DD224057A1 - COATING POWDER BASED ON TITANCARBID - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Beschichtungspulver auf der Basis von Titancarbid zum thermischen Beschichten von Metallsubstraten, insbesondere fuer das Plasmaspritzen und andere Plasmaauftragsverfahren. Es ist das Ziel der Erfindung, die bekannten Beschichtungspulver mit Titancarbid als Haertetraeger in ihren Eigenschaften hinsichtlich der Verschleissfestigkeit, Haftfestigkeit und Oberflaechenqualitaet der mit diesen durch thermisches Beschichten aufgebrachten Oberflaechenschichten auf Metallsubstraten zu verbessern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Beschichtungspulver auf der Basis von Titancarbid als Haertetraeger, mit mindestens einem der Metalle Ni, Co, Cr, W sowie Bor und/oder Silicium neue Pulverzusaetze einzufuehren, die ein gleichmaessiges Schmelzen der Pulverbestandteile waehrend des thermischen Beschichtungsvorganges bewirken. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass in dem Beschichtungspulver als weitere Pulverzusaetze 5 bis 25 Masse-% Molybdaen oder Molybdaen und Molybdaencarbid sowie bis zu 3 Masse-% freier Kohlenstoff enthalten sind.The invention relates to a coating powder based on titanium carbide for the thermal coating of metal substrates, in particular for plasma spraying and other plasma deposition methods. It is the object of the invention to improve the known coating powders with titanium carbide as Haertetraeger in their properties in terms of wear resistance, adhesive strength and surface quality of the applied by thermal coating surface layers on metal substrates. The invention is based on the object, starting from a coating powder based on titanium carbide as Haertetraeger, with at least one of the metals Ni, Co, Cr, W and boron and / or silicon to introduce new powder additives, the uniform melting of the powder components during the thermal Effect coating process. This object is achieved according to the invention in that 5 to 25% by weight of molybdenum or molybdenum and molybdenum carbide and up to 3% by mass of free carbon are contained in the coating powder as further powder additives.
Description
Beschichtungspulver auf der Basis.von TitancarbidCoating powder based on titanium carbide
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Beschichtungspulver auf der Basis von Titancarbid zum thermischen Beschichten von Metallsubstraten, insbesondere für das Plasmaspritzen und andere Plasmaauftragsverfahren, das neben Titancarbid als Härteträger mindestens eines der Metalle Hickel, Cobalt, Chrom·*· Wolfram sowie zur Verbesserung der Schmelz- und Fließeigenschaften Bor und/oder Silicium enthält, wobei zwei oder mehrere Zusatzstoffe als besondere Komponenten, als Legierungen oder Yorlegierungen zusammengefaßt sein können«.The invention relates to a coating powder based on titanium carbide for the thermal coating of metal substrates, in particular for plasma spraying and other plasma deposition processes, in addition to titanium carbide as a hard carrier at least one of the metals hickel, cobalt, chromium · * · tungsten and to improve the melting and flow properties Boron and / or silicon, wherein two or more additives may be summarized as a special components, as alloys or Yorlegierungen.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Beschichtungspulver für thermische BeSchichtungen mit Titancarbid als alleinigem Hartstoff und Nickel als Hauptzusatz mit ITebenzusätzen von Chrom, Eisen oder Cobalt, 7/olfram, Mangan, Kohlenstoff sowie von Silicium als Fluß-Coating powder for thermal coatings with titanium carbide as the sole hard material and nickel as main additive with IT additives of chromium, iron or cobalt, 7 / olfram, manganese, carbon and of silicon as flux.
