannossa määritetty. Lisäksi esillä oleva keksintö liittyy raaka-aineeseen, kuten patenttivaatimuksen 25 johdannossa on 10 määritetty.
Keksinnön tausta
On yleisesti tunnettua, että teräsubstraatteja ja -tuotteita pinnoitetaan metallipinnoitteilla, kuten sinkki- ja alumiinipohjaisilla pinnoitteilla esimer-15 kiksi ympäristönkestävyyden, kuten suojan korroosiota vastaan, parantamiseksi. On myös tunnettua valmistaa erilaisia metallipinnoitteita teräsubstraateille ja -tuotteille muita tarkoituksia varten. Tunnetut menetelmät metallipinnoitteiden valmistamiseksi terästuotteille käsittävät esimerkiksi kuumakastamisen, kuten galvanoinnin kastamalla, tai sähköpinnoittamisen, kuten sinkkipinnoittamisen. 20 Monissa sovelluksissa terässubstraatti on edelleen varustettu pintavärjäyksel-lä, joka on aikaansaatu metallipinnoitteen päälle. Pintavärjäys on tunnetussa tekniikassa muodostettu värjäyskerroksena terästuotteen metallipinnoitteen päälle. Tunnetun tekniikan menetelmät pintavärjäyksen aikaansaamiseksi käsittävät erilaisia maalausmenetelmiä ja joidenkin metallien patinointeja.
25 Tunnetun tekniikan värjäysmenetelmiin liittyvä ongelma on se, että ? värjäys on aikaansaatu vain erillisenä kerroksena terässubstraattiin aikaan-
O
^ saadun metallipinnoitteen päälle. Erillinen pintakerros voi irrota metallipinnoit- o teestä ympäristön olosuhteiden takia ja täten metallipinnoitteen väri tulee esil- c\j le. Lisäksi mekaaninen rasitus, kuten hankaus tai isku, voivat rikkoa värjäys- = 30 pintakerroksen tai jopa irrottaa osan sitä. Täten tunnettu tekniikka ei aikaansaa kestävää värjättyä pintapinnoitetta käytettäväksi terässubstraattien kanssa.
O) T- Keksinnön lyhyt selitys δ ™ Esillä olevan keksinnön tavoite on aikaansaada menetelmä, teräs- 35 tuote ja raaka-aine siten, että tunnetuntekniikan epäkohtien ratkaisemiseksi tai 2 ainakin helpottamiseksi. Esillä olevan keksinnön tavoitteet saavutetaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaisella menetelmällä. Esillä olevan keksinnön tavoitteet saavutetaan lisäksi patenttivaatimuksen 17 tunnusmerkkiosan mukaisella terästuotteella. Esillä olevan keksinnön tavoitteet saavute-5 taan myös patenttivaatimuksen 25 tunnusmerkkiosan mukaisella raaka-aineella ja patenttivaatimuksen 30 mukaisella mainitun raaka-aineen käytöllä.
Keksinnön edulliset suoritusmuodot on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
Esillä oleva keksintö perustuu ajatukseen metallipinnoitteen aikaan-10 saamisesta terässubstraatille termisellä ruiskutuksella. Termisessä ruiskutuksessa metalli tai metallit, joista metallipinnoite aikaansaadaan kerrostamalla terässubstraatille hiukkasina. Esillä oleva keksintö aikaansaa menetelmän teräs-substraatin pinnoittamiseksi kerrostamalla metallihiukkasia yhdessä ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen kanssa terässubstraatin pinnalle termisellä 15 ruiskutuksella. Täten esillä oleva keksintö aikaansaa myös terästuotteen, jossa on metallipinnoite ainakin osalla terästuotteen pintaa, joka metallipinnoite koostuu ainakin osittain metallihiukkasista, jotka on kerrostettu terästuotteen pinnalle siten, että metallipinnoite käsittää lisäksi epäorgaanista väriainetta, joka on upotettu metallipinnoitteeseen. Esillä olevan keksinnön erään suoritus-20 muodon mukaisesti metallipinnoite voidaan valmistaa termisellä ruiskutuksella käyttäen raaka-ainetta, joka käsittää metallihiukkasia yhdessä ainakin yhden metallihiukkasiin kiinnittyneen epäorgaanisen väriaineen kanssa. Esillä oleva keksintö aikaansaa läpivärjätyn metallipinnoitteen muodostettavaksi terässubstraatille ja myös terästuotteen, jossa on läpivärjätty metallipinnoite. Esillä 25 olevan keksinnön mukainen pinnoite estää ympäristön olosuhteita kuorimasta tai irrottamasta väriä pinnoitteesta. Lisäksi esillä olevan keksinnön pinnoite ai-5 kaansaa hankausta kestävän värjäyksen kun naarmuttaminen tai vastaava ei
C\J
^ poista tai irrota värjäystä pinnoitteesta. Täten esillä oleva keksintö aikaansaa ° myös kestävän terässubstraatin tai -tuotteen värjäyksen.
00 30 Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä tekee erillisen värjä- | ys- tai maalausprosessivaiheen tarpeettomaksi, mikä on yleensä tehty sinkkien pinnoituksen lisäksi. Tämä vähentää ympäristön kuormitusta ja tuottaa talou- dellisia säästöjä terästuotteiden, joilla on värjätty metallipohjaisia pinnoitteita, ^ valmistuksessa, o c\i 35 3
Kuvioiden lyhyt selitys
Seuraavassa keksintö selitetään tarkemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 on kaavamainen kuva termisestä ruiskusta käytettäväksi 5 esillä olevassa keksinnössä; kuvio 2 on kaavamainen kuva eräästä toisesta termisestä ruiskusta käytettäväksi esillä olevassa keksinnössä; ja kuvio 3 esittää kaavamaisesti järjestelyn teräsnauhan pinnoittamiseksi.
