FI71794B - Foerfarande och anlaeggning foer aostadkommande av en noetningsbestaendning ytbelaeggning pao ett tunt metalliskt banmaterial foeretraedesvis avsett foer framstaellning av schabrar raklar och liknande - Google Patents

Description

1 71794

Menetelmä ja laitteisto kulumiskestävän pinnoitteen aikaansaamiseksi ohuelle metalliselle nauhamateriaalille, erityisesti kaavinten, pyyhkäisyterien ja sentapaisten valmistamista varten 5 Esilläoleva keksintö koskee menetelmää ja laitetta kulumiskestävän pinnoitteen aikaansaamiseksi ohuelle metalliselle, nauhamaiselle alusmateriaalille erityisesti kaavinten, pyyhkäisyterien ja sentapaisten sekä vastaavalla tavalla rakennettavien tuotteiden valmistamista varten.

10 Keksintö on erityisesti tarkoitettu käytettäväksi kaavinten, pyyhkäisyterien ja vastaavien valmistamiseen, varsinkin sively- ja tasoituskaavinten valmistamiseen liikkuvia paperiratoja varten ja sitä selostetaan seuraa-vassa lähemmin myös tämä käyttöalue huomioonottaen- vaikka-15 kaan keksintö sinänsä ei rajoitu siihen.

Paperinsilitystekniikan kehitys kulkee kohti yhä nopeampia silityslaitteistoja. Niinpä nykyään on olemassa laitteistoja, joiden ratanopeus on aina 1500 m/min ja jopa enemmän ja paperiradan leveys voi nousta tietyissä ta-20 pauksissa esimerkiksi 8 metriin ja ylikin. Sellaiset laitteet asettavat suuria tarkkuusvaatimuksia sivelykaapimille varsinkin kun sivelyaineen määrä keskimäärin ei useinkaan 2 kohoa yli 5-25 g:n sivelyainetta/m paperipintaa. Ehdoton vaatimus tässä tilanteessa on, että sivelyainekerros on 25 aivan tasainen.

Silitystulokseen vaikuttaa suuressa määrin viisteen pituus radan kulkusuunnassa taipuisalla terällä vaikuttavan joustovoiman suhteen. Vaikuttavalla pintapaineella, ts. viisteen paperipinnalle vaikuttavalla puristusvoimalla 30 pintayksikköä kohti, ns. ominaispintapaineella on mm.

ratkaiseva merkitys radalle jäävään silitysmäärään. Vallitsee siis tietty yhteys viistepituuden ja terän kimmoisten ominaisuuksien välillä. Estämään viistepinnan suuruuden muuttumista kulumalla silitystapahtuman aikana hiotaan 35 nykyään sivelyterät säännöllisesti niin, että viistepinta ja -kulma vastaa mahdollisimman läheisesti niitä todellisia 2 71794 olosuhteita, jotka vallitsevat itse siloitustapahtumassa.

On myös tärkeää, että terällä on vaikuttavaan joustovoi-maan sopiva taipuisuus, mikä mahdollistaa mm. kaapimen sopivan seuraamisen radan paikallisten epätasaisuuksien mukana ja päästää ohitseen vikoja, kuten kokkareita ja 5 muita paksunnoksia paperiradalla.

Tavanomaisilla terillä saadaan sinänsä hyvä sili-tystulos, mutta niiden haittana on nopea ja epätasainen kuluminen minkävuoksi ne täytyy vaihtaa jo vain vähäisen määrän kaavinainetta kuluttua pois. Syynä on, että sively-10 terä, joka yleensä toimii sekä paperiradan päällyspinnan että paperiradan vastakkaista pintaa kannattavan kumipääl-lysteisen vastavalssin kanssa, on käytännön syistä leveämpi kuin paperirata. Lisäksi paperin silityksessä käytetään yleensä väriainedispersioina veteen sekoitettua savea, 15 mikä merkitsee, että sekä itse sivelyaine että paperirata vaikuttavat voimakkaan kuluttavasti kaapimen reunaan. Ne osat kaapimessa, jotka sijaitsevat paperiradan ulkopuolella ja koskettavat silityksen yhteydessä kumipäällysteistä vastavalssia joutuvat sitävastoin merkityksettömän kulu-20 tuksen alaisiksi. Tämä merkitsee, että kaapimen alussa suora reuna muuttuu kulumisen vuoksi kaarevaksi kohdissa, joissa paperirata kulkee ja senvuoksi syntyy jonkin ajan kuluessa epätasainen päällystepinta radan poikkisuuntaan.

