DE1811264A1 - Verfahren zum UEberziehen einer Metallunterlage mit Kunststoff - Google Patents

Description

DR. F. ZUMSTEIN - DR. E. ASSMANN DR. R. KOENIOSBERQER - DIPL.-PHYS. R. HOLZBAUER

TELEFON: 223« 7_β und S₅MOU _{e M(yNOHBN a>} TELEGFiAMMEi ZUMPAT BRÄUHAU88TRAS8E 4/III POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN B113O

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2/Li

Gase 430167-3

!okyo Shibaura Electric Co.,Ltd.,Kawasaki-shi

Daikin JEogyo Go. ,Ltd., Osaka-shi

2oho Kasei Co., Ltd., Osaka-shi

Verfahren zum Überziehen einer Metallunterlage mit Kunststoff

Die iä?findung betrifft ein Verfahren zum Überziehen einer Metallfläche mit Kunststoff,beispielsweise mit fluorhaltigem Harz.

Zweck des Verfahrens ist beispielsweise seine Anwendung bei einer Expansionsmaschine bzw. -anlage zur Erzeugung tiefer und tiefster !Eemperaturen, die nachfolgend als Tief temperatur expansionsvorri chtung oder Kryogen-Expansionsvorrichtung bezeichnet wird.

Obwohl ein weites Anwendungsfeld der Erfindung aufgezeigt werden könnte, wird aus Gründen der kürzeren Darstellung nachfolgend eine mit Kolbemrerdiehtung arbeitende TieftemperaturexpansionsYorrichtung beschrieben, die einen Kolben und Zylinder aufweist, insbesondere solche, wie sie in extrem niedrigen lemperaturbereichen verwendet werden.

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Es ist ganz allgemein bekannt, tee be^. extrem-tiefenperaturen bestimmte phyBikalieobe Eigenschaften erBielbar ■ sind, die unter normalen Temperaturbediiaguiigen niemals realisierbar sind, beispielweise die extra* koke leitfähigkeit eines Leiters (Supraleitung) und'die Surohfuh-. rung von Forschungsarbeiten über besondere Kristallausfäl- lunge» usw. Demgemäß besteht sich dl© nachfolgende -Beschreibung auf eine spezielle Kryogen-ÄpaaaiomsYoieTioli.timg» die zur Erzielung aogenanntOT?· Tiefst-Temperaturen.? d*h· tob lemperatwren unter -15O⁰G₉ mittels Vaeeerstoff ₉ Helium oder ähnlichem geeignet ist, die ale Kühlmedium ^©!wendet werden, dessen kritische Semperatur im tos? Mlae de«? absoluten Wullpunktes liegt.'Bei einer Iieftei^0a»ti2»-%.pesasl©a®vor·= richtimg ftir solch® niedrigsten Senqperaturbersiohe ist es notwendig, den AusdQhnttogsgrad äem Gases m©to s» vergrößern als dies "bei normalem Gasexpanslonsvorgä^gen unter HornalteiEperaturöii notwendig ist· Um au TerhinderKy daß das unter hohem Druck stehend© Gas voa awßen' in die pansionskammer des Zylinders einströmt, ist-es notwendig, das Spiel zwischen Kolben und Zylinder ©teer solchen ExpansionsvorrichtuBg so klein w£® nnr ixgendmögliol! zu machen·

Da der Kolben in dem Zyliader bei Zeatperatnren mater -15 gleitet, besteht andererseits das Trdbl®m₉ das ©la unter anderen Umständen geeignetes Scfmi^rÖT in dem swischen Kolben und Zylinder nicht Texwendet werden da es iUemperaturen ausgesetzt ist_y di® unter rungspunkt liegen.

Aus den vorgenannten Gründen tritt bei solchen Arten von Gasexpansion das Phänomen des "Sressens¹¹ an cl©n gleitenden Flächen des Kolbens und Zylinders auf, und es wurden schon

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verschiedene Mittel ersonnen, um diesen laohteil bu vermeiden.

