DE1483187C - Verwendung einer Nickel Bor Legierung - Google Patents

Description

Nickel-Borlegierungen mit einem Zusammensetzungsbereich von 0,1 bis 1,0% C, 1 bis 6% Si, 5 bis 30% Cr, 1 bis 10% B, Rest Ni finden als verschleißfeste und korrosionsbeständige Legierungen Anwendung. Wegen ihres hohen Gehaltes an Si und B zeichnen sich diese Legierungen durch niedrige Schmelzpunkte aus. Sie eignen sich daher besonders als Auf-Schweißwerkstoffe und als Pulver zum Aufspritzen dünner verschleißfester und korrosionsbeständiger Schichten. Die Nickel-Bor-Legierungen lassen sich durch Gasschmelz- und durch WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißung)" auftragen. Das Aufbringen dünner Schichten kann nach dem Flamm- wie auch nach dem Plasmaspritzverfahren vorgenommen werden. Die gespritzten Teile müssen anschließend auf ca. 1050° C erwärmt werden, damit die zunächst poröse Spritzschicht zusammensintert und mit dem Grundmaterial durch Bildung einer Diffusionslegierung fest verbunden wird.

Wegen der starken Neigung zum Ablaufen und Abtropfen beim Aufschmelzen der aufgespritzten Schichten wurde schon vorgeschlagen, anstatt eines bestimmten Legierungspulvers Metallpulvermischungen zum Spritzschweißen zu verwenden (deutsche Patentschrift 1,151,160). Dabei soll stets eine der Mischungskomponenten (Legierung A) eine vorzugsweise borhaltige und mindestens 30% Nickel enthaltende sogenannte »selbstflieÖende« Legierung sein, während die andere Legierung (Legierung B) eine solche Zusammensetzung aufweisen soll, daß sie mit dem Legierungspulver A unterhalb der oberen Grenze des Schmelzbereiches der Legierung aus A und B legierbar ist. Gemäß einer speziellen Ausführungsform ist auch die zweite Pulverkomponente B eine selbstfließende Legierung mit 1 bis 6% B, 1 bis 6% Si, 3 bis 8% Cu, 3 bis 10% Mo, 0 bis 1,5% C, 0 bis 10% Fe, 0 bis 20% Cr, Rest Ni, wobei das Kriterium bei der Wahl einer bestimmten Zusammensetzung vor allem darin besteht, daß die Zusammenfließtemperaturen der Legierungen A und B mindestens 28° C auseinanderliegen.

Ähnliche »lelbstfließende« Legierungen des Nickel- Bor-Typ· (mit 1 bis 6% B und zumindest 30%, vor zugsweise mehr als 40% Ni) sind auch in der briti schen Patentschrift 867,455 angegeben, und zwar als Matrixlegierung für Spritzschweiß-Auftragungen von einen hohen Ksrbidanteil aufweisenden Schichten. Es wird im besonderen eine Mischung vorgeschlagen, die 40 bis 90 Gewichtsprozent Wolfram-, Tantal-, Titan-, Chrom-, Bor-, Vanadium bzw. Zirkoniumkarbid enthält, wobei das Pulver der Matrixlegierung den Rest ausmacht.