Sen vuoksi täytyy käytännössä vaihtaa tavanomainen terä jo 25 muutaman käyttötunnin kuluttua, mikä ei ole vain kallista materiaalin kannalta vaan johtaa myös kalliisiin käyttö-katkoihin niitä seuraavine uusine sisäänajojaksoineen.

Paljon työtä on tehty yritettäessä nidentää tavanomaisten sivelyterien käyttöikää ja teräksen ainekoostu-30 muksen sopivalla valinnalla ja muiden ominaisuuksien, mm· karkaisun sopivalla ohjauksella on nykyään optimoitu perinteisen terän ominaisuudet.

Voitaisi myös ajatella saavutettavan kyseisten sivelykaavinten käyttöikään lisäystä käyttämällä kaavin-35 materiaalina sinänsä tavanomaista jousiterästä kulumiskestä- 3 71794 vämpää materiaalia. Siihen sopivat aineet, esimerkiksi kovametallit ja keraamiset aineet eivät ole kuitenkaan riittävän taipuisia ja lisäksi ne ovat erittäin hauraita ja murtuisivat senvuoksi helposti sivelykaapimissa nor-5 maalisti esiintyvien rasitusten vuoksi.

Muilla tekniikan alueilla kuin silitystekniikassa on aikaisemmin pyritty ratkaisemaan kulumisongelmaa kiinnittämällä paloja tai liuskoja kulutuskestävämmästä materiaalista kyseisen alusmateriaalin päälle ja tämän li-10 säksi on ehdotettu myös kovakromausta ja muita pinnoitteita aikaansaamaan sinänsä pehmeään alusmateriaaliin parempi kulutuspinta. Yritys ratkaista esilläoleva kulumisongelma vastaavalla tavalla keksinnössä esitetyn ohuen metalli-nauhan tapauksessa epäonnistui. Tunnetut ratkaisut osoit-15 tautuivat nimittäin teknisesti vaikeiksi suorittaa; osoittautui mm, että ohuen kaavinaineen alkuperäinen ja hyvän silitystuloksen kannalta välttämättömät ominaisuudet, esimerkiksi aineen taipuisuus kärsivät huomattavasti. Tässä yhteydessä on oleellista että keksinnön mukaisilla sively-20 kaapimilla ei saavuteta vain huomattavasti pidempää käyttöikää vaan myös vielä täysiarvoinen silitystulos. Tätä tulosta ei saavuteta jos kaapimen taipuisuus ja tasaisuus vähenee.

Keksinnön mukaisesti on osoittautunut mahdolliseksi 25 aikaansaada alussakuvatunlainen päällystysmenetelmä ohuita nauharaateriaaleja varten, jolloin yllämainitut haitat poistuvat.

Esilläolevan keksinnön tavoitteena on tehdä mahdolliseksi ohuiden sivelykaapimien järkevä massavalmistus alhaisin 30 kustannuksin, jolloin käyttöikä tavanomaisiin sivelykaapimiin verrattuna on huomattavasti parantunut samalla kelvollisen silitystuloksen säilyessä.

Keksinnön toinen tavoite on kiinnittää varmalla tavalla kulumiskestävä päällyste ohueen nauhamateriaaliin vaikutta-35 matta samalla alusmateriaalin alkuperäisiin ominaisuuksiin, 4 71 794 kuten tasaisuuteen, taipuisuuteen jne.

Keksinnön tavoitteena on vielä suorittaa pinnoittaminen siten, että ruiskutettavan pinnoiteaineen häviöt jäävät mahdollisimman pieniksi samalla kun saavutetaan 5 hyvä tuotantokapasiteetti.

Yllämainitut tavoitteet sekä seuraavassa selostuksessa lähemmin ilmenevät tavoitteet saavutetaan keksinnön mukaisesti alussa kuvatulla tavalla pääasiassa siten, että nauhamaiselle alusmateriaalille suoritetaan mahdollisesti 10 ennen pinnoitusta valmistava pintakäsittely ainakin pinnoitukseen tarkoitetussa vyöhykkeessä ja tämän jälkeen se pannaan kulkemaan yhden tai useamman pinnotusaseman kautta, joissa on yksi tai useita nauhan suhteen aseteltavia metalli-ruiskuja säädettyinä annostelemaan ennalta haluttu määrä 15 sulaa pinnoiteainetta.Kulumiskestävä päällyste rakennetaan asteittain tuomalla päällekkäin useita kerroksia, jolloin naunanopeus ja metalliruiskun suorituskyky sovitetaan toisiinsa niin , että kunkin pinnoitekerroksen alusmateriaaliin tuoma lämpömäärä jää alusmateriaalin lämpökapasiteettiin 20 nähden niin pieneksi, että alusmateriaalin lämpötilan nousu ei aiheuta muutoksia alusmateriaalin fysikaalisiin ominaisuuksiin, sekä että näin asteittain alusmateriaaliin tuotu lämpö johtuu pääosin pois alusmateriaalista ennenkuin se tulee uudelleen pinnoitusaseman kohdalle.