10
Keksinnön yksityiskohtainen selitys
Kuvioi esittää erään suoritusmuodon termisestä ruiskusta 2 käytettäväksi aikaansaamaan metallipinnoite 6 terässubstraatille 4. Kuvio 1 esittää liekkiruiskun 2 ja erityisesti suurnopeusliekkiruiskun (high velocity oxy-fuel, 15 HVOF). Ruisku 2 käsittää polttoainesisääntulon 12 polttoainekaasun tai -nesteen F syöttämiseksi ruiskuun 2 ja happisisääntulon 14 hapen tai happea käsittävän kaasun O syöttämiseksi ruiskuun 2. Polttoaine F ja happi sekoitetaan ruiskun 2 palokammiossa 16. Muodostetut kuumat palokaasut ja/tai liekki vir-taavat supistuvan ja laajenevan suuttimen 18 läpi palokaasujen virtauksen 20 kiihdyttämiseksi. Ruisku 2 on varustettu lisäksi yhdellä tai useammalla raaka-ainesisääntulolla 20 raaka-aineen syöttämiseksi ruiskuun 2 metallipinnoitetta 6 varten. Ruisku 2 käsittää myös piipun 22, jossa ruiskuun 2 syötetty raaka-aine virtaa yhdessä kuumien palokaasujen kanssa ja/tai reagoi kuumien palokaasujen ja/tai liekin kanssa. Raaka-aine ja palokaasut ja/tai liekki virtaavat sitten 25 ulos ruiskusta 2 ruiskun 2 ulostulon 23 läpi muodostaen raaka-ainesuihkun te- ^ rässubstraatin pintaa. Kuten kuviossa 1 on esitetty, raaka-ainetta syötetään o ™ ruiskuun 2 metallijauheena P tai metallihiukkasina 8. Piipussa 22 kuumat palo- o kaasut ja/tai liekki kuumentavat raaka-ainehiukkasia 8. Raaka-ainehiukkaset 8 cv, voivat pehmentyä tai jopa sulaa ainakin osittain piipussa 23. Edellä esitetyn g 30 mukaisesti ruisku 2 on järjestetty kerrostamaan metallihiukkasia 10, jotka vir-
CL
taavat ruiskusta 2 terässubstraatin 4 pinnalle 6, kuten kuviossa 1 on esitetty, O) metallipinnoitteen 6 muodostamiseksi substraatille. Kerrostettavien metalliin ^ hiukkasten 10 korkea nopeus ja metallihiukkasten 10 kohotettu lämpötila edis- ° tävät metallipinnoitteen 6 muodostumista kun metallihiukkaset 10 törmäävät 35 substraatin 4 pinnalle. Täten metallihiukkaset 10 kiinnittyvät toisiinsa ja terässubstraatin 4 pintaan metallipinnoitteen 6 muodostamiseksi.
4
Kuvio 1 esittää kaavamaisesti suurnopeusruiskun. Esillä oleva keksintö ei kuitenkaan rajoitu mihinkään tiettyyn termisen ruiskutuksen menetelmään tai ruiskuun, vaan minkälaista tahansa termisen ruiskutuksen menetelmää ja ruiskua voidaan hyödyntää metallipinnoitteen 6 aikaansaamiseksi esillä 5 olevan keksinnön mukaisesti. Esillä olevan keksinnön mukainen metallipinnoi-te 6 voidaan valmistaa esimerkiksi suorittamalla terminen ruiskutus plasma-ruiskutuksella, liekkiruiskutuksella, sähkökaariruiskutuksella tai detonaatiolla. HVOF-ruiskutus on eräs liekkiruiskutuksen sovellus. Lisäksi kuten kuvioissa 1 ja 2, vaikka raaka-aine on hiukkasmuodossa, voi olla myös mahdollista käyttää 10 raaka-aineena metallilankaa tai -tankoa, joka syötetään ruiskuun 2. Ruiskussa metallilanka tai -tanko muodostavat metallihiukkasia 10 palamiskaasujen ja/tai liekin ja/tai plasman korkean virtausnopeuden ja kohotetun lämpötilan takia. On mainittava, että joissakin termisen ruiskutuksen menetelmissä, kuten säh-kökaariruiskutuksessa ja plasmaruiskutuksessa metallihiukkaset kuumenne-15 taan korkeisiin lämpötiloihin ja näissä menetelmissä metallihiukkasten virtausnopeus pinnoitteen muodostamiseksi on yleensä alhaisempi. Vaihtoehtoisesti joissakin termisen ruiskutuksen menetelmissä, kuten detonaatiossa ja kylmä-ruiskutuksessa, metallihiukkaset kiihdytetään erittäin korkeisiin nopeuksiin ja täten metallihiukkasia ei tarvitse kuumentaa hyvin korkeisiin lämpötiloihin. Eri-20 laisten termisen ruiskutusten menetelmien ja ruiskujen yksityiskohtainen selitys jätetään tässä yhteydessä pois, koska esillä oleva keksintö ei koske termistä ruiskutusta sellaisenaan. Täten esillä oleva keksintö voidaan suorittaa millä tahansa termisen ruiskutuksen menetelmällä ja laitteella.
Kuvio 1 esittää erään esillä olevan keksinnön suoritusmuodon värjä-25 tyn metallipinnoitteen 6 valmistamiseksi ainakin osalle terässubstraattia 4. Vär-jätty metallipinnoite aikaansaadaan kerrostamalla metallihiukkasia 8 teräs-5 substraatille 4 termisellä ruiskutuksella käyttäen termistä ruiskua 2. Esillä ole-
C\J
^ van keksinnön mukaisesti pinnoitus suoritetaan kerrostamalla metallihiukkasia ° 8 yhdessä ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen kanssa terässubstraatin 4 00 30 pinnalle termisellä ruiskutuksella. Suoritusmuodossa ainakin yhtä epäorgaanisia ta väriainetta lisätään ja/tai ainakin yhtä epäorgaanista väriainetta on kiinnitetty o) metallihiukkasiin 8 ennen termistä ruiskutusta ja ennen metallihiukkasten 8 syöttämistä termiseen ruiskuun 2. Tämä tarkoittaa, että epäorgaanista vä-^ riainetta syötetään termiseen ruiskuun 2 yhdessä metallihiukkasten 8 kanssa 00 35 ja edelleen kerrostetaan terässubstraatin 4 pinnalle metallihiukkasten 8, 10 kanssa siten, että väriaine upotetaan muodostettuun metallipinnoitteeseen 6.
5
On huomattava, että toisin kuin maalausprosessissa, termisen ruiskutuksen prosessi ei välttämättä vaadi minkään sideaineen lisäämistä kerrostettavaan materiaaliin, koska termisen ruiskutuksen prosessilla luotu kiinnittyminen luodaan pääasiassa kerrostettavan materiaalin korkealla nopeudella ja/tai korke-5 alla lämpötilalla. Tällä tavalla, tekemällä sideaineiden käytön tarpeettomaksi, menetelmä aikaansaa terästuotteen, jossa on metallipinnoite, jossa metalli on lähempänä teräspintaa. Tämä voi aikaansaada paremman galvaanisen suojan verrattuna ratkaisuihin, jotka sisältävät sideaineen. Lisäksi menetelmä voi aikaansaada mekaanisen lukituksen ja/tai diffuusiosidoksen metallipinnoitteen ja 10 terässubstraatin välille, metallipinnoitteen ja terässubstraatin rajapinnassa voi olla myös metallienvälinen kerros.
Kuvion 1 suoritusmuodossa raaka-aine syötetään termiseen ruiskuun 2 metallijauheena, joka käsittää metallihiukkasia 8. Epäorgaaninen väriaine voidaan lisätä ja/tai kiinnittää metallihiukkasiin 8 sintraamalla tai agglome-15 roimalla epäorgaaninen väriaine metallihiukkasiin 8. Sintraaminen tai agglome-roiminen voidaan suorittaa sintrausuunissa tai vastaavassa siten, että epäorgaanisen väriaineen hiukkaset ja metallihiukkaset kiinnittyvät toisiinsa kohotetun lämpötilan takia, vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa metallihiukkaset 8 hierretään yhdessä epäorgaanisen väriaineen hiukkasten kanssa väriaineen 20 sekoittamiseksi ja kiinnittämiseksi metallihiukkasiin 8. Metallihiukkasten 8 hiertäminen yhdessä ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen kanssa suoritetaan kuulamyllyssä, tankomyllyssä tai muussa jauhamiskoneessa, joka on sopiva epäorgaanisen väriaineen hiukkasten kiinnittämiseksi metallihiukkasin 8 ja niiden sekoittamiseksi yhteen. Myös muita tunnettuja menetelmiä voidaan käyt-25 tää kiinteän epäorgaanisen väriaineen kiinnittämiseksi mekaanisesti tai kemiallisesti metallihiukkasiin 8.
