DE4134144C2

DE4134144C2 - Carbide wettable powder

Info

Publication number: DE4134144C2
Application number: DE4134144A
Authority: DE
Inventors: Lutz-Michael Dr Berger; Henry Dr Preiss; Agnes Dr Oswald
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1991-10-16
Filing date: 1991-10-16
Publication date: 1994-04-21
Anticipated expiration: 2011-10-17
Also published as: DE4134144A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Pulvermetallurgie. Die Anwendung des karbidischen Spritzpulvers erfolgt beim thermischen Spritzen mit Plasma, Flam me oder Laser zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit hoch beanspruchter Bauteile.The invention relates to the field of powder metallurgy. The application of the carbide wettable powder takes place during thermal spraying with plasma, flam me or laser to increase the wear resistance of highly stressed components.

Thermisches Spritzen, insbesondere Plasma- und Flammspritzen, hat vorrangig zum Ziel die Verschleißfestigkeit hoch beanspruchter Bauteile zu erhöhen. Zu diesem Zweck werden Werkstoffe unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung partiell oder ganzflächig auf einen Substratwerkstoff aufgetragen. Zu den häufig verwende ten Werkstoffen gehören die Karbide der IV., V. und VI. Nebengruppe des Perioden systems der Elemente, die sich durch hervorragende physikalisch-chemische Eigen schaften, wie Härte, Verschleiß- und Korrosionsfestigkeit, auszeichnen. Es ist all gemein üblich, diese Karbide zusammen mit Metallen der Gruppe Kobalt. Nickel und Eisen zu spritzen, wobei Metallkarbid und Bindemetall häufig nicht nur mechanisch gemischt und nebeneinander vorliegen, sondern in größeren sekundären Teilchen einen Verbund bilden.Thermal spraying, especially plasma and flame spraying, has priority to The aim is to increase the wear resistance of highly stressed components. To this Materials with different chemical compositions are partially used or applied over the entire surface to a substrate material. To the frequently use The materials include the carbides of IV., V. and VI. Subgroup of the periods systems of elements that are characterized by excellent physico-chemical properties characteristics such as hardness, wear and corrosion resistance. It's all Commonly, these carbides together with metals from the cobalt group. Nickel and Injecting iron, with metal carbide and binder metal often not just mechanically mixed and present side by side, but in larger secondary particles form a network.

Während des Spritzprozesses kommt es, hervorgerufen durch die hohe Temperatur des Spritzprozesses und durch die Atmosphäre, in der der Spritzprozeß durchge führt wird, aber auch - im Falle des Plasmaspritzens durch das Plasmagas selbst, zu Veränderungen der chemischen und Phasenzusammensetzung der Karbide, was in der Regel eine Verminderung der Gebrauchseigenschaften der Spritzschicht zur Folge hat. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das thermische Spritzen von Karbiden in sauerstoffhaltiger Atmosphäre, zumeist Luft, erfolgt. Aus der Reaktion der Karbide mit Sauerstoff resultiert zunächst ein Kohlenstoffverlust, der, in Abhän gigkeit von den chemischen Eigenschaften des Metalls, die Bildung niederer Karbi de, den Einbau von Sauerstoff in das Metallkarbidgitter, und/oder die Bildung des Metalls zur Folge hat. In extremen Fällen können auch Metalloxide die Folge des unerwünschten Sauerstoffeinflusses sein.It occurs during the spraying process, caused by the high temperature the spraying process and the atmosphere in which the spraying process is carried out leads, but also - in the case of plasma spraying by the plasma gas itself Changes in the chemical and phase composition of the carbides, which in usually a reduction in the performance properties of the spray layer for Consequence. This is particularly the case when the thermal spraying of Carbides occur in an oxygen-containing atmosphere, mostly air. From the reaction the carbide with oxygen initially results in a loss of carbon, which, depending the chemical properties of the metal, the formation of lower carbi de, the incorporation of oxygen into the metal carbide lattice, and / or the formation of the Metal. In extreme cases, metal oxides can also result from undesirable influence of oxygen.

