[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks, auf dem elektrochemisch
eine Schicht hergestellt wird.
[0002] Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist beispielsweise gemäß der
DE 602 25 352 T2 beschrieben. Es ist gemäß diesem Verfahren möglich, die Oberfläche eines Werkstücks
elektrochemisch beispielsweise mittels Brush Plating zu beschichten. Hierbei wird
ein Fließ, offenporiger Schwamm oder eine Bürste als Überträger verwendet, um ein
Elektrolyt auf die zu beschichtende Oberfläche zu übertragen. Dort wird durch Anlegen
einer Spannung zwischen dem Substrat und einer im Bereich des Überträgers für den
Elektrolyten angeordneten Elektrode aus dem Elektrolyt ein metallischer Werkstoff
auf der Oberfläche abgeschieden.
[0003] Gemäß der
WO 2006/061081 A2 ist es außerdem bekannt, dass eine elektrochemische Abscheidung von Metall auch mit
ionischen Flüssigkeiten vorgenommen werden kann, die einen wässrigen Elektrolyten
ersetzen. Der Einsatz ionischer Flüssigkeiten, also Salzschmelzen, die im Bereich
von unter 100°C, vorzugsweise sogar bei Raumtemperatur flüssig vorliegen, hat den
Vorteil, dass sich bei deren Verwendung größere Prozessfenster für die Abscheidung
von Metallen ergeben, die sich mittels wässriger Elektrolyte aufgrund ihrer Position
in der Spannungsreihe der Metalle nicht oder nur schwer abscheiden lassen. Ein Beispiel
für ein solches Metall ist Ta. Es ist zu beachten, dass die aus der Salzschmelze auf
der zu beschichtenden Oberfläche abgeschiedenen Metallionen durch neue in die Salzschmelze
eingebrachte Metallionen ersetzt werden müssen, damit der Abscheideprozess nicht zum
Erliegen kommt. Ein Verfahren für das Konstanthalten der Konzentration an Metallionen
ist beispielsweise in der
DE 43 44 387 A1 beschrieben.
[0004] Gemäß der
WO 2006/089519 A1 ist ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks beschrieben. Dieses beinhaltet
die Beschichtung des Werkstücks mit einer Metallschicht, wobei dies durch Plasmaspritzen
oder Flammspritzen erfolgt. Darauf wird eine weitere Schicht aufgebracht, wobei dies
beispielsweise galvanisch erfolgen kann. Die beiden Schichten haben einen unterschiedlichen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten.
[0005] Gemäß der
US 2008/299247 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Werkstück mittels Plasmaspritzen oder
Flammspritzen mit einer ersten Schicht versehen werden kann. Darauf wird eine zweite
Beschichtung beispielsweise galvanisch hergestellt, wobei diese Schichten einen unterschiedlichen
Ausdehnungskoeffizient haben.
[0006] Gemäß der
WO 02/12595 A1 ist ein Verfahren offenbart, bei dem ein Werkstück mit einer Metallschicht durch
Plasmaspritzen oder Flammspritzen beschichtet werden kann. Neben dieser Schicht kann
eine weitere Beschichtung beispielsweise galvanisch hergestellt werden. Weiterhin
ist es bekannt, dass mehrere Schichten hergestellt werden können, bei denen Unterschiede
des thermischen Ausdehnungskoeffizienten durch konstruktive Merkmale ausgeglichen
werden können. Hierzu werden beispielsweise Leerstellen in den Schichten vorgeschlagen.
Solche technische Lösungen lassen sich beispielsweise der
US 2005/029109 A1 und der
EP 1 029 951 A2 entnehmen.
[0007] Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein elektrochemisches Beschichtungsverfahren
dahingehend zu verbessern, dass die elektrochemisch abgeschiedenen Schichten ein inhomogenes
Ausdehnungsverhalten zeigen.
[0008] Diese Aufgabe wird mit dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass ein Teil des ersten Werkstoffs durch elektrochemisches Beschichten auf das Werkstück
aufgetragen wird, Zonen eines zweiten Werkstoffes mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten
α, welcher von demjenigen des ersten Werkstoffes abweicht, unter Anwendung eines thermischen
Spritzverfahrens auf den ersten Werkstoff aufgebracht werden und diese Zonen anschließend
durch das elektrochemische Beschichten in die Schicht eingebettet werden. Diese Einbettung
kann derart erfolgen, dass die Zonen noch einen Teil der entstehenden Oberfläche des
beschichteten Bauteils bilden, so dass die Einbettung nur an den seitlichen Flanken
der Zonen erfolgt. Alternativ ist es auch möglich, die Zonen in die Schicht derart
einzubetten, dass diese durch den ersten Werkstoff vollständig umschlossen sind. Als
Zonen im Sinne der Erfindung sind Teilvolumina der Schicht zu verstehen, deren laterale
Ausdehnung (d. h. Ausdehnung gesehen in Richtung parallel zur zu beschichtenden Oberfläche)
größer ist als deren Dickenausdehnung (d. h. Ausdehnung, gemessen senkrecht zur zu
beschichtenden Oberfläche). Dies führt dazu, dass sich das thermische Ausdehnungsverhalten
der Zonen in lateraler Richtung der Schicht stärker bemerkbar macht als senkrecht
zu dieser Richtung. Hierdurch wird erfindungsgemäß das inhomogene Ausdehnungsverhalten
der erzeugten Schicht hervorgerufen.
[0009] Beispielsweise kann vorgesehen werden, dass der zweite Werkstoff einen größeren thermischen
Ausdehnungskoeffizienten α aufweist als der erste Werkstoff. In diesem Falle führt
die Ausdehnung der Zonen dazu, dass sich in den an die Zonen benachbarten Schichtbereichen
zusätzliche Druckspannungen ausbilden. Diese können zur Stabilisierung des Schichtgefüges
verwendet werden, wenn dieses auf Zugspannungen beispielsweise durch Ausbildung von
Rissen reagieren würde.