mittel sind aus DE-OS 30 35 144 bekannt. Außerdem gehört Bor als möglicher Flußmittelzusatz zum bekannten Stand der Technik, z. B. nach DE-PS 1 151 160. Kohlenstoff wird in Pulvermischungen in gebundener Form als Carbide auch der anderen Metalle neben Titan, genutzt, beispielsweise nach DD-PS 116 206, als freier Kohlenstoff jedoch nur als Gleitstoff in Form von Graphit, .z. B. nach DE-OS 1811 196 oder nur zur Korrektur von Unterkohlungen, nach DE-PS 1198 169. Die Herstellung von Pulvern aus zwei oder drei Komponenten, wobei eine den Hartstoff und die andere ein Flußmittel enthält, ist in der DE-OS 1 811 196 beschrieben· Die Anwendung zusätzlicher, auch nichtmetallischer Bindemittel zum Erhalt größerer Korngrößen eines Pulyergemisches enthalten die DE-OS 1 521 369 und die DE-OS 2 432 125. Die Sphäroidisierung von Pulverteilchen durch Sprühschmelzen in einer Flamme ist aus der DE-AS 1 259 170 bekannt. Die Anwendung von Sinterverfahren zum Erhalt von größeren Pulvergemisch-Einzelkörnern ist allgemeiner Stand der, Technik lind wird z· B. in der DE-AS 1 185 034 für eine von zwei Pulverkomponenten angewendet. Pulvermischungen mit Titancarbid unter Verwendung von Vorlegierungen für einzelne Bestandteile sind in der DE-OS 2 208 070 angegeben· Die Bildung von Mischkri-, stallen von Titan mit Sauerstoff oder Stickstoff wird in der DD-PS 146 556 genutzt· Angaben über verwendbare Pulverkorngrößen und ihre oberen und unteren Grenzen, auch mit" Unterschieden für verschiedene Pulverkomponenten, werden in der DE-OS 3 035 144 angegeben.Medium are known from DE-OS 30 35 144. In addition, boron belongs as a possible flux additive to the known prior art, for. Carbon is used in powder mixtures in bonded form as carbides and other metals in addition to titanium, for example, according to DD-PS 116 206, as a free carbon but only as a lubricant in the form of graphite, .z , To DE-OS 1811 196 or only for the correction of Unterkohlungen, according to DE-PS 1198 169. The preparation of powders of two or three components, one containing the hard material and the other a flux is in DE-OS. 1 The use of additional, also non-metallic binders to obtain larger particle sizes of a Pulyergemisches include DE-OS 1 521 369 and DE-OS 2,432,125. The spheroidization of powder by spray melting in a flame is known from DE-AS. 1 259 170 known. The application of sintering processes to obtain larger powder mixture individual grains is generally the state of the art. For example, DE-AS 1 185 034 applies one of two powder components. Powder mixtures with titanium carbide using master alloys for individual constituents are disclosed in German Offenlegungsschrift 2,208,070. The formation of mixed crystals of titanium with oxygen or nitrogen is used in German Pat. No. 146,556. Information on Powder Grain Quantities and Their Use upper and lower limits, also with "differences for different powder components, are given in DE-OS 3,035,144.
Durch die DE-OS 29 20 198 ist ein Beschichtungsstoff zur Herstellung von verschleißfesten und korrosionsbeständigen beschichteten Gegenständen bekannt geworden, der im ?/esentlichen aus zwei Komponenten besteht. Die erste Komponente entspricht der Zusammensetzung einer Sinterhartmetallegierung aus einem Schwermetallcarb,id, wobei auch Titancarbid genannt wird, mit einem Bindemitall der· Eisengruppe des PSE und die zweite Komponente stellt -eine ^ sogenannteBy DE-OS 29 20 198, a coating material for the production of wear-resistant and corrosion-resistant coated articles has become known, which consists in / es of two components. The first component corresponds to the composition of a sintered metal alloy of a heavy metal carbide, id, also called titanium carbide, with a bond member of the iron group of the PSE and the second component represents a so-called
"selbstgellende" Legierung auf Uickelbasis mit Bor und Silicium zur Eigenbildung von Flußmittel dar·Uickel-based "self-whitening" boron-silicon alloy for flux self-formation
Diese bekannten technischen Lösungen haben folgende Nachteile: ,These known technical solutions have the following disadvantages:
Mit Titancarbid als alleinigem Härteträger mittels thermischer Spritztechnik aufgetragene Pulver sind bisher sehr empfindlich gegen Sauerstoffeinwirkung während des erhitzten Zustandes und bilden besonders bei kleinen Korngrößen störende Oxide, die durch Porosität den Schichtaufbau und die Schichteigenschaften verschlechtern, insbesondere die Härte und Verschleißwiderstände verringern·Powders coated with titanium carbide as the sole hardening carrier by means of thermal spraying technology have hitherto been very sensitive to the action of oxygen during the heated state and form disruptive oxides, especially with small particle sizes, which impair the layer structure and the layer properties through porosity, in particular reduce the hardness and wear resistances.
