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DE2432125A1 - Flammspritzwerkstoffe - Google Patents

Flammspritzwerkstoffe

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DE2432125A1
DE2432125A1 DE2432125A DE2432125A DE2432125A1 DE 2432125 A1 DE2432125 A1 DE 2432125A1 DE 2432125 A DE2432125 A DE 2432125A DE 2432125 A DE2432125 A DE 2432125A DE 2432125 A1 DE2432125 A1 DE 2432125A1
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DE
Germany
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molybdenum
aluminum
nickel
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powder
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DE2432125A
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English (en)
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DE2432125C2 (de
Inventor
John H Harrington
Edward Robert Novinski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Metco Inc
Original Assignee
Metco Inc
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Publication date
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Publication of DE2432125C2 publication Critical patent/DE2432125C2/de
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06Metallic material
    • C23C4/08Metallic material containing only metal elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991Coated
    • Y10T428/2993Silicic or refractory material containing [e.g., tungsten oxide, glass, cement, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678Of metal
    • Y10T428/31714Next to natural gum, natural oil, rosin, lac or wax

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Description

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL.-ING. SELTING
KÖLN 1, DEICHMANNHAUS
Köln, den 29.6.1974-AvK/Ax
METCO Inc., 1101 Prospect Avenue, ■ Westbury, New York 11590 (U.S.A.).
Flammspritzwerkstoffe
Die Erfindung betrifft Flammspritzwerkstoffe auf Basis von Nickel oder Kupfer-Aluminium, die sich durch ausgezeichnete Verwachsung und Verschweißung und sehr gute Bearbeitbarkeit der beschichteten Oberflächen auszeichnen.
Es ist üblich, Metalloberflächen mit anderen Metallen mit anderen mechanisch hervorragenden Eigenschaften zu überziehen, um die besten Eigenschaften beider Metalle zu erzielen. Als Beispiel sind Zylinder in Motorblöcken aus Aluminium zu nennen, die mit Eisenblechen ausgekleidet sind, um die Vorteile des niedrigen Gewichts von Aluminium und der Verschleißeigenschaften von Eisen zu erzielen. Eine Verbesserung dieser Methode ist der Auftrag der Verschleißschicht auf die aufnehmende Oberfläche durch Flammspritzen. Um einwandfreies Verschweißen zwischen Werkstück und Spritzmetall zu gewährleisten, war es üblich, die Werkstückoberfläche durch mechanisches Aufrauhen vorzubereiten. Eine weitere Verbesserung dieser Methode beschreiben die USA-Patent-
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Schriften 2 588 421 und 2 588 422. Hier wird Molybdän zuerst durch Flammspritzen auf das Werkstück aufgebracht, ohne daß eine besondere Vorbereitung des Werkstücks erforderlich ist. Anschließend kann eine harte Verschleißschicht, z.B. aus kohlenstoffreichem Stahl, aufgespritzt werden. Das Laminat wird fest und einwandfrei zusammengehalten.
Für gewisse Zwecke war es erwünscht., daß die flammgespritzte Oberfläche eine intermetallische Verbindung bildet. In der USA-Patentschrift 3 322 515 wird ein Flammspritz-Verbundwerkstoff beschrieben, dessen Bestandteile im geschmolzenen Zustand exotherm so miteinander in Wechselwirkung treten, daß sie beim Schmelzen diese intermetallische Verbindung bilden, die auf das Werk- ■ stück aufgetragen wird. Die durch die exotherme Reaktion erzeugte Hitze trägt zum Verschweißen und Verwachsen bei. Der Verbundwerkstoff kann aus getrennten Strängen oder Adern der beiden Komponenten, beispielsweise aus einem Nickelstrang und einem Aluminiumstrang bestehen, wobei die Stränge gleichzeitig einer Flammspritzpistole zugeführt werden. Bei einer bevorzugten Arbeitsweise kann eine der Komponenten auf die andere geschichtet werden, , wobei beispielsweise ein Draht mit einem Nickelkern und
einer Aluminiumhülle gebildet wird. J
Diese Verbundwerkstoffe bewähren sich im allgemeinen gut, jedoch haben sie gewisse starke Begrenzungen und Nachteile. Einer dieser Nachteile besteht darin, daß beim Spritzen der Nickel-Aluminium-Verbundwerkstoffe starke Rauchentwicklung auftritt, so daß spezielle Maß- , nahmen zur Ventilation getroffen werden müssen. Dieses Problem wurde gemäß der USA-Patentschrift 3 338 688 gelöst, indem Nickel-Bor zusammen mit dem Aluminium als Hülle auf dem Nickelkern verwendet wird. · i
Es gibt eine weitere wichtige Voraussetzung, die Verbund-40988Ϊ/1153
Spritzwerkstoffe dieser Art erfüllen müssen, wenn das gespritzte Werkstück weiter mechanisch bearbeitet werden muß. Insbesondere hatten die selbstverschweißten und -verwachsenen Spritzschichten keine gute Bearbeitbarkeit, gleichgültig, ob sie aus Molybdän oder ITiekel-Aluminium bestanden. Molybdän ist zu hart und muß geschliffen und nicht einfach bearbeitet werden. Schleifen ist weit teurer sowohl hinsichtlich der Apparaturen als auch des Arbeitsaufwandes. Nickel-Aluminium führt zu schnellem Werkzeugverschleiß und rauher Oberflächenbeschaffenheit. Diese Probleme werden auch durch Veränderung der Mengenverhältnisse von Nickel und Aluminium nicht gelöst.
Die Erfindung stellt sich demgemäß die Aufgabe, flammspritzbare Verbundwerkstoffe verfügbar zu machen, die selbstverschweißend und selbstverwachsend sind und Spritzschichten ergeben, die sich leicht bearbeiten lassen, ohne sich vom Werkstück zu trennen. Die Erfindung umfaßt ferner Werkstücke mit Lagerflächen, die durch Flammspritzen der erfindungsgemäßen Flammspritzwerkstoffe gebildet worden sind.
Die Aufgaben, die die Erfindung sich stellt, werden j durch einen selbstverschweißenden und -verwachsenden Verbundspritzwerkstoff aus exotherm miteinander reagie- ; renden Metallkomponenten gelöst, die aus Aluminium, Molybdän und wenigstens einem der Metalle Nickel, Kupfer und Eisen bestehen. Die gebildeten Spritzschichten zeichnen sich durch ausgezeichnete Verschweißung und Verwachsung und hervorragende Lager- und Verschleißflächen aus. Sie lassen sich leicht schleifen oder spanabhebend bearbeiten.
