DE1758869B1 - USE OF A NICKEL-CONTAINING MIXTURE FOR THE PRODUCTION OF WEAR-RESISTANT COATINGS ON METALS, IN PARTICULAR ON IRON AND STEEL - Google Patents
USE OF A NICKEL-CONTAINING MIXTURE FOR THE PRODUCTION OF WEAR-RESISTANT COATINGS ON METALS, IN PARTICULAR ON IRON AND STEELInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer nickelhaltigen Mischung zur Herstellung von verschleißfesten Überzügen auf Metallen, insbesondere auf Eisen und Stahl.The invention relates to the use of a nickel-containing Mixture for the production of wear-resistant coatings on metals, in particular on iron and steel.
Ein hauptsächliches Ziel der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Mischung aufzufinden, die für die Verstählung geeignet ist, um dadurch die Nachteile und Unzulänglichkeiten der zu diesem Zweck herkömmlichen Mischungen zu vermeiden. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Mischung zu verwenden, die dazu geeignet ist, hochwirksame, abriebfeste Stoffe auf Metalle bei einer Temperatur von höchstens 1149'C und vorzugsweise von 1107 ± 41'C haftend aufzubringen. Obwohl es bereits bekannt ist, die Schmelztemperatur legierter Metalle durch Variierung der Mengenanteile und Arten der einzelnen metallischen Bestandteile zu variieren, begegnet man doch bei der Suche nach einer solchen Mischung zum Verstählen mit der gewünschten Schmelztemperatur in einem Ofen mit einer Atmosphäre, die ungefähr in der Gegend von 9 bis 110;'0 oxydierendem CO.., liegt, viel komplexeren Problemen als beim Auffinden einer gewöhnlichen Legierung. Beispielsweise ist es von entscheidender Bedeutung, daß auf Grund der hohen Kosten der Carbid-Komponente das zum haftenden Aufbringen benutzte Material bereits sehr zäh und widerstandsfähig ist, um dadurch die Carbide bei der Abriebfestigkeitwirkwm zu unterstützen. Es ist ferner sehr wichtig, daß der erhaltene Überzug hoch abriebfest, abblätterungsbeständig, genügend duktil und nicht der Bildung von Brüchen oder Rissen unterworfen ist und keine Poren und Oberflächenunregelmäßigkeiten aufweist. Es ist auch wichtig, daß die Überzugsmischung in einer gleichmäßigen Schicht über jede gewünschte Oberfläche eines bestimmten, zu beschichtenden Gegenstandes und in einer entsprechend der Forderung nach Abriebschutz variierenden Dicke in einfacher Weise aufgebracht werden kann. Darüber hinaus muß die Masse so beschaffen sein, daß sie ohne weiteres von ungeschultem Personal hergestellt werden kann und mit einem Minimum an Einrichtungen auf die zu überziehenden Gegenstände aufgebracht werden kann. Schließlich müssen die Gesamtbetriebskosten, die die Kosten der Ausgangsstoffe, die Ofenkosten sowie die Betriebskosten und die beim Zusammenmischen der Masse anfallenden Kosten und diejenigen der Auftragsvorrichtung enthalten, so niedrig wie möglich sein. Die Natur der Grundmasse stellt einen Hauptfaktor für die Kosten jeder einzelnen Teilschritte dar.A primary object of the invention is to provide an improved Finding a mixture that is suitable for the steeling, thereby eliminating the disadvantages and to avoid the inadequacies of conventional mixtures for this purpose. It is a further object of the invention to use a mixture suitable for this is, highly effective, abrasion-resistant substances on metals at a temperature of at most 1149'C and preferably 1107 ± 41'C to be applied adhesive. Though it already is known, the melting temperature of alloyed metals by varying the proportions and to vary the types of the individual metallic components, one encounters in the search for such a mixture for steeling with the desired melting temperature in an oven with an atmosphere roughly in the region of 9 to 110; '0 oxidizing CO .., poses much more complex problems than finding an ordinary one Alloy. For example, it is of crucial importance that due to the the high cost of the carbide component, the material used for the adhesive application is already very tough and resistant, thereby reducing the carbides' abrasion resistance to support. It is also very important that the coating obtained is highly abrasion-resistant, Resistant to peeling, sufficiently ductile and not subject to the formation of cracks or cracks is subject and has no pores and surface irregularities. It is also important that the coating mixture is in an even layer over each desired surface of a specific object to be coated and in one according to the requirement for abrasion protection varying thickness in a simple manner can be applied. In addition, the mass must be such that it can be readily made by untrained personnel and with a minimum can be applied to equipment on the objects to be coated. In the end must be the total cost of ownership, the cost of raw materials, the furnace cost as well as the operating costs and the costs incurred in mixing the mass together and those of the applicator included, be as low as possible. the The nature of the matrix is a major factor in the cost of each sub-step represent.
