DD233037A3 - ADDITIONAL MATERIAL FOR PANZING BRIKETTPRESSEN FORMULAS - Google Patents

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DD233037A3 DD25881683A DD25881683A DD233037A3 DD 233037 A3 DD233037 A3 DD 233037A3 DD 25881683 A DD25881683 A DD 25881683A DD 25881683 A DD25881683 A DD 25881683A DD 233037 A3 DD233037 A3 DD 233037A3
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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%.The invention relates to a filler material for the tanks of briquetting presses and similar wear parts. The aim is to significantly improve their lay time and reduce production shortfalls. It is a matter of course to develop a filler material which, when applied and melted onto the working surfaces of briquetting press molds, results in a protective layer with high wear resistance. According to the invention, an additive material was developed whose starting composition consists of the constituents 82% chromium metal powder 11% graphite powder 7% chromium powder 2% borax powder, with a matrix content of the weld metal of at least 10% and not more than 40%.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

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.The invention relates to a filler material for the tanks of briquetting molds and similar wear parts by melting, especially in the electric arc, after application and melting a protective layer with high wear resistance under stress on mineral dry sliding wear at very high surface pressures, constantly repetitive bumping and elevated temperatures.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

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.It is known to apply welding plate supports made of spring steel to briquetting press tools in order to improve the interchangeability of the moldings and to transfer the wear during briquetting to the wear plates. The disadvantage here is that the wear plates can be poorly anchored in the molds. Their production is difficult and they only ensure an insufficient lying time, so that a frequent production loss of briquette presses.

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.In order to increase the waiting time of briquetting molds, a permanent form of sintered carbide is known. Due to the high cost of cemented carbide, its brittleness and poor thermal conductivity such forms are not used in practice.

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.It has therefore been proposed to solder hard metal flakes on the working surfaces of the briquetting press molds. The disadvantage of this method is that the soldering gaps can be washed out, whereby the hard metal flakes are torn off from the shaped body due to external influences.

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.Attempts have also been made to increase the waiting time of briquetting press molds by filling the steel moldings with copper slag. It can be assumed that a practice did not take place due to insufficient lay time. On the other hand, the copper slag can be poorly anchored in the steel hollow body. Finally, porcelain bodies or steel bodies with porcelain layers were used to increase the life expectancy of briquetting presses. However, such porcelain bodies do not withstand the extreme conditions that occur during briquetting. It is also known to increase the wear resistance of molds with high Ni-containing and NiCrBSiC alloys with or without tungsten carbide addition in mineral dry sliding wear. The use of such materials once incurred high costs. On the other hand, very high working temperatures are required for melting these alloys, so that NiCrBSiC alloys with or without tungsten carbide addition have not been introduced for the tanking of briquetting press molds.

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,According to DD-PS 38606 a welding paste for achieving a wear-resistant surface on metals by melting, in particular in the arc, known, consisting of 20 to 70% ferrochrome or chromium metal powder, 10 to 30% iron powder,

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,0.5 to 10% pure carbon, e.g. Graphite powder contains 2 to 10% commercial flux and 10 to 15% resin and metal free room temperature curing binder, preferably 10 to 20% cellulose acetate, 80 to 90% organic solvent with 1 to 2% plasticizer,

besteht. Die mit dieser Paste erzielten verschleißfesten Oberschichten konnten hinsichtlich der Liegezeit von Formzeugen nicht befriedigen.consists. The wear-resistant upper layers achieved with this paste could not satisfy with regard to the lay time of molds.

Dies gilt auch für die Verwendung von Plattenelektroden aus Stahl durch Beschichtung mit der genannten Schweißpaste, wobei Fehlstellen nicht vermieden werden konnten.This also applies to the use of steel plate electrodes by coating with said welding paste, whereby defects could not be avoided.

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.Also, the change in the welding paste composition according to DD-PS 62733 did not lead to a satisfactory solution in the molding of molds, although within a research work of 18 months for the causes and technological errors was researched. The armouring with the mentioned welding paste is done under the stress of mineral dry sliding wear, but only if the surface pressures are low by the mineral.

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.However, brown coal briquette production involves different conditions which set tougher conditions on briquetting presses, where extraordinarily high surface pressures of about 7 000 N / cm 2 are lost in mineral dry sliding wear Temperatures of = £ 200 ° C, with strong repetitive impacts and thus high dynamic loads.The mineral-dry-sliding-wear is caused by the rising mountain content of lignite, quartz sand in the coal causes high wear.

