DE10346281B4 - Method for producing components with a nickel-based alloy and components produced therewith - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Bauteilen mit einer Nickel-Basislegierung,
bei dem auf einen Substratkern aus Nickel oder einer Nickel-Basislegierung, in der Nickel mit einem Anteil von mindestens 20 Masse-% enthalten ist,
mit einem Binder sowie einem Metallpulver, in dem neben weiteren legierungsbildenden Elementen Nickel mit einem Anteil von mindestens 20 Masse-% enthalten ist, eine Oberflächenbeschichtung aufgebracht und
der beschichtete Substratkern einer gestuften Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei
zuerst der Binder ausgetrieben und nachfolgend eine Sinterung des Metallpulvers durchgeführt wird, bei der eine Auflegierung eines Nickelsubstratkerns und/oder eine feste aus einer Nickelbasislegierung gebildeten Oberflächenbeschichtung ausgebildet wird.
Method for producing components with a nickel-based alloy,
in which a substrate core of nickel or a nickel-based alloy, in which nickel is contained in a proportion of at least 20% by mass,
with a binder and a metal powder, which in addition to other alloying elements nickel is contained in a proportion of at least 20% by mass, applied a surface coating and
the coated substrate core is subjected to a stepped heat treatment, wherein
First, the binder is driven off and then a sintering of the metal powder is carried out, in which an alloying of a nickel substrate core and / or a solid surface coating formed from a nickel-based alloy is formed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen mit einer Nickel-Basislegierung sowie mit diesem Verfahren hergestellte Bauteile. Mit dieser Lösung ist die Herstellung unterschiedlichst gestalteter Bauteile in verschiedenen dreidimensionalen Geometrien möglich. Die so hergestellten Bauteile können auch poröse Strukturen darstellen oder solche porösen Strukturen aufweisen.The The invention relates to a method for producing components with a nickel base alloy and produced by this method Components. With this solution is the production of different shaped components in different Three-dimensional geometries possible. The components produced in this way can also porous Represent structures or have such porous structures.

Mit an sich bekannten Nickel-Basislegierungen können selbstverständlich unterschiedliche Bauteile hergestellt werden, wobei dies in erster Linie mit den bekannten formgebenden Verfahren erfolgen kann. So können solche Bauteile, als Gussteile hergestellt werden, die gegebenenfalls nachfolgend noch kalt oder warm verformt werden können.With Of course, known nickel-based alloys can be different Components are manufactured, this primarily with the known shaping process can take place. Such can be Components are produced as castings, if necessary, the following cold or hot can be deformed.

Insbesondere bei einer spanenden formgebenden Bearbeitung treten jedoch Probleme durch die mechanischen Eigenschaften solcher Nickel-Basislegierungen auf.Especially However, problems occur during a machining shaping process by the mechanical properties of such nickel base alloys on.

Außerdem wurde vorgeschlagen Bauteile aus Nickel durch Sinterverfahren zu modifizieren, wobei durch das Sintern eine Mischkristallbildung oder die Bildung intermetallischer Phasen (bevorzugt von NiAl – DE 101 50 948 C1 ) erreicht werden sollte, um eine Verbesserung der Eigenschaften solcher Bauteile zu erreichen. In dieser Form konnten jedoch insbesondere lediglich die thermischen Eigenschaften solcher Bauteile verbessert werden und die mechanischen Eigenschaften wurden dadurch nicht in der gewünschten Form verbessert.It has also been proposed to modify components made of nickel by sintering methods, with sintering forming a mixed crystal formation or the formation of intermetallic phases (preferably of NiAl). DE 101 50 948 C1 ) should be achieved in order to achieve an improvement in the properties of such components. In particular, in this form, only the thermal properties of such components could be improved and the mechanical properties were not improved in the desired shape.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung Möglichkeiten vorzugeben, mit denen unterschiedlichst gestaltete Bauteile mit Nickel-Basislegierungen herstellbar sind, die verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen.It is therefore an object of the invention to specify options with the most varied components with nickel-base alloys can be produced, which have improved mechanical properties.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. So hergestellte Bauteile weisen die in den Ansprüchen 17 und 18 genannten Merkmale auf.According to the invention this Object with a method having the features of claim 1, solved. Components produced in this way have the features mentioned in claims 17 and 18.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.advantageous Embodiments and developments of the invention can with in the subordinate claims designated characteristics can be achieved.

