DD287423A5

DD287423A5 - PROCESS FOR REGULAR COATING OF METALLIC SUBSTRATES

Info

Publication number: DD287423A5
Application number: DD31838488A
Authority: DD
Inventors: Bernhard Kurze; Harald Genest; Heinz-Ruediger Vogel; Harri Weinhold; Ralph Krause; Manfred Jung
Original assignee: Veb Reifenkombinat Fuerstenwalde,; Adw,Zi F. Festkoerperphysik U. Werkstofforschung,
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1991-02-28

Abstract

Verfahren zum regelbaren Beschichten metallischer Substrate. Durch die Erfindung soll ein den technologischen Erfordernissen entsprechendes regelbares Schichtwachstum auf diskontinuierlich zugefuehrten metallischen Substraten realisiert werden. Gemaesz Erfindung erfolgt die Schichterzeugung durch ein Verfahren, bei dem die Substrate ueber das gesamte Volumen auf eine Prozesztemperatur erwaermt werden, die ueber der Temperatur des Beschichtungsmittels liegt, und bei dem die Prozesztemperatur und/oder die Kontaktzeit mit dem Beschichtungsmittel und/oder die pro Substrat eingesetzte Beschichtungsmittelmenge geregelt wird.{Metall; Umformen; Werkzeug; Beschichten; Temperatur; Kontaktierung; Schichtdicke}Method for controllably coating metallic substrates. By means of the invention, a controllable layer growth corresponding to the technological requirements is to be realized on discontinuously supplied metallic substrates. Gemaesz invention, the layer formation is effected by a method in which the substrates are heated over the entire volume to a process temperature which is above the temperature of the coating composition, and at which the process temperature and / or the contact time with the coating agent and / or per substrate the amount of coating agent used is controlled. {metal; forming; Tool; coating; Temperature; contact; Layer thickness}

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Metallurgie. Die Anwendung der Erfindung ist möglich und zweckmäßig beim stufenlos oder stufenweise regelbaren Beschichten von metallischen Substraten mit Schmiermittelträgern und/oder Schmiermitteln zum Zwecke der Trennung der Substratoberfläche von der Oberfläche darauf einwirkender Schmierung bei einer nachfolgenden Umformung. Das Verfahren eignet sich besonders zum Aufbringen fester Schmiermittelträger und/oder Schmiermittel aus einer Dispersion oder Lösung auf die Substratoberfläche. Substrate können beispielsweise Stäbe, Stangen oder Dornstangen und andere strangförmige Objekte begrenzter Länge sein, die zum Zwecke der Umformung, z. B. durch Ziehen oder Walzen, oder der Verwendung als Umformwerkzeug, z. B. beim Kaltwalzen, mit einem dafür geeigneten Schmiermittelträger und/oder Schmiermittel versehen werden sollen.The invention relates to the field of metallurgy. The application of the invention is possible and useful in continuously or stepwise controllable coating of metallic substrates with lubricant carriers and / or lubricants for the purpose of separating the substrate surface from the surface acting thereon lubrication in a subsequent forming. The method is particularly suitable for applying solid lubricant carriers and / or lubricants from a dispersion or solution to the substrate surface. Substrates may be, for example, rods, rods or mandrel rods and other strand-like objects of limited length, which are for the purpose of forming, for. B. by drawing or rolling, or use as a forming tool, for. B. during cold rolling, to be provided with a suitable lubricant carrier and / or lubricant.

Characteristic of the known state of the art

Es sind Verfahren zum Aufbringen von Schmiermittelschichten auf Umformwerkzeuge durch Tauchen und nachfolgendes Trocknen bekannt, bei denen den Umformwerkzeugen während des Tauchens in einem Schmiermittelbad durch einen Ί Kir.peraturausgleichsprozeß die zum nachfolgenden Trocknen erforderliche Eigenwärme verliehen wird und durch die regelbare Viskosität des Schmiermittelbades definierte Schmierrriittelschichten auf der Oberfläche des Umformwerkzeugs erzeugt werden.There are methods for applying lubricant layers to forming tools by dipping and subsequent drying, in which the forming tools during diving in a lubricant bath by a. Kir.peraturausgleichsprozess the required for subsequent drying natural heat is imparted and defined by the controllable viscosity of the lubricant bath Schmierrriittelschichten the surface of the forming tool are generated.