25 Keksinnön mukaisen menetelmän erään ratkaisun mukaan käytetään alustamateriaalina ohutta taipuisaa paksuudeltaan enintään 2,0 mm olevaa metallinauhaa, joka esipintakäsittelyn jälkeen asteittain kasvattamalla päällystetään, kulumiskestä-vällä pinnoitemateriaalilla pinnoitteen kokonaispaksuuteen 30 enintään 0,35 mm.

Kaapimilla tai tasoittimilla, jotka on valmistettu tällä tavoin päällystetystä nauhamateriaalista, on myös kulumiskestavan pinnoitteen kanssa yhdessä pääosiin samanlainen joustavuus kuin pinnoittamattomalla alusmateri-35 aalilla, joten kelvollinen silitystulos on taattu. Ehdotetun asteittaisen hyvin ohuen pinnoitteen kasvattamistavan avulla 5 71794 saadaan itse pinnoitteelle hyvä taipuisuus ja vähäinen hauraus. Metalliruiskutukselle tarkoitetaan tässä niinsanottua termistä ruiskutusta, jolloin sulaa pinnoitemateriaalia ruiskutetaan pinnoitettavaksi tarkoitetulle pinnalle. Esil-5 läolevassa tapauksessa on sopivaa käyttää plasma- tai liekki-ruiskutusta. Esimerkiksi plasmaruiskutuksessa, joka usein on suositeltavampi, kuumennetaan kaasua valokaarella niin voimakkaasti, että kaasu tulee plasmatilaan. Tässä plasma-tilassa kaasu ruiskutetaan suihkuna suuttimesta ja pinnoit-1Q teeksi tarkoitettu aine johdetaan plasmasuihkuun pulverina kantajakaasun avulla, jolloin pulveri sulaa välittömästi ja sinkoutuu sulassa tilassa suihkun mukana päällystettävälle pinnalle. Jotta tällöin ei vaurioitettaisi lämmön vaikutuksesta päällystettävää, varsin ohutta terästerää 15 rakennetaan sinänsä jo hyvin ohut päällyste sopivasti asteittain.

On sopivaa panna nauhamateriaali kulkemaan päällysteen asteittaista kasvattamista varten edestakaisin pin-noitusaseman kautta, jolloin nauha syötetään soDivasti 20 palauttaen pinnoiteaseman molemmin puolin sijaitsevilta säiliökeloilta.

Jos on tarvetta ylittää pinnoituslaitteen pinnoitus-vyöhykkeen kokonaisleveys voidaan keksinnön mukaisesti suorittaa oinnoituslaitteen sivuttaisliikettä nauhan suh-25 teen ja samalla vaihdella nauhan svöttösuuntaa.

Keksintö koskee myös laitteistoa kulumiskestävän pinnoitteen tekemistä varten suhteellisen ohuelle metalli-nauha-alustalle ja tähän laitteistoon kuuluu pääasiassa käyttölaite, jossa käyttörullien avulla syötetään jatku-30 vasti pinnoitettavaa nauhamaista alusmateriaalia pinnoitus-asemalle, jossa on ainakin yksi metalliruisku annostelemassa ennaltahaluttua määrää sulaa päällysteainetta laitteen alle tulevalle alusmateriaalille säädettävän pinnoitusvyöhykkeen alueella.

35 On tarkoituksenmukaista käyttää rakennetta, jossa 6 71794 säiliökelat asetetaan pinnoitusaseman molemmille puolille jolloin ruiskun ohi kulkevaa alustanauhaa kelataan niille nauhaan vaikuttavan palauttavan käyttölaitteen avulla,jolla saadaan aikaan pääasiassa äkillinen nauhan liikesuunnan 5 vaihto.

Keksinnön muut erikoispiirteet tulevat esiin liitettyjen vaatimusten ilmaisemien tunnusmerkkien yhteydessä.

Keksintöä selotetaan seuraavassa lähemmin viitaten muutamiin liitetyissä piirustuksissa esitettyihin esimerk-10 keihin, jolloin kuva 1 esittää periaatekaavion keksinnön mukaisesta laitteistosta nauhamateriaalin päällystämistä varten, kuva 2 esittää näkymän kuvassa 1 nähtävän laitteen päältä, 15 kuva 3 esittää periaatekaavion laitteistosta, joka on sasamantapainen kuin laitteisto kuvassa 1, kuva 4 esittää suurennetun leikkauksen pitkin linjaa A-A kuvassa 3 ja kuva 5 esittää periaatekaavion keksinnössä esitetystä 20 laitteistosta kahden nauhan samanaikaista päällystämistä varten.

