DD233037A3 - Zusatzwerkstoff zum panzern von brikettpressen-formzeugen - Google Patents

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Eberhard Kretzschmar
Achim Morlock
Tielo Wiedemann
Ralf-Dieter Jahn
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Zentralinstitut Schweiss
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zusatzwerkstoff zum Panzern von Brikettpressen-Formzeugen und aehnlichen Verschleissteilen. Ziel ist, deren Liegezeit erheblich zu verbessern und Produktionsausfaelle zu vermindern. Aufgabenmaessig ist ein Zusatzwerkstoff zu entwickeln, der beim Auftragen und Aufschmelzen auf die Arbeitsflaechen von Brikettpressen-Formzeugen eine Schutzschicht mit hohem Verschleisswiderstand ergibt. Erfindungsgemaess wurde dazu ein Zusatzwerkstoff entwickelt, dessen Ausgangszusammensetzung aus den Bestandteilen82% Chrommetallpulver11% Graphitpulver 7% Chromborpulver 2% Boraxpulverbesteht, mit einem Matrixanteil des Schweissgutes von mindestens 10% und maximal 40%.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Zusatzwerkstoff zum Panzern von Brikettpressen-Formzeugen und ähnlichen Verschleißteilen durch Aufschmelzen, insbesondere im elektrischen Lichtbogen, der nach Auftragen und Aufschmelzen eine Schutzschicht mit hohem Verschleißwiderstand bei Beanspruchung auf Mineral-Trocken-Gleit-Verschleiß, bei sehr hohen Flächenpressungen, sich ständig wiederholenden Stoßen und erhöhten Temperaturen ergibt.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt,.auf Brikettpressen-Formzeugen Schweißblechauflagen aus Federstahl aufzubringen, um die Austauschbarkeit der Formkörper zu verbessern und den Verschleiß bei der Brikettherstellung auf die Verschleißbleche zu übertragen. Der Nachteil hierbei besteht darin, daß die Verschleißbleche schlecht in den Formzeugen verankert werden können. Ihre Herstellung ist schwierig und sie gewährleisten nur eine ungenügende Liegezeit, so daß ein oftmaliger Produktionsausfall der Brikettpressen entsteht.
Um die Liegezeit von Brikettpressen-Formzeugen zu erhöhen, ist eine Dauerform aus gesintertem Hartmetall bekannt. Aufgrund der hohen Kosten für Sinter-Hartmetall, seiner Sprödigkeit und schlechten Wärmeleitfähigkeit werden derartige Formen in der Praxis nicht eingesetzt.
Deshalb wurde vorgeschlagen, Hartmetallplättchen auf die Arbeitsflächen der Brikettpressen-Formzeuge aufzulöten JDer Nachteil bei dieser Methode liegt darin, daß die Lötspalten ausgewaschen werden können, wobei durch äußere Einflüsse die Hartmetallplättchen vom Formkörper abgerissen werden.
Auch wurde versucht, die Liegezeit von Brikettpressen-Formzeugen dadurch zu erhöhen, indem man den Stahlformkörper mit Kupferschlacke ausgefüllt hatte. Es kann angenommen werden, daß ein Einsatz in die Praxis aufgrund zu geringer Liegezeiten nicht erfolgte. Zum anderen läßt sich die Kupferschlacke in dem Stahlhohlkörper schlecht verankern. Und schließlich wurden zur Liegezeiterhöhung von Brikettpressen-Formzeugen Porzellankörper bzw. Stahlkörper mit Porzellanschicht eingesetzt. Derartige Porzellankörper halten jedoch den bei der Briketthersteilung auftretenden extremen Bedingungen nicht stand. Es ist auch bekannt, mit hoch Ni-haltigen sowie NiCrBSiC-Legierungen mit oder ohne Wolframkarbidzusatz bei Mineral-Trocken-Gleit-Verschleiß die Verschleißbeständigkeit von Formzeugen zu erhöhen. Durch die Verwendung derartiger Werkstoffe entstehen einmal hohe Kosten. Zum anderen benötigt man zum Einschmelzen dieser Legierungen sehr hohe Arbeitstemperaturen, so daß NiCrBSiC-Legierungen mit oder ohne Wolframkarbidzusatz nicht zum Panzern von Brikettpressen--Formzeugen eingeführt wurden.