Die bisher angewendeten Titancarbidpulver bildeten rissige und abplatzende Schichten, wenn die Pulverkomponenten in den Konzentrationen und in der Wahl der Zusätze nach bisher bekannten Zusammensetzungen ausgeführt wurden. Außerdem wurden bei bisher bekannten Titancarbidpulvern Mischungen aus zwei Komponenten angewendet, deren eine Komponente Titancarbid und vor allem nickel, deren andere Komponente eine flußmittelhaltige Chrom-liickel-Legierung war« Deren Zusammensetzung konnte sich bei Sieb- und Pördervorgängen entmischen, d. h· in den Konzentrationen der einzelnen Elemente verändern· Schließlich ergaben sich bei bisher bekannten Titancarbidpulvern während der thermischen Beschichtung störende, die Schichthärte vermindernde KohlenstoffVerluste durch Oxidation in Luft als umgebende Atmosphäre· Dadurch hatten die bisherigen Titancarbid-Hartstoffschichten oft geringere Qualität als z· B· Wolframcarbid-Hartstoffschichten·The titanium carbide powders used heretofore formed cracked and chipping layers when the powder components were carried out in the concentrations and in the choice of additives according to heretofore known compositions. In addition, in previously known titanium carbide powders mixtures of two components were used, one component of titanium carbide and especially nickel whose other component was a flux-containing chromium-nickel alloy whose composition could segregate during screening and conveying operations, d. Finally, in titanium carbide powders known hitherto, annoying carbon losses which reduce the layer hardness have resulted from oxidation in air as ambient atmosphere. As a result, the previous titanium carbide hard coatings often had lower quality than z. tungsten carbide hard coatings ·
Ziel der ErfindungObject of the invention
Es ist das Ziel der Erfindung, die bekannten Beschichtungspulver mit. Titancarbid als Härteträger in ihren Eigenschaften hinsichtlich der Verschleißfestigkeit, HaftfestigkeitIt is the object of the invention to provide the known coating powders. Titanium carbide as a hardness carrier in their properties in terms of wear resistance, adhesion
und Oberflächenqualität der mit diesen durch thermisches Beschichten aufgebrachten Oberflächenschichten auf Metallsubstraten zu verbessern·and to improve the surface quality of the surface layers with these applied by thermal coating on metal substrates
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Beschichtungspulver auf der Basis von Titancarbid als Härteträger, mit mindestens einem der Metalle 'Hl,. Co, Cr, W sowie mit Bor und/oder Silicium neue Pulverzusätze einzuführen, die ein gleichmäßiges Schmelzen der Pulverbestandteile während des thermischen BeSchichtungsvorganges bewirken, die Haftfestigkeit der Oberflächenschicht er- · höhen und ·, deren Rißanfälligkeit sowie Porosität weitgehend beseitigen und insgesamt gesehen die Herstellung von Oberflächenschichten mit einer dem Härteträger Titancarbid entsprechenden Verschleiß- und Korrosionsfestigkeit ermöglichen*The invention is based on the object, starting from a coating powder based on titanium carbide as a hard carrier, with at least one of the metals' Hl ,. Co, Cr, W as well as with boron and / or silicon to introduce new powder additives, which cause a uniform melting of the powder constituents during the thermal coating process, increase the adhesive strength of the surface layer and , which largely eliminate their susceptibility to cracking and porosity and, overall, the production of surface layers with a wear resistance and corrosion resistance corresponding to the hard carrier titanium carbide *
