<Desc/Clms Page number 1>
Legierungspulver für das Flammspritzverfahren
Die Anwesenheit von Graphiteinschlüssen in Gusseisen erschwert beträchtlich die Benetzbarkeit von
Gusseisenoberflächen durch das aufzubringende Metall und beeinträchtigt weiters die Haftfestigkeit dieses Metalls auf den Gusseisenflächen, weshalb es mit Schwierigkeiten verbunden war, auf Gusseisen
Metallpulver, beispielsweise pulvrige Nickellegierungen, unter Erzielung porenfreier und haftfester Überzüge aufzuspritzen. Die gleichen Probleme ergeben sich auch beim Aufspritzen von Metallen auf die Oberfläche anderer Metalle, beispielsweise üblicherweise durch Flammspritzen von Metallen zu überziehende Eisenmetalle. Um dennoch zu brauchbaren Ergebnissen zu gelangen, ist es bei bekannten Flammspritzverfahren, beispielsweise bei dem Verfahren gemäss der österr.
Patentschrift Nr. 197162, der deutschen Auslegeschrift 1198 568, den franz. Patentschriften Ni. 1. 395. 274 und Nu. 1. 389. 682 und der USA-Patentschrift Nr. 2, 868, 667, erforderlich, an das eigentliche Flammspritzen ein Diffusionsglühen in reduzierender Atmosphäre anzuschliessen. Diese Nachteile treten insbesondere bei hochschmelzenden Legierungen auf Basis von Nickel, Kobalt oder Eisen auf.
Die Erfindung bezweckt nun, die beim Flammspritzen von Legierungen auf Basis von Nickel, Kobalt oder Eisen auftretenden Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung besteht in der Verwendung von gepulverten. Legierungen auf der Basis von Eisen, Kobalt oder Nickel, von welchen Legierungen mindestens 30 Gew.-% aus Teilchen mit einer Korngrösse von weniger als 43 jim bestehen, als Material zur Herstellung von Metallüberzügen, welche ohne Nachbehandlung auf der Unterlage fest haften, mit Hilfe des Flammspritzverfahrens.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei einem ausreichenden Anteil des flammzuverspritzenden Legierungspulvers an Teilchen mit einer Korngrösse von weniger als 43 um das Feinkorn des Legierungspulvers in der Flamme trotz der kurzen Verweilzeit innerhalb derselben zur Gänze niederge- schmolzen wird und die aus dem Feinkorn entstandene Schmelze auch für ein rasches Niederschmelzen des Grobkornes der Legierung innerhalb der Flamme sorgt, so dass der grösste Teil der Legierung auf die zu beschichtende Metalloberfläche im schmelzflüssigen Zustand gelangt.
Damit wird die Metalloberfläche gut benetzt, und die auf die Metalloberfläche aufgebrachte Legierung kann sich mit dem Grundmetall sofort legieren, was zur Folge hat, dass die Legierung mit hoher Ausbeute auf die Metalloberfläche aufgebracht werden kann und dass die Legierung auf der Metalloberfläche in Form eines im wesentlichen porenfreien Überzuges ausgezeichnet haftet. Bei Verwendung von Legierungspulvern mit der oben angegebenen Korngrössenverteilung können somit auf Metallgegenständen haftfeste Überzüge mit hoher Metallausbeute durch Flammspritzen allein hergestellt werden, d. h., dass anschliessend an das Flammspritzen ein Diffusionsglühen nicht erforderlich ist. Diese Vorteile lassen sich bei den derzeit ausgeübten Flammspritzverfahren nicht erzielen.
Bei Anwesenheit von feinkörnigen Teilchen der angegebenen Art können Nickellegierungen, Kobaltlegierungen oder Eisenlegierungen, welche nahezu einen ebenso hohen Schmelzpunkt besitzen wie der Hauptbestandteil solcher Legierungen und welche normalerweise nur schlecht abgeschieden werden können, bei niedrigeren Temperatur abgeschieden werden. Einige gut brauchbare Nickellegierungen
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
nach Korngrössen getrennt wird, so sind die beim Aufspritzen von Pulver mit einer Korngrösse von weni- ger als 43 um erhaltenen Ergebnisse drastisch verschieden von den durch Aufspritzen der gröberen Teilchen auf Gusseisen erhaltenen Ergebnissen.
Dies zeigt sich darin, dass die feinkörnigeren Teilchen die
Abscheidung eines schmelzflüssigen Überzuges ermöglichen, welcher Gusseisen bei ungewöhnlich nied- rigen Temperaturen gut benetzt, wogegen dies beim Flammspritzen der gröberen Teilchen nicht der
Fall ist. Bei Verwendung von feinkörnigen Legierungspulvern der angegebenen Art können Verluste an
Legierungspulver so klein als möglich gehalten werden, da schmelzflüssiges Metall an der Oberfläche des zu beschichtenden Metallgegenstandes beim Auftreffen sofort haftet.