Die vorstehend genannten sowie weitere erwünschten Eigenschaften sind in einem beträchtlichen Ausmaß der niederschmelzenden, erfindungsgemäß verwendeten Mischung eigen, die zur Verwendung mit einer breiten Vielzahl von abrieb- und scheuerfesten Materialien geeignet ist. Ferner kann diese Mischung in einer einzigen Legierungsstufe hergestellt werden, worauf die daraus hergestellten Roheisenstücke zu dem gewünschten Feinheitsgrad zermahlen werden.The foregoing as well as other desirable properties are to a considerable extent that of the low melting point used in accordance with the invention Mixture peculiar to use with a wide variety of abrasion and scuff resistant Materials is suitable. Furthermore, this mixture can be used in a single alloying stage are made, whereupon the pieces of pig iron made from it to the desired Degree of fineness.
Sodann kann die Masse mit dem gewählten Flußmittel und den gemahlenen Carbiden mit besonders hoher Härte, Zähigkeit und Abriebfestigkeit vermengt werden.Then the mass with the selected flux and the ground Carbides with particularly high hardness, toughness and abrasion resistance are mixed together.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung einer Mischung, bestehend aus 1 bis 8 0/, Kobalt, 15 bis 30 0/, Ferrochrom, das aus 65 bis 68 0/, Chrom, Rest Eisen und herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht, 1 bis 8 0;', Ferromangan, das aus 74 bis 76% Mangan, Rest Eisen und herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht, 0 bis 50/, Ferromolybdän, das aus 50 bis 75 0;', Molybdän, Rest Eisen und herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht, 0 bis 3% Ferrobor, das aus 16 bis 200/, Bor, Rest Eisen und herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht, 6 bis 1501, Ferrosilicium, das aus 83 bis 880/, Silicium, Rest Eisen und herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht, 0 bis 3 % Kupfer, und 40 bis 60 % Nickel, die erschmolzen, zu Barren vergossen, auf eine Korngröße von maximal 0,25 mm vermahlen und mit 0 bis 800/, körnigen Primärcarbiden vermischt worden ist, zur Herstellung von verschleißfesten Überzügen auf Metallen, insbesondere auf Eisen und Stahl.The present invention therefore relates to the use of a mixture consisting of 1 to 8 0 /, cobalt, 15 to 30 0 /, ferrochrome, which consists of 65 to 68 0 /, chromium, the remainder iron and impurities from the production process, 1 to 8 0 ; ', Ferromanganese, which consists of 74 to 76% manganese, the remainder iron and production-related impurities, 0 to 50 /, ferromolybdenum, which consists of 50 to 75%;', molybdenum, the remainder iron and production-related impurities, 0 to 3% ferroboron , which consists of 16 to 200 /, boron, remainder iron and manufacturing-related impurities, 6 to 1501, ferrosilicon, which consists of 83 to 880 /, silicon, remainder iron and manufacturing-related impurities, 0 to 3% copper, and 40 to 60% Nickel that has been melted, cast into bars, ground to a maximum grain size of 0.25 mm and mixed with 0 to 800 /, granular primary carbides for the production of wear-resistant coatings on metals, especially iron and steel.
Die stoffliche Zusammensetzung der erfindungsgemäß verwendeten Legierungen ist zwar beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 748 197 bekannt, doch enthält diese Druckschrift keine Hinweise auf die erfindungsgemäß erfolgende Verwendung.The material composition of the alloys used according to the invention is known, for example, from German patent specification 748 197, but this publication does not contain any references to the use according to the invention.
Die erfindungsgemäß verwendete Grundmasse, die auf Eisen und Stahl
in sehr zufriedenstellender Weise
Es ist herauszustellen, daß zwei der Bestandteile Ferromolybdän, Ferrobor und/oder Kupfer bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Bindelegierung weggelassen werden können. Es hat sich jedoch als zweckmäßig herausgestellt, einen beträchtlichen Anteil zweier der genannten drei Bestandteile innerhalb des obengenannten Bereiches vorzusehen.It should be noted that two of the constituents, ferro-molybdenum, ferroboron and / or copper is omitted in the production of the binder alloy according to the invention can be. However, it has been found to be useful, a considerable amount Proportion of two of the three components mentioned within the above-mentioned range to be provided.