Die neuen selbstverschweißenden und -verwachsenden Verbundspritzwerkstoffe können etwa 66 bis 97,5 %, vorzugsweise etwa 73 bis 89 Gew.-% Nickel, Kupfer und/oder Eisen enthalten. Das Aluminium kann etwa 2 bis 18 %, 409884/1153
vorzugsweise etwa 5 bis .15 Gew.-% des Gesamtwerkstoffs ausmachen. Das Molybdän kann etwa 0,5 bis 16 %, vorzugsweise etwa 6 bis 12 Gew.-% ausmachen.
Nickel, Kupfer oder Eisen können als solches oder als Legierung miteinander, die wahlweise eine geringe Menge anderer Bestandteile, z.B. bis etwa 10 oder sogar 20 Gew.-% oder mehr an Stoffen wie Silicium, Bor, Chrom, Kobalt usw. enthält, vorliegen. Die Nickel-Kupfer-Eisen-Komponente bildet vorzugsweise einen Kern, der mit dem Aluminium und Molybdän umhüllt ist. Bei Verwendung in Form von Spritzpulver sollte der Verbundwerkstoff aus mit Aluminium und Molybdän umhüllten Nickel-Kupfer-Eisen-Teilchen die allgemeine Gesamtform und -größe üblicher Flammspritzpulver haben.
Die ursprünglichen Nickel-Kupfer-Eisen-Teilchen, die den Kern der Verbundspritzpulver gemäß der Erfindung bilden, sollten ungefähr die Größe und Form haben, die für die vorstehend beschriebenen endgültigen Pulver gewünscht W'ird.i. Die Nickel-Kupfer-Eisen-Kernteilchen werden dann mit dem Aluminium und Molybdän nach einem beliebigen bekannten Beschichtungsverfahren, z.B. nach dem in der USA-Patentschrift 3 322 5^5 beschriebenen Verfahren, umhüllt.
Das Aluminium und das Molybdän werden vorzugsweise in feinteiliger Form in einem Bindemittel auf die Nickel-Kupfer-Teilchen aufgebracht.
Das Aluminium und das Molybdän werden in möglichst feinteiliger Form, z.B. mit einer Teilchengröße bis 44- ji, in den erforderlichen Mengenverhältnissen mit einem Bindemittel oder Lack gemischt, so daß in Wirklichkeit ein Anstrichmittel gebildet wird, in dem die Aluminiüm- und Molybdänteilchen dem Pigment entsprechen. Das An- · Strichmittel wird dann zum Umhüllen der Nickelkern-
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teilchen verwendet und dem Erhärten oder Trocknen überlassen, j
Beliebige bekannte oder übliche Bindemittel können verwendet werden, um eine Umhüllung zu bilden oder die Teilchen miteinander oder an einer Werkstückoberfläche abzubinden. Als Bindemittel dient vorzugsweise ein Lack,' der ein Harz als Lackfeststoffe eithält und ein Harz enthalten kann, das.zur Bildung eines getrockneten oder ·· gehärteten Films nicht vom Abdampfen oder Verdunsten ''■■ eines Lösungsmittels abhängt. Der Lack kann beispielsweise ein katalysiertes Harz als Lackfeststoffe enthalten. Als Bindemittel eignen sich beispielsweise die übliehen phenolischen Epoxy- oder Alkydharze, Lacke, ; die trocknende Öle, ζ^B. Tungöl und Leinöl, enthalten, Kautschuk- und Latexbinder.
Das Umhüllen der Niekel-Kupfer-Eisen-Kernkomponente mit dem das Aluminium und Molybdän enthaltenden "Anstrichmittel" kann in beliebiger bekannter oder gewünschter Weise erfolgen. Es ist lediglich notwendig, die beiden Materialien zu mischen und die Bindemittel erhärten odertrocknen zu lassen, wobei ein ziemlich frei fließendes oder rieselfähiges Pulver erhalten wird, das aus dem mit Aluminium und Molybdän umhüllten Nickel-Kupfer-Eisen-Kern besteht.
Als Molybdänpulver eignen sich beliebige bekannte Pulver einschließlich Molybdänlegierungen, die mehr als 50 % Molybdän enthalten. Besonders bevorzugt sind Molybdänpulver mit einer Teilchengröße im Bereich zwischen 1 und 20 y.. . - ■ -
Die Pulver- werden in üblicher Weise unter Verwendung einer Pulverflammspritzpistole verspritzt, jedoch ist es auch möglich, sie unter Verwendung eines Kunststoffs oder ähnlichen Bindemittels, z.B. mit Polyäthylen, das
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sich in der Heizzone der Pistole zersetzt, in die Form eines Drahts- oder Stabes zu bringen. Wenn sie zu Drähten geformt werden, können diese übliche Größen und Genauigkeitstoleranzen für Flammspritzdrähte haben und beispielsweise in der Größe zwischen 6,35 mm und 0,9 5 -nm variieren.
Das Metallspritzen kann in jeder Hinsicht in üblicher Weise vorgenommen werden, wie es bisher für selbstverschweißende und -verwachsende Flammspritzwerkstoffe, insbesondere für Nickel-Aluminium-Verbundspritzwerkstoffe üblich war. Aufgrund der Eigenschaften der Selbstverschweißung und Selbstverwachsung ist eine besondere Oberflächenvorbereitung außer sorgfältiger Reinigung nicht erforderlich, jedoch kann, falls gewünscht, die Werkstückoberfläche in üblicher Weise vorbereitet werden. Das Pulver gemäß der Erfindung kann durch Flammspritzen als Verankerungsschicht für anschließend aufgebrachte Flammspritzwerkstoffe oder für beliebige Zwecke, bei denen das Molybdän enthaltende Nickel-Kupferaluminid gebildet werden soll, aufgebracht werden. Die Verbundwerkstoffe können ferner in Verbindung mit anderen üblicherweise verwendeten Flammspritzwerkstoffen oder zusätzlich dazu verspritzt werden.
Während des Spritzens reagieren Nickel, Kupfer und/oder Eisen und Aluminium exotherm unter Bildung einer intermetallischen Verbindung aus Nickel, Kupfer und/oder Eisenaluminid. Das Molybdän und Aluminium reagieren ebenfalls exotherm unter Bildung einer intermetallischen Molybdän-Aluminid-Verbindung. Komplexe Nickel-Kupfer- und/oder Eisen-Molybdän-Aluminide und Legierungen können ebenfalls gebildet werden. :
Der hier gebrauchte Ausdruck "YerbundflammspritzwerkstoffM bezeichnet eine strukturell integrale Einheit und umfaßt keine bloßen Gemische der Bestandteile, die
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physikalisch ohne Zerstörung der Struktur getrennt werden können. So bedeutet der Ausdruck "Verbundwerkstoff11 im Falle eines Pulvers nicht ein einfaches Gemisch einzelner Körner der getrennten Komponenten, sondern er setzt voraus, daß jedes einzelne Korn die getrennten Komponenten enthält, die unter Bildung von intermetallischen Verbindungen exotherm reagieren. Im Falle eines Drahts müssen die einzelnen Komponenten in einem einzigen Draht eingearbeitet sein. In den Verbund-· werkstoffen müssen die Komponenten in inniger Berührung miteinander vorliegen.