Eine Möglichkeit die Oxidation der karbidischen Spritzpulver zu vermeiden, besteht darin, den Spritzprozeß in eine Kammer zu verlagern und so den Sauerstoffzutritt zu verhindern. Hierzu existieren verschiedene technische Lösungen, deren wichtigste Vertreter das Vakuum- und Inertgasplasmaspritzen sind. Der Nachteil dieser Lösun gen besteht darin, daß die Kammern ein begrenztes Volumen haben und somit das Beschichten an großen Bauteilen mit diesen Methoden nicht möglich ist. Zudem verursachen diese Vorrichtungen hohe Kosten.One possibility is to avoid the oxidation of the carbide wettable powders in relocating the spraying process into a chamber and thus ingressing oxygen prevent. Various technical solutions exist for this, the most important of which Representatives who are vacuum and inert gas plasma spraying. The disadvantage of this solution gene is that the chambers have a limited volume and thus that Coating on large components using these methods is not possible. In addition these devices cause high costs.

In der US-Patentschrift 3 419 415 (DE-Patentschrift 16 46 683) wird das Ziel ver folgt, die Schichtbildung durch Flammspritzen ohne Matrixmetall zu erreichen und dabei den Kohlenstoffverlust mittels freiem Kohlenstoff herabzusetzen. Dafür wird ein Überschuß von mindestens 5% Masseanteilen Kohlenstoff, bezogen auf die im Karbid vorliegende oder zu dessen Bildung stöchiometrisch erforderliche Kohlen stoffmenge, benötigt, wobei der Kohlenstoff auch als Hülle um das Karbid oder um das dieses Karbid bildende Metall vorliegen kann. Die Art des eingesetzten Kohlen stoffes ist dabei nicht spezifiziert und es ist auch kein Kriterium angegeben, daß ei ne Auswahl aus verschiedenen Kohlenstoffarten nahelegt. Das Umhüllen erfolgt durch Dispergieren von feinverteiltem Kohlenstoff in einem Bindemittel, dem danach das zu umhüllende Karbid zugegeben wird. Nach Aushärten und Trocknen des Bin demittels unter Umwälzung wird ein fast freifließendes Pulver erhalten. In der euro päischen Patentanmeldung EP 0 344781 wird festgestellt, daß die in der US-Patent schrift 3 419 415 beschriebene Methode keine kommerzielle Bedeutung erlangt hat, da aus Gründen der optimalen Schichtausbildung und Haftfestigkeit in der Praxis des thermischen Spritzens Metallkarbide nur zusammen mit einem Bindemetall ver wendet werden. Auch werden in der US-Patentschrift 3 419 415 zwar unterschiedli che Erscheinungsformen des Kohlenstoffes zur Anwendung vorgeschlagen, daß aber gerade die Reaktivität des Kohlenstoffes entscheidend für das Ergebnis ist, wird nicht beachtet. Dies birgt die Gefahr in sich, daß nach dem Spritzprozeß freier Kohlenstoff in der Spritzschicht vorliegt, der sich negativ auf ihre mechanischen Ei genschaften auswirkt. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens ist die Handhabung gro ßer Mengen organischer Lösungsmittel bei der Herstellung der Kohlenstoffschicht.In US Pat. No. 3,419,415 (DE Pat. No. 16 46 683) the goal is ver follows to achieve the layer formation by flame spraying without matrix metal and thereby reducing the carbon loss by means of free carbon. For that an excess of at least 5% by mass of carbon, based on the Carbide present or stoichiometrically required to form it amount of substance required, the carbon also as a sheath around the carbide or around that this carbide-forming metal can be present. The type of coal used Substance is not specified and there is no criterion given that egg ne selection from different types of carbon suggests. The wrapping is done by dispersing finely divided carbon in a binder, the following the carbide to be coated is added. After curing and drying the bin an almost free-flowing powder is obtained by circulating. In the euro European patent application EP 0 344781 states that the in US patent 3 419 415 described method has no commercial importance, in practice for reasons of optimal layer formation and adhesive strength of thermal spraying metal carbides only together with a binding metal ver be applied. There are also differences in US Pat. No. 3,419,415 che manifestations of carbon proposed for use that but the reactivity of the carbon is decisive for the result, is ignored. This harbors the risk of being freer after the spraying process Carbon is present in the spray layer, which negatively affects its mechanical egg properties. Another disadvantage of the method is its great handling Large quantities of organic solvents in the production of the carbon layer.

