DE1558880A1 - Metall-Legierungspulver - Google Patents

Metall-Legierungspulver

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DE1558880A1 DE1967E0034794 DEE0034794A DE1558880A1 DE 1558880 A1 DE1558880 A1 DE 1558880A1 DE 1967E0034794 DE1967E0034794 DE 1967E0034794 DE E0034794 A DEE0034794 A DE E0034794A DE 1558880 A1 DE1558880 A1 DE 1558880A1
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Description

Ina W PAAP 8 MÖNCHEN 22, 19, September 196? Dipl.-!ng. H. MITSCHERLICH Won: (obu)29 6684 /Ne
Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN PATENTANWÄLTE
EUTEOTIO WELDING ALLOYS CORPORATION
40-40 172-nd Street,
Flushing, N.Y. /J. St,A,
Patentanmeldung
Metall-Legierungspulver
Die Erfindung betrifft Metallpulver im allgemeinen und im besonderen eine verbesserte Zusammensetzung von bekannten Metallpulversystemen auf Nickel-, Eisen-, Kupfer- und Kobaltbasis.
Bisher war es beim Schweissen unter Verwendung von Metallpulvern bekannt, dass bei den verschiedenen Soliweissverfahren wie Flammenspritzenj Flammenspritzen mit Bildung eines Schmelzflusses, Ablagerung im Plasmastrahl u. dgl. diese Pulver eine merkliche. Abweichung in den wesentlichen Eigenschaften der Oberflächenbsnetzbarkeit, Ablagerungswirkung, Fliessfähiglceit und Schweissbarkeit bei den verschiedenen Bssismetallen zeigen. Diese Abweichungen bestehen nicht nur bei den verschiedenen Schweissverfahren, sondern es bestehen auch' Unterschiede zwischen den einzelnen fietallkompoeitionen. Bs ißt daher bei den verschiedenen Schwelssverfahren unter Verwendung von Pulvern als Hilfemittel sehr erwüneoht, die Brauohbarfceit der/beim
BAD ORIGINAL
009819/0723
Sehweissen verwendeten Legierungspulver zu verbessern. Es ist auch erwünscht, eine weitestmögliehe Gleichförmigkeit der Verwendungseigenschaften der verschiedenen Legierungspulversysteine bei den verschiedenen Schweissverfahren zu erreichen.
Hauptziel der Erfindung ist, die im vorhergehenden "beschriebene Technik durch Bildung eines verbesserten Metallpulversystems mit hoher Ablagerungswirkung beim Schweissen zu vervollkommenen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist, die Brauchbarkeit einer Reihe von Metallpulvern zur Verwendung beim Schweissen im allgemeinen und bei verschiedenen Schweissverfahren unter Verwendung von Pulvern zu verbessern.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Fliessbarkeit des beim Schweissen gebildeten Schmelzflusses bei Verfahren, bei denen Pulver als Schweissmittel benutzt werden
Ein anderes Ziel der Erfindung ist, diese verbesserten Eigenschaften über ein möglichst weites Spektrum von Metallpulvern, die beim Schweiesen verwendet werden, zu erstrecken.
Metallpulverlegierungen, die als Hilfsmittel beim Sohweisaen verwendet werden f fallen unter die folgenden Kategorien:
V " ' . ■ ■
' ■ 009819/0729 w> oboinal
558880
Ήi eke!basis Element G- ewi cht s pr ο ζ en t
Bor
Silicium Chrom
Kohlenstoff Eisen .-' "Nickel (Hauptmenge) Eisenbasis Element O575 1,5,-" 0 - 20 ; Spuren bis 1,2 Spuren bis Ausgleich.
Gewichtsprozent
Molybdän Wolfram Chrom
Kohlenstoff Nickel "'_'-' Silicium .
Bor
Eisen (Hauptmenge) Kobaltbasis ' Element
0-5 0 — 5 ■ 0 - 30 1-4,5 0-50 0 bis 5 0 - 4 Ausgleich
Gewi cht spr ozent
Eicltel
Chrom
Wolfram Kohlenstoff Bor
Kobalt (Hauptmenge) Spuren bis 15 - 35 3 - 20 0,05 0 - 3,5 Ausgleich
-BAD-
Kupferbasis Element Gewichtsprozent
Silicium 0-3
Mangan 0 - 1
Phosphor 0-9
Chrom 0-1
Zinn 0-10
Nickel 0-30
Kupfer Rest
Es wurde gefunden, dass durch Bildung einer Kupferschicht auf der äusseren Oberfläche der Metallpulver der oben genannten legierungskompositionen verbesserte Eigenschaften erzielt werden, wenn die Pulver bei Schweissverfahren wie Flammenspritzen, Schweissen im Plasmastrahl, Flammenspritzen mit Schmelzfluss, verwendet werden. Der Kupferüberzug beträgt 0,0625 bis 10 Gewichtsprozent Kupfer und ist gleichmässig über die Oberfläche des Pulvers verteilt, die eine Masehengrösse von feiner als 30 Maschen besitzen, wobei die Pulvermischung nicht mehr als 15 % Pulverteile enthält, die durch eine 10 Mikron weite Sieböffnung hindurchgehen. Es wurde überraschenderweise gefunden, dass, wenn diese Pulver beim Schweissen abgelagert wurden, die erzielten Ablagerungsleistungen ausserordentlich über die Leistungen gesteigert wurden, die man mit den gleichen Pulvern ohne den Kupferüberzug erreicht.
Nach weiteren Versuchen und Prüfungen wurde gefunden, dass bei Pulvern, des Iiegierungee^Btesa» Kompositionen der .oben ge-
ΟΟ9β1*/Ο?20
BAD ORIGINAL·