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Beschichtungspulver als weitere Pulverzusätze 5 bis 25 Masse-55 Molybdän oder Molybdän und Molybdäncarbid sowie bis zu 3 Masse-% freier Kohlenstoff enthalten' sind. Eine vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Beschichtungspulvers wird darin gesehen, daß das Molybdän oder Molybdän und Molybdäncarbid als Einzelkomponente oder als an die Hartstoffkomponente gebunden vorliegt· - i The object is achieved in that contained in the coating powder as further powder additives 5 to 25 mass-molybdenum molybdenum or molybdenum and molybdenum carbide and up to 3% by mass of free carbon 'are. An advantageous variant of the coating powder according to the invention is seen in that the molybdenum or molybdenum and molybdenum carbide present as a single component or as bound to the hard material component · - i
Außer dem Zusatz von Bor zu der Hickelkömponente ist es zweckmäßig, daß auch der Härteträger Titancarbid zusätzlich bis zu 0,1'Masse-# Bor enthält· · ; In addition to the addition of boron to the Hickelkömponente, it is expedient that the hardness carrier titanium carbide additionally contains up to 0.1'Masse- # boron · · ;
Eine.sehr wichtige Voraussetzung für die Herstellung qualitativ hochwertiger Oberflächenschichten nach der Erfindung ist, daß Eisen oder Eisenlegierungen nicht, oder nur in Spuren oder als technische Verunreinigungen in dem Beschichtungspulver enthalten sind·A very important prerequisite for the production of high-quality surface layers according to the invention is that iron or iron alloys are not contained, or only in traces or as technical impurities in the coating powder.
Zum Erreichen eines gleichmäßigen An- und Durchschmelzens aller Pulverteilchen Leim Beschichten und,zur Verringerung der Schichtporosität ist es vorteilhaft, wenn die Korngrößen der Einzelteilchen im Verbundpulver oder in der Pulvermischung zwischen 0,005 mm und 0,04 mm für die Titancarbidteilchen und zwischen 0,01 und 0,08 mm für die übrigen Bestandteile des Pulvers betragen«In order to achieve a uniform on and through melting of all powder particles, glue coating and, to reduce the layer porosity, it is advantageous if the particle sizes of the individual particles in the composite powder or in the powder mixture are between 0.005 mm and 0.04 mm for the titanium carbide particles and between 0.01 and 0.08 mm for the remaining constituents of the powder «
Das besondere Ergebnis der Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre ist die Schaffung eines hartstoffhaltigen Pulvers für thermische BeSchichtungen mit einer gegenüber bisher bekannten Pulvern unterschiedlichen chemischen, strukturellen und korngrößenmäßigen Zusammensetzung zur Beseitigung der Mangel der bekannten TiC-haltigen Pulver für thermische Beschichtungen· Das erfindungsgemäße Pulver enthält als Härteträger nur Titancarbid· Die mit ihm hergestellten thermischen BeSchichtungen haben eine minimale makroskopische Vickershärte von 6000 U/mm bei 10 kg Last und 30 s Lasteinwirkzeit und einen maximalen Ver-, schleißbetrag bei Strahlverschleiß von 15,3 mm./kg unter einem Winkel von 30° zur Schichtoberfläche mit Korund als Strahlmittel bei 1,5 · 10 Pa Blasdruck nur der Korund-Ausströmdüse. Das ist auf die besseren Korngrößenverhältnisse des Titancarbides zu den übrigen Pulverbestandteilen und auf die chemische Zusammensetzung des Pulvers zurückzuführen, wodurch alle Pulverbestandteile während des Beschichtung svor gang es an- oder