专利名称：由钢或碳纤维增强材料制成的物体的涂层及用于制备该涂层的方法
由钢或碳纤维增强材料制成的物体的涂层及用于制备该涂
层的方法本发明涉及一种在由钢或碳纤维增强材料(CFK)制成的物体(特别是辊)上的涂 层，该涂层具有施加到该物体上的粘附促进层和覆盖于该粘附促进层上的由氧化物陶瓷和 /或耐磨损硬质金属制成的功能层。本发明还涉及用于制备该涂层的方法。由DE 10 2005 008 487 A1已知一种在物体上的这类涂层。其中，该粘附促 进层由选自铜、镍、铁、铅、锡和钼的延性金属，并通过等离子体喷涂或火焰喷涂施加。此外，用RJLSAN ,即基于蓖麻油的聚酰胺和基于内酰胺Rilsan的PA11，特别 是由11-氨基i^一烷酸(Rilsan B, PA 11)和由月桂酸内酰胺(Rilsan A, PA 12)制 成的聚酸胺涂覆的钢辊多年来已是现代胶印机的输墨装置(Farbwerk)的标准设备(DE 35 19 134 C1，JP 56 077 149，JP 2005 271 407)。该辊在低腐蚀和磨损方面是无问题的。该 RILSAN-表面的色料亲和性是特别有利的，以致该性能组合造成长期以来就替换了胶印机 输墨装置中钢辊所早期通用的铜覆层。在最流行的胶印方法即人们所说的湿式胶印法中， 向印版(Druckplatte)输送由含添加剂的水形成的膜(润版装置(Feuchtwerk))，也向其 输送由用水乳化的色料形成的膜(输墨装置)。还公知的是，水连同添加剂能产生很强的 腐蚀性，并对由铬或陶瓷涂覆的人们所说的润版装置膜辊产生腐蚀损伤。与此相反，虽然经 RILSAN 涂覆的输墨装置的辊也会受色料中乳化的水的腐蚀，但这类辊的腐蚀损伤还 基本未知。经RILSAN 涂覆的输墨装置的辊被认为特耐腐蚀，即使RILSAN -涂层受 局部破坏，也仅显示出底层锈蚀(Unterrostung)。本发明的目的在于提供一种涂层，其不仅能特别耐化学试剂和耐腐蚀，而且也能 提供特别高的耐磨损性。本发明的目的是通过权利要求1的涂层和权利要求10的方法实现的。本发明的在由钢或CH(材料制成的物体(特别是辊)上的涂层具有施加到 该物体上的由热塑性塑料构成的粘附促进层，固体(粉末)颗粒以如下方式形状配合 (formschlussig)粘附地(haftend)嵌入(einbetten)其近表面材料基体中即该粉末 颗粒的仅部分区域从该粘附促进层中突出来。该粘附促进层由以氧化物陶瓷和/或耐磨 损的硬质金属制成的功能层所覆盖，该从粘附促进层突出来的粉末颗粒的部分区域镶入 (einlagern)该功能层中。可能有利的是，该如此嵌入的粉末颗粒由与功能层相同的材料制 成，即为氧化物陶瓷和/或硬质金属的。但原则上也可由任意化学组成的固体颗粒制成。按本发明的用于制备在由钢或CH(材料制成的物体(特别是辊)上的涂层的方 法，首先在物体上施加由热塑性塑料构成的粘附促进层。优选将该粘附促进层温热直到蜜 状的粘度。固体(粉末)颗粒以如下方式形状配合粘附地嵌入经如此温热的粘附促进层的 近表面的材料基体中，以使该粉末颗粒的仅部分区域从粘附促进层中突出来。如此准备的 粘附促进层用由氧化物陶瓷和/或耐磨损的硬质金属制成的功能层所涂覆，由该粘附促进 层中突出来的粉末颗粒的部分区域在涂覆过程中镶入功能层中。但该突出来的粉末颗粒嵌 入该粘附促进层的近表面的材料基体中原则上也可用其它方式实现，例如通过使用喷砂装 置、压延装置等的分散法实现。