Kuva 1 esittää sopivan laitteen yhden nauhamaisen alusmateriaalin pinnoittamista varten. Jos laitetta käytetään elastisten teräskaavinten valmistamiseen paperinsiloi-25 tusta varten, on sopivaa käyttää alusmateriaalina 0,10 - 0,70 imn:n paksuista ja ainakin 22 Rockwell C-yksikön kovuista nauhaa. Alusterästä esimerkiksi seuraavalla ainekoostumuksella : C 1,02 % 30 Si 0,20 %

Mn 0,40 % P 0,03 % max S 0,025 % max

Nauhamainen alusmateriaali on merkitty numerolla 1 ja se 35 kulkee aluksi säiliökelalta 2 nuolen 3 suuntaan ohjausvals- 7 71794 sin 4 kautta pyörivästi laakeroidulle valssille 5 ja sieltä toisen ohjausvalssin 6 kautta kelalle 7. Nauhamaisen alus-materiaalin 1 kosketuskulmaa valssin 5 vaippapinnalla on merkitty kirjaimella \Λ; . Valssi 5 voi olla haluttaessa 5 vesijäähdytteinen. Laitteistoon kuuluu vielä kaksi käyttö-rullaa 8 ja 9 asetettuina vastaavien ohjausvalssien 4 ja 6 yläpuolelle ja mainittuja käyttörullia pyöritetään sopivilla laitteilla, esimerkiki paineilmamoottoreilla, jotka ovat säädettäviä nopeuden ja kiertosuunnan suhteen. Valssin 1Q yläpuolelle on asetettu säädettävälle etäisyydelle matallin-ruiskutuslaite 10 ja tästä laitteesta lähtevä suihkuviuhka sulaa metallia on merkitty numerolla 11. Ennekuin alustanauha pannaan kulkemaan suihkuviuhkan 11 ohi voidaan nauha tuoda pintakäsittelylaitteen 12 yhteyteen, joka on esimerkiksi 15 pyörivä hiontakiekko tai teräsharja asetettuna painettavaksi nauhaa vasten sopivalla paineella. Mainittu pintakäsittely-laite kuvataan työasennossaan, ts. nauhaa vasten vaikuttavassa asennossaan, katkoviivoituksella 12'.

On myös osoittautunut varsin tarkoituksenmukaiseksi 20 käyttää valmistavaan pintakäsittelyyn varovaisen hionnan ja/tai harjauksen asemesta erityistä puhallusta karborundum-jauheella tai senkaltaisella, joka on mielellään raekoossa enintään 0,2 mm ja puhallus suoritetaan mielellään enintään kulmassa 45°nauhan pintaa kohti.

25 Kuva 2 esittää kuvan 1 mukaista laitteistoa päältä nähtynä ja selvyyden vuoksi on pinnoituslaite 10 jätetty siitä pois, Numerolla 13 merkitty ympyränmuotoinen alue kuvassa 2 vastaa ympyränmuotoista päällysteainevyöhykettä, joka muodostuu kun metalliruiskun 10 suihkuviuhka 11 osuu 30 nauhan pinnalle. Tässä on metalliruisku 10 asetettu niin, että vyöhyke 13 sijaitsee nauhan 1 reunassa 14. Syötettäessä nauhaa 1 jatkuvasti nuolen 3 suuntaan saadaan siten haluttu pinnoitepaksuus viivoitetulle alueelle 15 nauhan 1 toista reunaa pitkin.

35 Kuvissa 1 ja 2 esitettyä laitetta voidaan käyttää myös 8 71794 vastakkaiseen suuntaan, ts. nuolen 16 suuntaan. On nimittäin osoittautunut sopivaksi rakentaa kyseinen pinnoite useasta pinnoitekerroksesta myöhemmin tarkemmin selitettävästä syystä ja tätä varten tehdään siten ensimmäinen pinnoite-5 kerros materiaalinauhalle sen kulkiessa ensimmäisen kerran metalliruiskun 10 ali nuolen 3 suuntaan, jonkajälkeen laitteen liikesuunta kännettään ja seuraava kerros tehdään nauhalla jo olevan ensimmäisen pinnoitekerroksen päälle liikuttamalla nauhaa takaisin säiliökelalle 2 nuolen 16 suun-10 taan. Näin ajetaan materiaalinauhaa edestakaisin säiliö -kelojen 2 ja 7 välillä kunnes haluttu kerrospaksuus saavutetaan.