[0010] Vorteilhaft lässt sich durch eine geeignete Kombination des ersten und des zweiten
Werkstoffes und durch geeignete geometrische Gestaltung der Zonen ein inhomogenes
Ausdehnungsverhalten der Schicht erzeugen, welches an unterschiedliche konstruktive
Erfordernisse für das zu beschichtende Bauteil angepasst werden kann. Die Zonen können
auch aus einem Werkstoff hergestellt werden, welcher einen geringeren thermischen
Ausdehnungskoeffizienten α aufweist als der erste Werkstoff. In diesem Falle würden
in dem ersten Werkstoff der Schicht zusätzliche Druckspannungen erzeugt werden, wenn
das Bauteil mit der Schicht abgekühlt wird. Dies könnte beispielsweise von Vorteil
sein, wenn das erste Material der Schicht zur Kaltversprödung neigt und deshalb bei
tiefen Temperaturen vor dem Auftreten von Zugspannungen geschützt werden muss.
[0011] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als thermisches
Spritzverfahren ein Kaltgasspritzen angewendet wird. Hierbei handelt es sich um ein
Verfahren, bei dem die Beschichtungspartikel vorrangig aufgrund ihrer hohen kinetischen
Energie auf der Oberfläche haften bleiben. Es wird daher auch als kinetisches Spritzen
bezeichnet. Die kinetische Energie wird mittels einer Kaltgasspritzdüse, einer konvergent-divergenten
Düse, in einem Gasstrahl erzeugt, wobei eine Erwärmung der Partikel nicht oder nur
in geringem Maße erfolgt. In jedem Fall reicht die Erwärmung nicht aus, um, wie bei
anderen thermischen Spritzverfahren, die Partikel aufzuschmelzen. Der Vorteil bei
der Anwendung des Kaltgasspritzens ist daher, dass die Integrität des Gefüges der
verwendeten Partikel durch das Kaltgasspritzen nicht beeinträchtigt wird. Außerdem
hat dieses Verfahren den Vorteil, dass insbesondere bei einer weichen elektrochemisch
hergestellten Schichtmatrix der vorangehenden Lage die Partikel in die Schicht eindringen,
wodurch eine bessere Verteilung der Partikel in der ausgebildeten Schicht erreicht
wird.
[0012] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Schicht in mehreren Lagen
hergestellt wird, indem das thermische Spritzverfahren und das elektrochemische Beschichten
abwechselnd mehrfach durchgeführt werden. Hierdurch kann, wie bereits eingangs erläutert,
ein Schichtaufbau erzeugt werden, bei dem die Zonen vollständig in die Schicht eingebettet
werden, d. h. keinen Anteil an der Oberfläche bilden. Dies ist dann besonders vorteilhaft,
wenn das Material der Zonen beispielsweise vor einem Korrosionsangriff geschützt werden
muss. Außerdem ermöglicht die vollständige Einbettung der Zonen eine besonders effektive
Einleitung von Zug- oder Druckspannungen in die umgebende Gefügematrix des ersten
Werkstoffs.
[0013] Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dass das
thermische Spritzen und das elektrochemische Beschichten gleichzeitig, jedoch jeweils
an unterschiedlichen Stellen des Werkstückes durchgeführt wird. Hierdurch lässt sich
vorteilhaft eine besonders hohe Effizienz bei der Beschichtung des Werkstückes erreichen.
Voraussetzung ist, dass das Werkstück mit beiden Beschichtungsverfahren jeweils nur
partiell und dafür gleichzeitig (an unterschiedlichen Stellen) beschichtet wird. Beim
thermischen Spritzen ist dies ohnehin erforderlich, weil immer gerade nur der Punkt
des Auftreffens des Beschichtungsstrahls beschichtet wird. Beim elektrochemischen
Beschichten muss ein Beschichtungsverfahren gewählt werden, bei dem eine partielle
Beschichtung des Bauteils möglich ist, d. h. bei dem nicht das ganze Bauteil in den
Elektrolyten eintaucht. Dies ist bevorzugt beim Anwenden des sogenannten Brush Platings
möglich, wobei hier lediglich der Teilbereich des Werkstücks aktuell elektrochemisch
beschichtet wird, welcher mit dem Überträger des Elektrolyten in Kontakt steht.
[0014] Besonders bevorzugt lässt sich das gleichzeitige Beschichten des Werkstückes mit
beiden Beschichtungsverfahren anwenden, wenn als Werkstück ein zylindrischer Körper,
insbesondere eine Arbeitswalze für Walzwerke, beschichtet wird, wobei dieser in Rotation
um seine Mittelachse versetzt wird und an einer Stelle seines Umfanges das elektrochemische
Beschichten und an einer anderen Stelle seines Umfanges das thermische Spritzen vorgenommen
wird. Dies lässt sich beispielsweise bewerkstelligen, indem das zylindrische Werkstück
nur mit einem Teil seiner Umfangsfläche in den Elektrolyten eingetaucht wird. Für
ein gleichmäßiges Beschichten sorgt dann die gleichmäßige Drehung des zylindrischen
Werkstückes, durch die nach und nach die gesamte Mantelfläche beschichtet werden kann.
In dem Bereich, welcher nicht in den Elektrolyten eintaucht, kann das thermische Beschichten
vorgenommen werden. Auch unter Anwendung des Brush Platings ist die Drehung der Walze
sehr vorteilhaft. Der Überträger für das Brush Plating muss dann lediglich an das
Werkstück herangeführt werden, wobei eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und
dem Überträger durch die ständige Drehung des zylindrischen Werkstückes zustande kommt.