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该粘附促进层优选由热型性聚酰胺制成，特别是由商品名为 RILSAN , NYLON和PERLON 的已知材料制成，即由基于蓖麻油的聚酰胺和基于 内酰胺(RILSAN )的 PA 11、由 PA 4、PA 11 (NYLON)或 PA 6(PERLON )制成。这种热 塑性塑料覆层允许使用低合金(niedrig legiert)的不防锈的结构钢或材料。从粘附促进层中突出来的颗粒提供了防腐蚀粘附促进层与耐磨损的功能层的特 别强的粘附接合，该功能层优选通过例如氧化物陶瓷如氧化铬、氧化铝、二氧化钛、含石英 的莫来石(Mullite)、氧化锆和其混合物以及选自碳化钨/钴、碳化钨/镍、碳化钛/镍、 镍-铬/碳化铬、镍_铬-硼_硅、熔融碳化物(Schmelzkarbid)(纯碳化铬)、铬、含氧的钼 之中的硬质金属的热喷涂施加。在涂覆，优选通过热喷涂涂覆，温热到蜜状粘度的粘附促进层过程中，该第一粉末 颗粒形状配合粘附地包封入经温热的热塑性塑料的基体中，以致仅该粉末颗粒的尖端突出 来，然后与形成功能层的由氧化物陶瓷如Al203、Cr203、Ti02、Si02或&02或其混合物或由耐 磨损的硬质金属如WC/Co、Cr3C2/NiCr、NiCrBSi、WC/Ni、TiC/Ni、钼或铬等相结合。如上所 述，任意化学组成的上述固体颗粒也可以其它方式引入近表面的材料基体中。任选地还可如EP 0 999 043 A1中所述对该外涂层实施抗粘附密封处理。在优选实施方案中，该热塑性塑料层的厚度为0. 1-3. 0mm，优选0.7mm。依应用情况，需要某些在涂覆后经研磨和抛光过程的表面性质，以致在热塑性塑 料覆层上的功能层具有优选为0. 5 y m < Rz < 500 y m，尤其是Rz = 1. 5-20 u m的表面粗糙 度。该唯一的附图示例性地示出本发明涂层在湿式胶印机中的应用可能性。其中，绷紧在印版滚筒(PlattenzylinderU上的印版以已知方式在其印刷位置 接受来自输墨装置2的印刷色料和在非印刷区域接受来自润版装置3的水。有利的是，特 别是该印版滚筒1和
图1中以浅色表示的辊可具有上述的涂层。
权利要求
由钢或CFK材料制成的物体特别是辊的涂层，其具有施加到该物体上的由热塑性塑料制成的粘附促进层，固体(粉末)颗粒以如下方式形状配合粘附地嵌入其近表面材料基体中以使该颗粒的仅部分区域从该粘附促进层中突出来；其还具有覆盖在该粘附促进层上的由氧化物陶瓷和/或耐磨损的硬质金属制成的功能层，从该粘附促进层突出来的所述颗粒的部分区域镶入该功能层中。
2.权利要求1的涂层，其特征在于，该氧化物陶瓷由A1203、Cr203、Ti02、Si02或&02或 由两种或更多种这些材料的混合物构成。
3.权利要求1的涂层，其特征在于，该硬质金属由WC/Co、Cr3C2/NiCr、NiCrBSi、WC/Ni、 TiC/Ni、钼或铬或由两种或更多种这些材料的混合物或合金构成。
4.前述权利要求之一的涂层，其特征在于，该嵌入该粘附促进层的近表面的材料基体 中的颗粒由与功能层相同的材料构成。
5.前述权利要求之一的涂层，其特征在于，该功能层的表面经研磨或抛光。
6.前述权利要求之一的涂层，其特征在于，该功能层表面的表面粗糙度为0.5pm < Rz < 500 u m,尤其是 Rz = 1. 5u m-20 u m。
7.前述权利要求之一的涂层，其特征在于，该粘附促进层的厚度为0.lmm-3. 0mm，优选 大约0. 7mmo
8.前述权利要求之一的涂层，其特征在于，该粘附促进层由聚酰胺构成。