Eine der vorgeschlagenen Methoden besteht daxin, labyrinthartig angeordnete Vertiefungen auf der äußeren Umfangsfläohe des Kolbens anzuordnen, um den Druck so gleiehmässig «le möglich über den Spalt zwischen Kolben und Zylinder but verteilen, um ao zu verhindern, daß der Kolben bei der Bewegung aus seiner Mittelachse auegelenkt wird· Bei dieser Art von Gasexpaüston ergäben ο ich in Stadium der Oeeaueatrömung wesentliche Unterschiede in der Höhe des Gasdrucks * zwischen der Innen- und Außenseite der Expaneionetannner des Zylinders,bo daß ein Yerkanten des Kolbens unvermeidlich wurde» was wiederum zum "Eressen" führte.

Unter den Verfahren sur Erhöhung der Oberflächenhärte des Solbens und Zylinders sind auch solche bekannt, welche ein nitrieren oder ein !Titrieren in einem Salzbad umfassen. Andere bekannte Verfahren zum Schutz der Metalloberfläche des Kolbens oder Zylinders durch Ausbildung bestimmter Metallverbindungen umfassen auch die weiche nitrierung unddas Eintauchen in schwefelhaltige Behandlungsmittel·

Jedochkonnte keine der beiden erwähnten Arten der Oberflächenbehandlung die Phänomene des ß&ttelns oder Rressena zwischen dem Kolben und Zylinder verhindern. Biese Behandlungsverfahren erzeugen Metallverbindungen, wie Blsennltrid, Sisencarbld oder Eisensulfid, die sich an der Oberfläche des Kolbens und Zylinders abscheiden. Bs kommt jedoch vor, daß Seilohen dieser Metallverbindungen aus der Oberfläche austreten und in den Zwischenraum sw lachen den Kolben und Zylinder gelangen und die gleichmässige Bewegung des Kolbens stark beeinträchtigen·

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Earttberairaue erfordert die erwähnte Ausbildung der Metall« verbindungen, an den Oberflächen des Kolbens oder Zylinders ein Aufholsen auf Äemperaturen über 50O⁰O. Dies führt ssa Deformationen der ; Me tallunterlaga des Kolbens oder Zylinders und brachte den Babhtell mit si oh, da& es schwierig war, die gewünschte Rnndhelt oder Ausrichtung der Oberfläche dee Kolbens oder Zylinders au erhalten. Die erwähnten Oberfl&ohen^ehandlungsprozeBe waren weiterhin mit dem Haohteil behaftet, dad naoh der abschl!essenden Bearbeitung beachtliche Veränderuogeu in der Zusammensetzung \xaxL Härte der Metalloberfläche des Kolbens oder Zylinders auftraten.

Um die 3?acb,telle üex bekannt®».
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enteren Sinn© liegt der Erfindung; die Aufgabe zugrunde» eine <»i^o£|0MBehe B^analonsTorrlchtung mit einem Kolben und einem Äyllnäer'za entwickeln, die selbst in ultsa-

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tiefen Temperaturbereichen voll funktionsfähig let.

Bei einem erflndungsgemäßen Verfahren sum Überstehen der Metall unterlage eines Kolbens oder Zylinders besagter Vorrichtung mit Konststoff wird in einem ersten Schritt eine Metallschicht auf die Oberfläche der Hetallunterlage aufgebracht, dann wird eine große Anzahl Löcher oder Rinnen durch elektrochemisches Ätzen in der metallischen Überzugssohioht ausgebildet, und anschließend wird diese Metallschicht mit Kunststoff so überzogen, daß zumindest die löcher oder RIn- ä nen ausgefüllt sind·

Zur besseren Erläuterung der Erfindung wird diese nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen in näheren Einzelheiten beschrieben· Dabei zeigt

Pig.1 einen Aufriß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer cryogenischen Ebcpansionsvorriohtung» wobei einige !Peile Im Schnitt dargestellt sind·

Pig· 2 zeigt eine vergrößerte Seilansicht der gleitenden felle des Kolbens und Zylinders der in Pig· 1 dargestellten Vorrichtung;

Pig. 5 zeigt die 400-fach vergrößerte Photographie der chromplattierten Kolbenoberfläohe; I

Pig. 4- und 5 zeigenPhotographien in 130-facher Vergrößerung der mit porösem Chrom Überzogenen Abschnitte, die verschiedene Muster aufweisen;

Pig. 6 ,zeigt die 100-fach vergrößerte Photographie der Oberfläche des porösen Chroms;

Pig. 7 zeigt die 400-fach vergrößerte Photographie der selben Oberfläche wie in Pig. 6 s. und

Pig. 8 schließlich zeigt die 400-faoh vergrößerte Photographie der erfindungsgemäß behandelten Kolbenoberfläche.