Nachteilig ist bei diesen Verfahren, daß sich die Oberflächen- bzw. Substrattemperatur des Umformwerkzeugs nur ungeregelt und nur höchstens bis zum Wert der Schmiermitteltemperatur (z.B. 85⁰C) beim Passieren des Schmiermittelbade3 einstellt. Dabei können vor allem bei Umformwerkzeugen größerer Durchmesser (z. B. 30mm) merkliche Temperaturgefälle zwischen der Oberfläche und dem kälteren Inneren des Umformwerkzeugs auftreten, die die technologisch erforderliche schnelle Trocknung behindern. Des weiteren ist die Temperaturregelung des» Schmiermittelbades mit einer großen Trägheit behaftet und Verbesserungen sind nur mit einem hohen konstruktiven Aufwand zu erzielen.A disadvantage of this method is that the surface or substrate temperature of the forming tool only unregulated and only at most up to the value of the lubricant temperature (eg 85 ⁰ C) when passing the Schmiermittelbade3 sets. Particularly in the case of forming tools of larger diameter (eg 30 mm), appreciable temperature gradients can occur between the surface and the colder interior of the forming tool, which impede the technologically required rapid drying. Furthermore, the temperature control of the »lubricant bath is subject to a large inertia and improvements can only be achieved with a high design effort.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, ein den technologischen Erfordernissen entsprechendes, stufenlos oder stufenweise regelbares Schichtwachstum auf den einer Beschichtungseinrichtung zuzuführenden metallischen Substraten zu realisieren. Damit sollen die für den nachfolgenden technologischen Prozeß erforderlichen Schichtparameter eingestellt und alle durch technologische Einflüsse hervorgerufenen Schwankungen, wie z. B. in der Konzentration oder der Temperatur des Beschichtungsmittels sowie in der Temperatur der Substrate, durch Regelprozesse kompensiert werden. Als Beschichtungsmittel können Schmiermittelträger und/oder Feststoffschmiermittel in Dispersionen oder Lösungen verwendet werden.The aim of the invention is to realize a process according to the technological requirements, continuously or stepwise controllable layer growth on a coating device to be supplied metallic substrates. This should set the required for the subsequent technological process layer parameters and all caused by technological influences fluctuations, such. As in the concentration or the temperature of the coating agent and in the temperature of the substrates to be compensated by control processes. As coating agents, lubricant carriers and / or solid lubricants can be used in dispersions or solutions.

Explanation of the essence of the invention The invention is based dta object to make a method for controllable coating of metallic substrates so that

eine Ober den Umfang und über die Länge des Substrats homogene Schmiermittelträger- und/oder Schmiermittelschichterzeugt wird. Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die einzeln oder bündelweise zugeführten strang-, stab-oder stangenförmigen metallischen Substrate begrenzter Länge konduktiv oder induktiv stufenlos oder stufenweise regelbarüber das gesamte Volumen auf eine Temperatur erwärmt werden, die mindestens 1OK über der Temperatur desa homogeneous Schmiermittelträger- and / or lubricant layer is produced over the circumference and over the length of the substrate. This object is achieved according to the invention in that the single or bundle supplied strand, rod or rod-shaped metallic substrates of limited length conductive or inductive continuously or stepwise controllably heated over the entire volume to a temperature at least 1OK above the temperature of

Coating agent, but at least at 30 ° C and at most 200K above the boiling temperature of Coating used dispersion or solution, and then or simultaneously by dipping or Spraying be contacted with the coating composition, wherein the control of the layer thickness to be generated on the Substrates Ober the change in the preheating temperature of the substrates and / or the Ar tion of the contact time with the Coating and, in the case of spraying also on the change of the used for spraying each substrate Quantity of the coating agent takes place. To improve the drying and / or to shorten the drying time can after completion of contacting the Substrate with the coating agent additionally made a controllable heating of the substrate. Conveniently, the substrate during preheating and / or contacting with the coating agent and / or Reheat a horizontal or vertical position or take any slanted. For an expedient embodiment of the control of the layer thickness on the substrate is a suitable sensor for measurement

der Schichtdicke an einer den technologischen Prozeß bestimmenden Stelle installiert.the layer thickness installed at a position determining the technological process body.

As coating materials are z. As lime, borax or phosphating baths and in dispersion or solutions

vorliegende Festschmierstoffe.present solid lubricants.

