DE1040875B - Verfahren zum Herstellen von beschraenkten Nichtmetallueberzuegen auf Gegenstaenden aus starkem Stahl- oder anderem Metallblech - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 48 c 3

INTERNAT. KX. C 23 d

PATENTAMT

H28316IVc/48c

ANMELDETAG: 12. OKTOBER 1956

B EKANNTMACH DNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT.·

9.OKTOBER 1958

Nichtmetallstoff«, aus welchen. Schutzüberzüge auf elektrisch leitender Unterlage gebildet werden sollen, z. B. Emailüberzug, Kunststoffüberzug usw., wurden bisher in der Weise auf die Sinterungstemperatur gebracht, daß der ganze Gegenstand mit der aufgebrachten Schutzmasse in Gas- oder elektrischen öfen, eventuell auch im Feuer einer Flammenspritzpistole, erwärmt wurde.

Bei der Fertigung von Emailbehältern (Tanks), deren Abmessungen, größer sind als die Dimensionen der Emailöfen, muß dabei so verfahren werden, daß man sie aus Teilstücken zusammensetzt, die einzeln in dem Ofen emailliert und dann zusammengeschweißt werden, worauf nach dem Ausschleifen, allein die Schweißung noch einmal emailliert wird.

Diese Formen der Erwärmung sind aber auch dort ungeeignet, wo die Schutzschicht nicht auf die ganze Oberfläche des Gegenstandes aufgetragen werden soll, sondern nur auf einen. Teil derselben, z. B. wenn, bei großflächigen Emailüberzügen nur einzelne schadhafte Stellen oder örtliche Beschädigungen neu emailliert werden sollen.

In diesem und ähnlichen Fällen eignen sich die angeführten Formen der Erwärmung in öfen deswegen nicht, weil die Erwärmung des ganzen Gegen-Standes die Störung des ursprünglichen, Emails (Überbrennen) zur Folge hätte oder eine thermische oder chemische Deformation des Gegenstandes entstehen würde. Diese Erwärmungsverfahren können auch aus Betriebs- oder Finanzgründen ungeeignet sein. Im Falle der Ausbesserung von größeren Behältern ist z. B. die Demontierung, Beförderung in ein Emailwerk, Überemaillierung, Rücktransport und Wiederaufstellung notwendig, die erhebliche Kosten verursachen, abgesehen von den Schäden, die mit der Ausschaltung des betreffenden Teiles der Fertigung aus dem Betrieb verbunden sind. Auch die Erwärmung mittels einer Flammenspritzpistole oder einer ähnlichen Art der Flammenerwärmung bewährt sich nicht, weil entweder die übergebene Wärme zur Erwärmung von größeren und stärkeren Gegenständen auf die notwendige Temperatur nicht ausreicht, die Dauer der Erwärmung verhältnismäßig lang ist oder der Gegenstand in viel größerem Umfang erwärmt wird, als es für die gewünschte Arbeit verlangt ist. Dabei ist es schwierig, den technologischen Prozeß zu bewältigen. Die Hochfrequenzinduktionserwärmung und ähnliche Verfahren können, oft wegen der Form und der Dimensionen der Gegenstände, bei welchen das Teilemaillieren am meisten in Frage kommt, und mit Rücksicht auf die oft schwere Zugänglichkeit der zu bearbeitenden Stellen und auf die aufzuwendenden Kosten nicht angewendet werden.

Die angeführten Nachteile werden durch das Ver-Verfahren zum Herstellen
von beschränkten Nichtmetallüberzügen
auf Gegenständen aus starkem Stahloder anderem Metallblech

Anmelder:
Vratislav Haien, Prag

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Spreer, Patentanwalt,
Göttingen, Groner Str. 37

Beanspruchte Priorität:
Tschechoslowakei vom 16. November 1955

Vratislav Haien, Prag,
ist als Erfinder genannt worden

fahren gemäß der vorliegenden Erfindung beseitigt. Das Neue besteht darin, daß eine glasartige Masse, die auf einen elektrisch leitenden Gegenstand aufgetragen wird, durch elektrolytische Erwärmung des Unterlagewerkstoffes auf die Sinterungstemperatur gebracht wird.

Die elektrolytische Erwärmung entsteht, wie bekannt ist, beim Durchgang des Gleichstromes durch einen geeigneten Elektrolyten als Folge verschiedener Stromdichten zwischen der Anode und der Kathode. Ihre praktische Ausnutzung zur Erwärmung von Metallgegenständen ist bekannt, wurde aber ausschließlich zur Erwärmung der eigenen Masse der Kathode, d. h. des thermisch zu verarbeitenden, z. B. abgeschreckten oder gehärteten Gegenstandes, verwertet. Die Erwärmung der Kathode¹, nämlich des Metallgegenstandes, war also der Hauptzweck des bisher bekannten Verfahrens.

