DE102015013357A1

DE102015013357A1 - Korrosionsbeständiges Pulver

Info

Publication number: DE102015013357A1
Application number: DE102015013357.8A
Authority: DE
Inventors: Jutta Klöwer; Christina Schmidt
Original assignee: VDM Metals International GmbH
Current assignee: VDM Metals International GmbH
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2017-04-20
Also published as: DE112016004695A5; WO2017063633A1

Abstract

Korrosionsbeständiges Pulver der Zusammensetzung (in Gew.-%):Mo 5–9% Ni 18–35% Cr 18–28% Fe Rest und unvermeidbare Verunreinigungen mit Zusätzen von Cu, optional Zusätzen von, einzeln oder in Kombination, C, B, Mn, P, Ca, Mg, Si, Ti, Nb, Al, V, Co, SE, Zr, Hf, Ta, La, Ce.

Description

Die Erfindung betrifft ein korrosionsbeständiges Metallpulver.
Die DE 21 21 481 betrifft eine gesinterte Legierung sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben. Die Legierung enthält Eisen, Chrom, Kohlenstoff und Blei und weist eine Struktur auf, in der das Blei in der FeCr-C-Legierungsmatrix dispergiert ist. Diese Sinterlegierung soll bevorzugt für Gleitkörper, Kolbenringe oder Ventilteile zum Einsatz gelangen.
Durch die DE 30 15 897 ist eine verschleißfeste Sinterlegierung für Verbrennungsmotoren bekannt geworden, beinhaltend 0,5 bis 4,0% C, 5,0 bis 30,0% Cr, 1,5 bis 16,0% Nb, 0,1 bis 4,0% Mo, 0,1 bis 10,0% Ni und 0,1 bis 5,0% P.
Der DE 600 28 853 T2 ist ein mehrschichtiges wärmebeständiges Metallrohr zu entnehmen, umfassend ein Substrat Rohrmaterial aus einem wärmebeständigen Metall und einer, mittels Auftragsschweißen aufgebrachten überlagerte Schicht aus einer CrNiMo-Legierung, die auf mindestens einer Innenfläche und einer Außenfläche des Substratrohmaterials gebildet wird, wobei die Legierung, die die Überlagerungsschicht bildet, umfasst (in Gew.-%):

Cr 46–49%

Ni + Co 35–63%

Mo 0,5–5%

wobei die Legierung ferner als Verunreinigungen umfasst
≤ 0,1% Co
≤ 0,3% N
≤ 1,5% Si
≤ 1,5 Mn
≤ 10% Fe
≤ 0,02% P + S
≤ 0,3% O
wobei die Gesamtmenge an Verunreinigungen auf nicht mehr als 10% beschränkt ist und wobei die mittels Auftragsschweißen aufgebrachte überlagerte Schicht mittels Plasmapulverschweißen gebildet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein korrosionsbeständiges Pulver bereitzustellen, das eine hohe Beständigkeit gegen chloridhaltige Wässer aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein korrosionsbeständiges Pulver der Zusammensetzung (in Gew.-%)

Mo 5–9%

Ni 18–35%

Cr 18–28%

Fe Rest und unvermeidbare Verunreinigungen,

mit Zusätzen von Cu,
optional mit Zusätzen von einzeln oder in Kombination C, B, Mn, P, Ca, Mg, Si, Ti, Nb, Al, V, Co, SE, Zr, Hf, Ta, La, Ce.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bevorzugt hat das erfindungsgemäße Pulver folgende Zusammensetzung (in Gew.-%):

C	max. 0,02%
S	max. 0,01%
Cr	18–30%
Ni	22–34%
Mn	0,5–2%
Si	0,1–0,5%
Mo	6,0–7,5%
Ti	max. 0,1%
Nb	max. 0,1%
Cu	0,5–1,5%
P	max. 0,03%
Al	> 0–0,5%
Mg	max. 0,008%
SE	max. 0,08%
W	max. 0,5%
Co	max. 0,5%
B	0–0,008%
Fe	Rest sowie prozessbedingte Gehalte an Sauerstoff und Stickstoff.

Die erfindungsgemäße Pulverlegierung soll bevorzugt für die additive Fertigung von Komponenten, insbesondere von korrosionsbeständigen Bauteilen, eingesetzt werden.
Additive Fertigungsverfahren sind in der Praxis auch unter dem Begriff 3D-Druck bekannt. Hiermit können Bauteile, die vorher mittels eines Rechners in Form von CAD-Daten entworfen worden sind, generiert werden.
Unter additiver Fertigung werden auch Begriffe wie generative Fertigung, Rapid Technologie, Rapid Tooling, Rapid Prototyping oder dergleichen verstanden.
Allgemein unterschieden werden hier:

– 3D-Druck mit Pulver
– Selektives Lasersintern
– Selektktives Laserschmelzen

Bevorzugte Legierungen, die für den erfindungsgemäßen Einsatz denkbar sind, sind Alloy 31 sowie Alloy 926.
Alloy 31 hat die allgemeine Zusammensetzung (in Gew.-%):

C 0–0,015%

Si 0–0,3%

Mn 0–2,0%

P 0–0,02%

S 0–0,1%

Cr 26–28,0%

Mo 6,0–7,0%

Ni 30–32,0%

N 0,15–0,25%

Cu 1,0–1,4%

Fe Rest.
Alloy 926 hat die allgemeine Zusammensetzung (in Gew.-%):

C 0–0,02%

Si 0–0,5%

Mn 0–1,0%

P 0–0,3%

S 0–0,005%

Cr 20–21,0%

Mo 6,0–6,8%

Ni 24,5–25,5%

N 0,18–0,2%

Cu 0,8–1,0%

Fe Rest.
Sowohl Alloy 31 als auch Alloy 926 sind schmelzmetallurgisch erzeugte Metalllegierungen, die gute Beständigkeiten gegen Korrosion und Erosion aufweisen.
Derzeit besteht Bedarf an korrosionsbeständigem Pulver für additiv gefertigte Komponenten (3D-Druck).
Im Gegensatz zu derzeit verwendeten Pulvern aus Edelstahl (z. B. Alloy 316) ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung sowohl seewasserbeständig als auch beständig in chloridhaltiger Umgebung (z. B. Streusalz). Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung auch zu 100 Prozent spülmaschinenfest.
Das zum Einsatz gelangende Pulver ist ein sphärisches Pulver mit bevorzugten Pulvergrößen (Korngrößen) zwischen 50 und 150 μm.
Die optionalen Zusätze von C, B, Mn, P, Ca und Mg dienen der Verbesserung des Druckverhaltens und des Fließverhaltens.
Die optionalen Zugaben an Si, Ti, Nb, Al, V und Co dienen der Steigerung der Festigkeit.
Die optional einsetzbaren Elemente SE, Zr, Hf, Ta, Al, Ce dienen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit bei höheren Temperaturen.
Darüber hinaus können prozessbedingte Gehalte von Sauerstoff und Stickstoff gegeben sein.
Mittels additiver Fertigung (3D-Druck) aus der erfindungsgemäßen Pulverlegierung hergestellte Bauteile werden wie folgt angegeben:

– Haushaltsgegenstände, bei denen Spülmaschinenfestigkeit von Bedeutung ist und/oder bei denen Säure- und/oder Laugenbeständigkeit gefordert wird,
– Bauteile von Freizeitbooten, die seewasserbeständig sein müssen,
– Komponenten von Fahrzeugen, die unter Streusalz beständig sein müssen,
– Komponenten in Industrieanlagen, die Korrosionsbeständigkeit aufweisen müssen,
– Schrauben und Befestigungselemente im Outdoor-Bereich.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2121481 [0002]
DE 3015897 [0003]
DE 60028853 T2 [0004]

Claims

Korrosionsbeständiges Pulver der Zusammensetzung (in Gew.-%): Mo 5–9% Ni 18–35% Cr 18–28% Fe Rest und unvermeidbare Verunreinigungen

mit Zusätzen von Cu, optional Zusätzen von, einzeln oder in Kombination, C, B, Mn, P, Ca, Mg, Si, Ti, Nb, Al, V, Co, SE, Zr, Hf, Ta, La, Ce.
Pulver nach Anspruch 1 mit folgender Zusammensetzung (in Gew.-%) C max. 0,02% S max. 0,01% Cr 18–30% Ni 22–34% Mn 0,5–2% Si 0,1–0,5% Mo 6,0–7,5% Ti max. 0,1% Nb max. 0,1% Cu 0,5–1,5% P max. 0,03% Al > 0–0,5% Mg max. 0,008% SE max. 0,08% W max. 0,5% Co max. 0,5% B > 0–0,008% Fe Rest sowie prozessbedingte Gehalte an Sauerstoff und Stickstoff.
Pulver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung Alloy 31 ist.
Pulver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 926 ist.
Pulver nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als sphärisches Pulver mit einer Pulvergröße zwischen 15 und 150 μm.
Verwendung des Pulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für durch additive Fertigung erzeugte Komponenten.
Verwendung des Pulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für durch 3D-Druck hergestellte Haushaltsgegenstände.
Verwendung des Pulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für durch 3D-Druck hergestellte Bauteile von Freizeitbooten.
Verwendung des Pulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für durch 3D-Druck hergestellte Komponenten von Fahrzeugen.
Verwendung des Pulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für durch 3D-Druck hergestellte Komponenten in Industrieanlagen.
Verwendung des Pulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für durch 3D-Druck hergestellte Schrauben und Befestigungselemente, insbesondere im Outdoor-Bereich.