't 5 Edellä mainitun mukaisesti raaka-aine aikaansaadaan metallipin- c\i noitteen 6 valmistamiseksi ainakin osalle terässubstraatti 4 termisellä ruisku- σ> ° tuksella, joka raaka-aine käsittää terässubstraatin 4 pinnalle kerrostettavia me- co ^ 30 tallihiukkasia 8. Raaka-aine käsittää lisäksi ainakin yhden epäorgaanisen väri- | aineen, joka on kiinnittynyt metallihiukkasiin 8. Eräässä suoritusmuodossa me- cj) tallihiukkaset 8 käsittävät sinkkihiukkasia tai alumiinihiukkasia tai sekä alumiiniin että sinkkihiukkasia tai hiukkasia, jotka käsittävät sinkkiä tai alumiinia tai mo- ^ lempiä korroosiota kestävän metallipinnoitteen 6 aikaansaamiseksi terässubst- 00 35 raatin 4 pinnalle. Esillä olevan keksinnön metallipinnoite voi olla sinkkipohjai- nen pinnoite, alumiinipohjainen pinnoite tai sinkki-alumiinipohjainen pinnoite tai 6 muunlainen metallipinnoite. Erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti metal-lipinnoite on sinkkipohjainen pinnoite, joka sisältää enemmän kuin 50% sinkkiä, edullisesti metallista sinkkiä. Tämä aikaansaa paremman suojan kestävyyden korroosiota vastaan. Yleisesti raaka-aine käsittää ainakin 50 paino-% 5 metallia, josta pinnoite tehdään, edullisesti enemmän kuin 60 paino-% tai edullisemmin enemmän kuin 75 paino-%.
Eräässä suoritusmuodossa epäorgaaninen väriaine voi käsittää koboltti-, rauta-, kromi- tai titaaniyhdisteitä tai niiden oksideja. On ymmärrettävä, että myös muita epäorgaanisia väriaineita voidaan käyttää. Käytettyjen metal-10 lihiukkasten 8 keskimääräinen hiukkashalkaisija voi olla välillä 0,5 - 150 mikrometriä, edullisesti välillä 0,5 - 50 mikrometriä ja edullisimmin 0,5-10 mikro-metriä. Vastaavasti epäorgaanisen väriaineen keskimääräinen hiukkashalkaisija voi olla välillä 0,1 - 100 mikrometriä, edullisesti välillä 0,1 - 5 mikrometriä ja edullisimmin välillä 0,1-1 mikrometriä. Täten raaka-aine voi käsittää epäor-15 gaanista väriainetta, joka on kiinnittynyt metallihiukkasiin 8 hiukkasina, joiden keskimääräinen halkaisija on välillä 0,1 - 100 mikrometriä, edullisesti 0,1-5 mikrometriä ja edullisimmin 0,1-1 mikrometriä. Epäorgaanisen väriaineen hiertämisen yhdessä metallihiukkasten 8 kanssa aikana metallihiukkasten 8 ja epäorgaanisen väriaineen hiukkasten, ja raaka-aineen, keskimääräinen hal-20 kaisija voi pienentyä. Hiertäminen voi aikaansaada raaka-aineen, jossa epäorgaaninen väriaine on mekaanisesti kiinnittynyt metallihiukkasiin 8. Kun epäorgaanista väriainetta kiinnitetään metallihiukkasin 8 metallihiukkaset 8 ja raaka-aine, hiukkasina, sintraantuvat tai sulavat yhteen. On mainittava, että myös kemiallisia menetelmiä epäorgaanisen väriaineen kiinnittämiseksi metallihiuk-25 kasiin 8 voidaan käyttää. Täten epäorgaaniset metallihiukkaset 8 voivat olla myös kaasumaisessa tai nestemäisessä faasissa metallihiukkasiin kiinnittämis-5 tä varten. Eräässä suoritusmuodossa metallihiukkaset 8 pinnoitetaan ainakin
C\J
^ osittain epäorgaanisella väriaineella käyttäen kaasukasvatusmenetelmää.
° Edellä mainitun mukaisesti esillä oleva keksintö aikaansaa raaka-aineen, joka
CD
00 30 käsittää metallihiukkasia 8 ja epäorgaanisen väriaineen, joka on kiinnittynyt ai- | nakin osaan metallihiukkasia, käytön termisessä ruiskutuksessa läpivärjätyn o) metallipinnoitteen valmistamiseksi terässubstraatille 4.
Metallihiukkasten keskimääräinen koko tai halkaisija voi yleisesti ^ vaihdella välillä 0,5 - 150 mikrometriä. Edullisesti, mutta ei välttämättä, keski- o 00 35 määräinen metallihiukkaskoko on 0,5 - 50 mikrometriä ja edullisimmin keski määräinen metallihiukkaskoko on pieni, esimerkiksi 0,5-10 mikrometriä, kos- 7 ka pienempi hiukkaskoko voi johtaa parempaan pinnanlaatuun ja/tai väristabili-teettiin ja se tekee lisäksi mahdolliseksi ohuiden pinnoitteiden saavuttamisen.
Epäorgaanisen värihiukkasen koko tai halkaisija voi yleisesti vaihdella välillä 0,1 -100 mikrometriä. Edullisesti, mutta ei välttämättä, metallihiuk-5 kaskoko on pieni esimerkiksi 0,1-5 mikrometriä, edullisimmin 0,1-1 mikro-metriä, koska pienempi epäorgaaninen värihiukkaskoko voi johtaa parempaan pinnanlaatuun ja/tai väristabiliteettiin ja edelleen mahdollistaa edullisen väri-pigmentin ja metallipigmentin sulautuman. Valitsemalla pigmenttien koot vastaavasti voidaan tuottaa metallipigmentti, joka on ympäröity välipigmentillä.