Für die Herstellung von Bauteilen mit einer Nickel-Basislegierung wird erfindungsgemäß so vorgegangen, dass ein Substratkern, der aus reinem Nickel oder einer Nickel-Basislegierung besteht, zumindest bereichsweise mit einer Oberflächenbeschichtung versehen wird. Die Oberflächenbeschichtung ist aus einem Binder sowie einem Metallpulver gebildet. Das erfindungsgemäß einzusetzende Metallpulver enthält neben einem Anteil von mindestens 20 Masse-% Nickel weitere legierungsbildende Elemente, auf die nachfolgend noch zurückzukommen sein wird.For the production of components with a nickel base alloy according to the invention, that a substrate core made of pure nickel or a nickel-based alloy exists, at least partially with a surface coating is provided. The surface coating is made of a binder and a metal powder. The invention to be used Contains metal powder in addition to a share of at least 20% by weight of nickel further alloying Elements that will be discussed later.

Ein Substratkern, der aus einer Nickel-Basislegierung besteht, sollte Nickel mit mindestens 20 Masse-% enthalten.One Substrate core, which consists of a nickel-based alloy, should Nickel containing at least 20% by mass.

Das erfindungsgemäß einzusetzende Metallpulver kann ein Pulver der jeweiligen Nickel-Basislegierung, aber auch ein Pulvergemisch der jeweiligen legierungsbildenden Elemente mit dem Nickel sein, das bevorzugt einer Hochenergievermahlung unterzogen worden ist.The used according to the invention Metal powder may be a powder of the respective nickel base alloy, but also a powder mixture of the respective alloying elements be with the nickel, preferably subjected to a high energy milling has been.

Der mit der Oberflächenbeschichtung versehene Substratkern wird erfindungsgemäß nachfolgend einer gestuften Wärmebehandlung unterzogen. Dabei wird in einer ersten Stufe der Binder aus der Oberflächenbeschichtung ausgetrieben. Im Anschluss an das Austreiben des Binders erfolgt dann eine Sinterung des Metallpulvers. Bei der Sinterung wird eine Auflegierung eines Nickelsubstratkernes und/oder eine feste aus einer Nickel-Basislegierung gebildete Oberflächenbeschichtung ausgebildet.Of the with the surface coating Provided substrate core is according to the invention below a stepped heat treatment subjected. In this case, in a first stage, the binder from the surface coating expelled. Following the expulsion of the binder takes place then a sintering of the metal powder. When sintering becomes a Alloying a nickel substrate core and / or a solid formed a nickel-base alloy formed surface coating.

Für den Fall, dass als Halbzeug ein Substratkern aus einer Nickel-Basislegierung eingesetzt worden ist, sollte der Anteil an Nickel, der im Metallpulver enthalten ist, kleiner sein, als der Nickelanteil im Substratkernwerkstoff.In the case, that as semi-finished a substrate core of a nickel-based alloy has been used, the proportion of nickel contained in the metal powder should be is less than the nickel content in the substrate core material.

Die Wärmebehandlung, zumindest jedoch das Sintern sollte bei Temperaturen oberhalb 1000 C° und in einer reduzierenden oder inerten Atmosphäre, bevorzugt in einer Wasserstoffatmosphäre durchgeführt werden.The Heat treatment at least, however, the sintering should be at temperatures above 1000 C ° and in one reducing or inert atmosphere, preferably in a hydrogen atmosphere.

Als Substratkerne können solche eingesetzt werden, die im Wesentlichen bereits die geometrische Form der fertig herzustellenden Bauteile aufweisen, so dass auf eine letztendliche formgebende Nachbearbeitung ganz verzichtet werden kann oder lediglich eine entsprechend geringfügige Nachbearbeitung der Form erforderlich ist.When Substrate cores can those are used that are essentially already the geometric ones Have the shape of the ready-to-manufacture components, so that on a final shaping post-processing are completely dispensed with can or only a correspondingly minor reworking of the form is required.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung können aber auch Substratkerne in Form poröser Halbzeuge mit bevorzugt offenporiger Struktur eingesetzt werden, die man auch als Schaumkörper bezeichnen kann.at However, the solution according to the invention can also substrate cores in the form of porous Semi-finished products with preferably open-pored structure are used, which one also as foam body can denote.

Insbesondere bei der Herstellung solcher offenporigen Schaumkörperstrukturen sollte die Oberflächenbeschichtung mit einer Suspension/Dispersion, die aus Binder, Metallpulver und gegebenenfalls einem zusätzlichen Lösungsmittel oder einer Flüssigkeit hergestellt und die Oberflächenbeschichtung daraus ausgebildet werden.In particular, in the production of such open-cell foam body structures, the upper surface coating with a suspension / dispersion prepared from binder, metal powder and optionally an additional solvent or a liquid and the surface coating formed therefrom.

Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit solche Suspensionen/Dispersionen auf nicht poröse Substratkerne aufzutragen.Of course, there is also the possibility to apply such suspensions / dispersions to non-porous substrate cores.

Bei Substratkernen, die eine offenporige Struktur aufweisen können in Gänze in eine solche Suspension/Dispersion eingetaucht und nachfolgend ein solcher mit Suspension/Dispersion beladener Substratkern zusammengepresst werden, um die Suspension/Dispersion aus den Poren zu entfernen, so dass lediglich die Stege benetzt bleiben.at Substrate cores, which may have an open-pore structure in Whole in such a suspension / dispersion immersed and subsequently a such suspension / dispersion loaded substrate core pressed together to remove the suspension / dispersion from the pores, so that only the webs remain wetted.

Nachfolgend kann dann die gestufte Wärmebehandlung durchgeführt werden.following then the stepped heat treatment can be performed.

Bei der Herstellung von Bauteilen in Form von offenporigen Schaumkörpern kann aber auch so vorgegangen werden, dass ein Binder, der gegebenenfalls mittels eines Lösungsmittels eine geeignete Viskosität aufweist, für die Benetzung der Oberflächen der offenporigen Struktur eines solchen Substratkernes eingesetzt wird, wobei auch hier ein Verpressen zur Entfernung von überschüssigem Binder aus den Poren durchgeführt werden kann.at the production of components in the form of open-pore foam bodies but also be done so that a binder, if necessary by means of a solvent a suitable viscosity has, for the wetting of the surfaces the open-pore structure of such a substrate core used is, where also a pressing to remove excess binder from performed on the pores can be.

Nachfolgend kann dann das jeweilige Metallpulver auf die benetzten Oberflächen aufgebracht werden, wobei eine gleichmäßigere Verteilung des Metallpulvers durch eine Vibration erreicht werden kann.following then the respective metal powder can be applied to the wetted surfaces, where a more even distribution of the metal powder can be achieved by vibration.

Daran anschließend erfolgt dann wiederum die gestufte Wärmebehandlung.it subsequently Then, in turn, the stepped heat treatment.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, Substratkerne, bevorzugt solche mit offenporiger Struktur nach der Ausbildung der Oberflächenbeschichtung und vor der gestuften Wärmebehandlung zu verformen.It but it is also possible Substrate nuclei, preferably those with an open-pored structure according to the Formation of surface coating and before the graded heat treatment to deform.

So kann beispielsweise eine Biegung unter Einhaltung bestimmter Mindestbiegeradien durchgeführt werden. So besteht die Möglichkeit hohlzylinderförmige oder auch in Spiralform ausgebildete Bauteile herzustellen.So For example, a bend in compliance with certain minimum bending radii carried out become. So there is the possibility hollow cylindrical or also to produce components formed in a spiral shape.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung können aber auch Verbundbauteile ohne weiteres hergestellt werden, dabei kann so vorgegangen werden, dass zumindest ein Oberflächenbereich eines Substratkernes mit einer Oberflächenbeschichtung, wie vorab erläutert, versehen wird.With However, the solution according to the invention can Also composite components are readily manufactured, it can be proceeded so that at least a surface region of a substrate core with a surface coating, as explained above, is provided.

Dieser Oberflächenbereich kann dann mit mindestens einem weiteren Substratkern in berührenden Kontakt gebracht werden, wobei sich dabei die adhäsive Wirkung des Binders vorteilhaft ausnutzen lässt. Nachfolgend erfolgt dann die Wärmebehandlung, bei der dann eine stoffschlüssige Verbindung der jeweiligen Substratkerne ausgebildet wird.This surface area can then be in contact with at least one other substrate core Be brought, whereby thereby the adhesive effect advantage of the binder. Then follows the heat treatment, at the then a cohesive Connection of the respective substrate cores is formed.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, miteinander stoffschlüssig zu verbindende Oberflächebereiche zweier oder mehrere Substratkerne mit einer Oberflächenbeschichtung zu versehen, diese in berührenden Kontakt zu bringen und dann durch die Wärmebehandlung stoffschlüssig zu verbinden.It but it is also possible cohesively surface areas to be joined two or more substrate cores with a surface coating to provide these in touching To bring contact and then by the heat treatment cohesively connect.

Auf diese Art und Weise können Verbundbauteile mit komplexen Geometrien hergestellt werden, die beispielsweise Hinterschneidungen oder Hohlräume aufweisen, ohne dass nachfolgend eine formgebende Bearbeitung erfolgen muss.On this way you can Composite components are manufactured with complex geometries that For example, undercuts or cavities, without the following a shaping processing must take place.

Es können aber auch Verbundbauteile hergestellt werden, die aus einem Substratkern mit einer dichten Struktur und einem Substratkern mit offenporiger Struktur gebildet sind.It can but also composite components are produced, which consist of a substrate core with a dense structure and a substrate core with open-pore Structure are formed.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden Metallpulver können neben Nickel, mit einem Mindestanteil von 20 Masse-%, bevorzugt mindestens 50 Masse-%, auch Kohlenstoff, Molybdän, Eisen, Kobalt, Niob, Titan, Aluminium, Bor, Zirkon, Mangan, Silizium und/oder Lanthan enthalten.The used according to the invention Metal powder can in addition to nickel, with a minimum content of 20% by weight, preferred at least 50% by mass, including carbon, molybdenum, iron, cobalt, niobium, titanium, Aluminum, boron, zircon, manganese, silicon and / or lanthanum.

Neben der jeweiligen Pulverzusammensetzung können aber auch die Eigenschaften der erfindungsgemäß her gestellten Bauteile dadurch verändert werden, dass die Oberflächenbeschichtung auf bestimmten Oberflächenbereichen von Substratkernen in unterschiedlicher Form ausgebildet wird.Next but also the properties of the respective powder composition the inventions ago Changes in components be that surface coating on certain surface areas is formed by substrate cores in different forms.

Dies betrifft zum einen die jeweilige Dicke der Oberflächenbeschichtung, die auch durch einen mehrmaligen Auftrag in unterschiedlicher Form erfolgen kann und zum anderen kann auch eine lokal unterschiedliche Konsistenz der Oberflächenbeschichtung mit unterschiedlichen Metallpulveranteilen, unterschiedlichen Metallpulverzusammensetzungen und unterschiedlicher Metallpulverkörnung vorgesehen werden.This on the one hand relates to the respective thickness of the surface coating, which also by a repeated order in different form on the other hand can also be a locally different Consistency of the surface coating with different metal powder contents, different metal powder compositions and different metal powder grain size be provided.

So lassen sich dann lokal unterschiedliche Eigenschaften an einem erfindungsgemäß hergestellten Bauteil erreichen.So can then be locally different properties of an inventively prepared Reach component.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung können Bauteile hergestellt werden, die ausgehend von der Oberfläche eine gradierte Legierungszusammensetzung aufweisen. So besteht zum Beispiel die Möglichkeit, bei Verwendung eines Substratkernes aus reinem Nickel ein Bauteil herzustellen, das nach dem Sintern noch einen aus reinem Nickel gebildeten Kernbereich aufweist, an den sich in Richtung der jeweiligen Oberflächen der Anteil an weiteren Legierungselementen sukzessive ändert/erhöht.The solution according to the invention makes it possible to produce components which, starting from the surface, have a graded alloy composition. For example, if a substrate core of pure nickel is used, it is possible to produce a component which, after sintering, still forms one of pure nickel Core area, to which in the direction of the respective surfaces, the proportion of further alloying elements successively changes / increases.

Bei der bereits erwähnten Herstellung von Verbundbauteilen können im Fügebereich, der durch die stoffschlüssige Verbindung gebildet worden ist, ebenfalls gradierten Legierungszusammensetzungen ausgebildet sein.at the already mentioned Production of composite components can in the joint area, by the cohesive connection has been formed, also graded alloy compositions be educated.

Erfindungsgemäß hergestellte Bauteile weisen gegen über Bauteilen, die allein aus Nickel hergestellt worden sind, eine höhere Duktilität, Kriechbeständigkeit und Festigkeit auf, wobei dieser Sachverhalt auch im Vergleich zu Nickelaluminid zutrifft.Produced according to the invention Components are against Components made from nickel alone, higher ductility, creep resistance and strength, and this fact also compared to Nickel aluminide is true.

Die Oxidationsneigung gegenüber Nickelbauteilen kann ebenfalls reduziert werden.The Oxidation tendency opposite Nickel components can also be reduced.

Die Bauteile erreichen eine Temperaturfestigkeit bis zu 1000 °C auf, wobei insbesondere erfindungsgemäß hergestellte Bauteile mit offenporigen Strukturen erweiterte Applikationsmöglichkeiten eröffnen, die z.B. einen Einsatz von Nickelaluminid-Schäumen, wegen derer Sprödheit ausschließen.The Components reach a temperature resistance up to 1000 ° C, where in particular produced according to the invention Components with open-pored structures extended application possibilities open, the e.g. a use of nickel aluminide foams for which embrittlement precludes.

Die erfindungsgemäß hergestellten Bauteile können insbesondere bei höheren dynamischen Belastungen eingesetzt werden.The produced according to the invention Components can especially at higher levels dynamic loads are used.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft erläutert werden.following the invention should be exemplified.

Beispiel 1example 1

Ein Substratkern aus Nickel mit Abmessungen 300 mm × 150 mm × 1,9 mm mit einer Porosität von 94 % wurde in eine 1 %-ige wässrige Lösung von Polyvinylpyrrolidon mit einem Volumen von 50 ml eingetaucht. Im Anschluss erfolgte ein Auspressen auf einer saugfähigen Unterlage, um den Binder aus den Hohlräumen der Poren zu entfernen, so dass lediglich die Stege der offenporigen Struktur benetzt worden sind.One Substrate core of nickel with dimensions of 300 mm × 150 mm × 1.9 mm with a porosity of 94 % was in a 1% aqueous solution immersed in polyvinylpyrrolidone with a volume of 50 ml. This was followed by pressing on an absorbent pad, around the binder from the cavities remove the pores, leaving only the webs of the open-pore Structure have been wetted.

Im Anschluss daran wurde der off-nporige mit Binder benetzte Substratkern in einer Vibrationseinrichtung fixiert und mit einem Metallpulver bestreut. Durch die Vibration konnte eine gleichmäßige Verteilung des Metallpulvers auf den mit Binder benetzten Oberflächen des Substratkernes erreicht werden, wobei die Offenporigkeit der Struktur beibehalten worden ist.in the This was followed by the off-porous binder binder-wetted substrate core fixed in a vibration device and with a metal powder sprinkled. Due to the vibration could a uniform distribution of the metal powder on the wetted with binder surfaces of the Substrate core can be achieved, wherein the open porosity of the structure has been maintained.

Das Metallpulver hatte eine Zusammensetzung von 0,1 Masse-% Kohlenstoff, 22,4 Masse-% Chrom, 10 Masse-% Molybdän, 4,8 Masse-% Eisen, 0,3 Masse-% Kobalt, 3,8 Masse-% Niob und 58,6 Masse-% Nickel. Ein solches Metallpulver ist unter der Handelsbezeichnung „Inconel 625" kommerziell erhältlich.The Metal powder had a composition of 0.1 mass% carbon, 22.4 mass% chromium, 10 mass% molybdenum, 4.8 mass% iron, 0.3 mass% Cobalt, 3.8% by mass of niobium and 58.6% by mass of nickel. Such a metal powder is commercially available under the trade name "Inconel 625".

Der mit Metallpulver und Binder oberflächenbeschichtete Substratkern wurde zu einem zylinderförmigen Körper gerollt. Dabei wurde die Haftung des Metallpulvers durch den Binder gewährleistet.Of the with metal powder and binder surface-coated substrate core became a cylindrical one body rolled. The adhesion of the metal powder by the binder was thereby guaranteed.

Im Anschluss daran erfolgte die gestufte Wärmebehandlung, wobei in einem Ofen in einem ersten Schritt in einer Wasserstoffatmosphäre gearbeitet worden ist. Die Temperatur wurde bei Einhaltung einer Heizrate von 5 K/min erhöht. Die Austreibung des Binders beginnt bei ca. 300 °C und war bei 600 °C abgeschlossen. Es sollte eine Haltezeit von ca. 30 min eingehalten werden, um eine vollständige Entbinderung zu gewährleisten.in the Following this was the stepped heat treatment, wherein in one Furnace worked in a first step in a hydrogen atmosphere has been. The temperature was maintained at a heating rate of 5 K / min increased. The expulsion of the binder starts at about 300 ° C and was completed at 600 ° C. It should be kept to a holding time of about 30 min complete childbirth to ensure.

Im Anschluss daran wurde eine Sinterung im Temperaturbereich zwischen 1150 °C und 1250 °C, bei einer Einhaltung einer Haltezeit von ca. 30 min durchgeführt.in the This was followed by sintering in the temperature range between 1150 ° C and 1250 ° C, at a maintenance of a holding time of about 30 min performed.

Das so hergestellte Bauteil bestand aus einer Nickel-Basislegierung, deren Zusammensetzung an der Oberfläche zumindest annähernd der Zusammensetzung des eingesetzten Metallpulvers entspricht. Die Porosität be trug 91 %. Das Bauteilteil war an Luft bei Temperaturen bis zu 1000 °C Oxidationsbeständig, wies eine hohe Festigkeit und Kriechbeständigkeit sowie Zähigkeit auf. Nach dem Sintern war auch noch eine begrenzte Verformbarkeit der offenporigen Schaumkörperstruktur unter Beachtung bestimmter Mindestbiegeradien möglich.The thus manufactured component consisted of a nickel-based alloy whose composition the surface at least approximately the composition of the metal powder used. The porosity be contributed 91%. The component part was in air at temperatures up to 1000 ° C Oxidation stability, showed high strength and creep resistance as well as toughness on. After sintering there was also a limited deformability the open-pored foam body structure considering certain minimum bending radii possible.

Beispiel 2Example 2

Als Substratkern wurde ein gewelltes Blech mit den Abmessungen 200 mm × 200 mm × 0,15 mm aus reinem Nickel eingesetzt.When Substrate core was a corrugated sheet with dimensions of 200 mm × 200 mm × 0.15 mm used pure nickel.

Die Oberflächenflächenbeschichtung für diesen Substratkern wurde aus 18 ml einer 6 %-igen wässrigen Lösung von Polyvinylpyrrolidon und einem Metallpulver, dessen Zusammensetzung des beim Beispiel 1 verwendeten Metallpulvers entspricht, ausgebildet.The Surface Area Coating For this Substrate core was made up of 18 ml of a 6% aqueous solution of polyvinylpyrrolidone and a metal powder whose composition is that of the example 1 metal powder used, formed.

Die aus Metallpulver und Binder nach intensiver Rührung hergestellte Suspension wurde mittels Druckluft verdüst und beidseitig auf den Substratkern aufgesprüht. Die Oberflächenbeschichtung wies eine Dicke von 150 μm auf. Nach einer Trocknung über einen Zeitraum von ca. 1 min hat die Schicht eine ausreichend große Grünfestigkeit, so dass die gestufte Wärmebehandlung analog zum Beispiel 1 durchgeführt werden konnte.The made of metal powder and binder after intensive stirring suspension was atomized by means of compressed air and sprayed on both sides of the substrate core. The surface coating had a thickness of 150 μm on. After drying over a period of about 1 min, the layer has a sufficiently large green strength, so that the graded heat treatment carried out analogously to Example 1 could be.

Das fertige Bauteil bestand aus einer Nickel-Basislegierung, deren Legierungszusammensetzung an der Oberfläche in etwa der Legierungszusammensetzung des eingesetzten Metallpulvers entsprach. Es war an Luft bei Temperaturen bis zu 1000 °C oxidationsbeständig. Die Festigkeit, Kriechbeständigkeit und Zä higkeit waren gegenüber dem Substratkern aus reinem Nickel erhöht.The finished component consisted of a nickel-based alloy whose alloy composition on the surface in about the alloy composition of the metal powder used corresponded. It was resistant to oxidation in air at temperatures up to 1000 ° C. The Strength, creep resistance and toughness were opposite the substrate core of pure nickel increases.

Claims (18)

Verfahren zur Herstellung von Bauteilen mit einer Nickel-Basislegierung, bei dem auf einen Substratkern aus Nickel oder einer Nickel-Basislegierung, in der Nickel mit einem Anteil von mindestens 20 Masse-% enthalten ist, mit einem Binder sowie einem Metallpulver, in dem neben weiteren legierungsbildenden Elementen Nickel mit einem Anteil von mindestens 20 Masse-% enthalten ist, eine Oberflächenbeschichtung aufgebracht und der beschichtete Substratkern einer gestuften Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei zuerst der Binder ausgetrieben und nachfolgend eine Sinterung des Metallpulvers durchgeführt wird, bei der eine Auflegierung eines Nickelsubstratkerns und/oder eine feste aus einer Nickelbasislegierung gebildeten Oberflächenbeschichtung ausgebildet wird.Process for the production of components with a Nickel-based alloy, in which on a substrate core of nickel or a nickel-based alloy containing nickel with a share of containing at least 20% by mass, with a binder as well a metal powder in which, among other alloying elements Nickel is contained in a proportion of at least 20% by mass, a surface coating upset and the coated substrate core of a stepped heat treatment is subjected, wherein first the binder is expelled and subsequently a sintering of the metal powder is performed, in which an alloy a nickel substrate core and / or a nickel base alloy solid surface coating is trained. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallpulver, in dem der Anteil von Nickel kleiner als der Anteil an Nickel in einem aus einer Nickel-Basislegierung gebildeten Substratkern ist, verwendet wird.Method according to claim 1, characterized in that that a metal powder in which the proportion of nickel is less than the proportion of nickel in a formed from a nickel-based alloy Substrate core is used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallpulver, in dem ne ben Nickel auch Kohlenstoff, Chrom, Molybdän, Eisen, Kobalt, Niob, Titan, Aluminium, Bor, Zirkon, Mangan, Silizium und/oder Lanthan enthalten ist/sind, verwendet wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that a metal powder in which ne ben nickel also carbon, chromium, Molybdenum, Iron, cobalt, niobium, titanium, aluminum, boron, zirconium, manganese, silicon and / or lanthanum is / are used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein offenporiger Schaumkörper, als Substratkern verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an open-pore foam body is used as the substrate core. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkörper mit einer aus Binder und Metallpulver gebildeten Suspension/Dispersion beschichtet und nachfolgend die gestufte Wärmebehandlung durchgeführt wird.Method according to claim 4, characterized in that that the foam body with a suspension / dispersion formed from binder and metal powder coated and then the stepped heat treatment is performed. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der beschichtete Schaumkörper zur Entfernung der Suspension/Dispersion aus Poren des Schaumkörpers gepresst wird.Method according to claim 5, characterized in that that the coated foam body pressed to remove the suspension / dispersion of pores of the foam body becomes. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkörper mit Binder beschichtet, der beschichtete Schaumkörper zur Entfernung von Binder aus Poren des Schaumkörpers gepresst, auf den mit Binder benetzten Schaumkörper Metallpulver aufgebracht und nachfolgend die gestufte Wärmebehandlung durchgeführt wird.Method according to claim 4, characterized in that that the foam body coated with binder, the coated foam body to remove binder from pores of the foam body Pressed, applied to the wetted with binder foam body metal powder and subsequently the graded heat treatment carried out becomes. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim und/oder nach dem Aufbringen des Metallpulvers, der Schaumkörper in Vibration versetzt wird.Method according to claim 7, characterized in that that during and / or after the application of the metal powder, the foam body in Vibration is shifted. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der beschichtete Substratkern oder Schaumkörper vor der Wärmebehandlung verformt wird.Method according to one of claims 4 to 8, characterized that the coated substrate core or foam body before the heat treatment is deformed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche mindestens eines Substratkernes mit einer aus Binder und Metallpulver gebildeten Suspension/Dispersion beschichtet, die beschichteten Oberfläche in berührenden Kontakt mit einer Oberfläche mindestens eines zweiten Substratkernes gebracht und mittels der Wärmebehandlung eine stoffschlüssige Verbindung der Substratkerne hergestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a surface at least one substrate core with a binder and metal powder coated suspension / dispersion coated, the coated surface in touching Contact with a surface at least a second substrate core brought and by means of the heat treatment a cohesive Connection of the substrate cores is produced. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auch die jeweilige Oberfläche des zweiten oder eines weiteren Substratkernes mit Binder und Metallpulver beschichtet wird.Method according to claim 7, characterized in that that also the respective surface the second or another substrate core with binder and metal powder is coated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrfache Beschichtung auf Oberflächen von Substratkernen durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a multiple coating on surfaces of Substrate cores performed becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche eines Substratkernes in unterschiedlicher Form beschichtet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that areas of a substrate core in different Form are coated. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit Suspensionen/Dispersionen unterschiedlicher Konsistenz und/oder Schichtdicke durchgeführt wird.Method according to claim 9 or 10, characterized that the coating with suspensions / dispersions of different Consistency and / or layer thickness is performed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pulvergemisch mit Nickel- und Pulver weiterer legierungsbildender Elemente, die einer Hochenergievermahlung unterzogen worden sind, verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a powder mixture with nickel and powder more alloying elements subjected to high energy milling have been used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterung bei Temperaturen oberhalb 1000°C und in einer reduzierenden oder inerten Atmosphäre durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sintering at temperatures above 1000 ° C and in a reducing or inert atmosphere is performed. Bauteil hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der Oberfläche eine gradierte Legierungszusammensetzung ausgebildet – ist.Component produced by a method according to one of claims 1 to 16, characterized in that starting from the surface a graded alloy composition is formed - is. Bauteil hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in einem Fügebereich einer stoffschlüssigen Verbindung eine gradierte Legierungszusammensetzung ausgebildet ist.Component produced by a method according to a the claims 1 to 16, characterized in that at least in a joint area a cohesive Compound formed a graded alloy composition is.
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