Kuvassa 3 kaavamaisesti esitetyssä keksinnön mukaisessa laitteistossa on myös pyörivästi laakeroitu valssi 5, 15 säiliökelat 2 ja 7, käyttörullat 8 ja 9 sekä metalliruiskutin 10. Välttämään ongelmaa vähitellen päällystetyn radan 1 kelaa-misen yhteydessä ehdotetaan tiettyjä lisärakenteita. Koska pinnoitekerrokset tehdään vain nauhan 1 toista reunaa pitkin syntyy kelauksessa ongelmia. Täyttämään välitilaa kahden 20 kierroksen välillä nauhan päällystämättömällä osalla tuodaan silloin nauhamainen välikerros 17, esimerkiksi kartongista, kunkin säiliökelalle kierrettävän materiaalinauhan 1 kerroksen väliin. Tätä nauhaa 17 kelataan silloin jatkuvasti säiliörullalta 18 ohjausvalssin 19 kautta ja johdetaan si-25 ten jatkuvasti kerrosten väliin säiliökeloilla 2 ja 7.

Kuvissa 1-3 nähtävä vastavalssi voidaan tietyissä tapauksissa jättää pois; tärkeää on kuitenkin että nauhaa voidaan syöttää säädetystä pinnoituslaitteen ohi. Pinnoitus-laite voi olla myös sivuttain siirrettävä erityisten pin-30 noitusvaikutusten saavuttamiseksi.

Kuva 4 esittää leikkauksen tällä tavalla välikerroksen kanssa kelatusta materiaalinauhan 1 kerroksesta.

Nauhan 1 toiselle reunalle tehtyä pinnoitekerrosta on merkitty numerolla 20. Jos välikerros 17 on hiukan paksumpi 35 ja huomattavasti leveämpi kuin päällyskerros 20 muodostaa nauha 1 vakaan rullan vaikka päällystetty osa 20 nauhaa 1 leijuu vapaana. On sopivaa että välikerros 17 sijaitsee jonkin matkan päässä pinnoitteen 20 sisäreunasta.

9 71794

Kuva 5 esittää yksityiskohtaa osasta keksinnön toista laitteistorakennetta. Siinä syötetään kahta nauhamaista alusmateriaalia 1 ja 1* vastaavien pituusreunojen 21 ja 21' ollessa vastakkain pinnoitusaseman kautta, joka voi olla periaatteessa samanlainen kuin laitteisto kuvissa 1 ja 2.

5 Ympyrämäistä pinnoitevyöhykettä, joka saadaan pinnoitus-laitteen 10 suihkuviuhkasta 11 on merkitty numerolla 22 ja nauhojen 1, 1' siirtyessä pinnoitettuja alueita on merkitty numeroilla 23 ja 24. Kuten nähdään käytetään tällöin lähes koko pinnoitusvvöhyke 22 muodostamaan vastaavat pin-10 noitteet nauhojen 1 ja 1' vastaaville reunoille 21 ja 21'. Näin saavutetaan huomattavaa pinnoitemateriaalin säästöä. Samoin syntyy kuvan 5 mukaisella kaksoisnauhapinnoituksella huomattavaa tuotannon lisäystä.

Tietyissä tapauksissa voi kuvassa 5 esitetyn kaksois-15 nauhapinnoituksen yhteydessä syntyä ongelmia esimerkiksi vastakkain olevien reunojen ohjauksessa. Keksinnössä esitetyn menetelmän erään vaihtoehdon mukaan voidaan useita tuotteita, esimerkiksi kaksi kaavinta, valmistaa samanaikaisesti yhden pinnoitussuorituksen avulla pinnoittamalla 20 leveytensä suhteen siihen sovitettu alusmateriaali keskialueeltaan. Tämänjälkeen suoritetaan leikkaus näin tehdyn keskialueen pinnoitteen halki - ts, pitkin nauhaa -jolloin saadaan kaksi pinnoitettua kaavinaihiota.

Keksinnön mukaisen menetelmän yhden vaihtoehdon mu-25 kaisesti alusmateriaaliin mutoillaan ennen pinnoitusta viistehinnoilla pääosin V- mutoinen keskiura. Näin muotoiltu nauha tuodaan sitten pinnoituslaitteelle, jolloin V-muotoinen ura ja myös ennalta määrättävät pinnoitusvyöhykkeet mainitun uran vieressä saavat halutun pinnoitteen.

