工件的表面以及工件与涂覆元件之间的相对运动制造技术

本发明专利技术涉及一种利用涂层元件（２）对工件（１）的至少一个表面进行涂层的涂层方法，材料从涂层元件（２）转移到工件的（１）的表面上，其中在第一工序中，工件（１）的表面的待涂层部分与涂层元件（２）相接触，其中在工件（１）的表面与涂层元件（２）之间进行相对运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种权利要求1的前序部分所述的涂层方法。本专利技术涉及一种涂层方法，在该涂层方法中，利用涂层元件涂覆工件的表面，其中 材料从涂层元件转移到工件表面上。
技术介绍
现有技术显示涂覆摩擦焊接方法或者表面摩擦方法，其中焊接工具与一件或多 件工件摩擦接合并且通过摩擦热而使其局部熔化，使得工件能够随后被焊接。在例如由 EP1738856A1，EP1514632B1或EP1514632A1所公开的这些方法中，被证明不利的是，必须有 大的驱动力和能量输入，以加热工件的待焊接区域。该方法不适于将较薄的材料涂覆到较 薄工件上，因为涂层元件本身必须具有相应的机械性能和材料特性，并且需要较大的按压 力。因此，为了承受按压力，工件必须足够稳定。无论材料匹配，还是压力施加和温度控制， 对于表面的涂层都不合适。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提供一种开头所提及类型的涂层方法，该方法能够以简单的 结构和更简单、更经济的可实施性来用各种材料配对涂覆工件表面。根据本专利技术，该任务通过权利要求1的特征组合来实现，从属权利要求显示了本 专利技术的其他有益的实施方式。根据本专利技术，规定涂层过程分至少两个阶段进行。在第一阶段或者第一工序中，至 少工件表面的待涂层区域被加热。该加热相对于涂层元件和后续的涂层过程单独进行。在 第二阶段则进行真正的涂层过程，在该第二阶段，工件表面的待涂层区域与涂层元件相接 触，其间进行工件与涂层元件之间的相对运动。根据本专利技术，因此可能将待涂层工件的表面与涂层过程及涂层元件分开加热。该 加热可以用各种方式进行，例如通过摩擦加热、利用红外线加热、利用束加热(激光束、电 子束)，或者例如通过炙热火焰、电弧或者等离子流。另外，根据本专利技术，可以通过热辐射或 者通过热气实现加热。根据本专利技术，电阻加热或者利用加热元件加热也可以是特别有利的。另外根据本专利技术，可以通过摩擦实现工件的加热，该摩擦既可以因旋转相对运动 而产生，也可以因线性相对运动而产生。在本专利技术的框架下，利用超声波加热也可以是特别 有利的。另外，根据本专利技术，有益的是，涂层材料也以相同的方式加热。这也可以通过在按 压过程中用预加热的工件的热量进行涂层材料的加热。根据本专利技术的涂层方法因此给出了以合适的方式加热工件的可能性，其中尤其可 以考虑工件几何外形、工件体积、工件材料和其他参数。因此根据本专利技术可能以优化的方式 进行工件的加热，而与涂层元件和其几何外形或材料组合无关。在本专利技术的一个特别有利的实施方式中，规定为了加热待涂层工件而采用摩擦元件。无论在加热时，还是在涂层时，优选施加合适的按压力。根据本专利技术，因此规定工件表面在与涂层元件接触之前被适当加热。同样地，在与 工件表面接触之前加热涂层元件本身的表面也是有利的。尤其有利的是，加热到工件和/或涂层元件的各种材料的塑化温度。通过分开加 热，可以为不同的材料规定不同的预热温度。利用根据本专利技术的涂层方法，在工件表面上实现了摩擦焊接处理或者摩擦涂覆处 理，从而使工件能够以可靠的方式和所期望的厚度被涂覆。通过工件表面与涂层元件接触 的持续时间及力施加，根据本专利技术可能具体控制或调节涂层部位的厚度。相对于公知的方 法，这也是一个显著的优势，因为加热(塑化)所需能量本身不通过工件与涂层元件之间的 共同作用来输入。优选分别利用摩擦元件来加热工件和涂层元件的表面，可以考虑摩擦元件的几何 形状而以合适的方式构造摩擦元件，并且考虑摩擦元件的材料特性而以优化的方式匹配摩 擦元件，使得摩擦元件本身不与工件或涂层元件的表面反应，或者在其他情况下，也能够通 过该摩擦元件实现某种材料加入(Materialeintrag)，例如为了改善由涂层元件所施加的 涂层的附着性和/或形成中间层。