[0015] Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Elektrolyt
für das elektrochemische Beschichten eine ionische Flüssigkeit verwendet wird. Dies
hat den Vorteil, dass auch unedlere Metalle aus einem nicht wässrigen Medium, nämlich
der Salzschmelze des ionischen Beschichtens, abgeschieden werden können. Bei ionischen
Flüssigkeiten handelt es sich um organische Flüssigkeiten, die aus einem Kation wie
einem alkylierten Imidazolium, Pyridinium-, Ammonium- oder Phosphoniumion und einem
Anion, wie z. B. einfachen Halogeniden, Tetrafluoroboraten oder Hexafluorophospaten,
Bi(trifluormethylsulfonyl)imiden oder Tri(pentafluorethyl)-Trifluorophospaten bestehen.
[0016] Da ionische Flüssigkeiten auch eine hohe elektrochemische Stabilität besitzen, können
vorteilhaft unter anderem Ti, Ta, Al und Si abgeschieden werden, die sich aus wässrigen
Elektrolyten aufgrund der starken Wasserstoffentwicklung nicht abscheiden lassen.
Geeignete Metallsalze, die auch in der eingangs erwähnten
WO 2006/061081 A2 genannt werden, sind beispielsweise Halogenide, Imide, Amide, Alkoholate und Salze
von ein-, zwei- oder mehrwertigen organischen Säuren, wie Acetate, Oxalate oder Tartrate.
Die Metalle, die elektrochemisch abgeschieden werden sollen, werden durch anodische
Auflösung in die geeignete ionische Flüssigkeit gebracht. Als Gegenelektrode zum zu
beschichtenden Bauteil wird eine lösliche Elektrode verwendet. Diese besteht aus dem
Metall, das beschichtet werden soll. Alternativ kann das abzuscheidende Metall auch
als Salz der ionischen Flüssigkeit zugefügt werden. Als Gegenelektrode zum Substrat
kann dann beispielsweise eine Platinelektrode verwendet werden. In diesem Fall muss
dafür gesorgt werden, dass die Konzentration der abzuscheidenden Metallionen in der
ionischen Flüssigkeit aufrechterhalten wird, was beispielsweise in der eingangs bereits
erwähnten
DE 43 44 387 A1 näher beschrieben wird. Außerdem können die Metalle bei Verwendung von ionischen
Flüssigkeiten auch als nanokristalline Schichten abgeschieden werden. Hierzu sind
der ionischen Flüssigkeit geeignete Kationen, wie z. B. Pyrroliniumionen, hinzuzufügen,
die grenzflächenaktiv sind und daher als Kornverfeinerer beim elektrochemischen Abscheiden
wirken. Vorteilhaft ist es, dass unter diesen Bedingungen häufig auf die Zugabe von
Netzmitteln oder Glanzmitteln verzichtet werden kann.
[0017] Im Folgenden wird näher ausgeführt, wie die Zonen im Einzelnen geometrisch ausgebildet
werden können.
[0018] Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung können die Zonen als inselartige Depots in
einem regelmäßigen Muster auf dem Werkstück verteilt werden. Diese inselartigen Depots
sind in ihrer Größe nach unten nur dadurch begrenzt, dass der Gasstrahl des angewendeten
Kaltgasspritzverfahrens eine Auftreffstelle auf dem zu beschichtenden Bauteil erzeugt,
welche gewisse Abmessungen aufweist. Hierdurch ergibt sich die kleinstmögliche Ausdehnung
des Depots. Soll das Depot größer werden, muss der Kaltgasstrahl bei der Erzeugung
desselben in geeigneter Weise geführt werden. Vorteilhaft ist dabei die Erzeugung
von Depots mit runder Grundfläche, jedoch können auch andere Geometrien verwirklicht
werden. Durch die Herstellung von vergleichsweise kleinen Depots wird vorteilhaft
erreicht, dass ein dichter Wechsel zwischen dem ersten Werkstoff und dem zweiten Werkstoff
in der Schicht realisiert werden kann. Hierdurch können Spannungsspitzen in den Gefügen
des ersten Werkstoffes und des zweiten Werkstoffes gering gehalten werden, sobald
diese aufgrund des inhomogenen Ausdehnungsverhaltens der Schicht entstehen.
[0019] Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Zonen als Streifen auf dem Werkstück anzuordnen.
Hierdurch lässt sich ein inhomogenes Ausdehnungsverhalten erzeugen, welches nicht
nur bezüglich des Ausdehnungsverhaltens der Schicht senkrecht zur Oberfläche des Werkstückes,
sondern auch bezüglich des lateralen Ausdehnungsverhaltens in unterschiedliche Richtungen
der Schicht unterschiedlich ausfällt.
[0020] Alternativ ist es auch möglich, dass die Zonen als Rechtecke in einem zweidimensionalen
Array auf dem Werkstück angeordnet sind.
[0021] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schicht im Bereich zumindest einer Zone auf
einem Opfermaterial, z. B. Wachs, hergestellt wird, welches nach der Fertigstellung
der Schicht unter Ausbilden eines Hohlraums beispielsweise durch Aufschmelzen entfernt
wird. Hierdurch lassen sich vorteilhaft mit den Zonen aus dem zweiten Werkstoff und
dem diese Zonen umgebenden Schichtverbund aus dem ersten Werkstoff freitragende Strukturen
erzeugen, die aufgrund ihres inhomogenen Ausdehnungsverhaltens als mechanische Stellelemente
Verwendung finden können. Die treibende Kraft für die Betätigung der Stellelemente
sind demzufolge Temperaturdifferenzen während des Betriebs des beschichteten Bauteils.
[0022] Beispielsweise ist es möglich, dass die Zone aus dem zweiten Werkstoff zusammen mit
dem ersten Werkstoff der restlichen Schicht zu einem mehrlagigen, frei tragenden Biegebalken
ausgebildet wird. An seinem einen Ende ist der Biegebalken dann mit dem restlichen
Schichtverbund verbunden. Unterhalb des Biegebalkens entsteht der bereits genannte
Hohlraum, wobei das andere Ende des Biegebalkens frei beweglich ist. Durch das unterschiedliche
Ausdehnungsverhalten der beiden Werkstoffe, die vorzugsweise in zwei aneinandergrenzenden
Schichten angeordnet sind, biegt sich der Balken nach dem Mechanismus, der beispielsweise
von Bimetallstreifen bekannt ist. Auf diese Weise ist das Stellelement verwirklicht.