Ist danach die Anwendung von Spritzschweißlegierungen innerhalb des Legierungsgebietes mit 1 bis 6% B, 1 bis 6% Si, 0 bis 8% Cu^ 0 bis 10% Mo, 0 bis 20% Cr, 0 bis 1% C, ;und 0 bis 5% Fe, Rest Ni in Form der erwähnten Pulvermischungen, bei denen Korrosionsprobleme völlig im Hintergrund stehen, an sich bekannt, so befaßt sich die vorliegende Erfindung mit der. Verwendung einer bestimmten solchen Legierung für Zwecke, bei denen es zudem auf die Beständigkeit des aufgetragenen Werkstoffes gegenüber starken Säuren ankommt. Bei stärkerer Säurebeanspruchung genügt nämlich die Korrosionsbeständigkeit der bisher üblichen Nickel-Bor-Legierungen nicht, da hier ein selektiver Angriff auf die Matrix erfolgt. Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß ein bestimmter Zusatz von Kupfer und/oder Molybdän die- Korrosionsbeständigkeit gegenüber—Starken Säuren, insbesondere gegenüber Schwefelsäure, wesentlich verbessert. "",·.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung einer zum Auftragschweißen oder Aufspritzen nach dem Flamnv bzw. Plasmaspritzverfahren geeigneten Legierung, bestehend aus 0,06 bis 0,6%, vorzugsweise 0,2 bis 0,5%, Kohlenstoff, 3 bis 5% Silizium, maximal 0,3%, vorzugsweise maximal 0,2% Mangan, 11 bis 26%, vorzugsweise 12 bis 15%, Chrom, 0,8 bis 4,5%, vorzugsweise 1,4 bis "1,8%, Kupfer und/oder 1,5 bis 3,5% Molybdän, 1 bis 5%, vorzugsweise 2 bis 4%, Bor, 0 bis 7%, vorzugsweise maximal 5%, Eisen, Rest Nickel als Werkstoff, der nach dem Auftragschweißen oder Aufspritzen gegen starke Säuren beständig sein muß.

Die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit soll an einigen Beispielen gezeigt werden.

Beispiel 1: Der Gewichtsverlust einer molybdän- und kupferfreien Nickel-Borlegierung mit 0,45% C, 4,6% Si, 0,03% Mn, 15,5% Cr, 3,5% B, Rest Nickel in siedender 10%iger Salzsäure beträgt 460 g/nA. Werden dieser Legierung 3,17%Mo zugesetzt, so nimmt der Gewichtsverlust in siedender 10%iger Salzsäure auf 330 %/m\ ab.

Beispiel 2: Werden der in Beispiel 1 angeführten. ■ molybdän- und kupferfreien Legierung 3,8% Cu zugesetzt, so ergibt sich ein Gewichtsverlust in siedender 10%iger HCl von 17OgM²Ii.

Beispiel 3: Die in Beispiel 1 genannte molybdän- und kupferfreie Legierung zeigt in 20%iger siedender Schwefelsäure einen Gewichtsverlust von 115g/m²h. Werden dieser Legierung 1,6% Cu zugesetzt, geht der Gewichtsverlust auf 6,7 g/m^ zurück.

Wie sich aus den Beispielen ergibt, ist die Korrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Legierungen erheblich größer als die der bekannten Nickel-Borlegierungen. Die gemäß der Erfindung zu verwendenden Legierungen lassen sich mittels der Gasschmelz- oder der Lichtbogenschweißung auftragen und eignen sich daher besonders als Aufschweißwerkstoffe bzw. als Pulver zum Aufspritzen dünner, verschleißfester und gegenüber der Einwirkung starker Säuren beständiger Schichten. Das Aufspritzen kann dabei nach dem Flamm- oder dem Plasmaspritzverfahren vorgenommen werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung einer zum Auftragschweißen oder Aufspritzen nach dem Flamm- bzw. Plasmaspritzverfahren geeigneten Legierung, bestehend aus 0,06 bis 0,6%, vorzugsweise 0,2 bis 0,5%, Kohlenstoff, 3 bis 5% Silizium, maximal 0,3%, vorzugsweise maximal 0,2%, Mangan,' 11 bis 26%, vorzugsweise 12 bis 15%, Chrom, 0,8 bis 4,5%, vorzugsweise 1,4 bis 1,8%, Kupfer und/oder 1,5 bis 3,5% Molybdän, 1 bis 5%, vorzugsweise 2 bis 4%, Bor, Ö bis 7%, vorzugsweise maximal 5%, Eisen, Rest Nickel als Werkstoff, der nach dem Auftragsschweißen oder Aufspritzen gegen starke Säuren beständig sein muß. π