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Bevor das Grundmetall des Kolbens oder Zylinders überzogen wird, wird dieses inebesond ero mit Otarom plattiert baw. beschichtet· unter den OhrdBUbessagsbSdern ist dad Sargent 's Bad und ein Bad mit Üuorsililcat-Zusatz bekannt» Beide Bäder können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ▼erwendet werden« für gewöhnliche Chromglanzüberzüge sollten die Badtemperatur und Stromdichte in den nachfolgend aufgeführten Bereichen liegen:

_ iPemperatur des Chromüberzug- Stromdichte badea (⁰Q) _ (A/dm?)

20 7 bis 15

30 7 bis 20

40 8 bis 35

50 15 bis 80

60 25 bis 150

Bei Stromdichten, die über den oben aufgeführten Bereichen liegen, ist es wegen der Ausbildung feiner Erhebungen auf der plattierten Oberfläche nicht möglich, eine gute, glänzende Oberfläche zu erhalten. Haoh dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jedoch auf der Oberfläche des Gteundmetalls des Kolbens oder Zylinders zweokmässlgerwelse eine solche Überzugsfläche aufgebracht, die solche Erhebungen aufweist. Anschließend wird ein Teil der plattierten Schicht durch umkehrung der Elektrodenpolarität abgelöst. Eine solche Behandlung verursacht löcher oder Gräben bzw. Riefen im Bereich der Erhebungen. Die Größe und liefe dieser Löcher oder Gräben kann im wesentlichen durch geeignete Auswahl der Badtemperatur und der Stromdichte während der ursprünglichen, galvanischen Chromplattierung verändert werden· Versuche zeigten, daß optimale Bedingungen erzielt wurden, wenn die löcher oder Gräben als Ganzes ein zusammenhängendes

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Betzwerkmuater bildeten. Auf die Oberfläche der so aufgerauhten mattierung wird ein Kunststoffüberzug in einem Wärmebshandlungsverfahren aufgebracht« Die verwendeten Kunststoffe umfassen fluorhaltige Harze, wie Polytfcetrafluoräthylen, Polytrifluorchloräthylen, Copolymere des Tetrafluoräthylen-hexaflttorpropylens oder Polyolefinharze, einschließlich Polyäthylen. Soa allgemeinen verbinden diese Kunststoffe falsche Haftfähigkeit mit ausgezeichneter Widerstandsfähigkeit gegen Wärme und chemische Einflüsse bei guten elektrischen und chemischen Eigenschaften. Demgemäß weisen diese fluorhaltigen Harze und Polyolefinharze extrem schlechte Haftfähigkeit auf der vorerwähnten, aufgerauhten Überzugsfläche auf. Als Grund dafür wird angenommen, daß das in die löcher oder Gräben der rauhen Oberfläche der Chromplättierung eingelagerte Harz den sogenannten "Verankerungseffekt¹* ausübt. Es ist nicht immer erforderlich, das Harz über die ganae Metallfäche zu verteilen, jedoch sollte darauf gesehen werden, daß das Harz zumindest in den Löchern und Gräben haften bleibt. Die so aufgerauhte, chromplattierte Oberfläche gibt eine unerwartet viel bessere Haftwirkung als die nach den bekannten Verfahren mechanisch oder chemisch behandelten Oberflächen. Ss liegt im Rahmen der Erfindung, daß das Abscheiden, einer Grundierung auf der Metalloberfläche vor dem Überziehen mit den erwähnten Kunststo.f£en nicht immer notwendig ist.