durchgeschmolzen werden, wobei eine gegenseitige Benetzung der Pulverkomponenten eintritt. Beide Vorgänge ergeben als erfinderischen Effekt eine ausreichend geringe Schichtporosität und eine genügend gute Schichthaftung· Die erfindungsgemäße Zusammensetzung des Pulvers bewirkt, daß bei Verwendung von Luft als Umgebungsgas keine die Schichthärte vermindernde Pulveroxidation und nachteilige Kohlenstoffverluste eintreten können und daß die geforderten Schichthärtewerte und maximalen Verschleißbeträge nicht durch Schichtrisse, Porosität und mangelnde Haftung ,auf dem Beschichtungsuntergrund (Haftgrund) gefährdet' werden·The particular result of the application of the teaching according to the invention is the provision of a hard material-containing powder for thermal coatings with a comparison to previously known powders of different chemical, structural and grain size composition to eliminate the deficiency of the known TiC-containing powder for thermal coatings · The powder according to the invention contains as a hardening agent only titanium carbide · The thermal coatings produced with it have a minimum macroscopic Vickers hardness of 6000 U / mm at 10 kg load and 30 s load reaction time and a maximum wear amount at beam wear of 15.3 mm./kg at an angle of 30 ° to the layer surface with corundum as blasting medium at 1.5 · 10 Pa blowing pressure only of the corundum discharge nozzle. This is due to the better particle size ratios of the titanium carbide to the other powder constituents and the chemical composition of the powder, whereby all powder constituents during the coating svor gang it or melted through, wherein a mutual wetting of the powder components occurs. Both processes result in a sufficiently low layer porosity and a sufficiently good layer adhesion as an inventive effect. The composition of the powder according to the invention prevents the layer hardness-reducing powder oxidation and disadvantageous carbon losses from occurring when air is used as the ambient gas and the required layer hardness values and maximum wear amounts can not be achieved Layer cracks, porosity and lack of adhesion, on the coating surface (primer) are at risk
Das hartstoffhaltige Pulver für thermische BeSchichtungen ,soll erfindungsgemäß nur Titancarbid als den die Schichthärte bestimmenden Stoff enthalten. Weil dieser allein zwar genügend harte, aber zu spröde und rissige Schichten bildet, werden dem Titancarbid nickel oder Cobalt oder Chrom wie bei anderen Hart stoff schichten auch, zugemischt, so daß diese Metalle bei der thermischen Beschichtung eine zähe Matrix für-das Titancarbid bilden, dadurch die Porosität und Rißneigung der Schicht verringern und deren Haftfestigkeit erhöhen» Weiterhin-wird dem Pulver Bor und/oder Silicium zugemischt, um die Schmelz- und Fließeigenschaften während des BeSchichtungsvorganges zu verbessern« .The hard-material-containing powder for thermal coatings should, according to the invention, contain only titanium carbide as the material determining the hardness of the layer. Because this alone forms sufficiently hard but too brittle and cracked layers, nickel or cobalt or chromium are added to the titanium carbide as with other hard coatings, so that these metals form a tough matrix for the titanium carbide during the thermal coating. thereby reducing the porosity and cracking tendency of the layer and increasing its adhesive strength. "Furthermore, boron and / or silicon are added to the powder in order to improve the melting and flow properties during the coating process."
