DE102018111781A1 - Process for coating a substrate material - Google Patents

Process for coating a substrate material Download PDF

Info

Publication number
DE102018111781A1
DE102018111781A1 DE102018111781.7A DE102018111781A DE102018111781A1 DE 102018111781 A1 DE102018111781 A1 DE 102018111781A1 DE 102018111781 A DE102018111781 A DE 102018111781A DE 102018111781 A1 DE102018111781 A1 DE 102018111781A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cnts
filler material
carbon nanotubes
coating
filler
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102018111781.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Jean Pierre BERGMANN
Klaus Schricker
Karsten Günther
Anna Regensburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Ilmenau
Original Assignee
Technische Universitaet Ilmenau
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Ilmenau filed Critical Technische Universitaet Ilmenau
Priority to DE102018111781.7A priority Critical patent/DE102018111781A1/en
Publication of DE102018111781A1 publication Critical patent/DE102018111781A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/04Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0255Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
    • B23K35/0261Rods, electrodes, wires
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C47/00Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/08Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments by contacting the fibres or filaments with molten metal, e.g. by infiltrating the fibres or filaments placed in a mould
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C49/00Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C49/14Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the fibres or filaments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C49/00Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C49/02Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
    • C22C49/04Light metals
    • C22C49/06Aluminium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung eines Substratwerkstoffes ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines Zusatzwerkstoffes (artgleich oder artfremd, beispielsweise Pulver, Fülldraht, o.ä.) als Träger von CNTs, der außerdem nicht direkt dem Energieträger ausgesetzt wird, sondern im entstehenden Schmelzbad eingebracht und dort aufgeschmolzen wird, ohne die CNTs zu schädigen. Durch dieses Vorgehen kann die thermische Beanspruchung der CNTs deutlich verringert werden, sodass diese während des Beschichtungsprozesses nicht beschädigt werden und ein Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften entsteht.The inventive method for coating a substrate material is characterized by the use of a filler material (same or alien, such as powder, flux cored wire, etc.) as a carrier of CNTs, which is also not directly exposed to the energy source, but introduced into the resulting molten bath and there is melted without damaging the CNTs. By doing so, the thermal stress on the CNTs can be significantly reduced, so that they are not damaged during the coating process and a metal matrix composite material with excellent mechanical properties is produced.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines insbesondere metallischen Substratwerkstoffes mit nachteiligen mechanischen Eigenschaften.The present invention relates to a method for coating a particular metallic substrate material with disadvantageous mechanical properties.

Im industriellen Umfeld ist der Verschleißschutz ein zentraler Ansatzpunkt zur Vermeidung von Instandsetzungsarbeiten und resultierenden Kosten bei hochbeanspruchten Werkzeugen. Die Erhöhung der Verschleißbeständigkeit ist dabei in großem Maße von Beschichtungssystemen abhängig, die Substratwerkstoffe geringerer mechanischer Eigenschaften oberflächlich verstärken. Diese Oberflächenschichten sind meist mittels Wolframschmelzkarbid (WSC) oder Vanadinkarbid (VC) hartstoffverstärkt und werden im Allgemeinen mittels Laser-Auftragsschweißen, Plasma-Pulver-Auftragsschweißen, oder Metallschutzgas-Schweißen (MSG) aufgebracht. Die hohe Härte der in einen Matrixwerkstoff hoher Zähigkeit eingebetteten Hartstoffpartikel ermöglicht einen effektiven Schutz gegen Abrasions- und Erosionsbeanspruchung.In the industrial environment, wear protection is a central starting point for avoiding repair work and resulting costs for highly stressed tools. The increase in wear resistance is largely dependent on coating systems that surface reinforce substrate materials lesser mechanical properties. These surface layers are usually hard-reinforced by tungsten-melt-carbide (WSC) or vanadium-carbide (VC) and are generally applied by laser deposition welding, plasma powder build-up welding, or metal inert gas welding (MIG). The high hardness of the hard material particles embedded in a matrix material of high toughness allows effective protection against abrasion and erosion stress.