10 Eräässä esillä olevan keksinnön suoritusmuodossa epäorgaanisen väriaineen hiukkaset ja metallihiukkaset 8 eivät ole kiinnittyneet yhteen ennen termistä ruiskutusta, vaan ne on ainoastaan mekaanisesti sekoitettu yhteen ennen termiseen ruiskuun 2 syöttämistä tai sen aikana termisessä ruiskutuksessa käytettävän jauheen muodostamiseksi, jauhe käsittää täten sekä metal-15 lihiukkasia 8 että ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen hiukkasia. Jauhe edelleen kerrostetaan terässubstraatin 4 pinnalle termisellä ruiskutuksella. Edullisessa suoritusmuodossa metallihiukkasten 8 ja epäorgaanisen väriaineen hiukkasten keskimääräinen halkaisija on olennaisesti sama siten, että ne kerrostetaan tasaisesti terässubstraatille 4 metallipinnoitteen 6 aikaansaami-20 seksi, jossa on homogeeninen väri läpi koko pinnoitteen 6. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi metallihiukkasten 8 ja epäorgaanisen väriaineen hiukkasten massa voi olla järjestetty olennaisesti samaksi siten, että ne kerrostetaan tasaisesti terässubstraatille 4 metallipinnoitteen 6 aikaansaamiseksi, jossa on homogeeninen väri läpi koko pinnoitteen 6.
25 Eräässä toisessa suoritusmuodossa raaka-aine voidaan valmistaa aikaansaamalla suspensio tai kolloidinen liuos, joka käsittää metallihiukkasia 8 5 ja ainakin yhtä epäorgaanista väriainetta, metallihiukkaset 8 ja jossa ainakin
C\J
^ yksi väriaine on erillisinä hiukkasina 26 suspensiossa tai kolloidisessa liuok- ° sessa, tai väliaine on kiinnittynyt metallihiukkasiin 8. Suspensio tai kolloidinen 00 30 liuos syötetään sitten termiseen ruiskuun 2. Vielä vaihtoehtoisessa suoritus- | muodossa metalli ja väriaine, joita käytetään värjätyn metallipinnoitteen 6 ai- o) kaansaamiseen ovat nestemäisessä muodossa ja ne syötetään termiseen ruiskuun nesteenä siten, että ne muodostavat hiukkasia nukleaation kautta ^ kerrostamisen aikana kun ne höyrystyvät termisen ruiskutuksen aikana.
00 35 Kuvio 2 esittää esillä olevan keksinnön vaihtoehtoisen suoritusmuo don, jossa ainakin yksi epäorgaaninen väriaine sekoitetaan tai kiinnitetään me- 8 tallihiukkasiin 8 termisen ruiskutuksen aikana. Metallihiukkaset 8 syötetään termiseen ruiskuun 2 raaka-ainesisääntulon 20 kautta ja epäorgaanisen väriaineen hiukkaset 26 väriainesisääntulon 24 kautta. Kuviossa 2 metallihiukkaset 8 ja epäorgaanisen väriaineen hiukkaset 26 syötetään erikseen termiseen 5 ruiskuun 2 ja sekoitetaan keskenään termisen ruiskun 2 sisällä niiden kerrostamiseksi yhdessä terässubstraatin 4 pinnalle. Kuviossa 2 termisellä ruiskulla muodostettu hiukkassuihku käsittää sekä metallihiukkasia 10 että ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen hiukkasia 28. Eräässä toisessa suoritusmuodossa ainakin yksi metallihiukkassuihku 10 aikaansaadaan yhdellä tai useam-10 maila termisellä ruiskulla 2 ja ainakin yksi väriainesuihku 28 aikaansaadaan yhdellä tai useammalla väriaineruiskulla (ei esitetty). Terminen ruisku 2 ja vä-riaineruisku on järjestetty ja suunnattu siten, että metallihiukkassuihku 10 ja väriainesuihku 28 sekoittuvat ennen metallihiukkassuihkun 10 metallihiukkasten ja väriainesuihkun 28 väriainehiukkasten törmäämistä terässubstraatin 4 15 pintaan. Väriaineruisku voi olla terminen ruisku tai jokin muunlainen ruisku. Sekoitetut suihkut 10, 28 aikaansaavat esillä olevan keksinnön mukaisen värjätyn metallipinnoitteen 6. Edellisissä suoritusmuodoissa on edullista, että metallihiukkasten 8 ja epäorgaanisen väriaineen hiukkasten keskimääräiset halkaisijat ovat olennaisesti samoja siten, että ne kerrostetaan tasaisesti teräs-20 substraatille 4 metallipinnoitteen 6 aikaansaamiseksi, jolla on homogeeninen väri läpi koko pinnoitteen 6. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi metallihiukkasten 8 ja epäorgaanisen väriaineen hiukkasten massa voi olla järjestetty olennaisesti samaksi siten, että ne kerrostetaan tasaisesti terässubstraatille 4 metallipinnoitteen 6 aikaansaamiseksi, jolla on homogeeninen väri läpi koko pinnoitteen 25 6.
Terässubstraatti voidaan myös esikäsitellä ennen metallipinnoitteen 5 6 valmistamista. Esikäsittely voi käsittää terässubstraatin 4 tai ainakin teräs-
C\J
^ substraatin tai -tuotteen pinnan tai pintakerroksen esilämmityksen ainakin 100 ° °C:een, edullisesti ainakin 200 °C:een tai jopa korkeampaan lämpötilaan, kuten
CD
00 30 öin 250 °C:een. Esilämmitys voidaan suorittaa erillisillä lämmitysvälineillä, ku- | ten lämmitysuunilla tai liekillä. Eräässä suoritusmuodossa termistä ruiskua 2 o) käytetään termisenä ruiskuna ja sen liekkiä tai kuumia palamiskaasuja käytetä tään terässubstraatin 4 pinnan lämmittämiseen kohotettuun lämpötilaan pinnoi- ^ tuksen aikana. Terässubstraatin 4 tai -tuotteen pinnoitettava pinta voidaan li- 00 35 säksi esikäsitellä kaventamalla. Karhennus, kuten mekaaninen karhennus, voidaan suorittaa esimerkiksi hiekkapuhalluksella, hiomalla, etsaamalla tai joi- 9 lakin muulla tunnetulla karhennusmenetelmällä. Terässubstraatin pinnan esi-lämmitys ja karhentaminen parantavat pinnoitteen 6 ja terässubstraatin 4 välistä tartuntaa.
Terässubstraatin 4 tai -tuotteen pinnoitettava pinta voidaan edelleen 5 esikäsitellä peittaamalla tai muulla kemiallisella käsittelyllä kontaktipinnan tartuntaan liittyvien ominaisuuksien parantamiseksi ennen termistä ruiskutusta. Pinnoitettu terässubstraatti 4 tai -tuote voidaan lisäksi jälkikäsitellä yhdellä tai useammalla jälkikäsittelymenetelmällä. Eräässä suoritusmuodossa jälkilämmi-tys suoritetaan lämpökäsittelemällä pinnoitettua terässubstraattia 4 lämpötilas-10 sa vähintään 400 °C. Tämä lämpökäsittely voidaan suorittaa galvanneal-uunissa. Lämpökäsittely parantaa edelleen värjätyn pinnoitteen 6 ja terässubstraatin tai -tuotteen välistä tartuntaa. Pinnoitettu terässubstraatti 4 tai -tuote voidaan edelleen pinnoittaa olennaisesti läpinäkyvällä päällyspinnoitteella. Päällyspinnoite voidaan aikaansaada esimerkiksi aikaansaamalla lakkapinnoi-15 te värjätyn metallipinnoitteen 6 päälle tai aikaansaamalla päällyspinnoite me-tallipinnoitteen 6 päälle sol-gel -prosessilla tai jollakin kaasufaasipinnoitusme-netelmällä, kuten kemiallisella kaasukasvatuksella.