Mit Titancarbid als alleinigen Hartstoff in der Pulvermischung werden gleichzeitig eine genügende Schichthärte, eine genügende Freiheit von Schichtrissen und von Porosität sowie eine genügende Haftung auf dem Untergrund in Luft' oder einem sauerstoffhaltigen ümgebungsgas oder Arbeitsgas nur dann erreicht, wenn zu den genannten Stoffen als weitere Pulverbestandteile zugefügt werden: Molybdän oder Molybdän und Molybdäncarbid im Bereich von .'5· • •25 Masse-/S des. Gesamtpulvers zwecks Verbesserung der Benetzung des Titancarbides und1 somit zwecks Verminderung der Schichtporosität und der Rißbildung und, zwecks Erhöhung der Verschleißfestigkeit, freier Kohlenstoff, beispielsweise als Graphit, im Bereich bis zu 3 Masse-% des Gesamtpulvers zum Ausgleich der Kohlenstoffoxidation in Luft oder sauerstoffhaltigem Gas und his 0,1 Masse-^S Bor im Hartstoffträger Titancarbid zur Verbesserung von dessen Schmelz-, Fließ- und Benetzungseigenschaften· Eisen oder Eisenverbindungen werden erfindungsgemäß als Pulverbestandteile ausgeschlossen wegen ihrer negativ auf Härte und Porosität wirkenden Oxidationseigenschaften in sauerstoffhaltigem Gas« Die genannten erfindungsgemäßen Zusätze ergeben in Luft oder einem anderen sauerstoffhaltigen ümgebungsgas während des Beschichtungsvorganges im Sinne der oben genannten For-With titanium carbide as sole hard material in the powder mixture at the same time a sufficient layer hardness, sufficient freedom from layer cracks and porosity and sufficient adhesion to the ground in air 'or an oxygen-containing ümgebungsgas or working gas can only be achieved if the above substances as further powder constituents are added. molybdenum or molybdenum and molybdenum in the range of .'5 · • • 25 wt / S of the total powder for the purpose of improving the wetting of the titanium carbide and 1 thus for the purpose of reducing the layer porosity and cracking and, for the purpose of increasing the wear resistance, free carbon For example, as graphite, in the range up to 3% by weight of the total powder to compensate for carbon oxidation in air or oxygen-containing gas and his 0.1 mass% boron in the hard carrier Titancarbid to improve its melting, flow and wetting properties · iron or iron compounds According to the invention, n are excluded as powder constituents because of their oxidation properties in oxygen-containing gas which have a negative effect on hardness and porosity. The abovementioned additives according to the invention give in air or another oxygen-containing ambient gas during the coating process within the meaning of the above-mentioned prior art.
derungen genügend harte Verbindungen von Titancarbid, Sauerstoff oder/und Stickstoff, welche keine negativen Schichteigenschaften bewirken*sufficiently hard compounds of titanium carbide, oxygen or / and nitrogen which do not cause negative layer properties *
Zum Erreichen eines gleichmäßigen An- oder/und Durchschmelzens aller Pulverteilchen zur Verringerung der Schichtporösität und zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit werden die Einzelteilchen im Pulver erfindungsgemäß in folgenden Korngrößen angewendet: Titancarbidteilchen und Molybdän bzw* Molybdän und Molybdäncarbidteilchen mit 0,005 bis 0,04 · mm, Korngröße und die übrigen Pulverbestand teile mit 0,01 bis 0,08 mm, speziell mit 0,01 bis 0,05 mm, Korngröße»To achieve a uniform on or / and melt through of all powder particles to reduce the layer porosity and to increase the wear resistance, the individual particles are used in the powder according to the invention in the following grain sizes: titanium carbide and molybdenum or molybdenum and molybdenum carbide 0.005 to 0.04 mm, grain size and the other powder components with 0.01 to 0.08 mm, especially with 0.01 to 0.05 mm, grain size »
Ausführungsbeispiele:EXAMPLES
Anhand von drei Ausführungsbeispielen soll der Gegenstand der Erfindung näher erläutert werden:Based on three embodiments, the subject of the invention will be explained in more detail:
Im ersten Ausführungsbeispiel wurde ein Pulvergemisch mit folgender Zusammensetzung und Korngröße d verwendet:In the first embodiment, a powder mixture with the following composition and particle size d was used:
TiC 52,0 Masse-^, d <40/um Cr 3,0 Masse-%, d = 40*..80yumTiC 52.0% by mass, d <40% by Cr 3.0% by mass, d = 40 * .. 80yum
Mo 10,0 ·«< d^-40/um B 0,6 » d = 40...80 ,umMo 10.0 · «<d ^ -40 / around B 0.6» d = 40 ... 80, um
C 1,0 " d<40/um Si 0,6 " d = 40...80/umC 1.0 "d <40 / around Si 0.6" d = 40 ... 80 / um
ITi 32,0 " d=40...80,um W 0,8 " d = 40..,80/UmITi 32.0 "d = 40 ... 80, around W 0.8" d = 40 .., 80 / Um
Davon war. Bor zu 0,005 Masse-5» am TiC gebunden. Der freie Kohlenstoff lag als Graphit, zumeist an der Oberfläche des TiC und Mo haftend vor, um Oxidationsverluste auszugleichen. Das Wolfram war in der verwendeten NiCrBSi-Komponente enthalten, die als Vorlegierung verwendet wurde· Es hat im vorliegenden Zusammenhang keine Bedeutung.That was. Boron to 0.005 mass-5 »bound to the TiC. The free carbon was present as graphite, mostly adhering to the surface of the TiC and Mo, to compensate for oxidation losses. The tungsten was included in the NiCrBSi component used which was used as a master alloy. It has no significance in the present context.