Dagegen wird nach dem Verfahren gemäß dieser Erfindung die elektrolytische Erwärmung zur Übergabe einer bestimmten Wärmemenge an das glasartige Material (Email u. ä.), das als Überzug aufgetragen ist, ausgenutzt, wobei das Unterlagemetall (Kathode) nur ein Vermittler für die Übergabe der Wärmeenergie ist. Der Zweck dieses Verfahrens ist demnach nicht die Erwärmung der Kathode, sondern des auf sie aufgetragenen Überzuges. Dabei wird auf die verlangte Temperatur nur eine bestimmte, aus-

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gewählte Stelle gebracht, wobei die Temperatur 920° C; im Laufe der nächsten 120 s. trat eine vollscharf begrenzt ist und in der Nachbarschaft scharf kommene Sinterung zu einer glasartigen Schicht ein. abfällt (ungefähr einige hundert Grad C auf 2 cm). In Auf das so ausgebrannte Grundemail wurde mittels

Abb. 1 ist das Schema einer von den möglichen einer Flammeinspritzpistole nochmals Grundemail Einrichtungen für die elektrolytische Erwärmung 5 aufgetragen mit einer Brennzeit von 120 s. bei einer veranschaulicht, während Temperatur von 860° C.

Abb. 2 eine Detailzeichnung einer Ausführungs- Durch ein analoges Verfahren kann auf das Grundform des Teilungsgefäßes für den Elektrolyten dar- email, das wie im vorigen Falle aufgetragen und ausstellt, gebrannt wurde, nach seiner Auskühlung wieder ein

Die Einrichtung setzt sich zusammen aus einem io geeignetes Deckemail naß aufgetragen und nach der Gefäß für den Elektrolyten 1, das aus einer Isolier- Austrocknung beim Benutzen von elektolytischer büchse 2 und aus einem Kupfersieb 3 besteht, sowie Erwärmung wieder ausgebrannt werden.
einem Auffangbehälter 4 und einer Pumpe 5. Eine andere Modifikation bildet ein Verfahren, bei

Durch die Pumpe 5 wird der Elektrolyt aus dem welchem auf das Grundemail durch Pudern ein Deck-Sammelbehälter 4 durch ein Rohr 6 in das Gefäß für 15 email bei ununterbrochener elektrolytischer Erwärden Elektrolyten 1 befördert. Hier kommt der mung aufgetragen wird. Die Endausführung der Elektrolyt in Berührung mit dem Sieb 3, das die Oberfläche des geschmolzenen Deckemails wird durch Anode bildet und an den Pluspol einer Gleichstrom- die Flamme einer Flammenspritzpistole (oder eines quelle, angeschlossen wird. Das Gefäß 1 besteht aus Schweißbrenners u. ä.) vorgenommen.
Melalit, Steatit oder Zementasbest und ist mit Vor- 20 Weitere Analogie besteht im Verfahren, bei welteil mit einem Isolierungsglasüberzug versehen, damit chem der Gegenstand durch elektrolytische Erwäres genügend gegen die Wärmebelastung Widerstands- mung über die Adhäsionstemperatur des Metalls und fähig ist. Die Flüssigkeit, die aus dem Gefäß 1 aus- des Deckemails erwärmt wird und demjenigen, weifließt, bildet eine Schicht von einer gewissen Dicke, ches durch das Spritzen mit einer Flammenspritzdie den Metallgegenstand 7, der zum Überziehen mit 25 pistole aufgetragen wird. Der Gegenstand, der mittels dem Glasüberzug bestimmt ist, berührt. Dieser bildet der elektrolytischen Erwärmung bis zur Sinterungsdie Kathode und ist an den Minuspol einer Gleich- temperatur erwärmt wird, kann auch mit einigen stromquelle angeschlossen. Im Augenblick des Strom- Emails direkt gepudert und die Oberfläche mit der einschaltens entsteht zwischen den beiden, Elektroden Flamme einer Flammenspritzpistole glatt geschmoleine Strahlung oder Funkentladung und als Folge 30 _zen werden.

eine Gas- und Dampfschicht, die augenblicklich die Der angeführte technologische Vorgang bietet fol-

Flüssigkeit von der Kathode trennt. Gleichzeitig ent- gende Vorteile:

steht eine Reihe thermischer Effekte, die mit exo- 1. Das Erwärmen der zur Emaillierung bestimmten

thermischen Reaktionen, welche in der angegebenen Stelle auf die Sinterungstemperatur der glasartigen Schicht vor sich gehen, verbunden, sind. An der Stelle 35 Schicht erfolgt sehr schnell, in einigen zehntel Seder Berührung des Elektrolyten mit dem Metall wird künden, nachdem der Apparat in Gang gebracht dies stark erwärmt, wobei die Erwärmungsintensität wurde. Eine zeitraubende Erwärmung der Emailliervon den chemischen und physikalischen Eigenschaften öfen fällt deswegen fort.

des Elektrolyten, von der Stromdichte, der Höhe der 2. Der Temperaturgrad auf der erwärmten Stelle

Elektrolytschicht, ihrer Fläche usw. abhängt. Die 40 kann durch die Veränderung der elektromotorischen Wärme des Unterlagemetalls 7 wird dann durch Lei- Kraft binnen einiger Sekunden reguliert wertung und Strahlung der glasartigen Schicht 8, die den. Eine zeitraubende Temperaturregulierung der auf die gegenüberliegende Fläche des Metallgegen- Emaillieröfen fällt weg.