Nach der DD-PS 38606 ist eine Schweißpaste zur Erzielung einer verschleißfesten Oberfläche auf Metallen mittels Aufschmelzen, insbesondere im Lichtbogen, bekannt, die aus 20 bis 70% Ferrochrom- oder Chrommetallpulver, 10 bis 30% Eisenpulver,
0,5 bis 10% reinem Kohlenstoff,z.B. Graphitpulver 2 bis 10% handelsüblichem Flußmittel und 10 bis 15% Kunstharz — und metallfreiem, bei Raumtemperatur aushärtenden Bindemittel, vorzugsweise 10bis20% Zeilulosenitrat, 80 bis 90% organische Lösungsmittel mit 1 bis 2% Weichmacher enthält,
besteht. Die mit dieser Paste erzielten verschleißfesten Oberschichten konnten hinsichtlich der Liegezeit von Formzeugen nicht befriedigen.
Dies gilt auch für die Verwendung von Plattenelektroden aus Stahl durch Beschichtung mit der genannten Schweißpaste, wobei Fehlstellen nicht vermieden werden konnten.
Auch die Veränderung der Schweißpastezusammensetzung nach DD-PS 62733 führte beim Panzern von Formzeugen nicht zu einer befriedigenden Lösung, obwohl innerhalb einer Forschungsarbeit von 18 Monaten nach den Ursachen und technologischen Fehlern geforscht wurde. Die Panzerung mit der genannten Schweißpaste wird bei der Beanspruchung bei Mineral-Trocken-Gleit-Verschleiß zwar vorgenommen, aber nur dann, wenn die Flächenpressungen durch das Mineral gering sind.
Bei der Braunkohlenbrikevi-Herstellung liegen aber and( re entscheidende Verhältnisse vor, die härtere Bedingungen ?n -ie Brikettpressen-Formzeuge stellen. Hier kommt es zu außerordentlich hochen Flächenpressungen von §7 000 N/cm2 bei Mineral-Trocken-Gleit-Verschleiß unter Temperaturen von =£200 °C, bei starken sich ständig wiederholenden Stoßen und damit hohen dynamischen Beanspruchungen. Der Mineral-Trocken-Gleit-Verschleiß entsteht durch den steigenden Bergegehalt der Braunkohle. Quarzsand in der Kohle verursacht den hohen Verschleiß.
Brikettpressen-Formzeuge aus legiertem, vergütetem Stahlguß erreichten bisher nur Liegezeiten unter 100 Stunden, gegossene Verbund- und Hartgußformzeuge brechen nach kurzer Betriebszeit. Dieser wirtschaftlich nicht vertretbare Zustand drängt danach, höhere Liegezeiten tür Brikettpressen-Formzeuge zu ermöglichen.
Ziel der Erfindung
Durch die Erfindung ist ein Zusatzwerkstoff zum Panzern von Brikettpressen-Formzeugen und ähnlichen Verschleißteilen zu schaffen, der insbesondere die Formzeugliegezeit von Brikettpressen erhöht, für den Anwender keine physische Belastung darstellt und durch den ein Produktionsausfall entscheidend vermindert werden kann.
-2- 588 16
Das Wesen der Erfindung
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, einen Zusatzwerkstoff zu entwickeln, dessen Bestandteile in ihrer Zusammensetzung so zu wählen sind, daß beim Auftragen und Aufschmelzen des Zusatzwerkstoffes, insbesondere auf die Arbeitsflächen von Brikettpressen-Formzeugen, eine Schutzschicht mit hohem Verschleißwiderstand erhalten wird, die den extremen Arbeitsbedingungen beim Pressen von Braunkohlenbriketts widersteht.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Ausgangszusammensetzung aus den Bestandteilen 82% Chrommetallpulver
11% Graphitpulver
7% Chromborpulver
2% Boraxpulver
besteht, mit einem Matrixanteil des Schweißgutes von mindestens 10% und maximal 40%.