Aus dem Stand der Technik ist weiterhin der Einsatz von Kohlenstoff Nanoröhrchen für Beschichtungen von metallischen Werkstoffen bekannt. Diese Kohlenstoff Nanoröhrchen sind durch eine röhrenförmige Struktur aus praktisch nahtlos eingerollten Graphenschichten charakterisiert und weisen eine Vielzahl herausragender Eigenschaften auf, wie z.B. eine extrem hohe mechanische Belastbarkeit und außergewöhnliche thermische und tribologische Eigenschaften.
Dazu wird in der Veröffentlichung [1] gezeigt, dass mittels Verwendung von Kohlenstoff Nanoröhrchen (Carbon Nanotubes (CNTs)) als Pulverbestandteil in thermischen Spritzprozessen Beschichtungen erhöhter Härte und Verschleißbeständigkeit aus Stahl aufgebracht werden können. Weiter wird in [2] die festigkeitssteigernde Wirkung der CNTs in metallischen Matrixwerkstoffen, beispielsweise Aluminium und Kupfer, unter der Voraussetzung einer homogenen Verteilung im Matrixwerkstoff, beschrieben. Die Druckschriften [3] und [4] zeigen für CNT-verstärkte Aluminiumwerkstoffe Steigerungen der Zugfestigkeit, der Streckgrenze, des E-Moduls und der Härte. Allerdings wird aber auch auf die Agglomeration der CNTs und Karbidbildung bei erhöhten Prozesstemperaturen als Herausforderung bei steigenden Gewichtsanteilen hingewiesen.
The use of carbon nanotubes for coatings of metallic materials is also known from the prior art. These carbon nanotubes are characterized by a tubular structure of virtually seamlessly rolled graphene layers and have a variety of outstanding properties, such as an extremely high mechanical strength and exceptional thermal and tribological properties.
For this purpose, it is shown in publication [1] that by using carbon nanotubes (CNTs) as a powder component in thermal spraying processes coatings of increased hardness and wear resistance of steel can be applied. Furthermore, [2] describes the strength-increasing effect of the CNTs in metallic matrix materials, for example aluminum and copper, provided that they are homogeneously distributed in the matrix material. References [3] and [4] show increases in tensile strength, yield strength, modulus of elasticity and hardness for CNT-reinforced aluminum materials. However, the agglomeration of CNTs and carbide formation at elevated process temperatures is also highlighted as a challenge with increasing proportions by weight.

Damit wird verdeutlicht, dass CNTs grundsätzlich zur Materialverstärkung eingesetzt werden können, im Verbund dafür allerdings homogen verteilt vorliegen müssen. Zudem weisen CNTs in Bezug auf Korrosions- und Dämpfungseigenschaften einige Vorteile auf, da mit ihrem Einsatz die Korrosionsneigung verringert [2] und die Dämpfungseigenschaften des Verbunds deutlich verbessert werden können [5]. Weiterführend können verbesserte Gleiteigenschaften des Beschichtungssystems erzielt werden, weshalb gegenüber bestehenden Beschichtungssystemen zum Verschleißschutz wesentliche Vorteile bestehen. Als Herausforderung ist hierbei aber die Anbindung der CNTs an den metallischen Werkstoff an der Grenzfläche CNT-Metallmatrix zu sehen [2].This makes it clear that CNTs can basically be used for material reinforcement, but must be present homogeneously distributed in the composite. In addition, CNTs have some advantages in terms of corrosion and damping properties, since their use reduces the tendency to corrosion [2] and the damping properties of the composite can be significantly improved [5]. Furthermore, improved sliding properties of the coating system can be achieved, which is why there are significant advantages over existing coating systems for wear protection. However, the challenge here is the attachment of the CNTs to the metallic material at the CNT metal matrix interface [2].

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Beschichten eines Substratwerkstoffes bereitzustellen, mit dem es auf einfache Art und Weise gelingt, die mechanischen Eigenschaften eines hochbeanspruchten Substratwerkstoffes, insbesondere dessen Verschleißfestigkeit sowie seine Korrosions-, Dämpfungs- und Gleiteigenschaften, effizient zu verbessern.Object of the present invention is to provide a method for coating a substrate material, which succeeds in a simple manner, the mechanical properties of a highly stressed substrate material, in particular its wear resistance and its corrosion, damping and sliding properties to improve efficiently.

Erfindungsgemäß geling die Lösung dieser Aufgabe mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben.
According to the solution succeeds this task with the features of the first claim.