nannten Art mit einer Kupfers chi cht an der Oberfläche der Pulverteilchen, wenn sie durch die Plamrne einer Schweissflammenspritzvorrichtung - wie in USA-Patentschrift 3 226 028 gezeigt - oder durch die Hitzezone eines Schweissprozesses geführt werden, sofort den Hitzestoss (input) absorMeren, was die stark leitende feinverteilte Kupferschicht zum Schmelzen bringt. Das Schmelzen des Kupfers, das sich auf der Oberfläche dieser Pulver abspielt, bildet eine geschmolzene haftende Kontaktschicht, die beim Sprühen in Kontakt mit dem Basismetall oder dem Schmelzfluss steht und ein Rückschlagen , ' ■ " des Pmlvers verhindert, was bei allen bekannten Metallpulversystemen vorherrscht und speziell ein Problem bei den hoch schmelzenden Legierungspulvern wie z.B. solchen auf Kobalt- oder Eisenbasis ist= Dies ist auch der Fall bei den Pulvern5 die in den äusseren Hitzezonen der Flamme oder des Hitzemediums bewegt werden. So ist der Ablageeffekt beim Schweissen der mit Kupfer überzogenen PuIverteilchen selbst bei den höher schmelzenden Legierungspulvern verbessert» Biese Pulver haben ohne den Kupferüberzug normalerweise einen geringeren AbIa- . '( gerungseffekt, weil sie eine höhere !Temperatur benötigen, um ; einen plastischenSchmelzfluss auf ihrer Oberfläche zu bilden. I Wenn diese Pulver ebeneοwieandere Pulver auf der Metalle- |
gierungsbaßis durohein"--"Pre.ei'Baiit-te-l-i.ai'gelÄÄert .w«'i4en» prallen sie yon ä,em BöeisMetsll· ®i> *tn& treten nioht in die Sotoelze
ßAD -
— D —
legierungspulver überraschend eine verbesserte Fliessf-ähigkeit und Benetzung der Oberfläche des Basismetails zeigen, was dem Legieren des Kupfers zuzuschreiben ist, das in dem Schmelzfluss beim Sohweissprozess auftritt. Überraschend damit bringt der Kupfergehalt in einigen dieser Legierungssysteme in manchen Fällen einen verbesserten Korrosionswiderstand der Ablagerung.
Eine zusätzliche Fliessbarkeit und Oberflächenbenetzüng der abgelagerten Legierung kann dadurch erhalten werden, dass man auf der Kupferoberflächenschicht oder legiert mit dem Kupfer eine weitere Schicht von Phosphor in einer Menge von 0,004- bis 0,035 Gewichtsprozent aufbringt. Hierbei vereinigt der Phosphor seine charakteristischen Eigenschaften mit denen des legierten Kupfers und erniedrigt beträchtlich den Schmelzpunkt und steigert weiter die Fliessbarkeit und Oberflächennetzbarkeit dieser Legierungen. Ausserdem wird die Fähigkeit dieser Legierungen erhöht, gute gleichmässige Ablagerungen zu entwickeln.
Die Bildung der Kupferschiohten auf den Metall-Legierungspulvern kann nach einem der bekannten Kupfer-MetallisierungB-verfahren erfolgen, ».B. durch Benetzen des Legierungepulvers in einem Bad aue einer Kupfersulfatierung. In gleicher Weise kann der Rioaphorüberaug auf der Kupferaohioht durch Behandeln der mit einer Kupferaohioht überzogenen Pulver in einem Phosphatid gewonnen werden oder in einer trockenen Mischung mit
_ 7 - 15588
Kupferphosphat durch Metallisieren entweder auf chemischen oder elektrochemischen Wege, wobei eine Elektrolyse "bzw* Ab-" lagerung erfolgt..
Ausserdem ist es notwendig, gleichmässige Grundfärbungen bei Mallpulversystemen zu erhalten. Farbskalen haben sich für industrielle Zwecke als nützliche erwiesen5 um Produkte mit besonderen Eigenschaften zu unterscheiden. Auch die Kupfer- und Phosphorschichten auf den Metallpulvern sind geeignet sum unterschiedlichen Färben der Pulver. Diese Färbung kann für die Legierungspulver^uro^rvorheriiestimmte Abtönung im Bereich des GeIb-Rot-Orange-Spektrums gesteuert werden, was von der Dicke der Kupferschicht und dem Phosphorgehalt in den angegebenen Prozentsätzen abhängt.
Weitere Färbungen können bei den Metallpulvern der genannten Art durch Diffusion und schwache Oxydation der Kupfer-Phosphorschichten und/oder Kupfer-Phosphorlegierung erhalten werden. Die schwache Oxydation der Kupfer-Phosphatschichten entwickelt Färbungen im Gold-Purpur-Blau-Grün-Spektrum, was vom zulässigen Oxydationsgrad abhängt. Es wurde gefunden, dass Bereiche von 0,003 bis 1,0 Gewichtsprozent von entwickeltem Kupferoxyd die besten zulässigen Werte bei mit Kupferschichten überzogenen Metallpulver^! ergeben, ebenso Bereiche von O9008 bis 0,02? ©ewichtsprozent an entwickeltem Phosphoroiiyö bei mit Binev Phoephoraussenschioiit überzogenen Metallpulvern, Me Oxydation Ton Kupfer und Phosphor und/cfer ihrer Legierungen kann auf "W&T&ahle&ene Weiae erfolgen, z.B.
8A0 ORiG^OS! 19/ if 2 9
ö -
durch, chemische oder elektrische Umsetzung,durch Eintauchen der Pulver in verschiedene Chemikalien und/oder durch kontrollierte Oxydation in der Atmosphäre.
Auch kann eine weitere Färbung der metallischen Legierungspulver im Gold-Grau-aqua-Spektrum erhalten werden durch weitere Legierung der Kupfers chi cht en mit 0,04 bis 3 Gew.Jfe Gold, 0,04 bis 6 Gew.% Silber und 0,03 bis 5 Gew.# Platin. Die tJberzugsschichten kann man durch chemische Elektrolyse oder Ablagerung erhalten, z.B. durch Einbringen des mit einer Kupferschicht überzogenen Pulvers in eine Salzlösung des betreffenden oben bezeichneten Elements.
Der Fachmann wird verstehen, dass die Gegenstände der Erfindung durch Bildung von verbesserten Legierungspulvern für Schweisszwecke erhalten, mit verbesserter Schweissbarkeit, besserem Oberflächennetzvermögen und besserer FliessfäMgkeit der Schweissabiagerung. Weiterhin wurde ein System zum Färben der metallischen Legierungspulver entwickelt.
Obwohl in Übereinstimmung mit klein Patentgesetz eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung offenbart wurde, ist der Umfang der Erfindung darauf oder dadurch nicht beschränkt.
Patentansprücheι
009819/0729 · Bad original