Der Werkstoff für die Matrix zur Bindung der in der Schmelze entstehenden Chromkarbide und-boride wird aus dem nicht zur Bildung der Chromkarbide benötigten Cr-Überschuß in Verbindung mit dem niedriggekohlten Stahl aus der Anschmelzung des Stahlkompaktkörpers bzw. des bereits vorliegenden Mischschweißgutes gebildet. Die genaue Einhaltung des Matrixanteiles ist erfindungswesentlich, da unter 10% eine sichere Bindung der Chromkarbide nicht gewährleistet und über 40% die Verschleißbeständigkeit sehr negativ beeinflußt wird.
Überraschenderweise entstanden beim Auf- und Einschmelzen des Zusatzwerkstoffes auf die zu panzernden Formzeugoberflächen Schutzschichten mit Chromkarbide der Phase Cr7C3 mit einem Anteil von 90 bis 60%, was nicht voraussehbar war.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Zur Erhöhung der Liegezeit- von Brikettpressen-Formzeugen, die bei der Verarbeitung von Braunkohle mit einem Restaschegehalt von 7% mit Bergeanteilen 0,5% verwendet werden, wird folgende Beschichtungstechnologie eingesetzt:
Zunächst wird ein Pulvergemisch, bestehend aus
82% Chrommetallpulver
11% Graphitpulver
7% Chromboridpulver zusätzliche 2% Boraxpulver
1,4% Carboxyl Methylzellulosepulver
0,4% Textrinpulver
hergestellt, das in einem Homogenmischer intensiv gemischt, 15% Wasserzugemischt und das so bearbeitete Pulvergemisch zu einer Paste verarbeitet wird. Diese Paste wird dann mit Hilfe einer hydraulischen Presse zu Streifen von 6 χ 20 mm auf selbstfahrende Ablagen gepreßt. Im Luftumwälzofen werden dann die Streifen zwei Stunden bei 12O0C getrocknet. Danach werden die so vorbereiteten Streifen auf die zu panzernde Formzeugoberfläche gelegt und teilautomatisch mittels des Kohlelichtbogenverfahrens bei 600 bis 650A, 42 bis 45V, 0,2m/min auf-und eingeschmolzen.
Überraschenderweise entstanden hierbei Chromkarbide der Phase Cr7C3 und nicht wie bei der Schweißpaste nach DD-PS 62733 (FeCr)7C3-Kristallite.
Der Anteil bei Cr7C3 betrug =70%. Die Mikrohärte der harten Chromkarbide betrug §2000HV 0,03. Bei Panzerungen mit der Schweißpaste nach DD-PS 62733 hatten die (FeCr)7C3-Kristallite eine Härte von 1600 bis 1800HV 0,03 und wurden von darüber gleitenden Quarzsand noch geritzt. Die Quarzsand-Trocken-Gleit-Verschleißprüfung mit einer üblichen Prüfvorrichtung zeigte einen minimalen Verschleiß von 0,04g gegenüber 0,9 g gehärtetem Stahl C 60 oder 0,2 g bei der Panzerung mit der Schweißpaste nach DD-PS 62733.

Claims (1)

  1. -1- 58816
    Erfindungsanspruch:
    Zusatzwerkstoff zum Panzern von Brikettpressen-Formzeugen und ähnlichen Verschleißteilen durch Aufschmelzen einer aus Chrommetallpulver, Graphitpulver, Chromborpulver sowie Fluß- und Bindemittel enthaltenden Paste, insbesondere im elektrischen Lichtbogen, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgangszusammensetzung aus den Bestandteilen 82% Chrommetallpulver
    11% Graphitpulver
    7% Chromborpulver
    2% Boraxpulver
    besteht, mit einem Matrixanteil des Schweißgutes von mindestens 10% und maximal 40%.
DD25881683A 1983-12-29 1983-12-29 Zusatzwerkstoff zum panzern von brikettpressen-formzeugen DD233037A3 (de)

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