30 Tämänjälkeen leikataan - esimerkiksi timanttisahalla -alusmateriaali pitkin V-muotoisen uran pohjaa, jolloin saadaan yhdellä pinnoitussuorituksella kaksi V-hionnalla muodostettua, päällystettyä viistepintaa.

Esimerkiksi yksinauhapinnoituksessa plasmalaitteella 35 käytetään useimmiten suutinta, jolla saadaan noin 5 mm le- 10 71 7 94 vyinen pinnoite. Tämä merkitsee, että ympyrämäisen pin-noitevyöhykkeen halkaisijan tulee olla noin 8 mm jos halutaan pinnoittaa aina nauhan reunaan asti. Yksinauha-pinnoituksessa käytetään siten vain noin 2/3 tarjolla -5 olevasta pinnoitusvyöhykkeestä. Jos halutaan kuvan 5 mukaisesti pinnoittaa kaksi nauhaa samanaikaisesti vaihdetaan pinnoituslaitteen suutin sellaiseen, jolla saadaan pyöreä kaikkiaan 10-12 mm:n suuruinen pinnoite-vyöhyke jolloin kumpaankin nauhaan tulee noin 5 mm leveä 10 pinnoite, mikä merkitsee huomattavaa ainesäästöä. Jos näin pinnoitettaessa tuodaan molemmissa tapauksissa samat lämpömäärät, ovat nauhan syöttönopeudet samat, mutta koska nauhoja on kaksi tulee tuotanto kaksinkertaiseksi.

Keksinnön mukaan voidaan tietysti myös alusmateriaalin 15 vastakkaiset tasosivut pinnoittaa mainitulla kulumis- kestävällä päällysteellä. Tämä antaa ilman hiottua viistettä olevassa alusmateriaalissa mahdollisuuden saavuttaa vastakkaisilta tasopinnoilta päällystetyn alusmateriaalin viistehionnan avulla lopullinen viistepinta, jossa on kova -20 kulumiskestävästä aineesta muodostuva alkuosa, pehmeämpi - vain alusmateriaalia oleva keskiosa ja kovakulumiskestävää ainetta oleva loppuosa.

Pinnoitusaineena käytetään sopivasti metalleja, keraamisia aineita, metallioksiideja ja/tai metallikarbideja.

25 Kuten aiemmin mainittiin, voi pinnoitettava materiaali- nauha muovautua pinnoitetta metalliruiskutuksella rakennettaessa tuodun lämmön vuoksi, ellei erikoisiin toimenpiteisiin ryhdytä. Tämä johtuu siitä, että keksinnön mukaan käytettävä ohut materiaalinauha pidättää itseensä pienen 30 lämpökapasiteettinsa vuoksi hyvin nopeasti niin paljon lämpöä, että ylitetään lämpötilaraja, joka on sallittu ennenkuin aineen ominaisuudet muuttuvat.

Keksinnön mukaisesti suoritetulla metalliruiskutuksella tuotavat lämpömäärät aikayksikköä kohti ovat suhteellisen 35 vakiot ruiskun tietyllä kapasiteetilla ja säädöllä. Keksin- n 71794 nössä ehdotettu pinnoitteen asteittainen kasvattaminen tapahtuu tekemällä useita äärimmäisen ohuita, 0,002- 0,04 mm:n paksuisia kerroksia päällekkäin muodostamaan koko-naispinnoite, jonka kokonaispaksuuden tulee olla 0,05 -5 0,35 mm. Käytäntö on osoittanut, että yksittäisten ker rosten paksuus ei saa ylittää 10 % alusmateriaalin paksuudesta.

Keksinnön mukaisesti tuodaan nauhamaista alusmateri-aalia pinnoitusasemalle nopeudella, joka on sovitettu 10 pinnoituslaitteen kapasiteettiin niin, että kullakin pinnoitekerroksella alusmateriaaliin tuotu lämpömäärä on niin pieni alusmateriaalin lämpökapasiteettiin nähden, ettei alusmateriaalin lämmönnousu aiheuta muutoksia alus-materiaalin fysikaalisiin ominaisuuksiin ja että näin as-15 teittäin tulevat lämpömäärät pääsevät johtumaan jatkuvasti pois alusmateriaalista. Haluttaessa voidaan saada aikaan lisäjäähdytys siten, että alusmateriaalinauha tuodaan sen kulkiessa pyörivän valssin yli mekaaniseen kosketukseen jäähdytetyn valssipinnan kanssa. Tällöin 20 voi jäähdytys tapahtua esimerkiksi tuomalla jäähdytys- ainetta valssin sisälle. Tietysti alusmateriaalia voidaan jäähdyttää myös tuomalla jäähdytysainetta suoraan alus-materiaali vasten, esimerkiksi nestemäisellä hiilihapolla tai myös käyttämällä ylimääräistä ilmajäähdytystä, jos 25 alusmateriaalin luonnollinen jäähdytys ei olisi riittävä.