Claims (4)

  1. Patentansprüche
    1„ Metall-Legierungspulver, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Pulver einer der Gruppen der folgenden Legierungssysteme
    (a) Element Gewichtsprozent BAD OEIGSNAL Bor 0,75 - 5 Silicium 1,5 - 6 Chrom 0-20 Kohlenstoff Spuren bis 1,2 Eisen Spuren bis 6 Nickel (Hauptmenge) Ausgleich oder (b) Element Gewichtsprozent Molybdän 0.-5 Wolfram 0-5 Chrom 0-30 Kohlenstoff 1 - 4,5 Nickel 0 - 50 Silicium 0-5 Bor 0-4 Eisen (Haupbmenge) Ausgleich oder (c) Element Gewichtsprozent Nickel Spuren bis 40 Chrom 15-35 Wolfram 3-20 Kohlenatoff 0,05 - 3
    009819/072 9
    Element Bor
    Kobalt (Hauptmenge) oder
    (d) Element Silicium Mangan Phosphor Chrom Zinn Uickel Kupfer
    Gewichtsprozent 0 - 3,5
    Ausgleich
    G-ewicht s prozent
    0-3 0 - 1 0-9 0-1 0-10 0-30 Ausgleich
    besteht und dass die Legierungspulverteilchen von (a), (b), (c) und (d) mit einer äusseren Schicht von Kupfer ausgebildet sind.
  2. 2. Legierungspulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverteilchen mit einer Oberflächenschicht von Phosphor ausgebildet sind,
  3. 3. LegierungspuTver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferaussenschicht 0,0625 bis 10 Gewichtsprozent beträgt.
  4. 4. Legierungspulver naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dasa die Phosphoroberflächenschicht 0,004 bis 0,035 Gewichtsprozent beträgt.
    BAD
    009819/0729
    5» Legierungspulver nach einem der Ansprüche 1-4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverteilchen eine Grosse besitzen, die feiner als 30 Maschen ist.
    Der Patentanwalt
    BAD
    009819/0729
DE1967E0034794 1966-09-22 1967-09-19 Schweisspulver Granted DE1558880B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US58116866A 1966-09-22 1966-09-22

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