Bei Pulvern kann jedes Korn aus einem Aggregat bestehen, das die Komponenten enthält, die unter Bildung der intermetallischen Verbindung exotherm reagieren, jedoch liegen die Einzelkörner des Pulvers vorzugsweise in
(cleacF composite) Form eines umhüllten Verbundwerkstoffs/vor, der aus einem Kern aus einer der Komponenten und wenigstens einer umhüllenden Schicht aus den anderen Komponenten besteht. Der Verbundwerkstoff kann auch aus getrennten konzentrischen umhüllenden Schichten von wenigstens zwei der Komponenten und einem Kern aus dem dritten oder sogar einem vierten Werkstoff bestehen.
Im Falle von Drähten können die Verbundwerkstoffe als
Draht, der eine äußere Hülle aus einem Werkstoff und j einem Kern aus den anderen Werkstoffen oder abwechselnde umhüllende Schichten aus zwei der Komponenten und einen Kern aus dem dritten oder einem vierten Werkstoff auf- j weist, als Draht, der durch Verdrallen oder Walzen von getrennten Einzeldrähten der Komponenten gebildet i worden ist, als Draht, der aus einer aus der einen Komponente gebildeten Hülle und einem die anderen Komponenten in Pulverform oder verdichteter Form enthaltenden Kern besteht, als Draht, der aus einer aus einer ; Komponente gebildeten Hülle und einem ein verdichtetes Pulvergemisch der gleichen Komponente und anderer
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Komponente enthaltenden Kern besteht, als Draht, der ; aus einer Kunststoffhülle und einem ein verdichtetes Pulvergemisch der Komponenten enthaltenden Kern besteht, , usw. vorliegen.
Damit die Drähte sich einwandfrei verspritzen lassen, j dürfen sie beim Erhitzen keinen Krater an der Spitze ! bilden. Vorzugsweise sollten sie ein zugespitztes oder leicht konisches Ende haben, wenn sie geschmolzen und ; verspritztwerden. Wenn somit die Drähte eine äußere I Hülle aus einer Komponente und einen inneren Kern aus ; einer anderen Komponente aufweisen, darf der innere Kern ■ keinen niedrigeren Schmelzpunkt als die äußere Hülle j haben, da andernfalls der innere Kern zuerst schmilzt und Kraterbildung an der Spitze verursacht. Wenn beispielsweise der Draht aus einem Kern mit äußerer Hülle besteht, muß die Hülle aus Aluminium bestehen, da der Draht andernfalls während des Spritzvorganges zuerst ausschmilzt und die Kraterbildung verursacht, die kein einwandfreies Verspritzen gestattet. Ein Draht, der solche Schmelzpunktcharakteristiken hat, daß die Spitze ohne diese Kraterbildung abschmelzen kann, wird hier als "kraterfreier Draht" bezeichnet.
Die Komponenten können in den stochiometrischen Mengenanteilen vorliegen, die für die Bildung der intermetallischen Verbindung erforderlich sind, jedoch ist es auch möglich, daß die eine oder andere Komponente im Überschuß vorliegt, vorausgesetzt, daß die relativen Mengen genügen, um die für die Bildung der intermetallischen Verbindungen erforderlichen Wärmemengen zu erzeugen.
Die erfindungsgemäßen Spritzpulver, deren Teilchen aus Kern und Hülle bestehen, können in beliebiger bekannter oder gewünschter Weise hergestellt werden. Hierzu gehören bekannte chemische Plattierverfahren, bei denen
der Werkstoff der Hülle auf einen Kern aus einem anderen Werkstoff aufgebracht wird, oder bei denen mehrere Schichten aus verschiedenen Werkstoffen auf dem Werkstoff des Kerns aufgebaut werden, oder bei denen verschiedene Werkstoffe gleichzeitig als Einzelschicht auf den Kernwerkstoff aufgebracht werden. ·
Bei einem möglichen Verfahren zur Herstellung der aus umhüllten Kernen bestehenden Pulver wird ein Metall aus einer Lösung durch Reduktion auf einen Kern aufgebracht. Beispielsweise kann der Auftrag durch eine durch Zusatz von Anthrachinon katalysierte Reduktion von ammoniaka-Iisehen Lösungen von Nickel und/oder Kupfer und Ammoniumsulfat mit Wasserstoff auf den pulverförmigen Kernwerk- ; stoff erfolgen. Es ist ferner möglich, die Hülle nach anderen Verfahren zu bilden, z.B. durch Aufdampfen, durch thermische Zersetzung von Metallcarbonylen, durch Reduktion von Metallhalogeniddämpfen mit Wasserstoff, durch thermische Abscheidung von Halogeniden, Hydriden, . Carbonylen, Organometallen oder anderen flüchtigen Verbindungen oder durch Verdrängungsgasplattierung.
Bei einem bevorzugten und stark vereinfachten Verfahren zur Bildung der aus umhüllten Teilchen bestehenden Pulver gemäß der Erfindung werden die beiden Komponenten als Überzug in Form eines Anstrichmittels auf die dritte Komponente aufgebracht. Beispielsweise können zwei der Komponenten, die die Hülle bilden sollen, in feinteili- ; .ger Form in einem Bindemittel oder Lack unter Bildung eines Anstrichmittels, in dem diese Komponente dem : Pigment entspricht, dispergiert werden. Das Anstrich- '■]' mittel wird dann zum Beschichten der aus der dritten Komponente bestehenden Kernteilchen verwendet, worauf man das Bindemittel oder den Lack härten oder trocknen läßt. Als Bindemittel wird vorzugsweise ein Harz ver-' wendet, das nicht von dem Abdampfen oder Verdunsten eines Lösungsmittels abhängt, um einen getrockneten
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oder gehärteten Film zu bilden, der sich in der Hitze des Spritzprozesses zersetzt. Als Bindemittel eignen sich beispielsweise Phenolharzlacke oder beliebige andere bekannte oder übliche Lacke, die vorzugsweise ein Harz als Lackfestkörper enthalten. Die Komponenten, die zu Beginn mit dem Bindemittel oder Lack gemischt werden, sollten vorzugsweise möglichst feinteilig sein und beispielsweise eine Größe unter 44 μ haben. Die den Kern bildende andere Komponente sollte ungefähr die gleiche Teilchengröße oder nur eine etwas geringere Teilchengröße haben, die schließlich für das Spritzpulver gewünscht wird. Die Umhüllung der Kernkomponente mit dem "Anstrichmittel" kann nach beliebigen bekannten oder ; gewünschten Verfahren erfolgen. Es ist lediglich not- : wendig, die beiden Materialien zu mischen und das Bindemittel trocknen oder erhärten zu lassen, wobei ein ziemlich frei-fließendes oder rieselfähiges Pulver erhalten wird, das aus der Kernkomponente besteht, die mit der im Bindemittel abgebundenen anderen Komponente umhüllt ist.