Esillä olevassa keksinnössä syntyy termisessä ruiskutuksessa ylimääräistä lämpöä, joka voidaan käyttää terässubstraatin 4 lämmityksessä. 20 Ylimääräinen lämpö voidaan käyttää esilämmityksen tai jälkilämmityksen lämpökäsittelyssä. Lisäksi esillä olevan keksinnön menetelmää voidaan käyttää erillisten terästuotteiden pinnoituksessa tai sitä voidaan myös käyttää jatkuvana prosessina teräsnauhan pinnoittamiseksi.
Edellä esitetyn mukaisesti on mahdollista myös aikaansaada järjes-25 tely metallipinnoitteen 4 valmistamiseksi teräsnauhalle 4. Järjestely ei kuiten-kaan ole osa esillä olevaa keksintöä. Järjestely käsittää esilämmitysyksikön 30 o teräsnauhan 30 lämmittämiseksi kohotettuun lämpötilaan ja pinnoitusyksikön
CvJ
^ 34 metallipinnoitteen 6 valmistamiseksi ainakin osalle teräsnauhaa 4, kuten ° kuviossa 3 on esitetty. On mainittava, että kuvio 3 on ainoastaan kaavamainen
CO
00 30 ja jatkuva pinnoitusprosessi teräsnauhaa varten voidaan suorittaa monilla vaih- | toehtoisilla järjestelyillä ja menetelmillä ja erilaisilla metallipinnoitteilla. Järjeste- o) ly voidaan toteuttaa esimerkiksi jatkuvassa kuumasinkityslinjassa.
Kuvio 3 esittää kaavamaisesti järjestelyn sinkkipohjaisen pinnoitteen ^ aikaansaamiseksi terässubstraatille 4. Pinnoitusyksikkö 34 käsittää yhden tai 00 35 useamman termisen ruiskun metallihiukkasten 8, 10 kerrostamiseksi teräsnau han 4 pinnalle. Terminen ruiskutus pinnoitusyksikössä voidaan suorittaa edellä 10 selitetysti. Teräsnauha 4 kuljetetaan pitkin prosessilinjaan teloilla 40. Ainakin yksi pinnoitusyksikön 34 termisistä ruiskuista 2 on järjestetty kerrostamaan ainakin yhtä epäorgaanista väriainetta terässubstraatin 4 pinnalle aikaansaamaan metallipinnoite 6, jossa on epäorgaanista väriainetta upotettuna metalli-5 pinnoitteeseen 6. Täten ainakin yksi termisistä ruiskuista 2 voi olla järjestetty: kerrostamaan ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen hiukkasia 26, 28, jotka on sekoitettu metallihiukkasten 8, 10 kanssa; tai kerrostamaan metallihiukkasia 8, 10, jotka käsittävät ainakin yhtä epäorgaanista väriainetta; tai sekoittamaan ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen hiukkasia metallihiukkasten 8 kanssa 10 termisen ruiskun 2 sisällä ja kerrostamaan ne yhdessä; tai aikaansaamaan vä-riainesuihku 28 ja sekoittamaan väriainesuihku 28 ainakin yhden metallihiuk-kassuihkun 10 kanssa, joka on aikaansaatu toisella termisellä ruiskulla.
Esilämmitysyksikkö 30 voidaan järjestää lämmittämään teräsnauha ainakin 100 °C:een ja edullisesti ainakin 200 °C:een. Järjestely voi käsittää li-15 säksi pinnankarhennusyksikön 32 teräsnauhan 4 pinnan karhentamiseksi ennen pinnoitusta. Pinnankarhennusyksikkö 32 voidaan järjestää ennen tai jälkeen esilämmitysyksikön 30 ja se voi käsittää esimerkiksi teräsnauhan 4 pinnan hiekkapuhalluksen, hionnan tai etsauksen. Järjestely voi käsittää lisäksi jälkilämmitysyksikön 36 pinnoitetun terässubstraatin 4 lämpökäsittelemiseksi. 20 Jälkilämmitysyksikkö 36 voi olla järjestetty lämpökäsittelemään pinnoitettua substraattia 4 ainakin 400 °C:n lämpötilassa. Eräässä suoritusmuodossa jälkilämmitysyksikkö on 36 on galvanneal-uuni. Ruiskutuksen jälkeen teräsnauha voidaan jäähdyttää nesteellä tai jollakin muulla sopivalla väliaineella, joka voi sisältää passivointikemikaaleja tai suojaöljyä.
25 Ruiskutettu pinnoite voidaan edelleen tasoittaa kevyellä valssauk sella.
't 5 Järjestely voi lisäksi käsittää kelaus- ja/tai leikkausyksikön 38 sovel-
C\J
^ luksesta riippuen.
° Edullisesti teräsnauha kuljetetaan ja/tai jäähdytetään suojakaasussa 00 30 esilämmityksen jälkeen ja ennen ruiskutusta haluttuun lämpötilaan.
| Erään suoritusmuodon mukaisesti terästuotteen lämpötila esilämmi- o) tyksen jälkeen ja ennen ruiskutusta on vähemmän kuin sinkin sulamispiste.
Vaihtoehtoisesti toisen suoritusmuodon mukaisesti terästuotteen ^ lämpötila esilämmityksen jälkeen ja ennen ruiskutusta on enemmän kuin sinkin 00 35 sulamispiste. Tällä tavalla voidaan tehdä lämpökäsittely, kuten jälkikäsittely, 11 tarpeettomaksi mahdollisten raudan ja sinkin välisten reaktioiden takia tässä vaiheessa.
Järjestely voi käsittää lisäksi lämmönsiirtovälineet 41, 42 pinnoi-tusyksikössä 34 termisillä ruiskuilla 2 syntyneen ylimääräisen lämmön siirtämi-5 seksi esilämmitysyksikköön 30 ja/tai jälkilämmitysyksikköön 36. Lämmönsiirto-välineet 41, 42 voivat täten parantaa merkittävästi prosessin kokonaisener-giatehokkuutta. Esimerkiksi jatkuvassa kuumasinkityslinjassa tarvitaan lämmi-tysosiossa, eli rekristallisaatiouunissa, paljon lämpöä. Ainakin osa lämmöstä voidaan siirtää prosessin ylävirran puolelta, eli termisen ruiskutuksen pinnoi-10 tusyksiköstä 34 lämmitysosioon. Vaihtoehtoisesti lämpöenergiaa voidaan siirtää prosessin alavirran puolelta, termisen ruiskutuksen pinnoitusyksiköstä 34 galvanneal-uuniin.
Pinnoitusyksikkö 34 voi olla termisesti eristetty ympäröivästä ilmasta sopivalla suojalla tai vastaavalla lämpöenergian kontrolloidun talteenoton var-15 mistamiseksi.
