DE1040875B

DE1040875B - Process for the production of restricted non-metal coatings on objects made of strong steel or other sheet metal

Info

Publication number: DE1040875B
Application number: DEH28316A
Authority: DE
Inventors: Vratislav Halen
Original assignee: VRATISLAV HALEN
Current assignee: VRATISLAV HALEN
Priority date: 1955-11-16
Filing date: 1956-10-12
Publication date: 1958-10-09
Also published as: NL212094A; NL95992C; GB840695A; FR1160332A

Description

DEUTSCHESGERMAN

kl. 48 c 3kl. 48 c 3

INTERNAT. KX. C 23 dINTERNAT. KX. C 23 d

PATENTAMTPATENT OFFICE

H28316IVc/48cH28316IVc / 48c

ANMELDETAG: 12. OKTOBER 1956 REGISTRATION DATE: OCTOBER 12, 1956

B EKANNTMACH DNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT.·B EKANNTMACH DNG
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF THE
EDITORIAL. ·

9.OKTOBER 1958OCTOBER 9, 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.Non-metallic material «from which. Protective coatings on electrically conductive base to be formed, for. B. enamel coating, plastic coating, etc., were so far brought to the sintering temperature in such a way that the whole object with the applied protective mass in gas or electric ovens, possibly also in the fire of a flame spray gun.

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.When manufacturing enamel containers (tanks), the dimensions of which are larger than the dimensions the enamel ovens, must be done in such a way that they are put together from pieces that are individually enamelled in the furnace and then welded together, whereupon after grinding out, only the Weld is enamelled again.

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.However, these forms of heating are also unsuitable where the protective layer does not cover the whole Surface of the object is to be applied, but only on one. Part of the same, e.g. B. if, at large enamel coatings only a few damaged areas or local damage are to be enamelled.

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.In this and similar cases, the The stated forms of heating in ovens are not because the entire object is heated the disruption of the original enamel (overburning) or a thermal one or chemical deformation of the object. These heating methods can may also be unsuitable for operational or financial reasons. In the case of repairing larger containers is z. B. dismantling, transport to an enamel factory, over-enameling, return transport and Re-installation necessary, which incurs considerable costs, apart from the damage that comes with the Elimination of the relevant part of the production from the operation are connected. Warming too using a flame spray gun or a similar type of flame heating has proven its worth not because either the heat transferred is used to heat larger and stronger objects to the necessary temperature is not sufficient, the duration of the heating is relatively long or the object is heated to a much greater extent than is required for the desired work. It is difficult to cope with the technological process. The high frequency induction heating and similar procedures, often because of the shape and dimensions of the items, may assist which part enamelling comes into question most, and taking into account the often difficult accessibility of the positions to be processed and the costs to be incurred are not applied.

Die angeführten Nachteile werden durch das Ver-Verfahren zum Herstellen
von beschränkten Nichtmetallüberzügen
auf Gegenständen aus starkem Stahloder anderem MetallblechThe listed disadvantages are addressed by the Ver method of manufacture
of limited non-metallic coatings
on objects made of strong steel or other sheet metal

Anmelder:
Vratislav Haien, PragApplicant:
Vratislav Haien, Prague

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

Beanspruchte Priorität:
Tschechoslowakei vom 16. November 1955Claimed priority:
Czechoslovakia from November 16, 1955

Vratislav Haien, Prag,
ist als Erfinder genannt wordenVratislav Haien, Prague,
has been named as the inventor

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.drive eliminated according to the present invention. The novelty consists in the fact that a glass-like mass, which is applied to an electrically conductive object by electrolytic heating of the Base material is brought to the sintering temperature.

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.As is known, electrolytic heating occurs when the direct current passes through a suitable electrolyte as a result of different current densities between the anode and the cathode. Their practical use for heating metal objects is known, but was only used to heat the own mass of the cathode, ie the thermally processed, z. B. quenched or hardened object, recycled. The heating of the cathode ¹ , namely the metal object, was therefore the main purpose of the previously known method.