Advantageous embodiments of the solution according to the invention are specified in the subclaims.

Grundidee der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz von Kohlenstoff Nanoröhrchen (Carbon Nanotubes (CNTs)) zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit von Beschichtungen für Substratwerkstoffe. Ausgehend vom bisherigen Stand der Technik sollen erfindungsgemäß CNTs als Hartstoffpartikel für die Herstellung von Beschichtungssystemen durch Auftragsschweißen, beispielsweise zur Generierung von Verschleißschutzschichten, eingesetzt werden. Dabei ist für den Einsatz von CNTs die Vermeidung hoher thermischer Beanspruchungen und die daraus resultierende Zersetzung der CNTs Voraussetzung, weshalb die CNTs nicht direkt dem Energieträger, beispielsweise Lichtbogen oder Laserstrahl, ausgesetzt werden dürfen.The basic idea of the present invention is the use of carbon nanotubes (CNTs) for increasing the wear resistance of coatings for substrate materials. Starting from the prior art, according to the invention, CNTs should be used as hard-material particles for the production of coating systems by build-up welding, for example for the generation of wear-resistant layers. The use of CNTs requires the avoidance of high thermal stresses and the resulting decomposition of the CNTs, which is why the CNTs must not be exposed directly to the energy source, such as an electric arc or a laser beam.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines Zusatzwerkstoffes (3) (artgleich oder artfremd, beispielsweise Pulver, Fülldraht, o.ä.) als Träger der CNTs, der außerdem nicht direkt dem Energieträger ausgesetzt wird, sondern im entstehenden Schmelzbad (4) eingebracht und dort aufgeschmolzen wird, ohne die CNTs zu schädigen (s. hierzu 1). Durch dieses Vorgehen kann die thermische Beanspruchung der CNTs deutlich verringert werden, sodass diese während des Beschichtungsprozesses nicht beschädigt werden und ein Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften entsteht.The inventive method is characterized by the use of a filler material ( 3 ) (same or dissimilar, for example, powder, cored wire, or the like) as a carrier of CNTs, which is also not directly exposed to the energy source, but in the resulting molten bath ( 4 ) and melted there without damaging the CNTs (see 1 ). By doing so, the thermal stress on the CNTs can be significantly reduced, so that they are not damaged during the coating process and a metal matrix composite material with excellent mechanical properties is produced.

Folglich können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren CNTs als Hartstoffpartikel zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit durch erhöhte Härte und Festigkeit des Verbundes bei gleichzeitig duktiler Matrix verwendet werden. Eine gezielte Steuerung des Zeit-Temperatur-Regimes durch die Einbringung des CNT-haltigen Zusatzwerkstoffes in das Schmelzbad ermöglicht darüber hinaus die gezielte Verteilung der CNTs in der Schweißnaht, beispielsweise durch die Steuerung der Schmelzbadkonvektion und die Wärmeleitfähigkeit der CNTs. Durch das Einbringen von Kohlenstoff Nanoröhrchen in das Schmelzbad kann weiterhin eine gezielte Einstellung eines mikrostrukturellen Gefüges in der Schweißnaht realisiert werden, da diese als Keimbildner agieren und u. a. eine gezielte, feinkörnige Gefügeausbildung ermöglichen. Ebenso kann die Anbindung der CNTs kann durch die Einbringung in den schmelzflüssigen Zustand der Metallmatrix verbessert werden. Schließlich ist auch eine Ausrichtung der CNTs in Lichtbogenschweißprozessen durch das induzierte magnetische Feld denkbar.Consequently, with the method according to the invention CNTs as hard material particles to increase the wear resistance by increased hardness and strength of the composite at the same time ductile Matrix can be used. Targeted control of the time-temperature regime by the introduction of the CNT-containing filler in the molten bath also allows the targeted distribution of CNTs in the weld, for example by controlling the Schmelzbadkonvektion and the thermal conductivity of the CNTs. By introducing carbon nanotubes into the molten bath, it is furthermore possible to realize a targeted adjustment of a microstructural microstructure in the weld seam, since these act as nucleators and, inter alia, enable targeted, fine-grained microstructural formation. Similarly, the attachment of the CNTs can be improved by incorporation into the molten state of the metal matrix. Finally, an alignment of the CNTs in arc welding processes by the induced magnetic field is conceivable.