Ein anderer Weg zur Vermeidung der Oxidation während des Spritzprozesses für Wolframkarbid-Kobalt-Verbundpulver wird in der europäischen Patentanmeldung EP 0 344 781 beschrieben, indem ein feines Wolframkarbidpulver, ein zweites gro bes Wolframkarbidpulver, ein Kohlenstoffpulver und ein Kobaltpulver miteinander vermischt, verdichtet, gesintert, gemahlen und klassiert werden. Diese Verfahrens weise entspricht in wesentlichen Verfahrensschritten der allgemein bekannten Technologie der Produktion von Hartmetall (Schedler, W. Hartmetall für den Prakti ker: Aufbau. Herstellung, Eigenschaften und industrielle Anwendung einer modernen Werkstoffgruppe (Herausgeber: Plansee TIZIT GmbH). - Düsseldorf, VDI-Verlag GmbH, 1988. - 558 S.] und soll laut Patentanmeldung auch zu einer hartmetallarti gen Struktur führen. Die Interpretation der während des Sinterprozesses bei der Herstellung des Flammspritzpulvers angeführten Löse- und Ausscheideprozesse des Wolframkarbids in der Kobaltmatrix entspricht aber nicht den Erfahrungen der Hartmetallindustrie, wie in [Schedler, W. Hartmetall für den Praktiker: Aufbau, Her stellung, Eigenschaften und industrielle Anwendung einer modernen Werkstoff gruppe] angegeben, so daß entsprechend der angemeldeten Verfahrensweise ein Flammspritzpulver der angegebenen Struktur nicht hergestellt werden kann. Zudem ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 344 781 eine oxidationsmindernde Wirkung während des Spritzprozesses nicht zu erkennen. Da der freie Kohlenstoff, dessen Anteil im Ausführungsbeispiel zwischen 0,33 und 0,5% Masseanteile be trägt, gemäß dem Herstellungsverfahren im wesentlichen innerhalb der Spritzpulver teilchen lokalisiert ist, muß ein wirksamer Oxidationsschutz bezweifelt werden. Der in der Patentanmeldung EP 0 344 781 beschriebene Prozeß der Flammspritzpulver synthese ist außerdem energieaufwendig, da dort erfindungsgemäß gesintertes Hartmetall zerkleinert werden muß, langwierig und teuer.Another way to avoid oxidation during the spraying process for Tungsten carbide-cobalt composite powder is used in the European patent application EP 0 344 781 described by a fine tungsten carbide powder, a second gro bes tungsten carbide powder, a carbon powder and a cobalt powder with each other mixed, compacted, sintered, ground and classified. This procedure Wise corresponds to the generally known steps of the process Technology of the production of hard metal (Schedler, W. Hartmetall for the Prakti ker: construction. Manufacturing, properties and industrial application of a modern Material group (publisher: Plansee TIZIT GmbH). - Düsseldorf, VDI publishing house GmbH, 1988. - 558 p.] And, according to the patent application, is also said to be a hard metal part lead to structure. The interpretation of the during the sintering process at the Production of the flame spraying powder mentioned dissolving and separating processes of the tungsten carbide in the cobalt matrix does not correspond to the experience of Carbide industry, as in [Schedler, W. Hartmetall for the practitioner: Aufbau, Her position, properties and industrial application of a modern material group], so that according to the registered procedure Flame spray powder of the specified structure cannot be produced. In addition is an oxidation reducing agent from European patent application EP 0 344 781 Effect not recognizable during the spraying process. Because the free carbon, whose proportion in the exemplary embodiment be between 0.33 and 0.5% by mass carries, according to the manufacturing process essentially within the wettable powder effective oxidation protection must be doubted. Of the process of flame spray powder described in patent application EP 0 344 781 Synthesis is also energy-intensive, since according to the invention sintered there Tungsten carbide has to be crushed, lengthy and expensive.