Ferromolybdän verhindert das Abblättern und verbessert die Zähigkeit und die schlagbeständigen Eigenschaften des Überzugs. Ferrobor verstärkt die Härte und Zähigkeit, ergibt ein feineres Korn und trägt zu den entoxydierenden Eigenschaften der Legierung bei. Kupfer zusammen mit dem Ferromangan trägt beträchtlich zu einer Erniedrigung der eutektischen Temperatur der Legierung bei. Die Anwesenheit von Kupfer wirkt sich günstig auf die Duktilität der Legierung aus, beeinfiußt jedoch nachteilig die abriebfesten Eigenschaften.Ferromolybdenum prevents flaking and improves toughness and the impact resistant properties of the coating. Ferroboron increases the hardness and toughness, gives a finer grain and contributes to the deoxidizing properties the alloy. Copper along with the ferromanganese contributes considerably to one Lowering the eutectic temperature of the alloy. The presence of Copper has a beneficial effect on the ductility of the alloy, but it does affect it disadvantageous the abrasion-resistant properties.
Die auf diese Weise hergestellte Grundmasse kann nun mit einem oder mehreren der Carbide, des Wolframs, des Bors, des _Molybdäns und des Titans vermischt werden. Der prozentuale Anteil der Carbide variiert, bezogen auf das Gewicht, von 0 bis 800/0, je nach dem beabsichtigten Endverwendungszweck und den besonderen Eigenschaften, die in dem fertigen Verstählungsüberzug gewünscht werden. Beispielsweise würde eine Grundmasse mit 200/0 Carbid, 80 Gewichtsprozent Grundstoffe mit Ausnahme des Flußmittels enthalten. Naturgemäß sind, je höher der prozentuale Anteil der Carbide ist, desto größer die Abriebbeständigkeit und aber auch die Kosten. Es ist bei einer Temperatur von 1107 #- 41'C in einer Ofenatmosphäre mit 9 bis 110/0 oxydierendem C02 haftend aufgetragen werden kann, enthält die folgenden Bestandteile daher unzweckmäßig, mehr als 10 Gewichtsprozent Borcarbid einzusetzen, und zwar zum größten Teil auf Grund seines sehr niedrigen spezifischen Gewichts und seines großen Volumens. Alle weiteren Carbide sind jedoch relativ schwer.The base mass produced in this way can now with an or mixed several of the carbides, tungsten, boron, molybdenum and titanium will. The percentage of carbides varies by weight from 0 to 800/0, depending on the intended end use and specific properties, which are desired in the finished steel coating. For example, a Base material with 200/0 carbide, 80 percent by weight base materials with the exception of the flux contain. Naturally, the higher the percentage of carbides, the more greater the abrasion resistance and also the cost. It's at a temperature Adhering from 1107 # - 41'C in an oven atmosphere with 9 to 110/0 oxidizing CO 2 can be applied, therefore contains the following ingredients inexpediently, use more than 10 percent by weight boron carbide, for the most part Because of its very low specific weight and its large volume. All however, other carbides are relatively heavy.
Ein weiterer wichtiger Bestandteil, der gewünschtenfalls zusammen
mit dem Carbid zugegeben werden kann, ist ein geeignetes Flußmittel. Im allgemeinen
ist eine Vielzahl bekannter Flußmittel mit bestimmten erwähnenswerten Ausnahmen
zufriedenstellend. Beispielsweise stellt man bei bestimmten Carbiden, besonders
bei Wolframcarbid, nicht selten fest, daß dieser bestimmte Verunreinigungen enthält,
die beim Vermischen mit bestimmten Flußmitteln eine übermäßige und zu vermeidende
Bildung von Leerstellen oder Gastaschen zur Folge hat. Dieses Problem kann durch
Verwendung eines Flußmittels der nachstehenden Zusammensetzung vermieden werden.
Das Natriumsilikat kann aus dem Flußmittel herausgelassen werden und den trockenen Materialien zusammen mit einer notwendigen Wassermenge zugemischt werden, wobei eine Verstählungsmasse erhalten wird, die eine dicke, cremige Konsistenz, die sich zur Handhabung, Aufbringung und Haftung auf dem mit der gewünschten Dicke zu beschichtenden Gegenstand als sehr gut geeignet erwiesen hat, erhalten wird. Die besten Ergebnisse werden jedoch dann erhalten, wenn das Natriumsilikat zunächst mit dem Flußmittel vermischt wird. In diesem Fall ist es lediglich notwendig, eine geeignete Menge Wasser zuzusetzen, um die erforderliche cremige Mischung der endgültigen Verstählungsmasse zu erhalten. Wenn der besondere Wolframcarbid nicht, wie vorstehend beschrieben, zu porös ist, dann sind die bekannten Flußmischungen völlig zufriedenstellend.The sodium silicate can be left out of the flux and mixed with the dry materials together with a necessary amount of water being obtained, a steeling compound is obtained which has a thick, creamy consistency, which is used for handling, application and adhesion on the one with the desired thickness object to be coated has proven to be very suitable, is obtained. However, the best results are obtained when using the sodium silicate first is mixed with the flux. In this case it is only necessary to have a Add appropriate amount of water to get the required creamy mixture of the final Vandalism to obtain. When the special tungsten carbide is not too porous, as described above, then the known flow mixtures are completely satisfactory.