Ausführungsbelsplel

1) Stangen der Materialgüte XBCrNi 18.10 mit einem Durchmesser von 25mm und einer Länge von 6m sollen zum Zweck der weiteren Umformung durch Ziehen mU wasserdispergierter Kalkseife beschichtet werden. Die Stangen befinden sich in einem den elektrischen Kontakt gewährleistenden Magazin, werden in horizo in horizontaler Lage mit Hilfe eines Transformators auf 160⁰C aufgeheizt, nach Abschalten der Heizung mit dem Magazin um 90° gekippt und zur Vermeidung der Tropfenbildung in vertikaler Lage in einem ebenfalls senkrecht angeordneten Beschichtungsmittelbehälter durch Tauchen 30s lang, bezogon auf die Stangenmitte, mit dem Beschichtungsmittel kontaktiert. Die Trocknung erfolgt wahlweise durch Eigenwärme oder kurzzeitiges Nachheizen. Bei Einhaltung dieser technologischen Parameter wird auf der Substratoberfläche eine mittlere Schichtmasse von 8g m~² erzeugt. Mit einem geeigneten Sensor wird die Schichtdicke erfaßt, um über eine Rückkopplung die Aufheiztemperatur oder die Tauchzeit zu regeln.1) Rods of material grade XBCrNi 18.10 with a diameter of 25mm and a length of 6m should be coated for the purpose of further forming by pulling mU water-dispersed lime soap. The rods are located in a magazine ensuring the electrical contact, are heated horizontally in a horizontal position by means of a transformer to 160 ⁰ C, tilted after switching off the heating with the magazine by 90 ° and to avoid the formation of drops in a vertical position in a likewise vertically arranged coating agent container by dipping 30s long, with respect to the rod center, contacted with the coating agent. The drying is done either by self-heating or short-term reheating. In compliance with these technological parameters a middle layer mass of 8 g m ~ ² is produced on the substrate surface. With a suitable sensor, the layer thickness is detected in order to regulate the heating temperature or the dipping time via a feedback.

2) Dornstangen der Materialgüte 115CrV6 mit einem Durchmesser von 18,3 mm und einer Länge von 6m sollen um Zweck der Verwendung als Umformwerkzeug beim Kaltwalzen von Stahlrohren mit wasserdispergierter Kalkseite beschichtet werden. Die Dornstangen werden einzeln in horizontaler Lage zwei Kontaktelemente zugeführt, mit Hilfe eines Transformators auf 120°C aufgeheizt und von den Kontakten gelöst, um ein waagerecht angeordnetes, auf 85⁰C thermostatiertes Beschichtungsmitteltauchbad mit einer Verweilzeit von 45s zu passieren. Die Trocknung erfolgt durch die Eigenwärme der Substrate. Bei Einhaltung dieser technologischen Parameter wird auf der Substratoberfläche eine Schichtmasse von2) mandrel bars of material grade 115CrV6 with a diameter of 18.3 mm and a length of 6m are to be coated for the purpose of use as a forming tool during cold rolling of steel pipes with water-dispersed lime side. The mandrel bars are individually supplied in a horizontal position two contact elements, heated by means of a transformer to 120 ° C and released from the contacts to pass a horizontally disposed, thermostated at 85 ⁰ C coating agent dip with a residence time of 45s. The drying takes place by the own heat of the substrates. In compliance with these technological parameters, a layer mass of

15g ·^m " * erzeugt. Mit einem geeigneten Sensor wird die Schichtdicke erfaßt, um über eine Rückkopplung die Aufhoiztemperatur oder die Tauchzeit zu regeln.* Generated 15g · ^m ". With a suitable sensor, the film thickness is detected to control the Aufhoiztemperatur or the dipping time through a feedback.

Claims

1. A method for controllably coating strand, rod or rod-shaped metallic substrates of limited length, characterized in that the substrates conductively or inductively steplessly or stepwise adjustable over the entire volume to a P; be heated to at least 10 K above the temperature of the coating composition, but at least at 30 ⁰ C and which is not more than 200K above the boiling temperature of the dispersion used as a coating agent, and then or simultaneously by dipping, spraying or flooding with the Coating means are contacted, wherein the regulation of the Schiescht to be produced thickness on the Subtraten on the change of the process temperature of the substrates and / or the change in the duration of the contact with the coating agent and in the case of spraying also on the change in the amount used for spraying each substrate the coating agent takes place.

2. The method according to claim 1, characterized in that the substrates of the coating device individually, bundles or in lines touching exclusive magazines <ugeführt.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that additionally takes place a controllable reheating of the coated substrates to improve the drying and / or to reduce the drying time after completion of the contacting with the coating agent.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the substrates take on heating, contacting with the coating agent and / or post-heating a horizontal or vertical or any inclined position.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that for controlling the process temperature of the substrates, a suitable sensor for measuring the layer thickness is installed on the substrate at a position determining the technological process.