Die DD-PS 2 24 057 sieht den Zusatz von freiem Kohlenstoff bis zu 3% Masseanteile in ein Spritzpulver auf der Basis von Titankarbid vor, mit dem Ziel die Oxidation beim Spritzprozeß in sauerstoffhaltiger Atmosphäre herabzusetzen. Dabei ist die Art des eingesetzten Kohlenstoffes nicht weiter spezifiziert. Weiterhin muß dieses Spritzpul ver Bor und Silizium als wesentliche Komponenten enthalten und die Karbide befin den sich außerdem nicht zwangsläufig in einer metallischen Matrix. Ein örtlich ziel gerichtetes Eintragen des freien Kohlenstoffs wird aber in der Patentschrift nicht be schrieben. Eigene Versuche haben gezeigt, daß das Vorhandensein von freien Kohlenstoff, insbesondere wie in den Ausführungsbeispielen der Patentschrift ange führt, in der Form von Graphit nicht ausreichend ist um eine Oxidation des Karbids während des Spritzprozesses zu verhindern.
DD-PS 2 24 057 provides for the addition of free carbon up to 3% by weight in a wettable powder based on titanium carbide, with the aim of reducing the oxidation during the spraying process in an oxygen-containing atmosphere. The type of carbon used is not further specified. Furthermore, this Spritzpul ver must contain boron and silicon as essential components and the carbides are also not necessarily in a metallic matrix. A locally targeted entry of the free carbon is not described in the patent. Our own experiments have shown that the presence of free carbon, in particular as in the exemplary embodiments of the patent, is not sufficient in the form of graphite to prevent oxidation of the carbide during the spraying process.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein technologisch einfach herzustellen des und preiswertes Spritzpulver auf der Basis von Karbiden vorzuschlagen, bei dem Oxidationserscheinungen während thermischen Spritzens in sauerstoffhaltiger Atmosphäre weitestgehend vermieden werden.The object of the present invention is to produce a technologically simple and to propose inexpensive spray powder based on carbides, at the oxidation phenomena during thermal spraying in oxygen-containing Atmosphere are largely avoided.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein karbidisches Spritzpulver, wie es in den Ansprüchen 1 bis 6 beschrieben ist, gelöst.According to the invention, the object is achieved by a carbide wettable powder, as described in claims 1 to 6 is solved.

Als Ausgangsmaterial zur Herstellung des erfindungsgemäßen Spritzpulvers eignen sich alle durch verschiedene Granulierverfahren erhaltene Metallkarbid-Bindemetall verbunde. Diese Verbunde sind die Kerne, die mit aktivem Kohlenstoff umhüllt wer den. Diese Kerne können durch verschiedene Granulierverfahren hergestellt wer den. Die Granalien können bereits vor dem Umhüllen im Temperaturbereich von 1000 bis 1500°C in reduzierender oder inerter Atmosphäre gesintert werden, um die für Hartmetalle typische Struktur zu erzeugen. Ebenso kann das Umhüllen der Gra nalien mit Kohlenstoff vor dem Sintern, nachdem aber das im Granuliervorgang be nötigte organische Bindemittel, wie zum Beispiel häufig verwendet Paraffin, durch eine Temperaturbehandlung von 300 bis 600°C unter Inertgas entfernt wird, erfol gen, hierbei wird die noch vorhandene Porosität der Granalien ausgenutzt und eine bessere Haftung der Kohlenstoffschicht erreicht. Als Kerne können auch Granalien geringer Größe aus der Hartmetallindustrie, die innerhalb der Technologie der Hartmetallproduktion entstehen und die für eine weitere Verwendung im technologi schen Prozeß ungeeignet sind, verwendet werden.Suitable as starting material for the preparation of the wettable powder according to the invention all metal carbide binder metal obtained by different granulation processes connected. These composites are the cores that are coated with active carbon the. These cores can be manufactured by various granulation processes the. The granules can already be in the temperature range from 1000 to 1500 ° C in a reducing or inert atmosphere to be sintered to produce a structure typical of hard metals. Wrapping the gra with carbon before sintering, but after that in the granulation process required organic binders, such as frequently used paraffin a temperature treatment of 300 to 600 ° C is removed under inert gas the existing porosity of the granules is used and a achieved better adhesion of the carbon layer. Granules can also be used as cores small size from the carbide industry, which within the technology of Carbide production arise and for further use in technology process are unsuitable.