Die folgende Tabelle erläutert den Einfluss verschiedener Mengen feinkörnigen Legierungspulvers in einem auch Grobkorn enthaltenden Legierungspulver auf die beim Flammspritzvorgang erzielte Metall- ausbeute, d. h. der Menge des auf das Werkstück aufgetragenen Metalls in Prozent des flammgespritzten
Metalls.
Gemäss der unten stehenden Tabelle wurden ausser einem feinkörnigen Legierungspulver der
EMI2.2
EMI2.3
<tb>
<tb> feinkörnige <SEP> Legierung <SEP> grobkörnige <SEP> Legierung
<tb> Mischung <SEP> NiB-1 <SEP> < <SEP> 43 <SEP> 11m <SEP> NiB-1 <SEP> < <SEP> 104 <SEP> 11m <SEP> > <SEP> 74 m <SEP> Wirkungsgrad
<tb> 1 <SEP> 0g <SEP> 100 <SEP> g <SEP> 91,0%
<tb> 2 <SEP> 25 <SEP> g <SEP> 75 <SEP> g <SEP> 92, <SEP> 5%
<tb> 3 <SEP> 30g <SEP> 70g <SEP> 94, <SEP> 1% <SEP>
<tb> 4 <SEP> 50 <SEP> g <SEP> 50 <SEP> g <SEP> 94, <SEP> 5%
<tb> 5 <SEP> 75g <SEP> 25g <SEP> 97, <SEP> 5% <SEP>
<tb> 6 <SEP> 100g <SEP> 0g <SEP> 99,0%
<tb>
+) Hier und an den folgenden Stellen ist unter Wirkungsgrad die Menge des beim Flammspritzen aufgetragenen Metalls in % der Menge des eingesetzten Metalls zu verstehen.
Im Rahmen dieser Versuche wurden die angegebenen Mischungen auf die 76 x 76 mm grosse Fläche von Weicheisenblechen mit den Abmessungen 76 x 76 x 6, 3 mm gespritzt. Aus der obigen Tabelle ergibt sich unmittelbar, dass besonders gute Ergebnisse dann erhalten werden, wenn die flammverspritzte Mischung mindestens SClo feiner Teilchen enthält.
Die folgenden Beispiele erläutern in Gegenüberstellung mit grobkörnigen Legierungspulvern die Brauchbarkeit erfindungsgemässer Legierungspulver kleiner Korngrösse.
Beispiel l :
EMI2.4
<tb>
<tb> Legierung <SEP> NiB-1 <SEP> ( < 104 <SEP> JLm, <SEP> > <SEP> 74 <SEP> jim) <SEP> Legierung <SEP> NiB-l <SEP> ( < <SEP> 43 <SEP> m)
<tb> Dünnflüssigkeit <SEP> gut <SEP> ausgezeichnet
<tb> Netzfähigkeit <SEP> auf
<tb> Gusseisen <SEP> schlecht <SEP> gut
<tb> Wirkungsgrad <SEP> 91,5% <SEP> 99%
<tb>
Die verwendete Legierung NiB-1 besass folgende Zusammensetzung: 14,9% Cr, 4, 3% Si, 3,4% B, 4,2%Fe, 0,68%C,RestNi.
Beispiels :
EMI2.5
<tb>
<tb> NiB-4 <SEP> <SEP> 104 <SEP> jim, <SEP> > <SEP> 74 <SEP> m) <SEP> NiB-4 <SEP> ( < 43/. <SEP> Im) <SEP>
<tb> Dünnflüssigkeit <SEP> ausreichend <SEP> ausgezeichnet
<tb> Netzfähigkeit <SEP> auf
<tb> Gusseisen <SEP> schlecht <SEP> gut
<tb> Wirkungsgrad <SEP> 90% <SEP> 98%
<tb>
<Desc/Clms Page number 3>
Die verwendete Legierung NiB-4 besass folgende Zusammensetzung : 3,54% Si, 2,02% B, 0,45% Fe, 0, 041o C, Rest Ni.
Beispiel 3 :
EMI3.1
<tb>
<tb> Nickel-Bor-Silicium-Legierung
<tb> ( < <SEP> 104 <SEP> jim, <SEP> > <SEP> 74 <SEP> jim) <SEP> Legierung <SEP> NiB-4 <SEP> ( < <SEP> 43 <SEP> m)
<tb> Dtinnfitissigkeit <SEP> schlecht <SEP> gut
<tb> Netzfähigkeit <SEP> auf
<tb> Gusseisen <SEP> schlecht <SEP> gut
<tb> Wirkungsgrad <SEP> 89% <SEP> 97%
<tb>
EMI3.2
1,5%Rest Ni.
Beispiel 4 :
EMI3.3
<tb>
<tb> Kobaltlegierung <SEP> Kobaltlegierung
<tb> ( < <SEP> 104 <SEP> um, <SEP> > <SEP> 74 <SEP> um) <SEP> ( < <SEP> 43 <SEP> um)
<tb> Dünnflüssigkeit <SEP> schlecht <SEP> gut
<tb> Netzfähigkeit <SEP> auf
<tb> Gusseisen <SEP> ausreichend <SEP> ausgezeichnet
<tb> Wirkungsgrad <SEP> 8550 <SEP> 9610 <SEP>
<tb> Oxydation <SEP> des <SEP> her-mittleres
<tb> gestellten <SEP> Überzuges <SEP> Ausmass <SEP> geringfügig
<tb>
EMI3.4
: 3, 1,0%C,4,5%W,RestCo.