在本专利技术的优选改进方案中，也可能至少在被加热的工件表面和涂层元件接触时 添加添加材料，例如粉末混合物等。根据本专利技术，同样有利的是，在工件表面中嵌入添加材 料。附件材料的嵌入也可以通过将添加材料添加到涂层材料中来实现。根据本专利技术，此类 添加材料例如可以是坚硬的材料，该坚硬的材料被加入施加上的、仍然又热又软的层内，例 如通过洒(Aufstreuen)、沉积(AufschUtten)JMgj (Aufblasen)等，并且接着通过压入或 者轧入而被固定。根据本专利技术，可能产生不同材料配对的表面涂层，并且以优化的方式使表面涂层 的厚度适应各种需要。附图说明下面将结合附图参考实施例来说明本专利技术。其中图1-3以示意性的方式显示了管的轴的外涂层；图4，5示出了用于对轴或者管外涂层的变形实施例；图6，7示出了用于对管内涂层的实施例；图8，9示出了用于对孔或者管内涂层的实施例；图10，11示出了用于对片状工件涂层的实施例；图12，13示出了用于对片状工件的另外一个实施例；图14，15示出了用于对薄板或者板涂层的实施例；图16，17示出了用独立的热源加热的实施例；图18示出了在感应加热时用于对薄片涂层的另一个实施例；图19-21示出了用于在涂覆添加材料的情况下涂层的实施例；图22示出了用于对板涂层的第一设备的立体图；图23和M示出用于对板涂层的另一设备的立体图；图25和沈示出用于对筒形零件涂层的设备的立体图。具体实施例方式在实施例中，相同的部件用相同的附图标记标示。图1-3分别显示了轴或管形式的工件1以及同样是筒状的涂层元件2，表面材料也 将要从涂层元件2转移到工件1的表面上。图1中显示了加热阶段，在此阶段，工件1和涂层元件2均处于旋转状态。工件1 利用钳状(backenartig)的摩擦元件3摩擦加热，摩擦元件3压到工件1的表面上。同样 的情况也适用于涂层元件2，该涂层元件2利用类似的摩擦元件4加热。图2中显示了摩擦元件3和4返回的状态。图3显示了根据本专利技术的第三阶段， 在此阶段，利用按压力P将涂层元件2压在工件1上，以便以此方式进行表面涂层。通过图1所示的工件1的加热，工件1的表面被加热并且被清洁/活化。一旦工 件1和涂层元件2两者的表面已经达到各自的温度，得到可反应的软表面，通过相向旋转和 施加的按压力P而产生摩擦焊接。在此期间，涂层元件2的表面被更强地加热，从而变得比 工件1的表面更软。由此，涂层元件2的材料能够在工件1的表面上形成增长的涂层。这 通过按压力P来控制。在足够的涂层被涂覆以后，工件1和涂层元件2彼此分离。根据本专利技术的涂层方法首先具有以下优点 无细孔或无缩孔的涂层； 能够实现类似于摩擦焊接的、很多的材料组合； 缩短涂层时间； 涂层厚度几乎能够任意调节； 涂层材料在基材上的高的附着能力； 能够产生光滑的表面； 较低的成本； 通过对工件和涂覆材料有目的的加热控制，具有不同导热性和热容量的材料也 能够被涂层和涂覆； 在摩擦焊接工艺之外，还可以进行类似于钎焊的、通过按压力进一步加强的连 接处理； 很多可能的材料组合。根据本专利技术的方法，可以优选用于将轴承材料、磨损层、腐蚀层和/或导电或导热 材料涂覆在轴和主轴颈上。图4和5显示了轴或管涂层的视图。其中工件1绕旋转轴旋转，并且利用摩擦元 件3在外周部分区域加热。利用旋转的筒状摩擦元件4加热涂层元件2(图4)。在加热充 分以后，使涂层元件2与工件1接触，在此期间摩擦元件3和4不起作用(图5)。图6和7显示了根据本专利技术的利用筒状涂层元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种涂层方法，用于利用涂层元件（２）对工件（１）的至少一个表面涂层，材料从所述涂层元件（２）转移到所述工件（１）的表面上，其特征在于，在第一工序中，至少工件（１）的表面的将要被涂层的区域被加热，并且在另一工序中，工件（１）的表面的所述将要被涂层的区域与所述涂层元件（２）相接触，其中所述工件（１）的表面与所述涂层元件（２）之间相对运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·辛德勒，
申请(专利权)人：肯普滕应用技术大学高等专科学校，
类型：发明
国别省市：DE