Als Komponenten des Kerns für die erfindungsgemäßen Spritzpulver sind die Kar bide der Metalle der Nebengruppe IV, V und VI des Periodensystems der Elemente und/oder lückenlose Mischkristalle der Karbide und Nitride der Nebengruppen IV und V des Periodensystems der Elemente geeignet, insbesondere aber aufgrund ihrer Eigenschaften und ökonomischer Gesichtspunkte die Karbide des Wolframs und des Titans, beziehungsweise Titankarbonitrid Ti(C,N), ein lückenloser Misch kristall aus Titankarbid und Titannitrid. Im Titankarbid und im Titankarbonitrid kann ein Teil des Titans im Kristallgitter durch andere Metalle, wie zum Beispiel Wolfram, ersetzt sein. In Fällen, in denen die Karbide des Verbundpulvers nicht die größt mögliche Stöchiometrie aufweisen, wie zum Beispiel W₂C, kann der Kohlenstoff in aktiver Form auf der Hülle auch mit ihnen reagieren und das Kohlen stoff/Metallverhältnis erhöhen. Das Gleiche gilt auch für die lückenlosen Misch kristalle der Karbide und Nitride der IV. und V. Nebengruppe, wie das Ti(C,N), wobei in diesem Fall der Stickstoff aus dem Kristallgitter verdrängt und durch Kohlenstoff ersetzt wird.As components of the core for the wettable powders according to the invention, the carbides of the metals of subgroup IV, V and VI of the periodic table of the elements and / or complete mixed crystals of the carbides and nitrides of subgroups IV and V of the periodic table of the elements are suitable, but particularly because of their properties and from an economic point of view, the carbides of tungsten and titanium, or titanium carbonitride Ti (C, N), a complete mixed crystal of titanium carbide and titanium nitride. In the titanium carbide and the titanium carbonitride, part of the titanium in the crystal lattice can be replaced by other metals, such as tungsten. In cases where the carbides of the composite powder do not have the greatest possible stoichiometry, such as W ₂ C, the carbon in the active form on the shell can also react with them and increase the carbon / metal ratio. The same applies to the complete mixed crystals of carbides and nitrides of the IV and V subgroup, such as the Ti (C, N), in which case the nitrogen is displaced from the crystal lattice and replaced by carbon.

Die Karbide und/oder lückenlosen Mischkristalle bilden zusammen mit einer Matrix aus einem oder mehreren Metallen der Gruppe Eisen, Nickel und Kobalt den Kern des Spritzpulvers.The carbides and / or complete mixed crystals form together with a matrix the core of one or more metals from the group iron, nickel and cobalt of the wettable powder.

Dieser Kern wiederum ist mit einer Schicht aus weniger als 1% Massenanteilen, be zogen auf das gesamte Pulver, Kohlenstoff in aktiver Form überzogen.This core in turn has a layer of less than 1% by weight pulled on the whole powder, carbon coated in active form.

Dem umhüllten Spritzpulver können zusätzlich zur weiteren Verbesserung der Ei genschaften der durch thermisches Spritzen zu erhaltenden Schicht mechanisch weitere Metalle oder Legierungen, wie zum Beispiel Eisen-Basis Legierungen oder Nickel-Chrom-Bor-Silizium beigemischt werden. The coated wettable powder can also help to further improve the egg properties of the layer to be obtained by thermal spraying mechanically other metals or alloys, such as iron-based alloys or Nickel-chromium-boron-silicon can be added.