Die Aggregate können durch Verdichten oder Brikettieren der verschiedenen Komponenten zu den einzelnen Körnern t oder zu größeren Aggregaten und anschließendes Zerbrechen dieser Aggregate zu den Körnern hergestellt werden.
Die Drähte können nach bekannten üblichen Verfahren zur · Herstellung von Drähten mit verschiedenen Komponenten beispielsweise durch Aufschrumpfen einer Hülle auf einem Kern, durch Formen des Kerns mit Pulver, Verdrallen der Einzeldrähte und anschließendes Walzen, Ziehen, Strecken oder dergleichen hergestellt werden.
Bei einem der bekannten Verfahren wird eine der Komponenten zu einem Rohr oder einer Hülle geformt, die mit einem Pulver der anderen Komponenten oder einem Pulver,
das aus einem Gemisch der drei Komponenten besteht oder zusätzliche Komponenten enthält, gefüllt wird. Die Bohrenden werden dann verschlossen, worauf der Draht durch Strecken, Walzen oder Ziehen auf den gewünschten Durchmesser verjüngt wird. Vorzugsweise wird das Pulver oder Pulvergemisch zuerst zu zylindrischen Briketts gepreßt, bevor es in die Hülle oder den Kern gebracht wird. Das Verschließen der Rohrenden nach dem Füllen mit dem Pulver oder Pulvergemisch kann beispielsweise durch Einsetzen eines Stopfens beispielsweise aus dem Metall, aus dem
die Hülle besteht, durch Schweißen, Verdrehen oder Anwürgen erfolgen.
Die Pulver gemäß der Erfindung sollten die allgemeine Gesamtform und -größe üblicher Flammspritzpulver haben. Ihre Größe sollte beispielsweise zwischen 3 u.25o ju,vorzugsweise 1o und 1o5 u liegen. Besonders bevorzugt wird eine möglichst gleichmäßige Korngröße des Pulvers, wobei die Einzelkörner um nicht mehr als 250 ji, vorzugsweise um nicht mehr als 75 V- variieren.
• In Abhängigkeit von dem jeweiligen Flammspritzverfahren und dem gewünschten Zweck können die Mehrkomponentenpulver allein oder in Kombination mit anderen verschie-
denen Mehrkomponentenpulvern oder in Kombination mit j anderen üblichen.Flammspritzpulvern oder Pulverkomponen- : ten verspritzt werden.
Die Pulver werden vorzugsweise als solche mit einer Pulverflammspritzpistole verspritzt, jedoch ist es auch möglich, das Pulver in Form eines Drahts oder Stabes unter Verwendung eines Kunststoffs-oder ähnlichen Bindemittels, das sich in der Heizzone der Spritzpistole zersetzt, abzubinden. In gewissen Fällen können die Pulver auch in Form eines Stabes oder Drahtes gepreßt und/oder zusammengesintert werden. Die Drähte müssen die üblichen Größen und Genauigkeitstoleranzen für Flajnrn-
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Spritzdrähte haben rind können beispielsweise in der Größe zwischen 6,35 nun und 0,95 nun variieren und haben vorzugsweise die folgenden Größen: 4,76 mm + 12,7 Ji bis 63,5 /i, 3,2 mm + 12,7 ^ bis 63,5 ^, ^18 mm + 12,7/ι bis 63,5 ^i und 1,79mm + 2,5 p-» (1/4" und 2o gauge, vorzugsweise 3/16" + CX)OS- bis -.0025% 1/8" + .005" bis -.oo25", 11 gauge + .oo5" bis -.oo25"f und 15 gauge + .οοΓ) Sie müssen eine glatte, saubere Oberflächen haben, die frei von Narben, Fehlern oder Defekten ist. Die Drähte werden in üblicher Weise unter Verwendung üblicher Drahtflammspritzpistolen verspritzt.
Bei der Vereinigung in der exothermen Reaktion unter Bildung der intermetallischen Verbindung erzeugen die Komponenten Wärme in situ im eigentlichen Werkstoff, der wenigstens einen Teil der Spritzschicht bilden soll. Dies ist zu unterscheiden von Flammspritzverfahren und -werkstoffen, bei denen die Hitze beispielsweise durch eine Oxydationsreaktion erzeugt wird, in die ein fremdes und nicht-metallisches Element eingeführt wird, und in der unerwünschte Komponenten gebildet werden können. Die bei der Bildung der intermetallischen Verbindung in situ erzeugte Wärme trägt nicht nur stark zum thermischen Wirkungsgrad des Prozesses bei, sondern bringt auch neue Ergebnisse hervor, wobei in vielen Fällen eine dichtere, fester haftende Spritzschicht gebildet wird, die die Eigenschaften eines wenigstens teilweise geschweißten Überzuges hat. In vielen Fällen hat die Spritzschicht selbstverschweißende oder -verwachsende Eigenschaften, so daß eine spezielle.Vorbereitung der Oberfläche außer guter Reinigung nicht erforderlich ist. In jeder anderen Hinsicht erfolgt das Spritzen in üblicher bekannter Weise unter Verwendung üblicher Flammspritzgeräte. Gegebenenfalls kann die übliche Vorbereitung der Oberfläche des Werkstücks vorgenommen werden. Die Verbundsprit zwerkstoffe gemäß der Erfindung können in Verbindung mit anderen üblicherweise verwendeten Flammspritzwerkstoffen oder zusätzlich zu diesen oder in Kombination 409884113
oder Verbindung mit den anderen verspritzt werden. ;
Die Verwendung der Nickel-, Kupfer- und/oder Eisen- ; Aluminium-Molybdän-Verbundwerkstoffe führt zu einer all- : gemeinen Verbesserung der Haftfestigkeit und Verbindung : des insgesamt aufgespritzten Werkstoffs und damit auch ! der anderen Komponente oder Komponenten am Werkstück* \ so daß das Gemisch in gewissen Fällen selbstverschweißend wird. Die Verbindung der Teilchen untereinander wird j verbessert, und die Spritzschicht wird dichter, so daß j ihre Porosität verringert werden kann. Im allgemeinen ; genügen bereits etwa 5 Gew.# der Verbundwerkstoffe gemäß ; der Erfindung, um die Fähigkeit anderer Flammspritzwerk- ; Stoffe, z.B. üblicher Flammspritzmetalle, -legierungen ; oder Keramikstoffe, sich untereinander und mit der Werkstückoberfläche zu verbinden, wesentlich zu verbessern
und ihre Porosität zu verringern. Die Menge, ist natürlich nach oben nicht begrenzt, da der Verbundwerkstoff als solcher verspritzt werden kann; jedoch sind im allgemeinen wenigstens etwa 20 Gew.-% der anderen Komponente erforderlich, wenn diese Komponente eine ausgesprochene
Wirkung auf die Eigenschaften der Spritzschicht haben
soll. Wenn der neue Verbundwerkstoff in Mischung verwendet wird, kann er beispielsweise 5 bis 80 Gew.-% des
Gemisches ausmachen. Vorteilhaft beträgt sein Anteil
etwa 10 bis 50 %, vorzugsweise etwa 10 bis 20 %.