In 1 ist das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel des Metallschutzgas-Schweißens prinzipiell dargestellt. Dabei kann neben dem CNT-haltigen Zusatzwerkstoff (3) ein weiterer zusätzlicher Zusatzwerkstoff (2) ohne CNTs zum Einsatz kommen, um eine Erhöhung des Materialeintrags zu erreichen. Die Verwendung von weiteren Zusatzwerkstoffen ohne CNTs, wie im Beispiel des MSG-Prozesses, ist allerdings nicht zwingend erforderlich. Der thermische Energieeintrag kann grundsätzlich über alle Verfahren realisiert werden, die ein Schmelzbad (4) zur Einbringung des Zusatzwerkstoffes (3) als Träger für CNTs zur Verfügung stellen, beispielsweise Lichtbogen- oder Strahlverfahren. Der bzw. die Zusatzwerkstoffe können dabei in Form von Fülldraht, Pulver, Bandform o. ä. in das Schmelzbad eingebracht werden.In 1 the process of the invention is shown in principle on the example of metal arc welding. In addition to the CNT-containing filler material ( 3 ) another additional filler material ( 2 ) are used without CNTs to increase the material input. However, the use of additional filler metals without CNTs, as in the example of the MSG process, is not absolutely necessary. The thermal energy input can in principle be realized by all methods involving a molten bath ( 4 ) for introducing the filler material ( 3 ) as a carrier for CNTs, for example, arc or blasting method. The filler material (s) can be introduced into the molten bath in the form of flux-cored wire, powder, ribbon or the like.

LiteraturlisteBibliography

  1. [1] Kaewsai, D.; Watcharapasorn, A.; Singjai, P.; Wirojanupatump, S.; Niraanatlumpong, P.; Jiansirisomboon, S.: Thermal sprayed stainless steel/carbon nanotube composite coatings., In: Surface & Coatings Technolgy, Nr. 205, S. 2104-2112, 2010 .[1] Kaewsai, D .; Watcharapasorn, A .; Singjai, P .; Wirojanupatump, S .; Niraanatlumpong, P .; Jiansirisomboon, S .: Thermal sprayed stainless steel / carbon nanotube composite coatings., In: Surface & Coatings Technolgy, No. 205, pp. 2104-2112, 2010 ,
  2. [2] Bakshi, S. R.; Lahiri, D.; Agarwal, A.: Carbon nanotube reinforced metal matrix composites - a review., In: International Materials Reviews, Nr. 1, Bd. 55, S. 41-64, 2010 .[2] Bakshi, SR; Lahiri, D .; Agarwal, A .: Carbon nanotube reinforced metal matrix composites - a review., In: International Materials Reviews, No. 1, Vol. 55, pp. 41-64, 2010 ,
  3. [3] Esawi, A. M. K.; EI Borady, M. A.: Carbon nanotube-reinforced aluminium strips. In: Composites Science and Technology, Nr. 68, S. 486-492, 2008 .[3] Esavi, AMK; EI Borady, MA: Carbon nanotube-reinforced aluminum strips. In: Composites Science and Technology, No. 68, pp. 486-492, 2008 ,
  4. [4] Wu, J.; Zhang, H.; Zhang, Y.; Wang, X.: Mechanical and thermal properties of carbon nanotube/aluminium composites consolidated by spark plasma sintering. In: Materials and Design, Nr. 41, S. 344-348, 2012 .[4] Wu, J .; Zhang, H .; Zhang, Y .; Wang, X .: Mechanical and thermal properties of carbon nanotube / aluminum composites consolidated by spark plasma sintering. In: Materials and Design, No. 41, pp. 344-348, 2012 ,
  5. [5] Deng, C. F.; Wang, D. Z.; Zhang, X. X.; Ma, Y. X.: Damping characteristics of carbon nanotube reinforced aluminum composite., In: Materials Letters, Nr. 61, S. 3229-3231, 2007 .[5] Deng, CF; Wang, DZ; Zhang, XX; Ma, YX: Damping characteristics of carbon nanotube reinforced aluminum composite., In: Materials Letters, No. 61, pp. 3229-3231, 2007 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 -1 -
MSG-StromquelleMSG power source
2 -2 -
ZusatzwerkstoffAdditional material
3 -3 -
Zusatzwerkstoff mit CNTsAdditional material with CNTs
4 -4 -
Schmelzbadmelting bath
5 -5 -
Auftragsschweißnahtorder weld
6 -6 -
LichtbogenElectric arc
7 -7 -
SubstratwerkstoffSubstrate material