Kuvan 1 esittämää laitteistoa on keksinnön mukaan käytetty seuraavalla tavalla:

Alusmateriaalina käytettiin paksuudeltaan 0,305 mm ja leveydeltään 76 mm olevaa teräsnauhaa karkaistusta hiili-30 teräksestä. Teräsnauhat olivat 400 m pituisina rullina. Pinnoituslaitteena käytettiin plasmalaitetta. Yhdessä tapauksessa ajettiin vain yksi alustanauha laitteen läpi. Esikäsittely suoritettiin pyörivällä pehmeällä myötä-leveällä hiomakiekolla, jossa oli säteittäin ulospäin suun-35 tautuvia smirgelikangasliuskoja. Tämä esikäsittely suoritetaan materiaalin kulkiessa ensimmäistä kertaa laitteiston läpi.

i2 71 7 94

Plasmalaitteen etäisyys suuttixnesta nauhan pinnalle oli noin 80 mm ja pyöreän pinnoitysvyöhykkeen halkaisija oli noin 12 mm. Näin syntyi nauhamaisella alusmateriaalille 8 mm:n levyinen pinnoite. Ensimmäisen pinnoitusvaiheen kerrospaksuus arvioitiin 0,01 mm:ksi ja nauhanopeus oli 5 40 m/min. Mitään värimuutoksia päällystetyssä nauhalla tai tasomaisuuden huonontumista lämpövaikutuksen vuoksi ei voitu todeta eikä mitään paikallista ylikuumenemista nauhassa ilmeisesti tapahtunut. Kokonaisaika nauhan ensimmäisellä kierroksella pinnoituslaitteen läpi oli noin 10 10 minuuttia. Vaihtamalla käyttörullien pyörimissuuntaa ja säätämällä ne niin, että käyttävän rullan avulla -nauhan kulkusuuntaan katsottuna - syötetään nauhaa ja pyöritetään valssia taaemman käyttörullan ollessa jarrutettuna, voidaan metallipulverin vaihdon jälkeen ruiskutuslait-15 teessä tehdä toinen pinnoitekerros. Tietyissä tapauksissa voidaan saada parannusta esikäsitellyn pintakerroksen pinnoitteeseen jos tehdään sidekerros ensimmäiseksi kerrokseksi. Nauhanopeus oli noin 40 m/min, ja myöhemmin tehdyn kerroksen paksuus oli noin 0r0l mm. Nauhan lämpötila oli 20 lähes muuttumaton verrattuna nauhan ensimmäiseen läpikulkuun pinnoituslaitteen kautta. Seuraavien viidentoista kierroksen jälkeen pinnoituslaitteen läpi mitattiin nauhan pinnoitteen kokonaispaksuudeksi 0,150 mm.

Näin päällystetyn nauhan pinnoite hiottiin sitten 25 pinnankarheuteen n. 0,5yu R, jonkajälkeen nauha leikattiin sopiviksi kappaleiksi.

Keksinnön mukaan esitetty päällysteenpinnan jälki-hionta pinnankarheuteen alle 3,0 μ Ra saadaan sopivasti käyttämällä timanttikiekkoa, jonka hiontapinnassa on sopi-30 vaan sideaineeseen sekoitettuja raesuuruudeltaan enintään 0,1 mm olevine partikkeleita porrastettuina 0.01 -0,05 mm:n välein.

Kuten edellä on mainittu voivat keksinnön mukaan pinnoitteena käytettävät kulumiskestävät materiaalit olla 35 keraamisia aineita, metallioksiideja tai -karbiideja.

13 71 794

Keksinnössä esitetyn menetelmän mukaisella rakenteella voidaan myös useita nauhoja pinnoittaa samanaikaisesti yhtenä suorituksena. Eri nauhat asetetaan silloin sopivasti päällekkäin porrastetusti, ts. niin että kunkin 5 nauhan päällystettävät pinnat jäävät vapaiksi.