Mit dieser Pulvermischung wurden mittels Plasmaspritzen mit einem mit Stickstoff als Arbeitsgas betriebenen 25 kW-Plasmatron in Luft als Umgebungsgas thermische HartstoffschichtenWith this powder mixture were by means of plasma spraying with a operated with nitrogen as a working gas 25 kW plasmatron in air as ambient gas thermal hard coatings
von 0,3 bis 2 mm ,Dicke auf Baustahl (Kohlenstoffstahl) ausgeführt. Der Haftgrund wurde vor der Beschichtung durch Sandstrahlen aufgerauht und gereinigt. Die BeSchichtungen hatten folgende Eigenschaften:from 0.3 to 2 mm, thickness on mild steel (carbon steel). The primer was roughened and cleaned by sand blasting prior to coating. The coatings had the following properties:
Vickershärte bei 10 kg Last, Lastwirkzeit 30 s; HV = 4000 bis 11000 I/mm . Die niedrigen Werte waren durch rissige und poröse Schichtbereiche bedingt. Zu kleine TiC-Koragrößen unter 5/um ergaben starke Oxidation und deshalb poröse Zwischenschichten bei mehrfach übereinander erfolgender Schichtbildung· Die Strahlverschleißuntersuchungen ergaben unbrauchbare Werte mit abgeplatzten spröden Schichtbereichen bis zum Haftgrund.Vickers hardness at 10 kg load, load acting time 30 s; HV = 4000 to 11000 I / mm. The low values were due to cracked and porous layer areas. Too small TiC corundum sizes of less than 5 μm gave strong oxidation and therefore porous intermediate layers in the case of multiple superimposed layer formation. The jet wear investigations yielded unusable values with chipped off brittle layer areas up to the primer.
Die verwendeten Zusatzstoffe zum TiC erwiesen sich als prozentual zu gering und zu. grobkörnig.The additives used to TiC proved to be too low and too low. grainy.
Im zweiten ,Ausführungsbeispiel wurde ein Pulvergemisch mit folgender Zusammensetzung und Korngröße verwendet:In the second embodiment, a powder mixture having the following composition and particle size was used:
se-%, d β 5··'40/Umse-%, d β 5 ·· '40 / Um
d = 5».«4O/um -d = 5 ».« 4O / um -
d = 5···40/umd = 5 ··· 40 / um
d = 40.·.50/Um /d = 40. · .50 / Um /
d a 40...50/um d = 4O.».5Oyumd a 40 ... 50 / um d = 4O. ». 5Oyum
d s 4Ο...5Ο/um .d s 4Ο ... 5Ο / um.
d = 4O...5O/um /d = 4O ... 5O / um /
Diese Pulvermischung wurde unter gleichen Bedingungen wie im ersten 'Ausführungsbeispiel mittels Plasmaspritzen verarbeitet· Die damit erhaltenen BeSchichtungen hatten folgende Eigenschaften:This powder mixture was processed under the same conditions as in the first embodiment by means of plasma spraying. The coatings thus obtained had the following properties:
Vickershärte bei 10 kg Last, Lastwirkzeit 30 s: HV = 6000 bis 9000 H/mm2, Strahlverschleiß mit Korund unter 30° zur Oberfläche bei 1,5 · 105 Pa Blasdruck:Vickers hardness at 10 kg load, load acting time 30 s: HV = 6000 to 9000 H / mm 2 , jet wear with corundum below 30 ° to the surface at 1.5 × 10 5 Pa blowing pressure:
Va = 12...15 mm3/kg.V a = 12 ... 15 mm 3 / kg.