Das Umhüllen der Granalien erfolgt mit einer 2-20prozentigen wäßrigen Lösung der nach DE-Patentanmeldung P 41 18 342.8 hergestellten organischen "Pechsäuren" und anschließender Pyrolyse im Vakuum oder unter Inertgas bei einer Temperatur von 500-1000°C. Diese Kohlenstoffhülle schützt die Granalien während des atmosphärischen Spritzprozesses durch seine Lokalisation: der Koh lenstoff reagiert mit dem in den Plasmastrahl eintretenden Sauerstoff und schützt somit die Karbide des Verbundpulvers vor Kohlenstoffverlust. Dies geschieht beson ders wirkungsvoll dadurch, daß der Kohlenstoff in einer sich wesentlich vom reak tionsträgen Graphit unterscheidenden Modifikation vorliegt. Ein weiterer wesent licher Vorteil des beschriebenen Umhüllungsprozesses ist es, daß durch Variieren der Konzentration der Pechsäuren in der wäßrigen Lösung die Dicke der Kohlen stoffhülle reguliert werden kann.The granules are coated with a 2-20 percent aqueous solution the organic produced according to DE patent application P 41 18 342.8 "Pech acids" and subsequent pyrolysis in a vacuum or under inert gas at one Temperature of 500-1000 ° C. This carbon shell protects the granules during the atmospheric spraying process due to its location: the Koh lenstoff reacts with the oxygen entering the plasma jet and protects thus the carbides of the composite powder before loss of carbon. This happens particularly effective because the carbon in one of the reak inactive graphite-distinguishing modification is present. Another essential Licher advantage of the coating process described is that by varying the concentration of the pitch acids in the aqueous solution the thickness of the coals fabric cover can be regulated.

Mittels Röntgenphasenanalyse konnten in den gespritzten Schichten höhere Anteile der entscheidenden Härteträger wie WC und TiC für die Fälle nachgewiesen wer den, in denen die Spritzpulver mit Kohlenstoff in aktiver Form umhüllt wurden. Durch Verschleißtests wurde gefunden, daß diese höheren Anteile von Härteträgern auch zu besseren Schichteigenschaften führen.Using X-ray phase analysis, higher proportions could be found in the sprayed layers the decisive hardness bearers such as WC and TiC are proven for those cases the one in which the wettable powders were coated with carbon in an active form. By Wear tests have found that these higher levels of hardness carriers too lead to better layer properties.

Durch die einfache Technologie ist es möglich das Pulver sehr preisgünstig herzu stellen.The simple technology makes it possible to use the powder very cheaply put.

Alle erfindungsgemäßen Pulver sind für das thermische Spritzen mit Plasma, Flamme oder Laser geeignet.All powders according to the invention are for thermal spraying with plasma, Suitable for flame or laser.

Das erfindungsgemäße karbidische Spritzpulver ist in den nachfolgenden Aus führungsbeispielen näher beschrieben.The carbide wettable powder according to the invention is in the following management examples described in more detail.

1st embodiment

Die Fraktion -90 µm +63 µm eines Sprühtrocknungsgranulats der Hartmetallproduk tion mit der Zusammensetzung Wolframmonokarbid und 6% Masseanteile Kobalt wurde in einem Kohlerohrkurzschlußofen (Tammannofen) unter strömendem Wasserstoff bei 1400°C 30 min gesintert. Leicht zusammengesinterte Granalien wurden durch kurzzeitiges Mahlen in einer Scheibenschwingmühle voneinander ge trennt. Eine metallographische Untersuchung der Granalien zeigte die für Hart metalle der Zusammensetzung WC-Co typische Struktur.The fraction -90 µm +63 µm of a spray drying granulate from Hartmetallproduk tion with the composition tungsten monocarbide and 6% by weight cobalt was in a coal tube short furnace (Tammannofen) under flowing Hydrogen sintered at 1400 ° C for 30 min. Slightly sintered granules were separated from one another by brief grinding in a vibrating disc mill separates. A metallographic examination of the granules showed that for Hart Metals of the structure typical of WC-Co.