Zu den repräsentativen Werkstoffen, mit denen die neuen
Verbundwerkstoffe flammgespritzt werden können, gehören
selbstgehende (self-fluxing) Metallpulver, wie sie in
den USA-Patentschriften 2· 875 04=3, 2 936 224 und
3 305 32$ beschrieben werden, sowie Carbide, wie sie in
der USA-Patentschrift 3 305 326 beschrieben werden, und
Gemische, dieser Werkstoffe. Die selbstgehenden Spritz-Schweißpulver gehören vorzugsweise zum Nickel- oder
Kobalttyp und enthalten Bor, insbesondere Bor und
Silicium als selbstgehendes Element. Besonders bevorzugt
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2432Ϊ25
als spritz-schweißbare selbstgehende Metallpulver werden die Nickelpulver oder Nicke l-Chrora-Legierungspulver, die Bor und Silicium enthalten. Außer dem Grundmetall, d.h. dem Nickel und/oder Kobalt, und dem aus dem Bor oder aus dem Bor und Silicium bestehenden Flußmittel können die Pulver weitere Legierungsbestandteile, z.B. bis zu 20 % Chrom, um Korrosions- und Oxydationsbeständigkeit zu erzielen, Kohlenstoff in einer Menge von nicht mehr als einigen Prozent und Eisen in einer Menge von nicht mehr als etwa iO %, vorzugsweise 5 Gew.-% der Gesamtlegierung enthalten. Eine typische spritz-schweißbare Legierung vom Bor-Nickel-Typ, aus dem das Pulver besteht, kann beispielsweise aus 0,7 bis 1 % Kohlenstoff, 3,4- bis 4,5 % Silicium, 2,75 Ms 3,75 % Bor, 3 bis 5 % Eisen, bis zu 18 % Chrom, z.B. 16 bis 18 % Chrom, Rest Nickel, bestehen.
Eine typische spritz-schweißbare Kobaltlegierung kann beispielsweise 1,5 bis 3 % Bor, 0 bis "4-,5 % Silicium, 0 bis 3 % Kohlenstoff, 0 bis 20 % Chrom, 0 bis 30 % Nickel, 0 bis 20 % Molybdän, 0 bis 20 % Wolfram, Rest Kobalt, enthalten.
Wenn den neuen Verbundwerkstoffen, die wahlweise mit einem selbstgehenden Metallpulver gemischt sind, außerdem ein feuerfestes Carbid, z.B. Wolframcarbid, Titancarbid, Zirkoniumcarbid, Tantalcarbid, Niobcarbid, Hafniumcarbid und Chromcarbid, zugemischt wird, werden äußerst hochwertige Spritzschichten erhalten, die in verschiedener Hinsicht den üblichen Carbidüberzügen überlegen sindi = . · . -.-·---
Die bei dieser Ausführungsforra verwendeten Carbide sollten eine Teilchengröße zwischen etwa 8 und 105 U, vorzugsweise zwischen etwa 15 und 53 Ά haben, wobei die Menge der Carbide zwischen etwa 10 und ^ %, Vorzugs-, weise zwischen 4-5 und 55 Gew.-%, bezogen auf das Gesamt-
pulvergemisch, liegt.
Wenn das feuerfeste Carbidpulver in einer Form verwendet wird, bei der das feuerfeste Carbid in einer Matrix eingebettet ist, z.B. in einer Kobalt- oder Nickel-Matrix, die 5 bis 20 Gew.-% Kobalt oder Nickel enthält, werden ungewöhnlich harte und verschleißfeste Spritzschichten gebildet, bei denen nicht die einzelnen Carbidteilchen in einer verschweißten Matrix eingebettet sind, sondern die statt dessen Legierungsphasen enthalten, die tat- j sächlich eine wesentlich höhere Mikrohärte haben, als, j sie gewöhnlich mit einem verschweißten Carbid erzielt wird.
Wenn das erfindungsgemäße Pulver, das dieses in der Matrix abgebundene feuerfeste Carbid enthält, nach dem Plasmaspritzverfahren verspritzt wird, ist es selbstverschweißend oder -verwachsend, so daß die übliche Vorbereitung der Werkstückoberfläche für das Flammspritzen, z.B. tiefes Aufrauhen der Oberfläche, nicht erforderlich ist.
Die in der vorstehend beschriebenen Weise" gebildeten Carbidüberzüge sind äußerst hart und verschleißfest und eignen sich als Lagerflächen, Schleifflächen und für beliebige andere Zwecke, bei denen, eine Arbeitsfläche einen äußerst verschleißfesten Überzug benötigt.
Das feuerfeste Carbid braucht nicht in einer Matrix abge-( bunden zu sein, sondern sollte ein reines kristallines . : Carbid sein, das außerdem die vorstehend genannte j Teilchengröße haben und in den oben genannten Mengen verwendet werden sollte. Die gemäß der Erfindung gebildeten, das kristalline Carbid enthaltenden Spritzschich- [ ten haben dank der Carbidteilchen, die in der verschweiß-^ ten Spritzschicht dispergiert und fest abgebunden sind, ; eine extrem hohe Verschleißfestigkeit. Die Spritz- ;
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schichten können für die gleichen Zwecke verwendet werden, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit den Verschleißschichten, die mit dem in der Matrix abgebundenen Carbid gebildet werden, genannt wurden.
In den folgenden Beispielen verstehen sich alle Teile als Gewichtsteile, falls nicht anders angegeben.