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Kaewsai, D.; Watcharapasorn, A.; Singjai, P.; Wirojanupatump, S.; Niraanatlumpong, P.; Jiansirisomboon, S.: Thermal sprayed stainless steel/carbon nanotube composite coatings., In: Surface & Coatings Technolgy, Nr. 205, S. 2104-2112, 2010 [0010]Kaewsai, D .; Watcharapasorn, A .; Singjai, P .; Wirojanupatump, S .; Niraanatlumpong, P .; Jiansirisomboon, S .: Thermal sprayed stainless steel / carbon nanotube composite coatings., In: Surface & Coatings Technolgy, No. 205, pp. 2104-2112, 2010 [0010]
  • Bakshi, S. R.; Lahiri, D.; Agarwal, A.: Carbon nanotube reinforced metal matrix composites - a review., In: International Materials Reviews, Nr. 1, Bd. 55, S. 41-64, 2010 [0010]Bakshi, S. R .; Lahiri, D .; Agarwal, A .: Carbon nanotube reinforced metal matrix composites - a review., In: International Materials Reviews, No. 1, Vol. 55, pp. 41-64, 2010 [0010]
  • Esawi, A. M. K.; EI Borady, M. A.: Carbon nanotube-reinforced aluminium strips. In: Composites Science and Technology, Nr. 68, S. 486-492, 2008 [0010]Esawi, A.M.K .; EI Borady, M.A.: Carbon nanotube-reinforced aluminum strips. In: Composites Science and Technology, No. 68, pp. 486-492, 2008 [0010]
  • Wu, J.; Zhang, H.; Zhang, Y.; Wang, X.: Mechanical and thermal properties of carbon nanotube/aluminium composites consolidated by spark plasma sintering. In: Materials and Design, Nr. 41, S. 344-348, 2012 [0010]Wu, J .; Zhang, H .; Zhang, Y .; Wang, X .: Mechanical and thermal properties of carbon nanotube / aluminum composites consolidated by spark plasma sintering. In: Materials and Design, No. 41, pp. 344-348, 2012 [0010]
  • Deng, C. F.; Wang, D. Z.; Zhang, X. X.; Ma, Y. X.: Damping characteristics of carbon nanotube reinforced aluminum composite., In: Materials Letters, Nr. 61, S. 3229-3231, 2007 [0010]Deng, C.F .; Wang, D.Z .; Zhang, X.X .; Ma, Y. X .: Damping characteristics of carbon nanotube reinforced aluminum composite., In: Materials Letters, No. 61, pp. 3229-3231, 2007 [0010]

Claims (5)