Zur Umhüllung der Granalien mit Pechsäure wurden diese in einer 10%igen wäßri gen Pechsäurelösung bei 80°C umgewälzt. Die Menge der Pechsäurelösung war so bemessen, daß nach Trocknung und Pyrolyse ein Anteil von freiem Kohlenstoff in aktiver Form von 0,3% von der Gesamtmasse vorlag. Durch Trocknung und an schließendes schonendes Zerkleinern konnte ein frei fließendes Pulver erhalten werden, welches bei 550°C unter strömenden Stickstoff einem Pyrolyseprozeß unterworfen wurde. Metallographische Untersuchungen wiesen eine weitgehend zusammenhängende Kohlenstoffhülle um die Granalien aus.To coat the granules with pitchic acid, these were in a 10% aq circulated at 80 ° C. The amount of the pechic acid solution was like this dimensioned that after drying and pyrolysis a portion of free carbon in active form of 0.3% of the total mass. By drying and on subsequent gentle crushing could get a free flowing powder be a pyrolysis process at 550 ° C under flowing nitrogen has been subjected. Metallographic examinations largely showed one coherent carbon shell around the granules.

Die umhüllten Granalien wurden vor dem Spritzen mit 26% Masseanteilen einer Eisen-Basislegierung mechanisch gemischt. Das Spritzen mit und ohne Matrixwerk stoff erfolgte atmosphärisch mit der Plasmaspritzanlage PLANCER PN 120 unter Anwendung eines Argon-Wasserstoff-Plasmas. Durch Röntgenphasenanalyse wurde in den erhaltenen Spritzschichten ein höherer Anteil von Wolframmonokarbid gefunden als in Schichten, die unter gleichen Spritzbedingungen durch nicht mit Kohlenstoff in aktiver Form umhüllte Granalien mit ansonsten gleicher Zusammen setzung erhalten wurden. Die gespritzten Schichten zeigten im Modellverschleiß einen mit konventionellen Wolframkarbid-Kobalt-Spritzpulvern, deren Kobaltgehalt zwischen 10 und 20% Masseanteilen lag, vergleichbaren Verschleißwiderstand und einen höheren Verschleißwiderstand gegenüber Schichten, die unter gleichen Spritzbedingungen durch nicht mit Kohlenstoff in aktiver Form umhüllte Granalien gleicher Zusammensetzung erhalten wurden.The coated granules were one with 26% by mass before spraying Iron-based alloy mixed mechanically. Spraying with and without a matrix mechanism fabric was created atmospherically using the PLANCER PN 120 plasma spraying system Use of an argon-hydrogen plasma. By X-ray phase analysis was a higher proportion of tungsten monocarbide in the spray layers obtained found than in layers that are under the same spraying conditions by not using Carbon in active form coated granules with otherwise the same combination setting have been obtained. The sprayed layers showed wear in the model one with conventional tungsten carbide cobalt wettable powders, the cobalt content of which between 10 and 20% by mass, comparable wear resistance and a higher wear resistance compared to layers that are the same Spray conditions due to granules not coated with carbon in active form same composition were obtained.

2nd embodiment

Das für den Granuliervorgang benötigte organische Bindemittel der Fraktion -90 µm +63 µm eines Sprühtrocknungsgranulats der Hartmetallproduktion mit der Zu sammensetzung Wolframmonokarbid und 6% Masseanteile Kobalt wurde durch eine Temperaturbehandlung von 450°C unter Inertgas entfernt. Anschließend wurden die Granalien in einer 10%igen wäßrigen Pechsäurelösung bei 80°C umgewälzt. Durch Trocknung und anschließendes schonendes Zerkleinern konnte ein frei fließendes Pulver erhalten werden. Die Menge der Pechsäurelösung beim Umhüllen war so bemessen, daß nach Trocknung, Pyrolyse und Sinterung, die in einem Prozeßschritt im Kohlerohrkurzschlußofen (Tammannofen) unter strömenden Wasserstoff bei 1400°C 30 min vorgenommen wurden, ein Anteil von freiem Kohlenstoff in aktiver Form von 0,3% von der Gesamtmasse vorlag. Metallographische Untersuchungen zeigten die für Hartmetalle der Zusammensetzung WC-Co typische Struktur und eine weitgehend zusammenhängende Kohlenstoffhülle um die Granalien.The organic binder of the fraction -90 µm required for the granulation process +63 µm of a spray drying granulate from carbide production with the Zu composition tungsten monocarbide and 6% by weight cobalt was replaced by a Temperature treatment of 450 ° C removed under inert gas. Then the Granules circulated at 80 ° C in a 10% aqueous pechic acid solution. By Drying and subsequent gentle crushing could be a free flowing one Powder can be obtained. The amount of the Pech acid solution when wrapping was so dimension that after drying, pyrolysis and sintering in one process step in the coal tube short-circuit furnace (Tammann furnace) under flowing hydrogen 1400 ° C for 30 min, a portion of free carbon in active Form of 0.3% of the total mass was present. Metallographic examinations showed the structure and typical for hard metals of the composition WC-Co a largely coherent carbon shell around the granules.