Beispiel 1
Feines Aluminiumpulver (Teilchengröße bis 44 ^i) wurde ! trocken mit verschiedenen ausgewählten Pulvern (Teilchengröße bis 37 μ) in unterschiedlichen Mengen gemischt. ' Das Pulvergemisch wurde dann mit einem üblichen Phenol- j harzlack mit einem Festkörpergehalt von etwa 10 % in | einer solchen Menge gemischt, daß ein Gemisch, das die Konsistenz eines schweren Sirups hatte und etwa 60 Gew,- % Metallteilchen enthielt, gebildet wurde. 100 g de? Gemisches aus Lack und Pulver wurden dann zu etwa 9 00 g Nickelpulver mit einer Teilchengröße von 44 bis 7^- U [ gegeben. Die beiden Bestandteile wurden gut gemischt, ■wobei das Mischen fortgesetzt wurde, bis der Lack getrocknet war und ein ziemlich frei fließendes Pulver
zurückblieb, in dem alle Nickelkernteilchen mit einem trockenen Film, der die Aluminiumteilchen und andere ausgewählte Teilchen enthielt, umhüllt waren. Das Pulver wurde dann auf etwa 121°C erhitzt, um vollständiges Trocknen zu gewährleisten. Es wurde dann gesiebt und von Hand gemahlen, um ein Pulver mit einer Teilchengröße bis 149 U zu bilden. Das Pulver wurde dann durch Flammspritzen auf eine Flußstahlplatte aufgebracht,'deren Oberfläche durch Langschleifen gereinigt worden war. Das Spritzen wurde aus einem Abstand von 15,2 cm zum Werkstück mit einer Pulverflammspritzspistole durchgeführt, wie sie in der USA-Patentschrift 2 961 335 beschrieben und unter der Bezeichnung "Thermospray"-Pulverspritz-
A 0988kl 1T53
'--ι? - 7572TT5"""!
pistole, Typ 5 Ρ» im Handel ist (hergestellt von der Anmelderin). Verspritzt, wurden stündlich 2,27 bis 4,54· kg Pulver unter Verwendung von Acetylen als Brenngas unter einem Druck von 0,77 atü und in einer Menge von 1,02 nr/ Std. und unter Verwendung von Sauerstoff als Oxydationsgas unter einem Druck'von 1,05 atü und in einer Menge von 0,85 m /Std. Während des Spritzens wurde eine Spritzschicht bis zu einer Dicke zwischen 762 ii und 1,27 mm aufgebaut. ' .
Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 1 genannt, in der die Prozentsätze das auf den Gesamtverbundwerkstoff bezogene Gewicht des Zusatzes bedeuten. In allen Fällen betrug der Nickelgehalt 89 bis 95,5 % und der Aluminiumgehalt 4 bis 6 %. Die Härtewerte wurden nach den genormten ASTM-Methoden zur Bestimmung der j Rockwell-Härte ermittelt. Die Bearbeitbarkeit der Spritzschicht wurde unter Verwendung eines D-förmigen Werkzeugs aus Wolframcarbid bei Drehgeschwindigkeiten (Oberflächengeschwindigkeit) von 3»O5 m» 9j14- m, 15*24- m und 30,5 m ." bestimmt. Die Ergebnisse sind in Zahlen auf einer Skala von 1 bis 11 ausgedrückt, wobei 1 das beste und 11 das | schlechteste Ergebnis ist. Die Schnitte waren 2,54- bis 5,08 mm mit 635 u/Umkehrdurchgang. Als Kühlmittel wurde
ein lösliches öl verwendet. Die Oberflächen wurden auf (Burnishing)
Brünierung, Qualität der Fräsrille und Anzeichen von herausgerissenen Teilchen untersucht.
Tabelle
Versuch.
Zusatz
Bewertung der Bearbeitbarkeit Drehgeschwindigkeit, m/Min.
9,14 15,2 50,5
Strecke Härte _
cm der ζ nc
Spritz- 55 schicht Bewertung der Bearbeitbarkeit
1 2 % Ferrosilicium
50 Fe/50 Si 15,2 Rb 56
2 2 % Ferrosilicium
25 Fe/75 Si 15,2 Rb 54
5 2 % Ferroaluminium
50 Fe/50 Al 15,2 Rb 54
4 2 % Kupfer, USB118A 15,2 Rb 54
5 2 % Titanhydrid 15,2 Rb 61
6 2 % Molybdän
7 5 % Molybdän
15,2 Rb 60 15,2 Rb 75
8 2 % Blektrolytchrom,!,
U. C. ^ 15,2 Rb 62
9 5 % Elektrolytchrom,.
U. C. ^ 15,2 Rb 54
ι 10 ohne Zusatz-
10,16 Rb 45 gerissen gerissen gerissen gerissen 11
mäßig mäßig
gerissen gerissen gerissen gerissen 10
brüniert brüniert leicht
brüniert
brüniert brüniert brüniert
brüniert
ausgezeichnete
Fräsung
brüniert brüniert gerissen 7 brüniert gerissen gerissen 9
leicht leicht
brüniert brüniert gerissen 5
leicht ' leicht gute ~
brüniert brüniert Fräsung 2
ρ
leicht gute ρ ausgezeich-
brüniert Fräsung nete Fräsung 1
gute gute
Fräsung Fräsung gerissen 5·
schlechte
bis raäs- gerissen gerissen 8
sige
Fräsung
mäßige , gerissen*gerissen^ 6 Fräsung5
Tabelle 1 (Portsetzung)
Versuch
■Strecke Härte cm der
Spritzschicht
Drehgeschwindigkeit, m/Min, 9,14· .15,2
30,5
Bewertung der Bearbeit-,. barkeit'
11 ohne Zusatz-
12 5 % selbstgehendeg Legierung
22,9
Rb
ziemlich
Fräsung
ziemlich gute , Fräsung^
•5
brüniert·^ gerissen·^ 4-
15,2 Rb 57 brüniert brüniert brüniert gerissen
cri co
1) Bewertung gegen Drehgeschwindigkeit abgewogen; 1 - bestes Ergebnis, 11 = schlechtestes Ergebnis.
2) Die bearbeitete Oberfläche war nicht brüniert, sehr geringer Werkzeugverschleiß.
Die molybdänhaltige Legierung scheint die Reibung der Verschleiß- und Schneidflächen zu verringern.
3) Übermäßiger Werkzeugverschleiß
4) Elektrolytchrom 37 ;u/Pounds, 99 % Chrom
5) 4-, 5 % Al, Rest Nickelverbundpulver, hergestellt gemäß Beispiel 31 der USA-Patentschrift J 522 515.
6) Selbstgehende Kobaltlegierung mit 27 Ni, 18 Cr, 6 Mo, 3 Si, 3 B, max 0,5 C; ' Teilchengröße 5$ U bis 15 y.