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-On the other hand, according to the method of this invention, the electrolytic heating becomes the handover a certain amount of heat to the glass-like material (enamel, etc.), which is applied as a coating is, exploited, whereby the base metal (cathode) is only a mediator for the transfer of the Is thermal energy. The purpose of this process is therefore not to heat the cathode, but rather of the coating applied to them. In doing so, only a certain, exceptional

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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 mittelschosen place, the temperature being 920 ° C; In the course of the next 120 s, sintering to a vitreous layer occurred which was fully delimited and sharply defined in the vicinity. drops (about a few hundred degrees C to 2 cm). In the base enamel that was burned out in this way,

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.Fig. 1 is the scheme of one of the possible flame injection guns again basic enamel Devices for electrolytic heating 5 applied with a burning time of 120 s illustrated while temperature of 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 einFig. 2 is a detailed drawing of an embodiment. An analogous process can be used to access the basic form of the dividing vessel for the electrolyte, which is applied and displayed as in the previous case, was burned, after it has cooled down again

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, beiThe device consists of a suitable cover enamel applied wet and burned out after the vessel for the electrolyte 1, which consists of an insulating dryout when using electrolytic sleeve 2 and a copper sieve 3, as well as heating.
a collecting container 4 and a pump 5. Another modification is a method in

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.By means of the pump 5, the electrolyte from which a cover collecting container 4 is powdered onto the base enamel through a pipe 6 into the vessel for 15 emails with uninterrupted electrolytic heating of the electrolyte 1. This is where the mung is applied. The final version of the electrolyte in contact with the sieve 3, which forms the surface of the molten cover enamel, is connected to the anode and to the positive pole of a direct current - the flame of a flame spray gun (or a source). The vessel 1 consists of a welding torch and the like. ) performed.
Melalite, steatite or cement asbestos and is characterized by 20 Further analogy in the process, in which part of the process is provided with an insulating glass coating, so that the object is sufficiently resistant to the heat load by electrolytic heating and is able to withstand the adhesion temperature of the metal. The liquid, which is heated from the vessel 1 from the cover enamel and which flows white, forms a layer of a certain thickness, created by spraying with a flame spray, the metal object 7, which is applied to be coated with a gun. The object, which is determined by the glass coating, touches. This forms the electrolytic heating up to sintering the cathode and is heated to the negative pole of a constant temperature, can also be connected to some power source. At the moment of power updates directly powdered and the surface with the turning is produced between the two electrodes are flame of a flame spray gun smooth geschmoleine radiation or spark discharge and as a _{result, for} 30 s.

eine Gas- und Dampfschicht, die augenblicklich die Der angeführte technologische Vorgang bietet fol-a gas and vapor layer that instantly provides the following technological process

Flüssigkeit von der Kathode trennt. Gleichzeitig ent- gende Vorteile:Separates liquid from the cathode. Simultaneous advantages:

steht eine Reihe thermischer Effekte, die mit exo- 1. Das Erwärmen der zur Emaillierung bestimmtenis a series of thermal effects that are exo- 1. The heating of the enamelling

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.thermal reactions, which in the specified place on the sintering temperature of the vitreous Layer going on, connected, are. At the point 35 layer takes place very quickly, in a few tenths of a seder Contact of the electrolyte with the metal will announce after the apparatus is started this heated strongly, whereby the heating intensity became. Time-consuming heating of the enamelling The chemical and physical properties of the oven are therefore no longer applicable.

des Elektrolyten, von der Stromdichte, der Höhe der 2. Der Temperaturgrad auf der erwärmten Stelleelectrolyte, current density, level of 2. The degree of temperature on the heated place

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.Electrolyte layer, its area, etc. The 40 can be changed by changing the electromotive The heat of the base metal 7 is then regulated by force within a few seconds and radiation of the vitreous layer 8, which the. A time-consuming temperature regulation of the on the opposite surface of the metal counter enamelling furnace is omitted.