Lämmönsiirtovälineet voi olla järjestetty kuljettamaan ylimääräistä lämpöä kaasumaisessa tai nestemäisessä olomuodossa.
Esillä olevan keksinnön menetelmä ja raaka-aine, kuten edellä on selitetty, mahdollistavat terästuotteen 4 muodostamisen, jolla on metallipinnoi-20 te 6 ainakin osalla terästuotteen 4 pintaa. Esillä olevan keksinnön metallipin-noite 6 koostuu ainakin osittain metallihiukkasista 8, 10, jotka on kerrostettu terästuotteen pinnalle. Metallipinnoite käsittää lisäksi epäorgaanista väriainetta, joka on upotettu metallipinnoitteeseen 6. Kuten yllä on selitetty väriaine kerrostetaan terästuotteen 4 pinnalle yhdessä metallihiukkasten 8, 10 kanssa termi-25 sellä ruiskutuksella. Epäorgaaninen väriaine on kiinnitetty metallihiukkasiin 8, 10 metallipinnoitteessa 6 ennen termistä ruiskutusta tai sen aikana ja täten 5 valmistetussa pinnoitteessa 6. Vaihtoehtoisesti epäorgaaninen väriaine upote-
C\J
^ taan metallihiukkasten 8, 10 väliin metallipinnoitteessa.
° Värjätty metallipinnoite 6 voidaan aikaansaada siten, että metalli- 00 30 pinnoitteen 6 paksuus on ainakin 10 mikrometriä, tai 50 g/m2 Värjätty metalli- | pinnoite 6 voidaan aikaansaada aikaansaamalla useita kerroksia toistensa o) päälle ja yhden kerroksen paksuus voi olla 20 - 100 mikrometriä paksu. Pin- noitteen kokonaispaksuus voi olla esimerkiksi 150 mikrometriä tai 137 g/m2. ^ Metallipinnoite 6 voi olla sinkkipohjainen pinnoite, alumiinipohjainen pinnoite, 00 35 tai sinkki-alumiini -pohjainen metallipinnoite 6 tai metallihiukkaset 8, 10 käsittä vät sinkkihiukkasia tai alumiinihiukkasia tai sekä alumiini- että sinkkihiukkasia 12 tai hiukkasia, jotka käsittävät sinkkiä tai alumiini tai molempia. Sinkin ja alumiinin määrä voi vaihdella sinkki-alumiini -pinnoitteessa välillä 0-100 %. Epäorgaaninen väriaine voi käsittää halutusta väristä riippuen yhtä tai useampaa koboltti-, rauta-, kromi- tai titaaniyhdisteistä tai niiden oksideista, kuten Co204, 5 CoAI204, Co(AI,Cr)204, Co(AI,Cr)204, (Co,Ni,Zn)2(Ti,AI)04, (Fe,Cr)03,
Fe(Fe,Cr)204, Cu(Cr,Fe)204, CuCr204, Cu(Cr,Fe)204, Co(Cr,Fe)204, Cr203, (Ni,Sb,Ti)02, (Ni,Cr,Sb,Ti)02, (Cr,Sb,Ti)02. Pitää kuitenkin ymmärtää, että periaatteessa esillä oleva keksintö ei rajoitu mihinkään tietyn tyyppiseen epäorgaaniseen väriaineeseen. Epäorgaanisena väriaineena käytetään edullisesti 10 metallioksideja tai -yhdisteitä niiden korkean lämpötilan kestävyyden takia. Epäorgaanisen väriaineen määrä valmistetussa pinnoitteessa voi vaihdella 5 -40 paino-%:iin pinnoitteen tilavuudessa, ja edullisesti se on noin 20 paino-% riippuen halutusta pinnoitteen 6 väristä. Edellä esitetyn mukaisesti esillä oleva keksintö mahdollistaa ohuen läpivärjätyn metallipinnoitteen 6 aikaansaamisen, 15 jolla on hyvä korroosiokestävyys. Värjätty metallipinnoite 6 voi lisäksi käsittää läpinäkyvän päällyspinnoitteen värjätyn metallipinnoitteen 6 päällä, kuten lak-kapinnoitteen.
Esillä olevan keksinnön terästuote voi olla esimerkiksi kuuma- tai kylmävalssattu nauhateräs tai teräslevy, tai edelleen niiden prosessoitu kom-20 ponentti, kuten rakennuksen ulkoelementti tai sen osa, kattoelementti, rakenne-elementti, rakennuksen tai rakenteen osa, kulkuvälineen osa tai teollisuusprosessissa tai -laitoksessa käytettävän laitteen komponentti.
Alan ammattilaiselle on selvää, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatusta voidaan soveltaa monilla tavoilla. Keksintö ja sen suoritusmuo-25 dot eivät täten rajoitu edellisiin esimerkkeihin, vaan ne voivat vaihdella patent-tivaatimusten suojapiirin sisällä, δ
CvJ
σ> cp co
CvJ
X
X
Q.
o m δ
C\J

Claims (30)

1. Menetelmä värjätyn metallipinnoitteen (6) valmistamiseksi ainakin osalle terässubstraattia (4), joka menetelmä käsittää: - kerrostetaan metallihiukkasia (8, 10) ja ainakin yhtä epäorgaanista 5 väriainetta terässubstraatille (4) termisellä ruiskutuksella värjätyn metallipinnoitteen (6) muodostamiseksi, tunnettu metallihiukkasten (8, 10) kerrostamisesta yhdessä ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen hiukkasten (26) kanssa terässubstraatin (4) pinnalle termisellä ruiskutuksella läpivärjätyn metallipinnoitteen aikaansaamiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen lisäämisen tai kiinnittämisen metallihiukkasiin (8) ennen termistä ruiskutusta: - sintraamalla tai agglomeroimalla ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen hiukkasia (26) metallihiukkasiin (8); tai 15. mekaanisesti sekoittamalla ainakin yhden epäorgaanisen väriai neen hiukkasia (26) metallihiukkasten (8) kanssa termisessä ruiskutuksessa käytettävän jauheen aikaansaamiseksi; tai - hiertämällä metallihiukkasia (8) yhdessä ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen hiukkasten (26) kanssa väriaineen sekoittamiseksi ja kiin- 20 nittämiseksi metallihiukkasiin (8); tai - aikaansaamalla suspensio tai kolloidinen liuos, joka käsittää metallihiukkasia (8) ja ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen hiukkasia (26), jotka metallihiukkaset (8) ja ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen hiukkaset (26) ovat erillisiä hiukkasia suspensiossa tai kolloidisessa liuoksessa, tai ainakin 25 yhden epäorgaanisen väriaineen hiukkaset (26) on kiinnitetty metallihiukkasiin J (8).