Standes aufgetragen ist, übertragen und dadurch die 3. Die Erwärmung ist nicht nur auf eine Stelle

glasartige Schicht auf die Sinterungstemperatur 45 beschränkt, sondern kann durch das Verändern der gebracht. Position des Gegenstandes oder des Behälters zum

Die Flüssigkeit, die aus dem Gefäß 1 ausfloß oder Elektrolyten allmählich auf benachbarte Stellen vervon der Metallfläche 7 herabfiel, gelangt in den legt werden. Dadurch wird ein kontinuierliches Sammelbehälter 4, von wo sie durch das Rohr 6 in Bilden des Überzuges der glasartigen Masse erzielt, die Pumpe 5 geführt wird. Dieser Vorgang wird 5° Deswegen entfällt das nötige Erwärmen der ganzen immer wieder von neuem wiederholt. Gegenstände in Emaillieröfen oder die sehr zeit-

AIs Beispiel für die praktische Anwendung sei die raubende und im Falle der großen Gegenstände unReparatur einer Stahlplatte von, einer Stärke von wirksame Erwärmung mit einer Flammenspritz-10 mm angeführt, die ursprünglich mit einem Grund- pistole.

email und nachher zweimal mit einem säure- 55 4. Die Erwärmung ist lokal und gut begrenzt. Der Inständigen, im elektrischen Ofen ausgebrannten Wärmeabfall beträgt z. B. bei Stahlblechen von einer Deckemail versehen war. Die beschädigte kreis- Dicke von 10 mm bei einer Spannung von 250 V, bei förmige Stelle, 30 mm im Durchmesser, wurde zuerst der Intensität 30 A und bei der Verwendung einer von den Resten des ursprünglichen Emails durch lOtyoigen wäßrigen Lösung von Natriumkarbonat als Sandstrahlen mittels Gußschrot unter Verwendung 60 Elektrolyt ungefähr 500° C auf 2 cm Länge,
einer Gummischablone befreit, darauf wurde auf 5. Die Temperatur des erwärmten Gegenstandes

diese Stelle über eine Blechschablone ein Grund- kann durch das Regulieren des elektrischen Stromes email, das nachher ausgetrocknet wurde, naßgespritzt. geändert werden, wodurch der Verlauf des Warm-Die Stahlplatte wurde als Kathode an eine Gleich- werdens gleichzeitig geändert wird. So kann die stromquelle angeschlossen, während eine 10°/oige 65 emaillierte Stelle beliebig temperiert werden, und wäßrige Lösung von Natriumkarbonat die Anode es entfällt deshalb die Gefahr einer plötzlichen Abbildete, Nachdem der Gleichstrom (30A, 250V) ein- kühlung.

geschaltet war, stieg die Oberflächentemperatur auf Das beschriebene Verfahren der elektrolytischen

der Emailseite, also der dem Behälter mit dem Erwärmung kann ähnlich auch zur Bildung von Elektrolyt abgewandten Seite, während 90 s. auf 70 Überzügen aus weiteren beliebigen Werkstoffen, wie

plastischen Massen oder anderen Silikaten, verwendet werden.

Das Prinzip der Erfindung kann, auch zur Bildung von Überzügen, auf elektrisch nichtleitenden oder wenig leitenden Werkstoffen benutzt werden,, die dicht an einen elektrischen Leiter, z. B. an eine Metallplatte, die die Kathode bildet, angelegt werden. Nach der Erwärmung der Kathode durch die elektrolytische Erwärmung wird die entstandene Wärme an den anliegenden, elektrisch, nichtleitenden oder wenig leitenden, Werkstoff übertragen, und dadurch auch an den auf ihn aufgetragenen Überzug.

Ähnlich kann die Erwärmung gemäß dieser Erfindung nicht nur zur Bildung von Überzügen,, sondern auch zum bloßen Erwärmen elektrisch nichtleitender oder wenig leitender Werkstoffe verwendet werden.

Claims (3)

PaTENTANSPRL CHE:

1. Verfahren zum Herstellen von beschränkten Nichtmetallüberzügen auf Gegenstände aus starkern Stahl- oder anderem Metallblech, z. B. auf Lagerbehälter, Reaktionskessel u. ä., dadurch gekennzeichnet, daß die aufgetragene Überzugsmasse, z. B. Email oder plastische Masse, auf die Sintertmgstemperatur durch Erwärmen des Grundmetallwerkstoffes von der gegenüberliegenden Seite her gebracht wird, wobei die Erwärmung von einem Elektrolyten abgeleitet wird, der den Grundwerkstoff über eine Netzelektrode, die an den Pluspol des elektrischen Stromes angeschlossen ist, bespült.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zuführung der Wärmeenergie zu dem elektrisch nichtleitenden oder wenig leitenden Überzug ein Leiter (Kathode) verwendet wird, der an die nichtleitende Grundlage angelegt wird.

3. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endoberflächenbehandlung des geschmolzenen Überzuges durch eine offene Flamme, die aus einer Mischung von Sauerstoff und Brenngas besteht, ausgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

> 809 657/260 9.58