Die umhüllten Granalien wurden vor dem Spritzen mit 26% Masseanteilen einer Eisen-Basislegierung mechanisch gemischt. Das Spritzen mit und ohne Matrixwerk stoff erfolgt atmosphärisch mit der Plasmaspritzanlage PLANCER PN 120 unter An wendung eines Argon-Wasserstoff-Plasmas. Durch Röntgenphasenanalyse wurde in den erhaltenen Spritzschichten ein höherer Anteil von Wolframmonokarbid gefunden als in Schichten, die unter gleichen Spritzbedingungen durch nicht mit Kohlenstoff in aktiver Form umhüllte Granalien mit ansonsten gleicher Zusammensetzung erhalten wurden. Die gespritzten Schichten zeigten im Modellverschleiß einen mit konventio nellen Wolframkarbid-Kobalt-Spritzpulvern, deren Kobaltgehalt zwischen 10 und 20% Masseanteilen lag, vergleichbaren Verschleißwiderstand und einen höheren Verschleißwiderstand gegenüber Schichten, die unter gleichen Spritzbedingungen durch nicht mit Kohlenstoff in aktiver Form umhüllte Granalien gleicher Zusammen setzung erhalten wurden.The coated granules were one with 26% by mass before spraying Iron-based alloy mixed mechanically. Spraying with and without a matrix mechanism fabric is atmospheric with the PLANCER PN 120 plasma spray system under An using an argon-hydrogen plasma. By X-ray phase analysis was in found a higher proportion of tungsten monocarbide in the spray layers obtained than in layers that are sprayed under the same conditions by not using carbon active form of coated granules with otherwise the same composition were. The sprayed layers showed one with konventio in the model wear nellen tungsten carbide cobalt wettable powders, the cobalt content of which is between 10 and 20% by mass, comparable wear resistance and a higher Wear resistance to layers under the same spray conditions due to granules of the same composition not coated with carbon in active form setting have been obtained.

Claims

1. Carbide wettable powder, the particles of which are a core of one or more Carbides of the metals of subgroups IV, V and VI of the periodic table and / or complete mixed crystals of carbides and nitrides of the metals of the subgroups IV and V of the periodic table, in a matrix of one or more metals have the group iron, nickel and cobalt, this core with a layer from less than 1% by mass of carbon in an active form, based on the entire powder that is coated.

2. Carbide wettable powder according to claim 1, characterized in that the Core material made of granulate, which is based on the usual Hart technology metal production can originate.

3. Carbide wettable powder according to claim 1 to 2, characterized in that Carbides of tungsten of different stoichiometry alone or together in one ner matrix of cobalt and / or nickel are embedded.

4. Carbide wettable powder according to claim 1 to 2, characterized in that complete mixed crystals of titanium carbide and titanium nitride, which in their crystal lattices can also contain oxygen, are embedded in the matrix.

5. Carbide wettable powder according to claim 4, characterized in that titanium in the crystal lattice of titanium carbide or a solid mixed crystal of titanium carbide and titanium nitride is partially replaced by other metals.

6. Carbide wettable powder according to claim 1 to 5, characterized in that in the carbide wettable powder further mechanically mixed metals or Le Alloys are included, which are then distributed evenly alongside with Carbon-coated composite particles are present.