^ 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, g että metallihiukkasten (8) hiertäminen yhdessä ainakin yhden epäorgaanisen cd väriaineen hiukkasten (26) kanssa suoritetaan kuulamyllyssä, tankomyllyssä CM x 30 tai jossakin muussa jauhamiskoneessa. CC
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen hiukkasten ^ (26) lisäämisen tai kiinnittämisen metallihiukkasiin (8) termisen ruiskutuksen δ aikana: CM 35. aikaansaamalla yhdellä tai useammalla termisellä ruiskulla (2) me- tallihiukkassuihku (10) ja aikaansaamalla yhdellä tai useammalla väriaineruis- kulia väriainesuihku (28) ja sekoittamalla metallihiukkassuihku (10) ja vä-riainesuihku (28) ennen kuin metallihiukkasuihkun (10) metallihiukkaset (8) ja väriainesuihkun (28) väriainehiukkaset (26) törmäävät terässubstraatin (4) pintaan; tai 5. sekoittamalla metallihiukkaset (8) ja epäorgaanisen väriaineen hiukkaset (26) termisessä ruiskussa niiden kerrostamiseksi yhdessä terässubstraatin (4) pinnalle.
5. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu termisen ruiskutuksen suorittamisesta plasmaruiskutuksella, liek- 10 kiruiskutuksella, kylmäruiskutuksella tai sähkökaariruiskutuksella.
6. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aikaansaadaan mekaaninen lukitus ja/tai diffuusiosidos metallipinnoitteen (6) ja terässubstraatin (4) välille.
7. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen menetelmä, 15 tunnettu sinkkipohjaisen, alumiinipohjaisen tai sinkki-alumiini -pohjaisen pinnoitteen aikaansaamisesta.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallihiukkaset (8, 10) käsittävät sinkkihiukkasia, tai alumiinihiukkasia, tai sekä alumiini- että sinkkihiukkasia, tai hiukkasia, jotka käsittävät sinkkiä tai 20 alumiinia tai molempia.
9. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen menetelmä, tunnettu yhden tai useamman seuraavista käyttämisestä epäorgaanisena väriaineena: koboltti-, rauta-, kromi-, tai titaaniyhdisteitä ja niiden oksideja.
10. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1 - 9 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että termisessä ruiskutuksessa käytettyjen metallihiukkasten (8, 10) keskimääräinen hiukkashalkaisija on välillä 0,5 -150 mikrometriä, edul-5 lisesti välillä 0,5 - 50 mikrometriä ja edullisemmin välillä 0,5 -10 mikrometriä. C\J
^ 11. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetel- ° mä, tunnettu siitä, että termisessä ruiskutuksessa käytetyn epäorgaanisen CD 00 30 väriaineen hiukkasten (26, 28) keskimääräinen hiukkashalkaisija on välillä 0,1 - 10. mikrometriä, edullisesti välillä 0,1-5 mikrometriä, ja edullisemmin välillä o) 0,1-1 mikrometriä.
12. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetel-^ mä, tunnettu pinnoitteen (6) valmistamisesta, jonka paksuus on ainakin 10 00 35 mikrometriä, tai ainakin 50 g/m2, tai pinnoitteen aikaansaamisesta, jonka koko naispaksuus on ainakin 150 mikrometriä tai 137 g/m2.
13. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-12 mukainen menetelmä, tunnettu terässubstraatin (4) esikäsittelystä yhdellä tai useammalla seuraavista: - esilämmitetään terässubstraatti (4) ainakin 100 °C:een, edullisesti 5 200 °C:een; ja - karhennetaan terässubstraatin (4) pinnoitettavaa pintaa mekaanisesti.
14. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-13 mukainen menetelmä, tunnettu pinnoitetun terässubstraatin (4) jälkikäsittelystä yhdellä tai 10 useammalla seuraavista: - lämpökäsitellään pinnoitettua terässubstraattia (4) lämpötilassa ainakin 400 °C; - lämpökäsitellään pinnoitettua terässubstraattia (4) galvanneal-uu- nissa; 15. aikaansaadaan lakkapinnoite metallipinnoitteen (6) päälle; - aikaansaadaan päällyspinnoite metallipinnoitteen (6) päälle sol-gel -prosessilla.
15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen menetelmä, tunnettu termisessä ruiskutuksessa syntyneen ylimääräisen lämmön käyttämi- 20 sestä terässubstraatin (4) lämmittämisessä.
16. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä suoritetaan jatkuvana prosessina te-räsnauhan pinnoittamiseksi.
17. Terästuote (4), jossa on värjätty metallipinnoite (6) ainakin osalla 25 terästuotteen (4) pintaa, joka metallipinnoite (6) koostuu ainakin osittain metallihiukkasista (8, 1), jotka on kerrostettu terästuotteen (4) pinnalle, tunnettu 5 siitä, että metallipinnoite (6) käsittää lisäksi epäorgaanisen väriaineen hiuk- C\J ^ kasia (26), jotka on upotettu metallipinnoitteeseen (6) läpivärjätyn metallipin- ° noitteen aikaansaamiseksi. CD 00 30
18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen terästuote, tunnettu siitä, | että epäorgaanisen väriaineen hiukkaset (26) on kiinnitetty metallihiukkasiin (8, o) 10) metallipinnoitteessa (6), tai että epäorgaanisen väriaineen hiukkaset (26) on upotettu metallihiukkasten (8, 10) väliin metallipinnoitteessa.
^ 19. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen terästuote, t u n n βί00 35 t u siitä, että metallipinnoitteen (6) paksuus on ainakin 50 mikrometriä tai aina kin 100 g/m2
20. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 17-19 mukainen terästuote (4), tunnettu siitä, että metallipinnoite (6) on sinkkipohjainen pinnoite, alu-miinipohjainen pinnoite, tai sinkki-alumiini -pohjainen metallipinnoite (6), tai että metallihiukkaset (8, 10) käsittävät sinkkihiukkasia, tai alumiinihiukkasia, tai 5 sekä alumiini- että sinkkihiukkasia, tai hiukkasia, jotka käsittävät sinkki tai alumiinia tai molempia.
21. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 17-20 mukainen terästuote (4), tunnettu siitä, että epäorgaanisen väriaineen hiukkaset (26) käsittävät yhtä tai useampaa seuraavista: koboltti-, rauta-, kromi- tai titaaniyhdisteitä tai 10 niiden oksideja.
22. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 17-21 mukainen terästuote (4), tunnettu siitä, että metallipinnoite (6) on edelleen pinnoitettu läpinäkyvällä päällyspinnoitteella.
23. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 17-22 mukainen terästuote 15 (4), tunnettu siitä, että terästuote on kuuma- tai kylmävalssattu nauhateräs tai teräslevy, tai edelleen niiden prosessoitu komponentti, kuten rakennuksen ulkoelementti tai sen osa, kattoelementti, rakenne-elementti, rakennuksen tai rakenteen osa, kulkuvälineen osa tai teollisuusprosessissa tai -laitoksessa käytetyn laitteiston komponentti.
24. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 17-23 mukainen terästuote (4), tunnettu siitä, että terästuote (4) käsittää mekaaninen lukituksen ja/tai diffuusiosidoksen metallipinnoitteen (6) ja terässubstraatin (4) välillä.