* Teilchen herausgerissen
Beispiel 2
Der in Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde mit Ni-Al-Mo-Pulvern von unterschiedlicher Zusammensetzung unter Verwendung eines geschliffenen Werkstücks aus Stahl wiederholt. Ferner wurden mehrere Spritzwerkstoffe mit der in der USA-Patentschrift 2 961 355 beschriebenen Pulverspritzpistole "Metco Typ N" verspritzt. Die "NM-Pistole und ihre Spritzbedingungen sind ähnlich, wie für den Typ 5 P in Beispiel 1 angegeben, außer daß die Durchflußmenge des Acetylengases auf 708 l/Stunde verringert ist. Die Ergebnisse der Versuche sind nachstehend in Tabelle 2 genannt.
409884/1153
1-
2-
468
392
568
222
* Versuch 14 bei α-LFW-
Verschleißtest besser
als Versuch 13
1-
2-
554
577
350
674"
Mi«««*
1-
2-
453
347
361
363
401 304
388 ■MIM
Tabelle 2 Zusammensetzung und Versuchsergebnisse
Ver- Zusammensetzung Härte der ' Haftfestigkeit bei 2 Bemerkungen such Gew.-# Spritζschicht,Rb Zugbeanspruchung, kg/cm emerxungen Nr. 5P N 5P N
13 95,5 Ni 4,5 Al 65 51
14 83 Ni 9 Al 8 Mo 72 68
gj 15 86 Ni 9 Al 5 Mo 71 64
S 16 86 .Ni 6 Al 8 Mo 75
N 17 89 Ni 6 Al 5 Mo ■ 72
-*j 18 88 Ni 0 Al 12 Mo 68 — — — Biegetest schlecht
19 92 Ni 6 Al 2 Mo 66 — — — Biegetest gut
20 " 95 Ni 3 Al '2 Mo 67 — — — Biegetest schlecht bis
ziemlich gut
21 92 Ni 3 Al 5 Mo 69 —' . — — Biegetest schlecht
22 89 Ni 3 Al 8 Mo 73 —. — — ■ Biegetest ziemlich gut
23 79 Ni 9 Al 12:Mo 70 — — — Biegetest ziemlich gut
24 % Ni 9 Al 15· Mo 77 — — — Biegetest schlecht
„ · ' ro
Bei den Verschleißprüfungen mit der Alpha-LPW-1-Verschleißprüfmaschine sowohl mit 20 Gew.-%J> öl als auch Kerosin hatte der SpritzwerkstoCf mit 9 Al - 8 Mo - 83 N einen niedrigeren ca Reibungskoeffizienten als der Spritzwerkstoff 95,5 Mi - 4,5 Al ohne Molybdän. Die Reibungs-*^3 und Verschleißprüfmaschine "Alpha-LFW-1" wird von Dow Corning Corporation hergestellt und ist so konstruiert, daß die Reibungs- und Verschleißeigenschaften von Werkstoffen unter simulierten Praxisbedingungen in Bezug' auf Belastung und Geschwindigkeit geprüft werden.
Beispiel 5
Auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise wurden Spritzschichten verglichen,, die dtarch Flammspritzen eines Verbundspritζwerkstoffs mit 85 Ni, 9 Al und 8 Mo und eines Verbundspritzwerkstoffs mit 95 > 5 Ni und 4-, 5 Al aufgebracht wurden. Der Breikomponentenwerkstoff zeigte überlegene Haftfestigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit und Bearbeitbarkeit, wobei' die Eigenschaften in Bezug auf Schrumpffestigkeitt Beständigkeit gegen Luftoxydation und Korrosion durch Salzwasser mit denen der Ver— gleichsprobe vergleichbar waren. .
Bei jeder dieser Prüfungen wurden zwei Prüfkörper mit aufgebrachter Spritzschicht gleichzeitig gegen eine Gußeisenfläche gerieben,, die in einer Aufschlämmung von 150 g des Schleifmittels "Metco 101" auf Basis von Aluminiumoxyd in 500 ml Wasser getaucht war. Die Prüfungen wurden 10 Minuten bei .235 UpM unter einer Belastung von 1400 g durchgeführt. Die Spritzbedingungen und die Verlustverhältnisse sind nachstehend in Tabelle genannt. . ...
Werkstoff
Tabelle 5
Spritzgerät und Bedingungen
Gewicht Dicke Gesamtdurch- schnitt
»i-Al Hi-Al-Mo
Hi-Al Hi-Al-Mo
Spritzpistole "lletco 5P" mit Biise P?G Spritzabstand 15*2 cm 85O 1 .Sauerstoff/Min. 1019 1 Acetyiera/Min.
Spritzpistole Kifetco H" übliche Bedingungen für Sauerstoff-Acetylen
1,19* 1,37* 1,28*
0,95** O19553050,953
* Durchschnitt von zwei Prüfungen 3B6Durchschnitt von acht Prüfungen
409884/1153
Verschiedene Prüfkörper wurden ferner auf Haftfestigkeit geprüft. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 4 genannt. .
Tabelle 4 Haftfestigkeit, kg/cm2
Spritzpistole "5P"
Spritzpistole ΐ·ιι
Spritzpistole 11N"
Dicke der Spritzschicht, ^i 305 - 508
127
305 - 508
Werkstoff
Ni-Al Durchschnitt 425
Bereich 363 - 469
Ni-Al- Durchschnitt 565 Mo Bereich 497 - 610
202 184 - 220
269 250 - 289
395 I
- 591 '■
513 334 - 689
Beispiel 4
Der in Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde mit folgenden Änderungen wiederholt: Das Nickel wurde durch Kupfer ersetzt, und der Verbundwerkstoff aus umhüllten Teilchen enthielt Kupfer, Aluminium und Molybdän im Verhältnis von 80:12:8. Zum Vergleich wurde ein aus Kupfer und Aluminium im Verhältnis von 80:20 bestehendes Pulver hergestellt. Mit den beiden Spritzwerkstoffen wurden Spritzschichten aufgetragen. Die molybdänfreie Spritzschicht hatte eine Härte von Rb 50 - 51, während die Molybdän enthaltende Spritzschicht eine Härte von Bb 56 - 63 hatte. Die Bearbeitbarkeit und die Lebensdauer des Werkzeugs waren ebenfalls insgesamt verbessert,
Beispiel 5
5 Teile feinteiliges Aluminium und 8 Teile feinteiliges 409884/Ϊ 1 53
Molybdän wurden mit einem Phenolharzlack mit einem Festkörpergehalt von etwa $0 %, in einer solchen Menge gemischt, daß ein Gemisch, das die Konsistenz eines schweren Sirups hatte und 60 Gew-^ der Metalle enthielt, erhalten wurde. 100 g dieses Gemisches aus Lack, Aluminiumpulver und Molybdänpulver wurden zu je 83 Teilen von zwei Metallpulvern (Ni:Cu:Si = 68:28:4 und Ni:Cu = 70:30) mit einer Korngröße zwischen 44 und 74 ^i gegeben. Die beiden Bestandteile wurden gut gemischt, wobei so lange gemischt wurde, bis das Harz trocken war und ein ziemlich frei fließendes Pulver zurückblieb, in dem alle Monel-Kernteilchen mit einem trockenen Film umhüllt waren, der aus Aluminium- und Molybdänteilchen bestand, die durch den Phenolharzlack als Bindemittel miteinander und mit dem Kernwerkstoff verbunden waren. Das Pulver wurde dann auf 121°C erhitzt, um vollständiges Trocknen zu gewährleisten. Im Pulver waren einige kleine Agglomerate vorhanden, die ausgesiebt und mit der Handmühle zu einem Pulver mit einer Teilchengröße bis 149 Ji gemahlen wurden. Das Pulver wurde mit einer Flammspritzpistole auf eine Flußstahlplatte verspritzt und bildete Spritzschichten mit ausgezeichneten qualitativen Hafteigenschaften und verbesserter Härte. In der gleichen Weise wurde Ferronickelpulver (64Fe - 36Ni) als Kern mit Molybdän (8 %) und Aluminium (9 %) umhüllt. Der Mehrkomponentenwerkstoff wurde unter den vorstehend genannten Bedingungen verspritzt. Die Spritzschichten zeigten ausgezeichnete qualitative Hafteigenschaften und eine hohe Härte von fib 83.