9.权利要求8的涂层，其特征在于，该粘附促进层由RJLSAN (基于蓖麻油的聚酰 胺和基于内酰胺的 PA 11)、NYLON(PA 4，PA 11)或PERLON (PA 6)构成。
10.用于制备在由钢或cn(材料制成的物体特别是辊的涂层的方法，在该方法中，在该 物体上施加由热塑性塑料制成的粘附促进层，固体(粉末)颗粒以如下方式形状配合粘附 地嵌入经如此加热的粘附促进层的近表面的材料基体中以使该颗粒的仅部分区域从该粘 附促进层中突出来，并对经如此准备的粘附促进层涂覆以由氧化物陶瓷和/或耐磨损的硬 质金属制成的功能层，由该粘附促进层中突出来的颗粒的部分区域在该涂覆过程中镶入该 功能层中。
11.权利要求10的方法，其中，将用于嵌入固体(粉末)颗粒的粘附促进层温热直到蜜 状的粘度。
12.权利要求11的方法，其中，该颗粒被包封入经温热的粘附促进层的近表面材料基 体中。
13.权利要求11的方法，其中，该颗粒的包封通过热喷涂实现。
14.权利要求10-13之一的方法，其中，该功能层通过热喷涂施加到装备有突出来的颗 粒的粘附促进层上，其中该颗粒突出来的部分区域形状配合粘附地嵌入功能层中。
15.权利要求10-14之一的方法，其中，在涂覆过程中，该物体相对于所用的涂覆设备 以至少0. 2m/s的相对速度移动，并通过冷却措施保持不大于200°C的温度。
16.权利要求10-15之一的方法，其中，该粘附促进层以0.lmm-3. 0mm，优选大约0. 7mm 的厚度施加。
17.权利要求10-16之一的方法，其中，该功能层的表面经研磨或抛光。
18.权利要求17的方法，其中，该功能层的表面经研磨或抛光到表面粗糙度为0.5i!m< Rz < 500 y m,Rz = 1. 5u m-20 y m。
19.权利要求10-18之一的方法，其中，该粘附促进层由聚酰胺制成。
20.权利要求19 的方法，其中，该粘附促进层由；RILSAN (基于蓖麻油的聚酰胺和基于内酰胺的PA 11)、 NYLON (PA 4、PA 11)或PERLON (PA 6)制成。
21.权利要求10-20之一的方法，其中，该功能层由Al203、Cr203、Ti02、Si02或&02或由 两种或更多种这些材料的混合物制成。
22.权利要求10-20之一的方法，其中，该功能层由恥/(0、03(2/附0、慰(沖51、1(/慰、 TiC/Ni、钼或铬或由两种或更多种这些材料的混合物或合金制成。
全文摘要
本发明涉及在由钢或CFK-材料制成的物体(特别是辊)的涂层，其具有施加到该物体上的由热塑性塑料制成的粘附促进层，固体(粉末)颗粒以如下方式形状配合粘附地嵌入其近表面材料基体中以使该粉末颗粒仅部分区域从粘附促进层突出；其还具有覆盖在该粘附促进层上的由以氧化物陶瓷和/或耐磨损的硬质金属制成的功能层，该从粘附促进层突出的颗粒的部分区域镶入该功能层中。为制备该涂层，将该粘附促进层合乎目的地温热到蜜状的粘度，并例如通过热喷涂将粉末颗粒形状配合粘附地包封入经温热的粘附促进层的近表面的材料基体中，以使该粉末颗粒仅尖端突出。该尖端与其后施加的粉末颗粒相结合，由此形成由氧化物陶瓷如Al2O3、Cr2O3、TiO2、SiO2或ZrO2或其混合物和/或由耐磨损的硬质金属如WC/Co、Cr3C2/NiCr、NiCrBSi、WC/Ni、TiC/Ni、钼或铬或它们的混合物或合金组成的功能层。
文档编号C23C28/00GK101984760SQ200980107678
公开日2011年3月9日 申请日期2009年2月25日 优先权日2008年3月4日
发明者C·杜达齐, G·约纳, M·基斯特 申请人:科特克表面调质处理有限责任公司