Das galvanische Aufbringen von Chrom auf die Metalloberfläche macht jedoch die Fläche auf charakteristische Weise hs und widerstandsfähiger als vca der Plattierung. Dementsprechend umfassen die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbaren Überzugsmetalle als Zusätze zu dem verwendeten Chrom solche, die einen Härtegrad aufweisen, der geringer ist als der des Chroms, beispielsweise weichen Stahl, nichtrostendes. Stahl, Kupfer, Messing, Bronze oder

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Aluminiumlegierungen· Sie unter Anwendung des erwähnten Behandlungsverfahrens mit Kunststoff überzogene Metalloberfläche weist im Vergleich eu bekannten Verfahren "bemerkenswert verbesserte Eigenschaften, auf.

Wild diese Oberflächenbehandlung auf eine in tiefsten lemperaturbereiohen verwendbare Expansionsvorrichtung angewendet, so können, die erwähnten Phänomene des Rütteins und Fressens zwischen dem Kolben und Zylinder vollständig verhindert werden. Zumindest in dem lall» bei dem Setrafluoräthylen lediglich in den löchern und Rinnen in dem porösen Chrom eingelagert ist, besteht eine feste Haftung des Harzes in diesen Vertiefungen, die nicht leicht zu lösen ist. Eine solche Harzschicht ermöglicht eine wirksame Schmierung selbst solcher !CeIIe₉ die ■ "ajiefs"tlemperaturen unter -150°0 ausgesetzt sind· Selbst wenn !Peile der iPetrafluoräthylenschicht aus den Maschen des Hetzwerks in dem porösen Chrom herausfallen sollten und zufällig im Zwischenraum zwischen den Reibungsflächen des Kolbens und Zylinders haften bleiben sollten, so tritt wegen der relativ geringen Härte des Harzes keine Störung der Hin- und Herbewegung des Kolbens auf« Weiterhin kann ein vorgesehener Schutztiberzug auf der Metalloberfläche aus Harz bei Temperaturen unter 400 ⁰C wärmebehandelt werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die Rundheit des Kolbens oder Zylinders gegen Wärmedeformationen geschützt sind. Bei einem erfindungsgemäßen AusfÜhrungsbeispiel konnte der Abstand zwischen Kolben und Zylinder auf weniger als 6 Mikron vermindert werden, gemessen bei normaler temperatur.

Die Erfindung ist nicht auf Gase^&ueionsvorrichtungen mit Kolben und Zylinder beschränkt. Es let ersichtlich, daß die Erfindung ebenso wirkungsvoll überall dort anwendbar ist, wo SOrmaltemperaturen mit hohem Verschleiß verbundene Reibungswiderstände auftreten.

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So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, die Erfindung zum dßhuta verschiedener Arten Ton Bollen» lagern and Zapfen, oder hohem Verschleiß unterliegenden Maschinenteilen oder an den Stoßfläohen der Werkzeuge einer Presse anzuwenden, um deren Verschleiß zu verhindern. Im Bahnten der Erfindang liegen somit fast unbegrenzte Anwendungsmöglichkeiten·

Unter bezug auf die Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben· In Fig. 1 bezeichnet g 10 eine lieftemperatuarapansionsvorrichtung, die in sehr ™

tiefen Temperaturbereichen verwendet wird· Die Antriebsmaschine wird in der Beschreibung nicht näher erläutert, da β ie im Prinzip den bei Formaltemperaturen verwendeten £ypen entspricht. Bezugszeichen 12 kennzeichnet einen Zylinder, dessen obere und untere öffnung mit einem Plansch 12a verschlossen ist. In den Zylinder ist ein an seinem oberen Ende verschlossener zylindrischer Kolben 14 so eingebaut, daß er in vertikaler Richtung bewegbar 1st. Die Kolbenstange 14 ist über dem Kolben 14 so angeordnet, daß sie nach oben gezogen werden kann. Die äußere Oberfläche 14b des Kolbens 14 steht in gleitender Berührung mit der inneren tJmfläehe des Zylinders 12, die, wie später beschrieben |

wird, einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, bei der eine Kunststoffschicht aufgebracht wird.