[0023] Ein so gebildeter Biegebalken kann mit seinem frei tragenden Ende beispielsweise
oberhalb einer Öffnung in der Oberfläche des Werkstücks hergestellt werden. Diese
Öffnung kann beispielsweise der Zuführung eines Kühlmediums dienen. Der Biegebalken
kann so ausgebildet sein, dass die Öffnung erst freigegeben wird, wenn eine bestimmte
Temperatur überschritten wird, so dass das Kühlmittel nur bei einer drohenden Überhitzung
des Bauteils gefördert wird. Damit ist vorteilhaft ein temperaturgesteuertes Ventil
verwirklicht. Auch eine Drosselung des Kühlmittelflusses kann gewährleistet werden.
[0024] Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zone als
frei tragender Balken aus dem zweiten Werkstoff hergestellt wird. Dieser weist einen
größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten α auf als der erste Werkstoff. Der Biegebalken
wird an seinem einen Ende mit dem restlichen Schichtverbund verbunden und an seinem
anderen Ende mit einem definierten Abstand zum restlichen Schichtverbund ausgeführt.
Vorzugsweise weist der so gebildete Balken keine Komponente aus dem ersten Werkstoff
auf. Diese Struktur kann beispielsweise als thermischer Schalter verwendet werden.
Bei einer Erwärmung des Bauteils dehnt sich der Balken aufgrund des größeren thermischen
Ausdehnungskoeffizienten α des Balkens aus und überbrückt bei einer bestimmten Temperatur
den definierten Abstand zum restlichen Schichtverbund. Hierbei entsteht ein Kontakt,
der eine elektrische Leitfähigkeit zumindest des zweiten Werkstoffes vorausgesetzt
und zu einer Änderung des elektrischen Verhaltens der Schicht führt. Diese kann gemessen
werden und als Schaltsignal verwendet werden. Ist der erste Werkstoff ein elektrischer
Isolator, so lässt sich durch eine geeignete Ausführung von Zuleitungen beispielsweise
aus dem ersten Werkstoff auch ein elektrischer Schalter mit dem Balken realisieren.
[0025] Bei Bauteilen mit einer Drehachse, die vorzugsweise zylindersymmetrisch sind, ist
es besonders vorteilhaft, wenn die mit Zonen versehenen Teile der Schicht in Umfangsrichtung
bezüglich der Drehachse gesehen mit Teilen der Schicht ohne diese Zonen einander abwechseln.
Hierdurch ist es, wie bereits erläutert, vorteilhaft möglich, aufgrund des inhomogenen
Ausdehnungsverhaltens in dem Bauteil in Umfangsrichtung Druckspannung zu erzeugen.
Dies kann von besonderem Vorteil sein, wenn das Bauteil beispielsweise wegen hoher
Drehzahlen und den dabei auftretenden Fliehkräften ohne Vorsehen der Zonen im Randbereich
auf Zug beansprucht würde.
[0026] Das Verfahren kann besonders vorteilhaft für Arbeitswalzen eines Walzwerks angewendet
werden. Diese dienen u. a. dem Transport des zu walzenden Gutes, z. B. einem Blech,
welches durch die Führung zwischen den Arbeitswalzen beispielsweise in seiner Wandstärke
verringert wird. Daher unterliegen die Arbeitswalzen eines Walzwerks einem enormen
Verschleiß. Dieser kann durch die erfindungsgemäß aufgetragenen Beschichtungen verringert
werden, wenn in die Zonen bevorzugt Partikel eines Hartstoffs eingebettet werden.
Dies können beispielsweise Oxide von A1, Co, Mg, Ti, Si oder Zr, Nitride von A1, B
oder Si oder Carbide von B, Cr, Ti, Si oder W oder auch Carbonitride sein. Weiterhin
können Kohlenstoff als Graphit, Diamant, DLC (Diamant like Carbon) oder Glassy-Carbon
oder Gemische aus allen genannten Stoffen zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugte
Hartstoffe sind die Folgenden: TiC, B
4C, Cr
3C
2, SiC, WC, TiN, MoB, TiB
2, Al
2O
3, Cr
2O
3, TiO
2. Auch Partikel aus Hartmetallen (WC, TiC oder TiN mit einem Anteil von ≥ 80 Gew.-%
in einer Matrix aus Co, Ni, Cr, Fe) können verwendet werden.
[0027] Die genannten Hartstoffe können zusammen mit Partikeln eines Matrixwerkstoffes als
zweiter Werkstoff in den Zonen abgeschieden werden. Der erste Werkstoff kann mit einem
kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als der zweite Werkstoff ausgewählt
werden, um bei einer Erwärmung der Walzenoberfläche Druckspannungen in den Zonen zu
erzeugen, welche wegen des Anteils an Hartstoffen vor dem Auftreten von Zugspannungen
im Gefüge bewahrt werden müssen. In den Zonen können dann vergleichsweise hohe Konzentrationen
an Hartstoffpartikeln verwirklicht werden.
[0028] Die verwendeten Hartstoffe in den Zonen der hergestellten Schicht verringern zum
einen vorteilhaft deren Abrieb, so dass deren Verschleißfestigkeit steigt. Weiterhin
erfüllen die Hartstoffe jedoch auch den Zweck, die Oberflächenrauhigkeit der Schicht
zu vergrößern, welche erforderlich ist, damit das Drehmoment der Arbeitswalzen auf
das zu walzende Blech übertragen werden kann. Werden die Hartstoffe durch den mehrlagigen
Aufbau der Walze über die gesamte Schichtdicke vorgesehen, so wird weiterhin vorteilhaft
sichergestellt, dass auch bei einem Abrieb der Schicht mit fortlaufendem Verschleiß
durch Freilegen immer neuer Hartstoffpartikel die Oberflächenrauhigkeit der Walze
erhalten bleibt. Dies bedeutet, dass vorteilhaft ein Bauteil geschaffen wird, welches
über seine gesamte vorgesehen Lebensdauer die Anforderungen an die Oberflächenrauhigkeit
in vollem Maß erfüllt.