Claims (14)

71794 1 4

1. Menetelmä kulumiskestävän pinnoitteen saattamiseksi termisellä ruiskutuksella ohuen, nauhamaisen metallisen alus- 5 materiaalin päälle, joka menetelmä edullisesti on tarkoitettu kaapimien, pyyhkäisyterien ja vastaavien valmistamiseksi, tunnettu siitä, että kulumiskestävä pinnoite rakennetaan asteittain saattamalla useita keraamista materiaalia olevia osakerroksia, joiden kunkin paksuus on alueella 1C 0,002-0,040 mm, toistensa päälle, jonka lisäksi alusmateri-aaliin tuotava lämpömäärä jokaisen osakerroksen päällesaat-tamisen yhteydessä sovitetaan siten alusmateriaalin lämmön varastoimiskykyyn nähden, että alusmateriaalin lämpötilan nousu ei johda muutoksiin alusmateriaalin fysikaalisiin omi- 15 naisuuksiin ja että siten asteittain alusmateriaaliin tuotu lämpömäärä pääasiallisesti johdetaan pois alusmateriaalista ennen kuin uutta osakerrosta saatetaan päälle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nauhamainen materiaali pinnoitteen 20 asteittaisen rakentamisen aikana ja sen asteittaista rakentamista varten saatetaan kulkemaan ainakin yhden pinnoitus-aseman läpi edestakaisen liikkeen muodossa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nauhamaista materiaalia syötetään 25 palautuvasti pinnoitusaseman molemmin puolin sijaitsevilta säiliökiekoilta.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinnoitettavaksi tarkoitettu nauhamainen materiaali ennen pinnoitteen saattamista alistetaan 30 valmistelevaan pintakäsittelyyn, joka tapahtuu teräsharjauk-sen avulla tai karborundumjauheella tai vastaavalla suihku-puhalluksen avulla, joka jauheen raekoko on alle 0,2 mm.

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alusmateriaalia jäähdytetään jokai- 35 sen osakerrospinnoituksen aikana ja/tai välillä esimerkiksi tuomalla se suoraan kosketukseen jäähdytysaineen kanssa. II is 71794

6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alusmateriaali saatetaan kulkemaan pinnoitusaseman kautta hyvässä termisessä ja mekaanisessa kosketuksessa alusmateriaalin vastakkaista puolta kannetta- 5 vaan valssiin.

7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinnoitteen osakerrokset tehdään plasmaruiskutuksella.

8. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 1-7 mukainen 10 menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin kaksi nauhamaista alusmateriaalia saatetaan samanaikaisesti kulkemaan pinnoitusaseman kautta vastaavat sivureunat vastakkain aseteltuina .

9. Patenttivaatimusten 1-8 mukainen menetelmä, t u n-15 n e t t u siitä, että pinnoite koostuu osakerroksista jotka sisältävät seoksen, jossa on alumiinioksidia (AL· O,) ja vä-hempi määrä muuta metallioksidia, esimerkiksi titaanioksidia (TiC^) edullisesti suhteessa 97 % ja 3 % vastaavasti.

10. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 1-9 mukai-20 nen menetelmä, tunnettu siitä, että rullattaessa kelalle vähitellen pinnoitettua nauhaa tuodaan jatkuvasti välikerrosta kelauskierrosten väliin vastakkain olevien päällystämättömien nauhanosien pinnoille tasaisen sisään-ja uloskelautumisen aikaansaamiseksi.

11. Patenttivaatimusten 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiomalla saatetaan pinnoitteen työpinta pinnankarheuteen alle 3,0 /uR^.

12. Laitteisto kulumiskestävän pinnoitteen valmistamiseksi termisellä ruiskutuksella suhteellisen ohuen metal-30 lisen nauhamaisen alusmateriaalin päälle patenttivaatimuksessa 1 esitetyn menetelmän mukaisesti, tunnettu siitä, että se käsittää käyttölaitteen (2,5,7,8,9), joka on sovitettu jatkuvasti syöttämään pinnoitettavaa nauhamaista alusmateriaalia (1) pinnoituspaikalle, jossa on ainakin yk-35 si metalliruiskutuslaite (10), joka on sovitettu annostelemaan ennalta haluttua määrää sulaa pinnoiteainetta säädettä- ie 71794 välle pinnoitusvyöhykkeelle (13,22) laitteen ohi syötettävälle alusmateriaalille (1).

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää pinnoitusaseman molemmin 5 puolin sovitetut säiliökelat (2,7) ruiskutuslaitteen (10) ohikulkevan nauhamaisen alusmateriaalin (1) jatkuvaa kelaamista varten nauhaan (1) vaikuttavan palauttavan käyttölaitteen avulla, jolla saadaan aikaan pääasiassa äkkinäinen nauhan liikesuunnan muutos.

14. Patenttivaatimusten 12 ja 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää laitteet (18), jotka jatkuvasti syöttää suikalemaista välikerrosta (17) kelauskierrosten väliin vastaavilla säiliökeloilla (2,7). li 17 71 794