Die Unterseite des Zylinders ist mit einer Grundplatte 16 und die obere Öffnung des Zylinders 12 durch eine Ventilkanmer/verschlossen. Der Baum zwischen dem unteren Egde der Ventilkamaer 18 und dem oberen Ende des Kolbens 14 entspricht der Qasexpansionskammer 20. Der Mittelteil der Ventilkaimer ist als Habe 18a ausgebildet, durch die die Kolbenstange 14a hindurchläuft· Die Habe 18a und der Deckel 22, der die Tentilkainmer 18 am oberen Bade verschließt, unter-

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teilen den Innenraura der Ventilkammer 18 in zwei Teilkammern 24 und 26. Diese Teilkaramern 24 und 26 stehen mit der Gfosexpansionskammer über die Öffnungen 24a b«w· 26a in Verbindung, die duroh das Fuß toil der Ventilkammer 18 hindurchgehen. Diese öffnungen 24a und 26a «erden durch Ventile 28 bsw.30 entsprechend geöffnet oder geschlossen, die durch entsprechende Synchronisierung mit der Bewegung des Kolbens 14 betätigt werden. Die eine Teilkammer 24 steht mit einer unter hohem Druck stehenden Zuführungegasleitung 52 in Verbindung, während die andere Teilkammer 26 mit einer abftthrenden liiederdruok-Gasleitung 34 verbunden ist. Ein Verbindungs rohr 36, das vom Auslaurohr 34 abzweigt, durchdringt die Grundplatte 16 des Zylinders 12 und ist gegen das untere Ende des Zylinderinnenraums offen.

Sin Kühlmedium wie etwa Helium oder Wasserstoff» wird der Teilkammer 24 über das Einlaßrohr 32 zugeführt und von dort durch öffnung des Ventile 28 in die Gasexpansionskammer 20 mit bestimmtem Passungsvermögen eingeleitet. Während der Kolben 14 nach unten geht, expandiert das Gas in der Kammer 20. Wenn der Kolben 14 nach oben gleitet, ist das Ventil 30 geöffnet, und das Gas, dessen Druck * duroh die Expansion reduziert wurde, wird über die Teilkammer 26 in das Auslaßrohr 34 gepreßt. Dabei untrrllegen die Innenfläche 12b des Zylinders 12 und die äußere Umfläohe 14b des Kolbens 14 einem bei sehr tiefen Temperaturen auftretenden Abrieb· Um dem zu begegnen, ist die äußere Dmfläche des Kolbens 14 mit Kunststoff überzogen·

Im folgenden wird nun das Verfahren zum Aufbringen des Kunststoffüberzuges beschrieben. Wie bereite erwähnt, beträgt das Gleitspiel zwischen dem gleitenden Kolben und Zylinder vorzugsweise maximal 6 Mikron.Bei dem zu beschreibenden Seispiel einer Tiefsttemperatur-Ezpansionsvorrichtung 1st die äußere

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ümfläohe des Kolbens 14 mit einer duroh. üjaprägnierung und Wärmebehandlung aufgebrachten Sohicht aus letrafluoräthylenhars überzogen. In Pig· 2 kenneeichnet Beaugszeichen 38 eine auf der Kolbenoberfläohe ausgebildete öhromschieht, die eine große Anzahl löcher oder Gräben 40 aufweist, die mit letrafluoräthylen 42 augestopft sind· Uta schließlich einen Abstand ο von 6 Mikron zu. erhalten, soll angenommen werden, daß die imprägnierte Schickt von fltetrafluoräthylenharz auf der äußeren tfinfläohe des Kolbens 14 50 Mikron stark sein soll. Bann wird das Grundmetall (so a,B. nitrierter oder nioht-rostender Stahl) des Kolbens 14 und des Zylinders 12 (nachfolgend wird auf das Grundmotall des Kolbens als !Probe Bezug genommen) unter Berücksichtigung der erwähnten erforderlichen Abmessungen auf die geeignete Form gebracht und im voraus bei einer Temperatur iron etwa 600⁰C angelassen. Danach wlxd die Rundung und Ausrichtung des Werkstücke unter Berücksichtigung an die erwähnten erforderlichen Abmessungen auf genaues Endmaß gebracht. Kachdem die Oberfläche desIferkstüoks vollständig von Öl, Sett, Qxydfilm, Rost usw. gereinigt wurde, wird die Ohromplattierung vorgenommen, wobei ein Sargent's Bad (250 g/l wasserfreier Chromsäure und 2,5 g/l Schwefelsäure) oder ein Bad mit Huorsilikatzusatsi (250 g/l wasserfreier Chromsäure, 1,3 g/l Schwefelsäure und 10 g/l Kaliumfluorsilikat) verwendet wird. Die erforderliche Chromplattierung braucht nur so stark zu sein, daß die Oberflächenschicht später mit Kunststoff getränkt werden kann. So wird die Dicke bei diesem Ausführungsbeispiel zu 50 Mikron gewählt. Xm allgemeinen beträgt die Schichtdicke vorzugsweise 5 bis 250 Mikron für den Kolben oder Zylinder gemäß der Erfindung. BIe Schichtdicke kann leicht aus der Zeit und der wirksamen Stromdichte während des Plattiexnngsvorg^nge bestimmt werden. Eine gleichmässige Schichtdicke der Plattierung in Umfangsrichtung des Werkstücks kann leicht