[0029] Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen an dieser Stelle noch einmal
zusammengefasst werden. Es ist eine galvanische Abscheidung auch von elektrochemisch
unedlen Metallen, wie Ti, Ta, Si, A1 oder Mg, möglich, wenn eine ionische Flüssigkeit
als Elektrolyt ausgewählt wird. Eine kostengünstige Abscheidung ist insbesondere durch
Auswahl des Brush Plating-Verfahrens möglich, da hierbei ein vergleichsweise schnelles
Schichtwachstum erreicht werden kann. Ein Partikeleintrag in die sich ausbildende
Zonen aus dem zweiten Werkstoff ist möglich und es können hohe Partikelkonzentrationen
in der Schicht erreicht werden. Das Verfahren ist auch partiell an großen Werkstücken
ausführbar, da dieses beim Brush Plating nicht in einen Elektrolyten eingetaucht werden
müssen. Insbesondere kann das Verfahren auch zu Reparaturzwecken angewendet werden,
wobei das Beschichtungssystem (bestehend aus einer Kaltgasspritzpistole und einem
Überträger für das Brush Plating) transportabel ist und daher auch z. B. am Einsatzort
des zu reparierenden Werkstücks eingesetzt werden kann.
Erstes Ausführungsbeispiel:
[0030] Zunächst wird an dem zu beschichtenden Werkstück eine Oberflächenreinigung und -aktivierung
vorgenommen. Dies kann beispielsweise durch ein sogenanntes Brush Cleaning mittels
eines alkalischen und/oder zyanidischen Elektrolyten und Brush Etching mittels eines
sauren Elektrolyten, wie z. B. Salz- oder Schwefelsäure, erfolgen. Dann erfolgt der
erste Beschichtungsschritt, bei dem ein duktiles Basismaterial, wie z. B. Nickel oder
Nickel-Kobalt, als erster Werkstoff abgeschieden wird. Dieser Prozess wird mittels
Brush Plating durchgeführt. Als Elektrolyt kann beispielsweise ein Watts-Elektrolyt
verwendet werden. Der Überträger des Brush Platings, der ein mit dem Elektrolyt getränkter
Filz oder Schwamm sein kann, wird dabei über die zu beschichtende Fläche bewegt. In
dem Überträger kann eine Anode in Form eines Stabes, Drahtgeflechtes oder aus Kugeln
enthalten sein. Das Material der Anode ist entweder der Grundwerkstoff der abzuscheidenden
Schicht, wobei diese sich dann auflöst und regelmäßig ersetzt werden muss, oder eine
inerte Anode, beispielsweise aus Platin.
[0031] Je nach Werkstückgeometrie kann anschließend an das elektrochemische Beschichten
bzw. gleichzeitig an einer anderen Stelle der weitere Beschichtungsschritt erfolgen.
Hierbei werden Zonen eines zweiten Werkstoffes mit anderem thermischen Ausdehnungskoeffizienten
mittels thermischen Spritzens, bevorzugt Kaltgasspritzen aufgetragen, wobei die Partikel
mechanisch mit der Oberfläche verkrallen und daher haften bleiben. Beim Kaltgasspritzen
wird die Oberfläche dabei vorteilhaft kaum thermisch beansprucht. Daher kann diese
sofort wieder dem elektrochemischen Beschichtungsschritt zugeführt werden. Es kann
eine dichte Folge von elektrochemischen und thermischen Beschichtungsschritten realisiert
werden. Hierdurch ist ein schneller Schichtaufbau möglich, was vorteilhaft einer höheren
Wirtschaftlichkeit der hergestellten Teile zugute kommt.
Zweites Ausführungsbeispiel:
[0032] Zunächst erfolgt die Beschichtung in einem nicht wässrigen Elektrolyten. Die Oberflächenreinigung
und -aktivierung des zu beschichtenden Werkstücks erfolgt in der bereits beschriebenen
Weise durch Brush Cleaning und Brush Etching. Nach einer Trocknung bei 100°C erfolgt
der erste Beschichtungsschritt, wobei eine Metallschicht beispielsweise aus Titan
abgeschieden wird. Dieser Prozess wird mittels Brush Plating durchgeführt. Der benutzte
Elektrolyt zur Abscheidung von Titan als erstem Werkstoff ist 1-Butyl-3-Methylimidazolium-tetrafluoroborat,
in dem als Ionenträger Titantetrafluoroborat gelöst wird. Ein Filz oder Schwamm wird
mit diesem Elektrolyten getränkt und über die zu beschichtende Fläche des Bauteils
bewegt. Der durch den Filz oder Schwamm gebildete Überträger ist in der bereits beschriebenen
Weise mit einer Elektrode ausgestattet. Diese kann aus Titan oder einem inerten Material,
wie Platin, bestehen.
[0033] Je nach Werkstückgeometrie kann im Wechsel mit dem elektrochemischen Beschichten
oder auch gleichzeitig an einer Stelle, an der das elektrochemische Beschichten aktuell
nicht durchgeführt wird, der zweite Beschichtungsschritt vorgenommen werden. Hier
werden Zonen beispielsweise aus Aluminium als zweiten Werkstoff mit dem genannten
Kaltgasspritzen hergestellt. Im nachfolgenden elektrochemischen Behandlungsschritt
werden die Zonen dann in der bereits beschriebenen Weise in die Metallmatrix eingebaut,
indem wieder Titan elektrochemisch abgeschieden wird.
[0034] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.
Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen
versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen
den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen:
- Figur 1
- ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beschichtung eines Werkstücks,
- Figur 2 und 3
- ein Bewegungsmuster, wie die Kaltgasspritzdüse gemäß Figur 1 geführt werden kann und
- Figur 4 bis 11
- Schichtaufbauten, die sich mit Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens
herstellen lassen.