25. Raaka-aine pinnoitteen valmistamiseksi ainakin osalle teräs-substraattia (4) termisellä ruiskutuksella, joka raaka-aine käsittää terässubst-25 raatin (4) pinnalle kerrostettavia metallihiukkasia (8), tunnettu siitä, että raaka-aine käsittää lisäksi ainakin yhden epäorgaanisen väriaineen hiukkasia 5 (26), jotka on kiinnitetty mekaanisesti metallihiukkasiin (8), tai sintrattu tai sula- C\J ^ tettu kiinni metallihiukkasiin (8).
° 26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen raaka-aine, tunnettu siitä, CO 00 30 että metallihiukkaset (8) käsittävät sinkkihiukkasia, tai alumiinihiukkasia, tai sell kä alumiini- että sinkkihiukkasia, tai hiukkasia, jotka käsittävät sinkkiä tai alu- o) miini tai molempia.
27. Patenttivaatimuksen 25 tai 26 mukainen raaka-aine, tunnet-^ t u siitä, että epäorgaaninen väriaine käsittää koboltti-, rauta-, kromi-, tai ti- 00 35 taaniyhdisteitä tai niiden oksideja.
28. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen 25 - 27 mukainen raaka-aine, tunnettu siitä, että metallihiukkasten (8) keskimääräinen hiuk-kashalkaisija on välillä 0,5 - 150 mikrometriä, edullisesti välillä 0,5 - 50 mikro-metriä ja edullisemmin välillä 0,5 -10 mikrometriä.
29. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen 25 - 28 mukainen raaka-aine, tunnettu siitä, että epäorgaaninen väriaine on kiinnitetty metallihiukkasiin (8) hiukkasina, joiden keskimääräinen on välillä 0,1 -100 mikrometriä, edullisesti välillä 0,1-5 mikrometriä ja edullisemmin välillä 0,1-1 mikrometriä.
30. Raaka-aineen, joka käsittää metallihiukkasia (8) ja ainakin osaan metallihiukkasista (8) kiinnitettyä epäorgaanista väriainetta, käyttö termisessä ruiskutuksessa läpi värjätyn metallipinnoitteen valmistamiseksi teräs-substraatille (4). 't δ c\j O) o CO C\l X cc CL CD LO δ CM
FI20115719A 2011-07-06 2011-07-06 Menetelmä ja raaka-aine metallipinnoitteen valmistamiseksi ja terästuote FI124667B (fi)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115719A FI124667B (fi) 2011-07-06 2011-07-06 Menetelmä ja raaka-aine metallipinnoitteen valmistamiseksi ja terästuote
PCT/FI2012/050712 WO2013004913A2 (en) 2011-07-06 2012-07-06 Method, arrangement and raw material for producing metal coating, and steel product
EP12766454.8A EP2729593A2 (en) 2011-07-06 2012-07-06 Method, arrangement and raw material for producing metal coating on a steel product

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115719A FI124667B (fi) 2011-07-06 2011-07-06 Menetelmä ja raaka-aine metallipinnoitteen valmistamiseksi ja terästuote
FI20115719 2011-07-06

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20115719A0 FI20115719A0 (fi) 2011-07-06
FI20115719A FI20115719A (fi) 2013-01-07
FI124667B true FI124667B (fi) 2014-11-28

Family

ID=44318392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20115719A FI124667B (fi) 2011-07-06 2011-07-06 Menetelmä ja raaka-aine metallipinnoitteen valmistamiseksi ja terästuote

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2729593A2 (fi)
FI (1) FI124667B (fi)
WO (1) WO2013004913A2 (fi)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103352198B (zh) * 2013-06-26 2015-07-22 中国人民解放军装甲兵工程学院 一种高速电弧喷涂制备Al-Ni-Mm-Co非晶纳米晶复合涂层的粉芯丝材
CN104946930B (zh) * 2014-03-28 2017-10-31 宝山钢铁股份有限公司 一种均匀复合结构锌铝防护涂层及其制造方法
WO2019008405A1 (en) * 2017-07-04 2019-01-10 Arcelormittal METALLIC SUBSTRATE WITH COLD SPRAY COATING

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1083003A (en) * 1964-10-23 1967-09-13 Glacier Co Ltd Hot metal spraying of bearing materials
US5198026A (en) * 1989-04-27 1993-03-30 Nippon Mining Co., Ltd. Colored zinc powder, its method of production and method for producing colored article

Also Published As

Publication number Publication date
FI20115719A0 (fi) 2011-07-06
WO2013004913A3 (en) 2013-04-25
WO2013004913A2 (en) 2013-01-10
EP2729593A2 (en) 2014-05-14
FI20115719A (fi) 2013-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Vignesh et al. Identifying the optimal HVOF spray parameters to attain minimum porosity and maximum hardness in iron based amorphous metallic coatings
Bach et al. Modern Surface Technology
US6231969B1 (en) Corrosion, oxidation and/or wear-resistant coatings
CN105431624B (zh) 产生内燃机中使用的活塞的氧化保护层的方法和具有氧化保护层的活塞
US6416870B1 (en) Corrosion-resistant multilayer coatings
Sidhu et al. Characterisations of HVOF sprayed NiCrBSi coatings on Ni-and Fe-based superalloys and evaluation of cyclic oxidation behaviour of some Ni-based superalloys in molten salt environment
Buytoz et al. Microstructural and wear characteristics of high velocity oxygen fuel (HVOF) sprayed NiCrBSi–SiC composite coating on SAE 1030 steel
Picas et al. Tribological evaluation of HVOF thermal‐spray coatings as a hard chrome replacement
Quintino Overview of coating technologies
WO2007055955A2 (en) Method of reducing porosity
JP4137793B2 (ja) 金属表面を被覆する方法
FI124667B (fi) Menetelmä ja raaka-aine metallipinnoitteen valmistamiseksi ja terästuote
Somasundaram et al. Hot Corrosion Behaviour of HVOF Sprayed (Cr 3 C 2–35% NiCr)+ 5% Si Coatings in the Presence of Na 2 SO 4–60% V 2 O 5 at 700 C
US7419704B2 (en) Coatings on fiber reinforced composites
US20060159858A1 (en) Coating process
Hauer et al. Process selection for the fabrication of cavitation erosion-resistant bronze coatings by thermal and kinetic spraying in maritime applications
Sidhu et al. Performance of high-velocity oxyfuel-sprayed coatings on an fe-based superalloy in Na 2 SO 4-60% V 2 O 5 environment at 900° C Part I: Characterization of the coatings
JP2016500756A5 (fi)
Komatsu et al. Densification of metal oxide films synthesized from metal complexes by flame spraying
Pokorny et al. Bond strength of plasma sprayed ceramic coatings on the phosphated steels
Sidhu et al. Comparative characteristic and erosion behavior of NiCr coatings deposited by various high-velocity oxyfuel spray processes
Pascu et al. A comparison of flame coating and laser cladding using Ni based powders
Bag et al. Surface engineering for coating: A smart technique
CN104372283A (zh) 一种硬度和韧性较好的等离子喷涂TiN涂层
WO2013004916A2 (en) Raw material, method and steel product

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 124667

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed