DE102019131297A1

DE102019131297A1 - Rostfreies Strahlmittel

Info

Publication number: DE102019131297A1
Application number: DE102019131297.3A
Authority: DE
Inventors: Marc Hidde; André Hahn
Original assignee: Vulkan Inox GmbH
Current assignee: Vulkan Inox GmbH
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2021-05-20
Also published as: US20220388120A1; JP2023502483A; CN114729431A; EP4061975A1; WO2021099445A1; CA3160959A1; CN114729431B; BR112022008305A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein rostfreies Strahlmittel umfassend Strahlmittelkörper aufweisend einen austenitischen Chrom-Mangan-Stahl vor, wobei das Strahlmittel die Strahlmittelkörper aufweisend einen austenitischen Chrom-Mangan-Stahl vorzugsweise in einem Bereich von ≥ 90 Gew.-% bis ≤ 100 Gew.-% aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht des rostfreien Strahlmittels. Ferner wird mit der Erfindung die Verwendung des rostfreien Strahlmittels zur Strahlbehandlung von Oberflächen vorgeschlagen, vorzugsweise von metallischen und nichtmetallischen Oberflächen, wie Werkstücken, insbesondere von nichtrostenden Werkstücken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein rostfreies Strahlmittel, sowie die Verwendung des rostfreien Strahlmittels.
Rostfreie Strahlmittel sind an sich bekannt und finden insbesondere Anwendung im Bereich der Strahlbehandlung von Werkstücken. Insbesondere werden rostfreie Strahlmittel bei der Strahlbehandlung von Werkstücken aus korrosionsbeständigen Metallen oder Metalllegierungen verwendet, da durch Rückstände des Strahlmittels, die auf dem Werkstück nach der Strahlbehandlung gegebenenfalls verbleiben, die Werkstücke ansonsten rosten können. Metallische Strahlmittel finden trotz dieser Problematik häufig Anwendung, da diese im Vergleich zu mineralischen Strahlmitteln zumeist ein besseres Verschleißverhalten aufweisen, wodurch sie sich besonders gut als Mehrwegstrahlmittel eignen.
Rostfreie Strahlmittel können noch Verbesserungspotential bieten. Verbesserungspotential kann sich dabei insbesondere in der Härte des Strahlmittels und in dem Verschleißverhalten des Strahlmittels ergeben.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes rostfreies Strahlmittel bereitzustellen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch rostfreie Strahlmittel gemäß Anspruch 1 sowie ferner durch die Verwendung rostfreier Strahlmittel nach Anspruch 13. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung, in den Beispielen oder den Figuren angegeben, wobei weitere in den Unteransprüchen oder in der Beschreibung, den Beispielen oder den Figuren beschriebene oder gezeigte Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination einen Gegenstand der Erfindung darstellen können, wenn sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt.
Mit der Erfindung wird ein rostfreies Strahlmittel vorgeschlagen, umfassend Strahlmittelkörper aufweisend einen austenitischen Chrom-Mangan-Stahl, wobei das Strahlmittel die Strahlmittelkörper aufweisend einen austenitischen Chrom-Mangan-Stahl vorzugsweise in einem Bereich von ≥ 90 Gew.-% bis ≤ 100 Gew.-% aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht des rostfreien Strahlmittels.
Unter einem „Strahlmittel“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein in der Strahltechnik zur Oberflächenbehandlung einsetzbarer Hilfsstoff zu verstehen, der mit hoher Geschwindigkeit auf ein Werkstück bzw. Strahlgut gelenkt werden kann.
Unter dem Begriff „rostfrei“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung die Eigenschaft zu verstehen, gegenüber Reaktionen mit der Umgebung und/oder der natürlichen Atmosphären im Wesentlichen inert zu sein. Insbesondere sind unter rostfreien Strahlmitteln Strahlmittel zu verstehen, die im Wesentlichen bei Normalbedingungen nicht mit der Umgebungsluft und/oder Luftfeuchtigkeit reagiert.
Unter „Strahlmittelkörpern“ sind im Sinne der vorliegenden Erfindung einzelne Körper des Strahlmittels zu verstehen, also beispielsweise einzelne Körner, Kugeln oder Partikel.
Unter „Chrom-Mangan-Stahl“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Stahl zu verstehen, dem Chrom und Mangan als Hauptlegierungselementen hinzulegiert wurden. Stahl ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Werkstoff, der zum größten Teil aus Eisen besteht.
Unter einem „austenitischen Chrom-Mangan-Stahl“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Chrom-Mangan-Stahl zu verstehen, der zum größten Teil eine austenitische Struktur aufweist.
Durch den austenitischen Chrom-Mangan-Stahl des rostfreien Strahlmittels kann vorteilhafter Weise erreicht werden, dass das Strahlmittel besonders beständig gegenüber Korrosion ist. Zudem kann erreicht werden, dass die Strahlmittelkörper eine ausreichend hohe Härte aufweisen, um besonders gute Ergebnisse bei der Verwendung des Strahlmittels zu erhalten, und zugleich eine ausreichende Duktilität, so dass das Strahlmittel eine besonders gute Lebensdauer aufweist. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein wird davon ausgegangen, dass der austenitische Chrom-Mangan-Stahl bei Kaltverformung, wie sie beim Auftreffen des Strahlmittels auf das Strahlgut vorkommt, keinen Verformungsmartensit ausbildet, der bekannte Strahlmittel schnell spröde machen kann und somit zu einem schnellen Verschleiß führen kann.
Insbesondere können gegenüber bekannten Strahlmitteln aus Chrom-Nickel-Stahl eine verbesserte Härte und eine verbesserte Lebensdauer des rostfreien Strahlmittels erreicht werden. Es kann zudem im Vergleich zu Strahlmitteln aus Chrom-Nickel-Stahl vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die Härte des Strahlmittels während der Verwendung aufgrund der sehr guten Kaltverfestigungsneigung ansteigt, ohne herabsetzen der Duktilitätseigenschaften.
Es kann vorgesehen sein, dass das Strahlmittel neben den Strahlmittelkörpern aufweisend einen austenitischen Chrom-Mangan-Stahl andere Strahlmittelkörper aufweist, beispielsweise metallische oder mineralische Strahlmittelkörper.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Strahlmittel die Strahlmittelkörper aufweisend einen austenitischen Chrom-Mangan-Stahl in einem Bereich von ≥ 95 Gew.-% bis ≤ 100 Gew.- % aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht des rostfreien Strahlmittels, besonders bevorzugt von von ≥ 98 Gew.-% bis ≤ 100 Gew.-%.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Strahlmittelkörper aufweisend den austenitischen Chrom-Mangan-Stahl aus dem austenitischen Chrom-Mangan-Stahl bestehen.
Durch das vorbeschriebene rostfreie Strahlmittel kann vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die vorteilhaften Eigenschaften des austenitischen Chrom-Mangan-Stahls, insbesondere dessen Härte und Verschleißverhalten, besonders gut für das rostfreie Strahlmittel genutzt werden können.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der austenitische Chrom-Mangan-Stahl umfasst:

- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,8 Gew.-% Kohlenstoff,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1,2 Gew.-% Stickstoff,
- ≥ 10 Gew.-% bis ≤ 30 Gew.-% Chrom,
- ≥ 6 Gew.-% bis ≤ 30 Gew.-% Mangan,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 3 Gew.-% Molybdän,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 3 Gew.-% Silicium,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 2 Gew.-% Kupfer,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Cobalt,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Nickel,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Wolfram,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Niob,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Vanadium,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Aluminium,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Titan und
- Rest Eisen

Dabei ist zu verstehen, dass erschmelzungsbedingte Verunreinigungen von der Zusammensetzung mit umfasst sind.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der austenitische Chrom-Mangan-Stahl aus der vorbeschriebenen Zusammensetzung besteht.
Durch die vorbeschriebenen Zusammensetzungen kann vorteilhafter Weise erreicht werden, dass das Strahlmittel eine besonders hohe Härte aufweist und die Härte des Strahlmittels bei der Verwendung vorteilhafter Weise besonders stark weiter erhöht wird. Zudem kann erreicht werden, dass das Strahlmittel weiterhin eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der austenitische Chrom-Mangan-Stahl umfasst:

- ≥ 0,1 Gew.-% bis ≤ 0,3 Gew.-% Kohlenstoff,
- ≥ 0,55 Gew.-% bis ≤ 0,65 Gew.-% Stickstoff,
- ≥ 15 Gew.-% bis ≤ 19 Gew.-% Chrom,
- ≥ 17 Gew.-% bis ≤ 21 Gew.-% Mangan,
- ≥ 0,05 Gew.-% bis ≤ 0,15 Gew.-% Molybdän,
- ≥ 0,7 Gew.-% bis ≤ 1,1 Gew.-% Silicium,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,5 Gew.-% Kupfer,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,5 Gew.-% Cobalt,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,1 Gew.-% Nickel,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,5 Gew.-% Titan,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,5 Gew.-% Vanadium,
- ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,5 Gew.-% Niob und
- Rest Eisen,

Dabei ist zu verstehen, dass erschmelzungsbedingte Verunreinigungen von der Zusammensetzung mit umfasst sind.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der austenitische Chrom-Mangan-Stahl aus der vorbeschriebenen Zusammensetzung besteht.
Es konnte überraschender Weise gezeigt werden, dass Strahlmittel mit der vorbeschriebenen Zusammensetzung eine ganz besonders hohe Lebensdauer aufweisen.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der austenitische Chrom-Mangan-Stahl im Wesentlichen keine martensitischen Gefügebestandteile durch den primären Herstellungsprozess aufweist oder bei einer Kaltumformung bildet.
Dadurch kann vorteilhafter Weise erreicht werden, dass das Strahlmittel bei der Verwendung nicht weicher wird. Zudem kann dadurch vorteilhafter Weise erreicht werden, dass das Strahlmittel bei der Verwendung nicht schnell spröde wird trotz ansteigender Härte, bei gleichbleibender Duktilität, wodurch sich besonders vorteilhafte Verschleißeigenschaften ergeben.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Strahlmittelkörper im Wesentlichen konkav sind, vorzugsweise elliptisch, besonders bevorzugt sphärisch.
Dadurch kann vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die Strahlmittelkörper bei der Verwendung besonders homogen verformt werden und sich die Verschleißeigenschaften weiter verbessern.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Strahlmittel eine Schüttdichte gemessen nach DIN EN ISO 60:2000-01 aufweist in einem Bereich von ≥ 3,5 g/cm³ bis ≤ 5 g/cm³, bevorzugt von ≥ 4,1 g/cm³ bis ≤ 4,6 g/cm³.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Strahlmittelkörper jeweils einen kürzesten und einen längsten Durchmesser aufweisen, wobei das Strahlmittel einen Anteil von Strahlmittelkörpern aufweist deren längster Durchmesser mehr als zweimal so groß ist wie deren kürzester Durchmesser, gemessen nach DIN EN ISO 11125-5:2018-12, von ≤ 15 %, bevorzugt von ≤ 5 %.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Strahlmittelkörper einen mittleren Äquivalenzdurchmesser D₅₀ gemessen nach DIN 66165-2:2016-08 in einem Bereich von ≤ 3 mm bis ≥ 0,01 mm aufweisen, vorzugsweise von ≤ 2,5 mm bis ≥ 0,05, besonders bevorzugt von ≤ 1 mm bis ≥ 0,09 mm.
Durch die vorbeschriebenen Parameter kann vorteilhafter Weise erreicht werden, dass sich das Strahlmittel ganz besonders effizient verwenden lässt.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Strahlmittelkörper als Neukorn vor einer Verwendung einen ersten mittleren Äquivalenzdurchmesser D₅₀ und als Betriebsgemisch nach der Verwendung einen zweiten mittleren Äquivalenzdurchmesser D₅₀ aufweisen, gemessen nach DIN 66165-2:2016-08, wobei der zweite mittlere Äquivalenzdurchmesser kleiner als der erste mittlere Äquivalenzdurchmesser ist, bevorzugt um zumindest 5 % kleiner, besonders bevorzugt um zumindest 10 % kleiner.
Unter „Neukorn“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung der Strahlmittelkörper zu verstehen, bevor er zum ersten Mal auf das Strahlgut trifft. Unter „Strahlmittelkörper nach einer Verwendung“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Gemisch aus Strahlmittelkörpern zu verstehen, welches zum Behandeln eines Strahlguts verwendet wurde. Insbesondere ist darunter zu verstehen, dass es sich um ein Betriebsgemisch handelt, dessen Gewicht durch Ausgleich von durch die Verwendung hervorgerufenem Gewichtsverlust mit Neukorn, in Summe zumindest einmal vollständig ausgeglichen wurde.
Dadurch kann vorteilhafter Weise erreicht werden, dass sich Strahlmittelkörper bei der Verwendung bis zur Materialermüdung nur wenig verändern.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Strahlmittelkörper als Neukorn vor einer Verwendung eine Härte aufweisen, gemessen nach DIN EN ISO 6507-1:2018, in einem Bereich von ≥ 200 HV 0,1 bis ≤ 400 HV 0,1, vorzugsweise von ≥ 280 HV 0,1 bis ≤ 360 HV 0,1.
Dadurch kann vorteilhafter Weise erreicht werden, dass das Strahlmittel eine ausreichende Härte für eine Vielzahl von Anwendungen aufweist und zugleich eine ausreichende Duktilität für besonders vorteilhafte Verschleißeigenschaften.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Strahlmittelkörper als Neukorn vor einer Verwendung eine erste Härte und als Betriebsgemisch nach der Verwendung eine zweite Härte aufweisen, gemessen nach DIN EN ISO 6507-1:2018 , wobei die zweite Härte größer ist als die erste Härte, bevorzugt um zumindest 60 % größer, besonders bevorzugt um zumindest 65 % größer.
Dadurch kann vorteilhafter Weise erreicht werden, dass für ein Betriebsgemisch eine noch verbesserte Härte einstellt.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Strahlmittel bei einer Verwendung eine Lebensdauer, gemessen bei einem mittleren Äquivalenzdurchmesser D₅₀ gemessen nach DIN 66165-2:2016-08 in einem Bereich von ≤ 0,3 mm bis ≥ 0,01 mm mit einem Lebensdauertest gemäß SAE J445-Aug2013, 5.3 „100% Replacement Method A“ bis zu einem akkumulierten Verlust von 100 %, von ≥ 25.000 Zyklen aufweist, bevorzugt von ≥ 28.000 Zyklen, besonders bevorzugt von ≥ 35.000 Zyklen.
Dadurch kann vorteilhafter Weise erreicht werden, dass das Strahlmittel besonders effizient ist und im Vergleich zu bekannten rostfreien Strahlmitteln seltener ausgetauscht werden muss.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Strahlmittel bei einer Verwendung eine Almenintensität am Sättigungspunkt aufweist, gemessen bei einem mittleren Äquivalenzdurchmesser D₅₀ gemessen nach DIN 66165-2:2016-08 in einem Bereich von ≤ 0,3 mm bis ≥ 0,01 mm mit einem Almenstreifen N gemäß SAE J445-Aug2013 5.4 „Transmitted Energy Arc Height Test“, von ≥ 0,20 mm.
Unter dem Sättigungspunkt ist im Sinne der vorliegenden Erfindung der früheste Punkt einer Messkurve der Bogenhöhe eines Almenstreifens gegen die Strahlzeit zu verstehen bei dem eine Verdoppelung der Strahlzeit höchstens eine zehnprozentige Erhöhung der Bogenhöhe bewirkt.
Vorteilhafter Weise kann dadurch erreicht werden, dass das Strahlmittel im Vergleich zu bekannten Strahlmitteln mit geringerer Almenintensität am Sättigungspunkt einen verbesserten Energietransfer beim Auftreffen des Strahlmittels auf die zu behandelnde Oberfläche aufweist. Dadurch kann vorteilhafter Weise eine effizientere Strahlmittelbehandlung erreicht werden.
Mit der Erfindung wird ferner die Verwendung eines vorbeschriebenen rostfreien Strahlmittels vorgeschlagen, zur Strahlbehandlung von Oberflächen, vorzugsweise von metallischen und nichtmetallischen Oberflächen, wie Werkstücken, insbesondere von nichtrostenden Werkstücken.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Strahlmittels durch die Beispiele und Figuren veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Beispiele und Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht ist, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
Beispiel A
Es wurde ein erfindungsgemäßes rostfreies Strahlmittel bereitgestellt bestehend aus Strahlmittelkörpern bestehend aus austenitischem Chrom-Mangan-Stahl mit

- 0,2 Gew.-% Kohlenstoff,
- 0,57 Gew.-% Stickstoff,
- 17 Gew.-% Chrom,
- 19,1 Gew.-% Mangan,
- 0,1 Gew.-% Molybdän,
- 0,9 Gew.-% Silicium,
- ≤ 0,1 Gew.-% Kupfer,
- ≤ 0,1 Gew.-% Cobalt,
- ≤ 0,1 Gew.-% Nickel,
- ≤ 0,1 Gew.-% Titan,
- < 0,1 Gew.-% Vanadium,
- ≤ 0,1 Gew.-% Niob und
- Rest Eisen,

Der austenitische Chrom-Mangan-Stahl wies im Wesentlichen keine martensitischen Gefügebestandteile auf. Die Strahlmittelkörper waren sphärisch mit einem Anteil nicht sphärischer Partikel von weniger als 15 %. Die Strahlmittelkörper wiesen einen mittleren Äquivalenzdurchmesser D₅₀ gemessen nach DIN 66165-2:2016-08 in einem Bereich von ≤ 0,3 mm bis ≥ 0,01 mm auf und eine Härte gemessen nach DIN EN ISO 6507-1:2018, von 324 ± 14 HV 0,1.
Die Lebensdauer wurde mit einer Shot Testing Machine (Im Weiteren Tester genannt) gemäß SAE J445 Aug2013 untersucht. Dafür wurde der Tester zunächst mit einem Kalibrierstrahlmittel kalibriert. Für den Lebensdauertest wurden 100 g des erfindungsgemäßen Strahlmittels aus Beispiel A in den Tester gegeben. Für die Messung wurde die Probe jeweils für 500 Zyklen bei einer Wellendrehzahl von 7800/min und einer Trommeldrehzahl von 25/min auf das Target geschossen. Nach 500 Zyklen wurde die gesamte Probe durch ein 50µm Sieb gesiebt und der Rückstand gewogen. Daraus wurde der Verlust berechnet und gegen die Zyklenzahl aufgetragen. Der Rückstand wurde mit Neukorn des erfindungsgemäßen Strahlmittels aus Beispiel A auf 100 g aufgefüllt und erneut in den Tester gegeben. Die Prozedur wurde wiederholt, bis der Verlust insgesamt 100 g erreichte. Die dafür benötigte Zyklenzahl quantifiziert die Lebensdauer des Strahlmittels. Für das erfindungsgemäße Strahlmittel aus Beispiel A ergab sich eine Lebensdauer bis zu einem akkumulierten Verlust von 100 %, von ≥ 36.000 Zyklen.
Das nach dem Lebensdauertest erhaltene Strahlmittel entspricht einem Betriebsgemisch. Der mittlere Äquivalenzdurchmesser D₅₀ des Betriebsgemisches gemessen nach DIN 66165-2:2016-08 blieb in dem Bereich von ≤ 0,3 mm bis ≥ 0,01 mm, wobei insgesamt eine breitere Verteilung im Vergleich zum Neukorn zu beobachten war. Das Betriebsgemisch wies eine Härte gemessen nach DIN EN ISO 6507-1:2018 von 575 ± 14 HV 0,1 auf und war somit mehr als 65 % härter als das Neukorn.
Die Almenintensität am Sättigungspunkt wurde ebenfalls mit einer Shot Testing Machine gemäß SAE J445 Aug2013 untersucht. Dafür wurde die Probe bei einer Wellendrehzahl von 7800/min und einer Trommeldrehzahl von 25/min auf eine Almenstreifen N, Dicke 0,79 mm, geschossen. Nach jeweils 10 Zyklen wurde die Bogenhöhe des Almenstreifens mit einer Almen-Messuhr gemessen und gegen die Zyklen aufgetragen (4). Eine Untersuchung des Verlaufs der Bogenhöhe ergab, dass bei 40 Zyklen der Sättigungspunkt erreicht war, also der früheste Punkt, an dem eine Verdoppelung der Strahlzeit (Zyklenzahl) höchstens eine zehnprozentige Erhöhung der Bogenhöhe bewirkte. Somit ergab sich für das Strahlmittel nach Beispiel A eine Almenintensität am Sättigungspunkt von 0,20 mm.
Vergleichsbeispiel B
Es wurde ein rostfreies Strahlmittel bereitgestellt bestehend aus Strahlmittelkörpern bestehend aus Chrom-Nickel-Stahl mit

- 0,2 Gew.-% Kohlenstoff,
- ≥ 18 Gew.-% bis ≤ 19 Gew.-% Chrom,
- 8 Gew.-% Nickel,
- ≤ 2 Gew.-% Mangan,
- ≤ 3 Gew.-% Silicium und
- Rest Eisen,

Im Vergleich zum erfindungsgemäßen Strahlmittel aus Beispiel A, wies das Vergleichsbeispiel B Strahlkörpern mit einem vergleichbaren Äquivalenzdurchmesser D₅₀ gemessen nach DIN 66165-2:2016-08 in einem Bereich von ≤ 0,3 mm bis ≥ 0,01 mm eine geringere Härte auf, nämlich gemessen nach DIN EN ISO 6507-1:2018 von 301 ± 11 HV 0,1.
Für das Vergleichsbeispiel ergab sich nur eine Lebensdauer bis zu einem akkumulierten Verlust von 100 %, von < 23.500 Zyklen. Der mittlere Äquivalenzdurchmesser D₅₀ des Betriebsgemisches von Vergleichsbeispiel B gemessen nach DIN 66165-2:2016-08 veränderte sich kaum im Vergleich zum Neukorn. Das Betriebsgemisch wies zudem nur eine Härte gemessen nach DIN EN ISO 6507-1:2018 von 512 ± 22 HV 0,1 auf und war somit deutlich geringer als die des erfindungsgemäßen Strahlmittels aus Beispiel A. Bezogen auf die Almenintesität ergab sich für das Vergleichsbeispiel am Sättigungspunkt nach 40 Zyklen lediglich eine Almenintensität von 0,19 mm.
Es zeigen

1 ein Diagramm der Siebanalyse von Neukorn und Betriebsgemisch des erfindungsgemäßen Strahlmittels nach Beispiel A und des Strahlmittels aus Chrom-Nickel-Stahl nach Vergleichsbeispiel B,
2 ein Diagramm der Härteanalyse von Neukorn und Betriebsgemisch des erfindungsgemäßen Strahlmittels nach Beispiel A und des Strahlmittels aus Chrom-Nickel-Stahl nach Vergleichsbeispiel B, und
3 ein Diagramm des Lebensdauertests des erfindungsgemäßen Strahlmittels nach Beispiel A und des Strahlmittels aus Chrom-Nickel-Stahl nach Vergleichsbeispiel B.
4 ein Diagramm der Almenintensität des erfindungsgemäßen Strahlmittels nach Beispiel A und des Strahlmittels aus Chrom-Nickel-Stahl nach Vergleichsbeispiel B.

1 zeigt das Diagramm der Siebanalyse von Neukorn und Betriebsgemisch des erfindungsgemäßen Strahlmittels nach Beispiel A (CrMn-Austenit) und des Strahlmittels aus Chrom-Nickel-Stahl nach Vergleichsbeispiel B (CrNi-Austenit). Beide Strahlmittel haben als Neukorn nahezu identische Äquivalenzdurchmesser. Das Betriebsgemisch des erfindungsgemäßen Strahlmittels weist im Vergleich zum Betriebsgemisch des Vergleichsbeispiels B mehr Anteile mit einem geringeren Äquivalenzdurchmesser auf.
2 zeigt das Diagramm der Härteanalyse von Neukorn und Betriebsgemisch des erfindungsgemäßen Strahlmittels nach Beispiel A und des Strahlmittels aus Chrom-Nickel-Stahl nach Vergleichsbeispiel B. Sowohl Neukorn als auch Betriebsgemisch des erfindungsgemäßen Strahlmittels aus Beispiel A sind jeweils vorteilhafter Weise härter als Neukorn oder Betriebsgemisch des Strahlmittels aus Vergleichsbeispiel B. Zudem steigt die Härte zwischen Neukorn und Betriebsgemisch für das erfindungsgemäße Strahlmittel vorteilhafter Weise stärker an als für das Vergleichsbeispiel.
3 zeigt das Diagramm des Lebensdauertests des erfindungsgemäßen Strahlmittels nach Beispiel A und des Strahlmittels aus Chrom-Nickel-Stahl nach Vergleichsbeispiel B. Der Verlust aufgetragen gegen die Zyklenzahl des erfindungsgemäßen Strahlmittels verläuft im Vergleich zum Verlust des Vergleichsbeispiels wesentlich flacher, wodurch sich eine vorteilhafter Weise höhere Lebensdauer ergibt.
4 zeigt das Diagramm des Tests zur Almenintensität des erfindungsgemäßen Strahlmittels nach Beispiel A und des Strahlmittels aus Chrom-Nickel-Strahl nach Vergleichsbeispiel B. Beide Strahlmittel weisen nach 40 Zyklen einen Sättigunspunkt auf, bei dem eine Verdopplung der Zyklenzahl höchstens eine zehnprozentige Erhöhung der Durchbiegung (Bogenhöhe) des Almenstreifens zur Folge hat. Dabei weist das Strahlmittel nach Beispiel A insgesamt eine größere Almenintensität auf, aus der durch die Vergleichbarkeit der Versuchsbedingungen auf eine vergleichsweise verbesserte Energieübertragung beim Strahlen gegenüber dem Vergleichsbeispiel B geschlossen werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 60:2000-01 [0030]

Claims

Rostfreies Strahlmittel umfassend Strahlmittelkörper aufweisend einen austenitischen Chrom-Mangan-Stahl, wobei das Strahlmittel die Strahlmittelkörper aufweisend einen austenitischen Chrom-Mangan-Stahl vorzugsweise in einem Bereich von ≥ 90 Gew.-% bis ≤ 100 Gew.-% aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht des rostfreien Strahlmittels.
Rostfreies Strahlmittel nach dem vorherigen Anspruch 1, wobei der austenitische Chrom-Mangan-Stahl umfasst, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1,2 Gew.-% Stickstoff, - ≥ 10 Gew.-% bis ≤ 30 Gew.-% Chrom, - ≥ 6 Gew.-% bis ≤ 30 Gew.-% Mangan, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 3 Gew.-% Molybdän, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 3 Gew.-% Silicium, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 2 Gew.-% Kupfer, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Cobalt, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Nickel, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Wolfram, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Niob, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Vanadium, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Aluminium, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 1 Gew.-% Titan und - Rest Eisen, wobei der Gewichtsprozentanteil auf das Gesamtgewicht des austenitischen Chrom-Mangan-Stahls bezogen ist, wobei vorzugsweise der austenitische Chrom-Mangan-Stahl den Kohlenstoff und den Stickstoff zusammen in einer Menge von ≥ 0,2 Gew.-% bis ≤ 1,3 Gew.-% aufweist.
Rostfreies Strahlmittel nach einem der vorherigen Ansprüche 1 oder 2, wobei der austenitische Chrom-Mangan-Stahl umfasst, - ≥ 0,1 Gew.-% bis ≤ 0,3 Gew.-% Kohlenstoff, - ≥ 0,55 Gew.-% bis ≤ 0,65 Gew.-% Stickstoff, - ≥ 15 Gew.-% bis ≤ 19 Gew.-% Chrom, - ≥ 17 Gew.-% bis ≤ 21 Gew.-% Mangan, - ≥ 0,05 Gew.-% bis ≤ 0,15 Gew.-% Molybdän, - ≥ 0,7 Gew.-% bis ≤ 1,1 Gew.-% Silicium, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,5 Gew.-% Kupfer, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,5 Gew.-% Cobalt, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,1 Gew.-% Nickel, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,5 Gew.-% Titan, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,5 Gew.-% Vanadium, - ≥ 0 Gew.-% bis ≤ 0,5 Gew.-% Niob und - Rest Eisen, wobei der Gewichtsprozentanteil auf das Gesamtgewicht des Chrom-Mangan-Stahls bezogen ist, wobei vorzugsweise der austenitische Chrom-Mangan-Stahl den Kohlenstoff und den Stickstoff zusammen in einer Menge von ≥ 0,7 Gew.-% bis ≤ 0,9 Gew.-% aufweist.
Rostfreies Strahlmittel nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, wobei der austenitische Chrom-Mangan-Stahl im Wesentlichen keine martensitischen Gefügebestandteile durch den primären Herstellungsprozess aufweist oder bei einer Kaltumformung bildet.
Rostfreies Strahlmittel nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, wobei die Strahlmittelkörper im Wesentlichen konkav sind, vorzugsweise elliptisch, besonders bevorzugt sphärisch.
Rostfreies Strahlmittel nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, wobei das Strahlmittel eine Schüttdichte gemessen nach DIN EN ISO 60:2000-01 aufweist in einem Bereich von ≥ 3,5 g/cm³ bis ≤ 5 g/cm³, bevorzugt von ≥ 4,1 g/cm³ bis ≤ 4,6 g/cm³.
Rostfreies Strahlmittel nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, wobei die Strahlmittelkörper jeweils einen kürzesten und einen längsten Durchmesser aufweisen, wobei das Strahlmittel einen Anteil von Strahlmittelkörpern aufweist deren längster Durchmesser mehr als zweimal so groß ist wie deren kürzester Durchmesser, gemessen nach DIN EN ISO 11125-5:2018-12, von ≤ 15 %, bevorzugt von ≤ 5 %.
Rostfreies Strahlmittel nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, wobei die Strahlmittelkörper einen mittleren Äquivalenzdurchmesser D₅₀ gemessen nach DIN 66165-2:2016-08 in einem Bereich von ≤ 3 mm bis ≥ 0,01 mm aufweisen, vorzugsweise von ≤ 2,5 mm bis ≥ 0,05, besonders bevorzugt von ≤ 1 mm bis ≥ 0,09 mm.
Rostfreies Strahlmittel nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8, wobei die Strahlmittelkörper als Neukorn vor einer Verwendung einen ersten mittleren Äquivalenzdurchmesser D₅₀ und als Betriebsgemisch nach der Verwendung einen zweiten mittleren Äquivalenzdurchmesser D₅₀ aufweisen, gemessen nach DIN 66165-2:2016-08, wobei der zweite mittlere Äquivalenzdurchmesser kleiner als der erste mittlere Äquivalenzdurchmesser ist, bevorzugt um zumindest 5 % kleiner, besonders bevorzugt um zumindest 10 % kleiner.
Rostfreies Strahlmittel nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, wobei die Strahlmittelkörper als Neukorn vor einer Verwendung eine Härte aufweisen, gemessen nach DIN EN ISO 6507-1:2018, in einem Bereich von ≥ 200 HV 0,1 bis ≤ 400 HV 0,1, vorzugsweise von ≥ 280 HV 0,1 bis ≤ 360 HV 0,1.
Rostfreies Strahlmittel nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 10, wobei die Strahlmittelkörper als Neukorn vor einer Verwendung eine erste Härte und als Betriebsgemisch nach der Verwendung eine zweite Härte aufweisen, gemessen nach DIN EN ISO 6507-1:2018 -, wobei die zweite Härte größer ist als die erste Härte, bevorzugt um zumindest 60 % größer, besonders bevorzugt um zumindest 65 % größer.
Rostfreies Strahlmittel nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 11, wobei das Strahlmittel bei einer Verwendung eine Lebensdauer, gemessen bei einem mittleren Äquivalenzdurchmesser D₅₀ gemessen nach DIN 66165-2:2016-08 in einem Bereich von ≤ 0,3 mm bis ≥ 0,01 mm mit einem Lebensdauertest gemäß SAE J 445 5.3 bis zu einem akkumulierten Verlust von 100 %, von ≥ 25.000 Zyklen aufweist, bevorzugt von ≥ 28.000 Zyklen, besonders bevorzugt von ≥ 35.000 Zyklen.
Verwendung eines korrosionsbeständigen Strahlmittels nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 12, zur Strahlbehandlung von Oberflächen, vorzugsweise von metallischen und nichtmetallischen Oberflächen, wie Werkstücken, insbesondere von nichtrostenden Werkstücken.