[0035] Bei dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Figur 1 wird ein
walzenförmiges Werkstück 11 mit einer Verschleißschutzschicht versehen. Das Werkstück
11 ist mit seiner Mittelachse 12 drehbar gelagert, wobei die Drehachse 13 mit der
Mittelachse 12 identisch ist. Eine Lagerung 14 ist schematisch dargestellt, wobei
während des Beschichtens das Werkstück 11 mittels eines nicht dargestellten Antriebs
mit konstanter Geschwindigkeit gedreht wird.
[0036] In Figur 1 ist eine Aufsicht auf das Werkstück 11 von oben nach senkrecht unten dargestellt.
Während des Beschichtens wird von der einen Seite ein Überträger 15 an das Werkstück
herangeführt, der aus einem Schwamm mit offenen Poren 16 besteht. Durch diese wird
in nicht näher dargestellter Weise über ein Zuführsystem 17 ein Elektrolyt auf die
Oberfläche 18 des Werkstücks aufgetragen, welches sich unter dem Überträger hinweg
bewegt. Dabei findet ein elektrochemisches Beschichten statt, wobei zu diesem Zweck
das Werkstück 11 und der Überträger an eine Spannungsquelle 19 angeschlossen wird.
[0037] Gleichzeitig findet auf der gegenüberliegenden Seite des Werkstücks ein Kaltgasspritzen
statt. Eine Kaltgasspritzdüse 20 wird hierzu auf die Oberfläche 18 des Werkstückes
gerichtet und schrittweise ungefähr in Richtung der Drehachse 13 über die Oberfläche
geführt. An den Verweilstellen 26 (dargestellt in Figur 3) des Kaltgasstrahls entstehen
kleine Depots 27 (dargestellt in Figur 4) eines Werkstoffes mit anderem Ausdehnungskoeffizienten
als dem des durch das elektrochemisches Beschichten aufgebrachten Schichtwerkstoffes.
Beim Führen des Kaltgasstrahls zwischen den Verweilstellen bleiben einzelne Partikel
aus dem Kaltgasstrahl 21 an der Oberfläche haften und werden aufgrund der Drehung
des Werkstücks anschließend in die sich danach ausbildende Schicht am Überträger 15
in die Schichtmatrix eingebaut. Dies entfalten aber im Vergleich zu den Depots 27
wegen ihrer geringen Ausdehnung eine vernachlässigbare Wirkung.
[0038] Zu erkennen ist in Figur 1 auch, dass ein Bewegungsbereich 22 der Kaltspritzdüse
20 etwas geringer ausfällt als die Länge des Werkstückes, da beispielsweise bei Arbeitswalzen
von Walzwerken als zu beschichtende Werkstücke der jeweils stirnseitige Bereich am
Walzprozess nicht beteiligt ist und daher auch nicht der starken Verschleißbeanspruchung
ausgesetzt ist. Wird der Bewegungsbereich 22 der Kaltgasspritzdüse 20 so gewählt,
dass dieser nicht bis zum Rand des zu beschichtenden Werkstückes reicht, hat dies
Vorteile für die Verfahrensführung. Das Bewegungsmuster der Kaltspritzdüse ist in
Figur 2 dargestellt. Dieser nimmt einen Verlauf, der einer Acht entspricht, wobei
hierbei die ständige Bewegung 24 des Werkstückes aufgrund der Drehung berücksichtigt
wird. Durch den acht-förmigen Verlauf wird auf der Oberfläche 18 des Werkstückes 11
nämlich eine Linie 25 gemäß Figur 3 beschrieben, so dass es zu einer gleichmäßigen
Beladung der Oberfläche mit Partikeln kommt. In Figur 3 sind auch die Verweilstellen
26 des Kaltgasstrahls dargestellt, die zu einem Aufbau von Depots 27 im Schichtwerkstoff
28 gemäß Figur 4 mit einer schachbrett-artigen Schichtstruktur führt.
[0039] In Figur 4 ist eine Aufsicht auf die Schichtoberfläche darstellt. Zu erkennen ist,
dass die Depots 27 so in den ersten Werkstoff 28 der Schicht eingebettet sind, dass
diese einen Teil der Schichtoberfläche bilden. In Figur 5 hingegen sind die Depots
27 vollständig vom Werkstoff 28 der Schicht umgeben. Dies lässt sich dadurch erreichen,
dass nach dem Aufbringen der Depots 27 ein elektrochemischer Beschichtungsschritt
mit dem ersten Werkstoff 28 der Schicht durchgeführt wird, ohne ein weiteres Mal das
zweite Material aufzubringen. Eine so gebildete Schicht 29 weist damit drei Lagen
30 auf, von denen nur die mittlere mit den Depots 27 ausgestattet ist.
[0040] In Figur 6 ist wiederum die Schichtoberfläche mit frei liegenden Streifen 31 des
zweiten Werkstoffes dargestellt, die an den Seitenflanken in den ersten Werkstoff
28 eingebettet sind. Eine andere Ausführungsform ergibt sich, wenn statt der Streifen
31 Rechtecke 32 hergestellt werden, wie dies in Figur 7 dargestellt ist. Auch diese
liegen oben frei, so dass sie in der Schichtoberfläche zu erkennen sind, während sie
mit ihren Seiten durch den ersten Werkstoff eingebettet sind.
