Ein führender Lieferant von Blechen und Walzen aus Nickel-Chrom-Legierung sah sich mit zunehmenden Kundenreklamationen aufgrund uneinheitlicher Oberflächenqualität nach Lagerung und Transport konfrontiert. Obwohl das Material bei Auslieferung alle Produktionsspezifikationen erfüllte, beeinträchtigten Walzölreste, organische Verunreinigungen und mikroskopische Oberflächenfilme mit der Zeit den Oberflächenzustand. Dies führte zu verminderter Benetzbarkeit, schlechter Haftung und uneinheitlichen Verarbeitungsergebnissen beim Beschichten, Schweißen, Bedrucken und Kleben. Der Lieferant benötigte eine Lösung, die die Oberflächenreinheit verbessert und die Produktqualität entlang der gesamten Lieferkette sichert, um letztendlich die Haltbarkeit des Materials zu verlängern.
Um diese Herausforderung zu meistern, implementierte Keylink ein fortschrittliches Atmosphärendruck-Plasmabehandlungssystem mit einem neu entwickelten rotierenden Plasmabrenner. Dieser innovative Brenner erzeugt eine hochgradig gleichmäßige Plasmaflamme mit einem Durchmesser von 40 mm und gewährleistet so eine vollständige und gleichmäßige Behandlung der gesamten Materialoberfläche. Für Anwendungen mit größeren Behandlungsbreiten sind Plasmabrenner mit Reinigungsbreiten von bis zu 100 mm erhältlich.
Das Verfahren wurde für Nickel-Chrom-Legierungsbleche und -walzen aus 75% Ni, 16% Cr, 4,5% Al und 0,5% Ti mit einer Dicke von 0,3 mm entwickelt. Ein speziell optimiertes Gasgemisch mit 5% H₂ wird verwendet.2 und 95% N 2 Das Verfahren wurde gewählt, um die Entfernung von Verunreinigungen zu maximieren und gleichzeitig die Integrität der Legierungsoberfläche zu erhalten. Durch die Plasmabehandlung wurden organische Rückstände effektiv entfernt und Oberflächenverunreinigungen reduziert, die die Oberflächenalterung während der Lagerung beschleunigen könnten.
Mit einem einzelnen rotierenden Plasmabrenner wurden Behandlungsgeschwindigkeiten von 2 m/min bis 50 m/min erzielt, abhängig von den gewählten Prozessparametern und Reinigungsanforderungen. Das berührungslose Behandlungsverfahren machte nasschemische Reinigungsverfahren überflüssig und lieferte gleichzeitig hochgradig reproduzierbare Ergebnisse. Für Kunden mit höherem Produktionsdurchsatz können zusätzliche Plasmabrenner vertikal über dem Materialweg installiert werden. Durch die Integration eines zweiten oder dritten Brenners lassen sich Bearbeitungsgeschwindigkeiten von über 100 m/min bei gleichbleibend hervorragender Reinigungsleistung erreichen.
Die Wirksamkeit der Behandlung wurde durch Kontaktwinkelmessungen verifiziert. Vor der Plasmabehandlung wies die Nickel-Chrom-Legierung einen Kontaktwinkel von ≥ 91,9° auf, was auf eine geringe Oberflächenenergie und Oberflächenverunreinigungen hindeutet. Nach der Behandlung mit dem Keylink-Atmosphärenplasmasystem sank der Kontaktwinkel drastisch auf ≤ 12,8°, was eine außergewöhnliche Oberflächenreinheit und eine signifikant verbesserte Benetzbarkeit belegt.
Die verbesserte Oberflächenbeschaffenheit bot erhebliche Vorteile für den Rohstofflieferanten und seine Kunden. Sauberere Oberflächen blieben während der Lagerung stabiler, was dazu beitrug, die Materialqualität über längere Zeiträume zu erhalten und die Haltbarkeit zu verlängern. Weiterverarbeitende Betriebe erhielten Material mit gleichmäßigeren Oberflächeneigenschaften, was zu verbesserter Haftung, höherer Prozesssicherheit und weniger Produktionsausschuss führte. Der Lieferant konnte den Produktwert steigern, qualitätsbezogene Reklamationen reduzieren und das Kundenvertrauen in das gelieferte Material stärken.
Dieses Projekt demonstriert, wie die Atmosphärenplasma-Technologie von Keylink fortschrittliche Wasserstoff-Stickstoff-Plasmachemie, ein innovatives Rotationsbrennerdesign und skalierbare Hochgeschwindigkeitsverarbeitung kombiniert, um eine hocheffektive Lösung für Rohstofflieferanten zu schaffen. Durch die Entfernung von Oberflächenverunreinigungen vor dem Versand können Hersteller die Haltbarkeit verlängern, die Leistung nachgelagerter Prozesse verbessern und ihren Kunden ein höherwertiges Produkt liefern.