Beispiel 6
Ein mehradriger Draht, der eine Dicke von 3,2 mm hat und Ni, Al und Mo im "Verhältnis von 83:9:8 enthält, kann durch Wickeln von Einzeldrähten aus Nickel, Aluminium und Molybdän hergestellt werden. Der Draht kann aus
ί i§ / ΊΊΤ3
einer Spritzpistole "Metco 1OE" mit Acetylen unter einem Druck von 1,05 atü und einer Durehflußmenge von 1,048 m / Stunde und mit Sauerstoff als-Oxydationsgas bei einem Druck von 2,67 atü. und einer Durchflußraenge von 2,124 nr/ Stunde verspritztwerden. Als Transportgas dient Luft unter einem Druck von 3»9 atü mit einer Durchflußmenge von 0,85 m^/Minute. . , ι
Beispiel 7
Ein Aluminiumrohr von 9»53 nun Außendurchraesser wird mit einem Gemisch aus Nickelpulver und Molybdänpulver in solchen Mengen gefüllt, daß der Werkstoff Ni, Al und Mo im Verhältnis von 83:9:8 enthält. Die Bohrenden werden zugeschweißt, und das Ausgangsmaterial von 9,53 nun Durchmesser auf einen Durchmesser von 6,35 nun, dann auf einen Durchmesser von 4,76 mm und dann auf den endgültigen Drahtdurchmesser'von 3,175 nua gereckt. Der Draht wird dann getempert und zu einem Drahtbund gewickelt. Er wird dann mit der üblichen Drahtspritzpistole . ("Metco 1OE", hergestellt von der Anmelderin) verspritzt Zum Spritzen wird Acetylen unter einem Druck von etwa 1,05 atü in einer Durehflußmenge von 1,048 m /Stunde und Sauerstoff als Oxydationsgas unter einem Druck von 2,7 atü in einer Durchflußmenge von 2,124 nr/Stunde verwendet. Als Transportgas dient Luft unter einem Druck von 3»9 atü mit einer Durehflußmenge von 0,85 nr/Minute. Der Draht wird in einer Menge von 1,-524 m/Minute verspritzt. Der .Spritzwerkstoff wird auf eine Oberfläche aus geschliffenem und maschinenbearbeitetem kaltgewalztem Stahl aufgebracht.
409884/1153

Claims (10)

  1. Pat entan. Sprüche
  2. 2. Flammspritzwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er, bezogen auf das Gewicht von Nickel, Kupfer, Eisen, Aluminium und Molybdän das Nickel plus Kupfer plus Eisen in einer Menge von etwa 66 bis 97»5 %» das Aluminium in einer Menge von etwa 2 bis 18 % und das Molybdän in einer Menge von etwa 0,5 bis 16 % enthält.
  3. 3· Flammspritzwerkstoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er, bezogen auf das Gewicht von Nickel, Kupfer, Eisen, Aluminium und Molybdän, Nickel plus Kupfer plus Eisen in einer Menge von etwa 73 bis 89 %, das Aluminium in einer Menge von etwa 5 t>is 15 % und das Molybdän in einer Menge von etwa 6 bis 12 % enthält.
  4. 4,. Flammspritzwerkstoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium und das Molybdän mit einem Bindemittel auf einem Kern aus Nickel, Kupfer oder Eisen festhaftend aufgebracht sind.
  5. 5. Flammspritzwerkstoff nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er als Bindemittel einen Lack enthält.
  6. 6. Flammspritzwerkstoff nach Anspruch 1 bis 5» dadurch
    ' gekennzeichnet, daß'er pulverförmig ist und Nickel, Aluminium und Molybdän enthält, wobei, bezogen auf das Gewicht von Nickel, Aluminium und Molybdän, das Nickel in einer Menge von etwa 73 bis 89 %, das Aluminium in einer Menge von etwa 5 bis 15 % und das Molybdän in \ einer Menge von etwa 6 bis 12 % vorhanden ist.
  7. 7. Flammspritzwerkstoff nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß er pulverförmig ist und Kupfer, Aluminium und Molybdän enthält, wobei, bezogen auf das Gewicht von Kupfer, Aluminium und Molybdän, das Kupfer in einer Menge von etwa 73 bis 89 %, das Aluminium in einer Menge von etwa 5 bis 15 % und das Molybdän in einer Menge von etwa 6 bis 12 %' vorhanden ist.
  8. 8. Flammspritzwerkstoff nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß er pulverförmig ist und Eisen, Aluminium und Molybdän enthält, wobei, bezogen auf das Gewicht von Eisen, Aluminium und Molybdän, das Eisen in einer Menge von etwa 73 bis 89 %, das Aluminium in einer Menge von etwa 5 bis 15 % und das Molybdän in einer Menge von etwa 6 bis 12 % vorhanden ist.
  9. 9. Flammspritzwerkstoff nach Anspruch 1 bis 8 in Form eines Pulvers, das mit einem selbstgehenden Legierungspulver gemischt ist, wobei der Verbundwerkstoff etwa 5 bis
    80 Gew.-% des Gemisches ausmacht.
  10. 10. Gemisch nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem ein Metallcarbid enthält und der Verbundspritzwerkstoff etwa 10 bis 20 Gew.-% des Gemisches ausmacht.
    409884/1153
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