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durch genau ausgerichtete Anordnung der Kolbenelektrode In bezug auf die Gegenelektrode erreicht werden, die die eretere konzentrisch angibt _t wobei die Badzusaamensetzung durch Umrühren gleichmäeeig verteilt sein sollte. Sie Oberflächen1)eeobaffenhelt der Ohrcmplattlerung ißt In Pig« 5 dargestellt«

tfach der Ghromplattlerung wird die Polarität der verwendete Elektroden umgekehrt« um die Chromoborflache elektrochemisch zu ätzen· Bas Ergebnis ist die Ausbildung zahlreicher looker oder Rinnen, d.h. eine poröse Öhrdmsohloht auf der Oberfläche» Die mikroskopische Betrachtung zeigt, daß diese Löcher oder Rinnen als Ganze ein netzwerkmuster darstellen· Per physikalische Zustand des porösen Ohr oma, wie etwa der prozentuale Fläoaenantell der Vertiefungen in dem Hetzwerk, hängen von der Bad temperatur (vorzugsviese 40 bis 60*0) und der Stromdichte ab. Bas Werkstück mit der darauf ausgebildeten porösen Ohromsohloht wird vollständig mit Wasser gewasohen un* bei Formal-^ Temperatur getrocknet. Die Fig. 4 und 5 zeigen im Schnitt d_ae poröse. Chrom und die Pig* 6 und 7 das Netzwerkmuster des porösen Ohroma*

nachfolgend wird der Kolben in einem Gefäß in eine Vakuumkammer gebracht, wobei die gofcöse Ohromschlcht in eine wässrige Suspension aus Tetrafluoräthjrlenharz eingetaucht 1st (0,2 bis 0,5 Ulkron groS« Partikel des Xetrafluoräthylens sind in Waseer dlspergiert). Die Vakuumkammer wird bis maximal 1 ζ 10 mm Hg evakuiert. Während etwa 10 Hinuten wird die Vakuumimprägnierung vorgenommen, wobei die Suspension in die Innersten Seile der in der porösen Chromoberfläche ausgebildeten feinen Löcher oder Rinnen eindringt.

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Nach Beendigung der Vakuumimprägnierung wird das Werkstück an die loft gebracht und unter nornale« !!temperatur getrocknet. Haeh dem !Trocknen wird das Werkstück in einem elektrischen Ofen wärmebehandelt, um das Oborfläohenbehandlungsverfahren au beenden. Die Wärmebehandlungstemperatur sollte im Bereich einer über 327°0 liegenden Temperatur liegen, d.h. über der Übergangstemperatur, bei der Tetrafluoräthylen in den geschmolzenen Zustand übergeht. Sie Wärmebehandlungstemperatur sollte aber auch unter 420⁰C liegen, d.h. der Temperatur, bei der die thermische Zer- M setzung von Tetrafluoräthylen beginnt· Versuche zeigten, daß die optimale Temperatur für die Wärmebehandlung bei etwa 380⁰C liegt.