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.Briquetting press molds made of alloyed, tempered cast steel have so far only reached lay times of less than 100 hours, cast composite and hard cast molds break after a short period of operation. This economically unacceptable condition urges thereafter to allow for longer lay times for briquetting press molds.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.The invention provides a filler material for the tanks of briquetting molds and similar wear parts to create, in particular, increases the mold-laying time of briquetting presses, for the user is not a physical burden and can be significantly reduced by the production loss.

-2- 588 16-2- 588 16

Das Wesen der ErfindungThe essence of the invention

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.The invention is therefore an object of the invention to develop a filler material whose components are to be chosen in their composition so that when applying and melting of the filler material, in particular on the working surfaces of briquetting molds, a protective layer is obtained with high wear resistance, the withstanding extreme working conditions when pressing lignite briquettes.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Ausgangszusammensetzung aus den Bestandteilen 82% ChrommetallpulverThe object of the invention is achieved in that the starting composition of the constituents 82% chromium metal powder

11% Graphitpulver11% graphite powder

7% Chromborpulver7% chromium powder

2% Boraxpulver2% borax powder

besteht, mit einem Matrixanteil des Schweißgutes von mindestens 10% und maximal 40%.consists, with a matrix portion of the weld metal of at least 10% and a maximum of 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.The material for the matrix for bonding the chromium carbides and borides formed in the melt is formed from the Cr excess not required for the formation of the chromium carbides in conjunction with the low-carbon steel from the fusion of the steel compact or of the already existing mixed weld material. Accurate adherence to the matrix fraction is essential to the invention, since below 10%, a secure bond of the chromium carbides is not guaranteed and over 40% the wear resistance is very negatively influenced.

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.Surprisingly, protective layers with chromium carbides of the Cr 7 C 3 phase with a proportion of 90 to 60% were produced during the melting and melting of the filler material onto the mold surfaces to be coated, which was not foreseeable.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

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:To increase the lay time of briquetting molds used in the processing of lignite with a residual ash content of 7% with minor amounts of 0.5%, the following coating technology is used:

Zunächst wird ein Pulvergemisch, bestehend ausFirst, a powder mixture consisting of

82% Chrommetallpulver82% chromium metal powder

11% Graphitpulver11% graphite powder

7% Chromboridpulver zusätzliche 2% Boraxpulver7% chromium boride powder additional 2% borax powder

1,4% Carboxyl Methylzellulosepulver1.4% carboxyl methylcellulose powder

0,4% Textrinpulver0.4% Textrin powder

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.prepared mixed thoroughly in a homogenizer, 15% Wasserzugemischt and the thus processed powder mixture is processed into a paste. This paste is then pressed by means of a hydraulic press to strips of 6 χ 20 mm on self-propelled shelves. In the air circulation oven, the strips are then dried at 12O 0 C for two hours. Thereafter, the strips thus prepared are placed on the mold surface to be coated and semi-automatically by means of the carbon arc process at 600 to 650A, 42 to 45V, 0.2m / min on and melted down.

Überraschenderweise entstanden hierbei Chromkarbide der Phase Cr7C3 und nicht wie bei der Schweißpaste nach DD-PS 62733 (FeCr)7C3-Kristallite.Surprisingly, this resulted in chromium carbides of the phase Cr 7 C 3 and not as in the welding paste according to DD-PS 62733 (FeCr) 7 C 3 -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.The proportion of Cr 7 C 3 was = 70%. The microhardness of the hard chromium carbides was §2000HV 0.03. For armor with the welding paste according to DD-PS 62733 had the (FeCr) 7 C 3 -Kristallite a hardness of 1600 to 1800HV 0.03 and were still scratched by sliding over quartz sand. The quartz sand dry sliding wear test with a conventional tester showed a minimum wear of 0.04 g compared to 0.9 g hardened steel C 60 or 0.2 g in the armor with the welding paste according to DD-PS 62733.

Claims (1)

-1- 58816-1- 58816 Erfindungsanspruch:Invention claim: 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% GraphitpulverAdditional material for the tank of briquetting presses and similar wear parts by melting a paste containing chromium metal powder, graphite powder, chromium powder and flux and binder, in particular in an electric arc, characterized in that the starting composition of the constituents 82% chromium metal powder
11% graphite powder 7% Chromborpulver7% chromium powder 2% Boraxpulver
besteht, mit einem Matrixanteil des Schweißgutes von mindestens 10% und maximal 40%.2% borax powder
consists, with a matrix portion of the weld metal of at least 10% and a maximum of 40%.
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