Eine mit Vorteil für die Zwecke der Erfindung geeignete Legierung kann folgende Zusammensetzung besitzen :
EMI3.5
<tb>
<tb> Legierungs- <SEP> bevorzugter <SEP> Ausführungsbestandteil <SEP> Gehaltsbereich <SEP> Gehaltsbereich <SEP> beispiel
<tb> Cr <SEP> 2, <SEP> 5-20, <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 5-16, <SEP> 0 <SEP> 14, <SEP> 9% <SEP>
<tb> Si <SEP> 0, <SEP> 5-6, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 5- <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 3% <SEP>
<tb> B <SEP> 0, <SEP> 5-5, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0- <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 4% <SEP>
<tb> Fe <SEP> 0, <SEP> 2-6, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 3- <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> 4, <SEP> 2% <SEP>
<tb> C <SEP> 0, <SEP> 01- <SEP> 0, <SEP> 85 <SEP> 0, <SEP> 3- <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 68% <SEP>
<tb> Ni <SEP> Rest <SEP> Rest <SEP> Rest
<tb>
Eine weitere für die Zwecke der Erfindung vorteilhafte Zusammensetzung einer Legierung ist folgende :
EMI3.6
<tb>
<tb> Legierungs-bevorzugter <SEP> Ausführungs- <SEP>
<tb> bestandteil <SEP> Gehaltsbereich <SEP> Gehaltsbereich <SEP> beispiel
<tb> Si <SEP> 1,0 <SEP> - <SEP> 6,0 <SEP> 3,0 <SEP> - <SEP> 4,0 <SEP> 3,54%
<tb> B <SEP> 0,5 <SEP> - <SEP> 5,0 <SEP> 1,5 <SEP> - <SEP> 2,5 <SEP> 2,02%
<tb> Fe <SEP> 0,3 <SEP> - <SEP> 3,0 <SEP> 0,4 <SEP> - <SEP> 0,9 <SEP> 0,45%
<tb> C <SEP> 0,01 <SEP> - <SEP> 0,35 <SEP> 0,01 <SEP> - <SEP> 0,10 <SEP> 0,04%
<tb> Ni <SEP> Rest <SEP> Rest <SEP> Rest
<tb>
<Desc/Clms Page number 4>
Eine weitere für die Zwecke der Erfindung vorteilhafte Zusammensetzung einer Legierung ist folgende :
EMI4.1
<tb>
<tb> Legierungs- <SEP> bevorzugter <SEP> Ausführungs- <SEP>
<tb> bestandteil <SEP> Gehaltsbereich <SEP> Gehaltsbereich <SEP> beispiel
<tb> B <SEP> 0,7 <SEP> - <SEP> 3,5 <SEP> 1,1 <SEP> - <SEP> 2,0 <SEP> 1,5%
<tb> Si <SEP> 1,0 <SEP> - <SEP> 4,0 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> 3,0 <SEP> 2,6%
<tb> Fe <SEP> 0, <SEP> 2-0, <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 3-0, <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> %) <SEP>
<tb> C <SEP> 0,01 <SEP> - <SEP> 0,35 <SEP> 0,01 <SEP> - <SEP> 0,10 <SEP> 0,03%
<tb> Ni <SEP> Rest <SEP> Rest <SEP> Rest
<tb>
Eine weitere für die Zwecke der Erfindung vorteilhafte Zusammensetzung einer Legierung ist folgende :
EMI4.2
<tb>
<tb> Legierungs- <SEP> bevorzugter <SEP> Ausführungsbestandteil <SEP> Gehaltsbereich <SEP> Gehaltsbereich <SEP> beispiel
<tb> Ni <SEP> 0, <SEP> 1-4, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 5-3, <SEP> 2 <SEP> 3, <SEP> clo
<tb> er <SEP> 23,0 <SEP> - <SEP> 30,0 <SEP> 26,0 <SEP> - <SEP> 30,0 <SEP> 28,0%
<tb> Si <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> 2,5 <SEP> 0,7 <SEP> - <SEP> 1,3 <SEP> 1,0%
<tb> B <SEP> 0,7 <SEP> - <SEP> 4,0 <SEP> 1,5 <SEP> - <SEP> 2,2 <SEP> 2,0%
<tb> Fe <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> 3,0 <SEP> 1,0 <SEP> - <SEP> 2,5 <SEP> 2,0%
<tb> C <SEP> 0, <SEP> 5-2, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 8-1, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 0o <SEP>
<tb> W <SEP> 0,5 <SEP> - <SEP> 8,0 <SEP> 4,0 <SEP> - <SEP> 6,0 <SEP> 4,5%
<tb> Co <SEP> Rest <SEP> Rest <SEP> Rest
<tb>