Pig. 8 zeigt die Aufnahme einer so behandelten ZyIInderoberfläche. Weiterhin ist ersichtlich, daß die letzterwähnte zylindrische Oberfläche, wie in Fig. 2 dargestellt, vollständig gleichmäesig mit !Petrafluoräthylen ausgefüllt 1st»

Im folgenden wird ein Zahlenbeiopiel in bezug auf einen Kolben von 28 am Durchmesser und 50 mm länge gegeben, der der erwähnten Oberflächenbehandlung untersogen wurde. Der ursprünglloh· Metallkern hatte einen JDurohseaser von 2.7 j 909 na | +0,5 Mikron, während naoh der OberflächeniaprSgnlerong der Durohetwer 28,010 »±0,9 Mikron betrug» Dl··· Wert·. «eigen, dal die so behandelten Oberflächen für die Anwendung in eines Kryogen - Expansionevorrichtung für die Verwendung in ««Ihr* tiefen Teaperaturbereiohen einen befriedigenden Rundungsgrad aufwiesen, und daß dl· bei Temperaturen unter 40O⁰O vörgenoaatene Wärnebehandlung keine Deformation de· Örundmetalls des Werkstücks verursacht«.

Das erwähnt« Beispiel besog «ich auf einen Solben, dessen Oberfläche mit einer Schicht aus SetrafluoräthyXenharB

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mittels Imprägnierung aod Wärmebehandlung versehen wurde· Bs 1st jedoch in gleicher Weise auch möglich« eint Sohioht aus Xetrafluoräthylenharss lediglioh auf der Innenseite des Zylinders in gleicher Weise auf isabringen· Ss ist ersichtlich, daß sowohl die äußere Fläche des Kolbens und die innere Fläche des Zylinders in ähnlicher Weise mit Bars übersogen werden können. Wenn» wie in dem oben beschriebenen AuBführungsbeispiel, ein zylindrischer Kolben mit glatter Oberfläche und ohne labyrinthartig angeordnete Vertiefungen verwendet wurde, so konnte festgestellt werden» daß der Kolben selbst dann eine gleiohmässig stoßfreie Hin- und Herbewegung ausführen konnte, wenn der Abstand awisohen Kolben und Zylinder nur 3 bis 4 Hikron (gemessen bei normaler Temperatur) betrug und selbst in sehr tiefen Semperaturbereiohen zufriedenstellend arbeitete· Ee ist auch eulässig, die Kolbenoberfläohe mit labyrinthartig angeordneten Vertiefungen au versehen. Auch in diese» lall kann die Kolbenoberfläche mit einer imprägnierten und wärmebehandelten Sohioht aus Tetrafluoräthylan in derselben Welse, wie das oben beschriebene Aueführungebeispiel, überzogen werden.

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Claims (1)

1. Patentans ρ r (lohe

   · Verfahren zum überziehen einer Metallunterlage mit Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Metallunterlage mit einer Metallschicht überzogen bzw. plattiert wird, daß eine große Anzahl löcher oder Rinnen bzw. Vertiefungen in der Metallschicht durch elektrochemisches iLtzen ausgebildet werden, und daß die Metallschicht anschliessend mit Kunststoff Herzogen wird, wobei der Kunststoff zumindest die Löcher oder Rinnen ausfüllt· ä

   2. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Plattieren der Metallunterlage angewendete Stromdichte größer 1st als die zur Erzeugung einer glänsenden Oberfläche erforderliche.

   3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus einer Chromplattierung besteht.

   4· Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 41· große Anzahl der auf der Metallschicht ausgebildeten Löcher oder Rinnen ein Xetswerkmuater darstellen.

   5« Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff lediglich in den Vertiefungen des Hetswerks eingebettet wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 5§ dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Kunststoff aus fluorhalt Igen Hareen oder Polyolefinharisen besteht.

   7· Verfahren naoh Anepruoh 6, daduroh gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des Kunststoffs 5 bis 250 Mikron beträgt·

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   8_β TiefteB^era.tiir-Expaiieionsvojroieh'tmigi dadurch gelcennaeiclmet, äaß unter J&wemlirag des in Aaspructi 1 o£fentarten Verfahrens auf "der Q"ber£läeh.e eines KoTbeas und/oder eines Zylinders ein Kunststoffilm ausgebildet ist.

   9. Torrichtung nach Anspruch. 8_$ äaättrcti öaB die GasexpansIon8TO3?r,icbitung in ÜÜefst-Iemperaturfeereiohen veicwendisar ist_o

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