Verfahren zum Beschichten eines Substratwerkstoffes (7), bei dem mindestens ein Zusatzwerkstoff (3) durch einen lokal limitierten und lokal veränderlichen thermischen Energieeintrag auf die zu beschichtende Oberfläche des Substratwerkstoffes (7) aufgebracht wird, wobei der Zusatzwerkstoff (3) einen Anteil Kohlenstoff Nanoröhrchen aufweist und in ein durch den thermischen Energieeintrag gebildetes Schmelzbad (4) unter Vermeidung einer Interaktion mit dem Energieträger eingebracht und aufgeschmolzen wird.Method for coating a substrate material (7), in which at least one filler material (3) is applied to the surface of the substrate material (7) to be coated by a locally limited and locally variable thermal energy input, the filler material (3) having a proportion of carbon nanotubes and is introduced and melted in a melt formed by the thermal energy input (4) while avoiding interaction with the energy carrier. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der die Kohlenstoff Nanoröhrchen enthaltene Zusatzwerkstoff (3) als Fülldraht, als Pulver oder bandförmig dem Schmelzbad (4) zugeführt wird.Method according to Claim 1 in which the filler material (3) contained in the carbon nanotubes is fed to the molten bath (4) as a filler wire, as a powder or as a ribbon. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei mehrere artgleiche und / oder artfremde Zusatzwerkstoffe verwendet werden.Method according to one of Claims 1 or 2 , wherein several similar and / or non-related filler materials are used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einbringung des die Kohlenstoff Nanoröhrchen enthaltenen Zusatzwerkstoffes (3) in das Schmelzbad (4) mit Hilfe eines definierten Zeit-Temperatur-Regimes gesteuert wird.Method according to one of Claims 1 to 3 in which the introduction of the filler material (3) contained in the carbon nanotubes into the molten bath (4) is controlled by means of a defined time-temperature regime. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bei dem der thermische Energieeintrag mit Hilfe eines Lichtbogens (6) realisiert wird, wobei die in dem Zusatzwerkstoff (3) enthaltenen Kohlenstoff Nanoröhrchen mit Hilfe des den Lichtbogen (6) generierenden magnetischen Feldes ausgerichtet werden.Method according to one of Claims 1 to 4 in which the thermal energy input is realized by means of an arc (6), wherein the carbon nanotubes contained in the filler material (3) are aligned by means of the magnetic field generating the arc (6).
DE102018111781.7A 2018-05-16 2018-05-16 Process for coating a substrate material Ceased DE102018111781A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018111781.7A DE102018111781A1 (en) 2018-05-16 2018-05-16 Process for coating a substrate material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018111781.7A DE102018111781A1 (en) 2018-05-16 2018-05-16 Process for coating a substrate material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018111781A1 true DE102018111781A1 (en) 2019-11-21

Family

ID=68419588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018111781.7A Ceased DE102018111781A1 (en) 2018-05-16 2018-05-16 Process for coating a substrate material

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018111781A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009018762B4 (en) * 2009-04-27 2011-06-22 EADS Deutschland GmbH, 85521 A method of producing a metallic composite with carbon nanotubes and a near-net shape component of this composite material
DE212014000085U1 (en) * 2013-03-15 2015-12-16 Lincoln Global, Inc. Tandem hot wire systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009018762B4 (en) * 2009-04-27 2011-06-22 EADS Deutschland GmbH, 85521 A method of producing a metallic composite with carbon nanotubes and a near-net shape component of this composite material
DE212014000085U1 (en) * 2013-03-15 2015-12-16 Lincoln Global, Inc. Tandem hot wire systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009008105B4 (en) Brake disc for a vehicle
DE3152549C2 (en) Powder coating material for thermal coating
US9815148B2 (en) Metal cored welding wire that produces reduced manganese fumes and method
EP0412287A2 (en) Pick or similar tool for the extraction of raw materials or the recycling
DE102012013020B3 (en) Function layer comprises an iron based alloy having a martensitic structure, and alloy components indicated in characteristics consisting of nickel equivalent and chromium equivalent
EP3314033B1 (en) Iron-based alloy for the manufacture of thermally sprayed wear resistant coatings
EP3006139A1 (en) Method for layered production of a metallic workpiece by means of laser assisted additive manufacturing
Brochu et al. Bulk nanostructure and amorphous metallic components using the electrospark welding process
EP0972606B1 (en) Powder material for wear resistant coatings and process of applying same
DE112008001868T5 (en) Weldable, fracture-resistant, Co-based alloy, application process and components
Aslam et al. Development of hard and wear-resistant SiC-AISI304 stainless steel clad layer on low carbon steel by GMAW process
DE102018111781A1 (en) Process for coating a substrate material
EP3321001A1 (en) Material and use of same
Kumar et al. Microstructural and mechanical characterization of parallel layered WC-NiCr weld overlay on 080 M40 steel substrate prepared using additive manufacturing
DE102019219133A1 (en) Additive manufacturing process
DE102010055791A1 (en) Process for the manufacture of components made of refractory metals
Hussein et al. Preliminary study of on cladding process on grey cast iron substrate
DE102014217122B4 (en) Filler material for build-up welding
DE102015011657A1 (en) Method for joining workpieces and connectors produced by this method
DE202008009963U1 (en) Wire-shaped spray material
DE202008009962U1 (en) Wire-shaped spray material
DE102019209650A1 (en) Method for forming a fusion welded joint on components made of a steel
CH679047A5 (en)
WO2017059467A1 (en) Component of a metal processing machine
DE102004038572B4 (en) Wear resistant coating to protect a surface and method of making the same

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final