[0041] In Figur 8 ist dargestellt, wie in die Schicht 29 auf dem Bauteil 11 ein Biegebalken
33 integriert werden kann. Um zu gewährleisten, dass dieser frei tragend hergestellt
werden kann, wird als Opfermaterial 34 Wachs in einer vorgegebenen Form auf das Bauteil
11 aufgebracht, wobei das Opfermaterial auch eine Öffnung 35 im Bauteil 11 verschließt
und so verhindert, dass diese durch den Beschichtungsvorgang verschlossen wird. Oberhalb
des Opfermaterials 34 wird zunächst der erste Werkstoff 28 elektrochemisch abgeschieden,
wobei das Opfermaterial zu diesem Zweck mit einer elektrisch leitfähigen Startschicht
versehen werden muss. Anschließend wird auf den ersten Werkstoff eine Zone 36 durch
Kaltgasspritzen hergestellt und anschließend an deren Flanken 36a in den ersten Werkstoff
28 eingebettet. Damit die Zone 36 selbst nicht durch den ersten Werkstoff 28 beschichtet
wird, wird diese elektrisch isoliert (beispielsweise mittels eines Schutzlackes).
Auf diese Weise entsteht zumindest im mittleren Teil des Biegebalkens 33 ein zweilagiger
Verbund, der sich bei Temperaturänderungen aufgrund des inhomogenen Ausdehnungsverhaltens
biegt und auf diese Weise auch die Öffnung 35 verschließen kann. Um diese Funktion
zu gewährleisten, wird nach erfolgter Herstellung des Biegebalkens 33 das Opfermaterial
34 beispielsweise durch Aufschmelzen entfernt.
[0042] Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 9 und 10 zu sehen, wobei die Schnittebenen
der jeweils anderen Figuren entsprechend eingezeichnet sind (Schnitt X-X entspricht
der Schnittebene in Figur 10 und Schnitt IX-IX der Schnittebene in Figur 9). In Figur
9 ist ein Balken 37 dargestellt, der in die Schicht 29 integriert ist. An seinem einen
Ende ist der Balken 37, der vollständig aus dem zweiten Werkstoff besteht, in den
ersten Werkstoff 28 eingebettet (vgl. Figur 10) und damit im Bereich der Schicht 29
fixiert. Durch das Opfermaterial 34 ist ein Hohlraum definiert, welcher dazu führt,
dass der Balken 37 frei tragend in der Schicht angeordnet ist.
[0043] Durch eine Erwärmung dehnt sich der Balken 37 aus, wobei bei einer genügenden Längenausdehnung
ein Abstand a überbrückt wird, so dass der Balken 37 an eine aus dem ersten Werkstoff
28 gebildete Querstrebe 38 stößt. Diese überspannt ebenfalls frei tragend eine Ausgleichsöffnung
39, so dass sich bei einer weiteren Erwärmung und Ausdehnung des Balkens 37 die Querstrebe
38 elastisch verformen kann. In Figur 10 ist zu erkennen, dass das Opfermaterial auch
unterhalb des Balkens 37 und der Querstrebe 38 dafür sorgt, dass eine Verbindung zum
Bauteil 11 unterbleibt. Nach erfolgter Herstellung der Schicht 29 muss das Opfermaterial
entfernt werden.
[0044] In Figur 9 ist zudem zu erkennen, an welchen Stellen 40 Elektroden an der Oberfläche
angreifen könnten, um eine Änderung des elektrischen Widerstandes im Falle eines Kontaktes
des Balkens 37 mit der Querstrebe 38 zu detektieren. Dieser lässt sich insbesondere
dann messen, wenn der Balken 37 einen geringeren elektrischen Widerstand aufweist,
als der erste Werkstoff 28.
[0045] In Figur 11 ist ein Bauteil 11 dargestellt, welches als Welle ausgeführt ist und
im Querschnitt dargestellt ist. Die Schicht besteht aus dem ersten Werkstoff 28, wobei
axial verlaufende Streifen 31 in der Schicht vorgesehen sind. Von außen betrachtet
ergibt das Bauteil 11 damit ein Schichtbild, wie dieses in Figur 6 dargestellt ist.
1. Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks (11), auf dem elektrochemisch eine Schicht
(26) aus einem ersten Werkstoff hergestellt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass
- ein Teil des ersten Werkstoffs durch elektrochemisches Beschichten auf das Werkstück
(11) aufgetragen wird,
- Zonen eines zweiten Werkstoffes mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten α,
welcher von demjenigen des ersten Werkstoffes abweicht, unter Anwendung eines thermischen
Spritzverfahrens auf den ersten Werkstoff aufgebracht werden und
- anschließend die Zonen aus dem zweiten Werstoff durch das elektrochemische Beschichten
in die Schicht (26) eingebettet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Werkstoff einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten α aufweist,
als der erste Werkstoff.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass als thermisches Spritzverfahren ein Kaltgasspritzen angewendet wird.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schicht (26) in mehreren Lagen (28) hergestellt wird, indem das thermische Spritzverfahren
und das elektrochemische Beschichten mehrfach durchgeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das thermische Spritzen und das elektrochemische Beschichten gleichzeitig, jedoch
jeweils an unterschiedlichen Stellen des Werkstückes (11) durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Elektrolyt für das elektrochemische Beschichten eine ionische Flüssigkeit verwendet
wird.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zonen als inselartige Depots (27) in einem regelmäßigen Muster auf dem Werkstück
verteilt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zonen als Streifen (31) auf dem Werkstück (11) angeordnet sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zonen als Rechtecke (32) in einem zweidimensionalen Array auf dem Werkstück angeordnet
sind.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schicht (26) im Bereich zumindest einer Zone auf einem Opfermaterial (34) hergestellt
wird, welches nach der Fertigstellung der Schicht (26) unter Ausbilden eines Hohlraumes
entfernt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zone zusammen mit dem ersten Werkstoff zu einem mehrlagigen, freitragenden Biegebalken
(33) ausgebildet wird, der an seinem einen Ende mit dem restlichen Schichtverbund
verbunden ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Biegebalken (33) mit seinem freitragenden Ende oberhalb einer Öffnung (35) in
der Oberfläche des Werkstückes (11) hergestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zone als freitragender Balken (37) aus dem zweiten Werkstoff hergestellt wird,
• der einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten α hat, als das erste Material,
• der an seinem einen Ende mit dem restlichen Schichtverbund verbunden ist und
• der an seinem anderen Ende mit einem definierten Abstand zum restlichen Schichtverbund
hergestellt wird.