Standes aufgetragen ist, übertragen und dadurch die 3. Die Erwärmung ist nicht nur auf eine StelleStandes is applied, transferred and thereby the 3. The warming is not just on one point

glasartige Schicht auf die Sinterungstemperatur 45 beschränkt, sondern kann durch das Verändern der gebracht. Position des Gegenstandes oder des Behälters zumvitreous layer limited to the sintering temperature 45, but can be changed by changing the brought. Position of the object or container for

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-The liquid that flowed out of the vessel 1 or electrolyte gradually dissipated to neighboring areas the metal surface 7 fell down, gets into the places. This becomes a continuous Collecting tank 4, from where it is reached through the pipe 6 in forming the coating of the vitreous mass, the pump 5 is guided. This process is 5 ° Therefore the necessary heating of the whole is not necessary repeated over and over again. Objects in enamelling ovens or the very time-consuming

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.An example of practical application is the robbery and, in the case of large objects, unrepair a steel plate of, a thickness of effective heating with a flame spray-10 mm, originally with a basic pistol.

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 Gegenstandesemail and then twice with an acidic 55 4. The warming is local and well limited. The incessant heat loss burned out in the electric furnace is z. B. was provided with sheet steel by a cover enamel. The damaged circular thickness of 10 mm at a voltage of 250 V, at a shaped point, 30 mm in diameter, was first of the intensity 30 A and when using one of the remains of the original enamel by means of 10ty aqueous solution of sodium carbonate as sandblasting means Cast shot using 60 electrolyte approx. 500 ° C over a length of 2 cm,
freed a rubber template, it was set to 5. The temperature of the heated object

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.this point can be made using a sheet metal template by regulating the electrical current email that was dried out afterwards, splashed with water. can be changed, whereby the course of the warm-die Steel plate was used as a cathode to be changed at the same time. So can the power source connected, while a 10% 65 enamelled point can be tempered at will, and aqueous solution of sodium carbonate the anode there is therefore no risk of a sudden image, After the direct current (30A, 250V) cools down.

geschaltet war, stieg die Oberflächentemperatur auf Das beschriebene Verfahren der elektrolytischenwas switched, the surface temperature rose to The described method of electrolytic

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, wiethe enamel side, i.e. the container with which it is heated, can also lead to the formation of Side facing away from the electrolyte, for 90 seconds on 70 coatings made of any other material, such as

plastischen Massen oder anderen Silikaten, verwendet werden.plastic masses or other silicates will.

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.The principle of the invention can, also for the formation of coatings, on electrically non-conductive or Less conductive materials are used, which are close to an electrical conductor, z. B. to a Metal plate, which forms the cathode, are applied. After the cathode has been heated by the Electrolytic heating is the heat generated at the adjacent, electrically, non-conductive or less conductive material transferred, and thereby also to the coating applied to it.

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.Similarly, the heating according to this invention can lead not only to the formation of coatings, but can also be used for mere heating of electrically non-conductive or less conductive materials.

Claims

PATENT TRANSPRL CHE:

1. Method of making limited non-metallic coatings on articles from thick Steel or other sheet metal, e.g. B. on storage containers, reaction vessels and the like, characterized in that the applied coating mass, z. B. enamel or plastic mass, to the sintering temperature by heating the base metal material is brought from the opposite side, with the heating being derived from an electrolyte which the Base material via a mesh electrode that is connected to the positive pole of the electrical current is flushed.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the supply of thermal energy a conductor (cathode) is used for the electrically non-conductive or poorly conductive coating applied to the non-conductive foundation.

3. The method according to claim 1, characterized in that that the final surface treatment of the molten coating by an open flame consisting of a mixture of oxygen and fuel gas is carried out.

1 sheet of drawings

> 809 657/260 9.58