Die Schichten waren nicht rissig· Die Porosität war geringer als 5 VoI·-$ (mikroskopisch ermittelt)· Heben dem höheren Nickelgehalt waren die eingeschränkten Kprngrößenbereiche bestimmend für die gute Schichtqualitat. Die Beseitigung des Unterkornes mit aC 5/um erfolgte mittels Sprühtrocknung mit Polyvinylalkohol für die Pulverkomponenten TiO, Mo und teilweise von Nickel.The layers were not cracked. The porosity was less than 5% by volume. (Microscopically Determined). Raising the higher nickel content, the limited particle size ranges were decisive for the good layer quality. The removal of the undersize with aC 5 / um was carried out by spray drying with polyvinyl alcohol for the powder components TiO, Mo and partly of nickel.
Im dritten Ausführungsbeispiel wurde ein Pulvergemisch mit folgender Zusammensetzung und Korngröße verwendet:In the third embodiment, a powder mixture having the following composition and particle size was used:
TiC 40,3 Masse-^, d = 5...40 /umTiC 40.3 mass-, d = 5 ... 40 / um
d = 5···4Ο /umd = 5 ··· 4Ο / um
/!am/!at the
d = 40...50 ,umd = 40 ... 50, um
d = 40...50 /umd = 40 ... 50 / um
d = 40.«.50 /umd = 40. ". 50 / um
d = 40...50 ,umd = 40 ... 50, um
d = 40...50 /umd = 40 ... 50 / um
Diese Pulvernd.schung wurde ebenfalls unter gleichen Bedingungen wie im ersten Ausführungsbeispiel hergestellt und mittels Plasmaspritzen verarbeitet. Die damit erhaltenen Beschichtungen hatten folgende Eigenschaften: HV = 6000...8000 N/mm2, V53 = 10...13 mm3/kg.This Pulvernd.schung was also prepared under the same conditions as in the first embodiment and processed by plasma spraying. The resulting coatings had the following properties: HV = 6000 ... 8000 N / mm 2 , V 53 = 10 ... 13 mm 3 / kg.
Die Schichten waren nicht rissig. Die Porosität war geringer als 5 Vol.-% und deutlich sichtbar geringer als im zweiten Ausführungsbeispiel. Durch den höheren Nickelgehalt war die Schicht zäher, aber weniger hart als beim zweiten Ausführungsbeispiel.The layers were not cracked. The porosity was less than 5 vol .-% and clearly visible lower than in the second embodiment. Due to the higher nickel content, the layer was tougher but less hard than in the second embodiment.
Alle drei Ausführungsbeispiele zeigen die qualitätsentschei dende Bedeutung der abgestuften Korngrößen· In diesen Ausführungsbeispielen wurden in den Schichten.Ti(CNO)-Mischkristalle mit etwa gleich'großer Härte wie TiC-KristalleAll three exemplary embodiments show the quality-critical significance of the graded particle sizes. In these exemplary embodiments, Ti.sub.x (CNO) mixed crystals with approximately the same hardness as TiC crystals were formed in the layers
röntgenmethodisch gefunden. Mit zunehmender Zumischung von weiteren Stoffen zum TiC verringerte sich der Sauerstoffeinbau in die TiC-Kristalle· In TiC-Schichten ohne Molybdän- oder Molybdän- und Molybdäncarbidzumischung war keine Rißfreiheit zu erreichen, wegen der fehlenden benetzungsfordernden Eigenschaften des Molybdäns·X-ray methodically found. Oxygen incorporation into the TiC crystals decreased with the addition of further substances to the TiC · No cracking was achieved in TiC layers without molybdenum or molybdenum and molybdenum carbide admixture, owing to the lack of wetting properties of the molybdenum ·
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1984
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF04 | In force in the year 2004 |
Expiry date: 20040515 |