14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bauteil (11) eine Drehachse (13) aufweist, und die mit Zonen versehenen Teile
der Schicht in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse (13) gesehen mit Teilen der
Schicht ohne diese Zonen einander abwechseln.
1. Process for coating a workpiece (11) on which a layer (26) of a first material is
produced electrochemically,
characterized in that
- a part of the first material is applied to the workpiece (11) by electrochemical
coating,
- zones of a second material having a coefficient of thermal expansion α which differs
from that of the first material are applied to the first material using a thermal
spraying process and
- the zones of the second material are subsequently embedded in the layer (26) by
electrochemical coating.
2. Process according to Claim 1, characterized in that the second material has a greater coefficient of thermal expansion α than the first
material.
3. Process according to either of the preceding claims, characterized in that cold gas spraying is employed as thermal spraying process.
4. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the layer (26) is produced in a plurality of coats (28) by carrying out the thermal
spraying process and electrochemical coating a plurality of times.
5. Process according to Claim 4, characterized in that thermal spraying and electrochemical coating are carried out simultaneously but each
at different places on the workpiece (11).
6. Process according to Claim 5, characterized in that an ionic liquid is used as electrolyte for electrochemical coating.
7. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the zones are distributed as island-like depots (27) in a regular pattern on the
workpiece.
8. Process according to any of Claims 1 to 6, characterized in that the zones are arranged as strips (31) on the workpiece (11).
9. Process according to any of Claims 1 to 6, characterized in that the zones are arranged as rectangles (32) in a two-dimensional array on the workpiece.
10. Process according to any of Claims 1 to 6, characterized in that the layer (26) is produced in the region of at least one zone on a sacrificial material
(34) which is removed to form a hollow space after production of the layer (26).
11. Process according to Claim 10, characterized in that the zone together with the first material is configured so as to give a multilayer,
cantilevered bending beam (33) which is joined at its one end to the remaining layer
composite.
12. Process according to Claim 11, characterized in that the bending beam (33) is produced with its free end above an orifice (35) in the
surface of the workpiece (11).
13. Process according to Claim 10,
characterized in that the zone as cantilevered beam (37) is produced from the second material
• which has a greater coefficient of thermal expansion α than the first material,
• which is joined at its one end to the remaining layer composite and
• which is produced with its other end at a defined spacing from the remaining layer
composite.
14. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the component (11) has an axis of rotation (13) and the parts of the layer provided
with zones alternate with parts of the layer without these zones in the circumferential
direction relative to the axis of rotation (13).
1. Procédé de revêtement d'une pièce ( 11 ), sur laquelle est produite électrochimiquement
une couche ( 26 ), en un premier matériau,
caractérisé
en ce que
- une partie du premier matériau est déposée sur la pièce ( 11 ) par revêtement électrochimique,
- des zones d'un deuxième matériau ayant un coefficient α de dilatation thermique,
qui s'écarte de celui du premier matériau, sont déposées sur le premier matériau,
en appliquant un procédé de pulvérisation thermique et
- ensuite les zones en le deuxième matériau sont incorporées dans la couche ( 26 )
par le revêtement électrochimique.
2. Procédé suivant la revendication 1,
caractérisé
en ce que le deuxième matériau a un coefficient α de dilatation thermique plus grand que le
premier matériau.
3. Procédé suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé
en ce que l'on applique une pulvérisation par gaz froid comme procédé de pulvérisation thermique.
4. Procédé suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé
en ce que l'on produit la couche ( 26 ) en plusieurs strates ( 28 ), en effectuant le procédé
de pulvérisation thermique et le revêtement électrochimique plusieurs fois.
5. Procédé suivant la revendication 4,
caractérisé
en ce que l'on effectue la pulvérisation thermique et le revêtement électrochimique en même
temps, mais en des endroits différents respectivement de la pièce ( 11 ).
6. Procédé suivant la revendication 5,
caractérisé
en ce que l'on utilise un liquide ionique comme électrolyte pour le revêtement électrochimique.
7. Procédé suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé
en ce que l'on répartit les zones sous la forme de dépôts ( 27 ) de type en îlot suivant un
modèle régulier sur la pièce.
8. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé
en ce que les zones sont disposées sous la forme de bandes ( 31 ) sur la pièce ( 11 ) .
9. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé
en ce que les zones sont disposées sous la forme de rectangles ( 32 ) suivant un réseau en
deux dimensions sur la pièce.
10. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé
en ce que l'on produit la couche ( 26 ) dans la région d'au moins une zone, sur un matériau
( 34 ) sacrificiel, qui est éliminé avec formation d'une cavité, après que la production
de la couche ( 26 ) est finie.
11. Procédé suivant la revendication 10,
caractérisé
en ce que l'on forme la zone, ensemble avec le premier matériau, en une poutre ( 33 ) de flexion
en porte à faux à plusieurs strates, qui est reliée à l'une de ses extrémités aux
composites de couches restants.
12. Procédé suivant la revendication 11,
caractérisé
en ce que l'on produit la couche ( 33 ) de flexion avec son extrémité en porte à faux au dessus
d'une ouverture ( 35 ) de la surface de la pièce ( 11 ).
13. Procédé suivant la revendication 10,
caractérisé
en ce que l'on produit la zone, sous la forme d'une poutre ( 37 ) en porte à faux, en le deuxième
matériau,
• qui a un coefficient α de dilatation thermique plus grand que le premier matériau,
• qui est reliée, par l'une de ses extrémités, aux composites de couches restants
et
• qui est produite, à son autre extrémité, à une distance définie du composite de
couches restant.
14. Procédé suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé
en ce que le composant ( 11 ) a un axe ( 13 ) de rotation et les parties de la couche, pourvues
de zones, alternent, dans la direction périphérique considérée par rapport à l'axe
( 13 ) de rotation, avec des parties de la couche sans ces zones.