Die beschriebene Verstählungsmasse, die das Flußmittel und die Carbide enthält, wird zusammengemischt. In diesem Zusammenhang ist herauszustellen, daß 2 Teile flüssiges Natriumsilikat mit 100 Teilen Wasser vermischt werden sollen, worauf das erhaltene flüssige Medium zur Vermischung mit den trockenen Materialien eingesetzt werden kann, um diese frei fließend und aneinanderhaftend zu machen. Die Anwesenheit des Natriumsilikats hat sich als äußerst günstig herausgestellt, die eingefangene Luft zu eliminieren und das cremige Gemisch zu stabilisieren. Obwohl die theoretischen Hintergründe dieser Vorteile derzeit noch nicht vollständig geklärt sind, ist doch anzunehmen, daß bestimmte Mengen von Luft dazu neigen, während des Vermischens, der Rührung und der Zirkulierung in den Leerstellen und in den sich durch die Oberfläche der Teilchen der Bestandteile erstreckenden mikroskopischen Taschen eingefangen zu werden. Die Anwesenheit von solcher eingefangener Luft ist höchst unerwünscht, wobei man annimmt, daß sie auf Grund ihrer oxydierenden Eigenschaften eine der Gründe für ein schlechtes und unzurei--hend-.s Schmelzen darstellt. Eine solche Oxydation stört die Verbindungsoperation und führt zu einem unvollkommenen, schwachen und nicht ausreichenden Fertigprodukt. Ungeachtet der wirklichen Erklärung ist es bekannt, daß die Gegenwart einer kleinen Natriumsilikatmenge ein weitaus zufriedenstellenderes, gleichmäßigeres und besseres Verstählungsprodukt liefert.The steeling compound described, the flux and the carbides contains is mixed together. In this context it should be emphasized that 2 parts of liquid sodium silicate are to be mixed with 100 parts of water, whereupon the resulting liquid medium for mixing with the dry materials can be used to make these free flowing and adherent to each other. The presence of the sodium silicate has been found to be extremely beneficial, eliminate the trapped air and stabilize the creamy mixture. Even though the theoretical background of these advantages has not yet been fully clarified it can be assumed that certain amounts of air tend to move during the Mixing, stirring and circulation in the gaps and in the oneself microscopic extending through the surface of the constituent particles Bags to be caught. The presence of such trapped air is there highly undesirable, believed to be due to their oxidizing properties one of the reasons for bad and insufficient melting. One such oxidation disturbs the joining operation and leads to an imperfect, weak and insufficient finished product. Regardless of the real explanation it is known that the presence of a small amount of sodium silicate has a far greater impact provides a more satisfactory, uniform, and better steeling product.
Nach dem Aufbringen in der gewünschten Dicke des Überzugs, die gewöhnlich von 0,13 bis 6,35 mm (0,005 bis 0,125 in.) variiert, wird der beschichtete Gegenstand in einem Temperaturbereich von 38 bis 149°C getrocknet. Nach der Entfernung des Wassers besitzt der getrocknete Überzug eine genügende Dauerhaftigkeit, um einer normalen vorsichtigen Handhabung zu widerstehen. Das beschichtete Teil wird dann in einem gasbeheizten Ofen die erforderliche Zeit auf 1107--'41'C erhitzt, was in einer vorgewählten, sorgfältig kontrollierten Atmosphäre geschieht.After applying in the desired thickness of the coating, which is usually varies from 0.13 to 6.35 mm (0.005 to 0.125 in.), the coated article will dried in a temperature range of 38 to 149 ° C. After removing the Water, the dried coating has sufficient durability to withstand normal careful handling. The coated part is then heated in a gas-fired oven to 1107 - '41'C for the required time, which in happens in a selected, carefully controlled atmosphere.
Die Verbindung erfolgt in einem gasbeheizten Ofen bei 1066 bis 1149°C. Dieser wird so reguliert und kontrolliert, daß die innere Ofenatmosphäre 9 bis 110/, oxydierendes C02, vorzugsweise etwa 100/, CO." enthält.The connection takes place in a gas-heated oven at 1066 to 1149 ° C. This is regulated and controlled in such a way that the inner furnace atmosphere contains 9 to 110 /, oxidizing CO 2, preferably about 100 /, CO. "
Die hierin beschriebene Grundmasse besitzt naturgemäß eine wesentlich niedrigere Schmelztemperatur als die bisher zur Verwendung für die Verbindung von Carbiden und für das Verstählen von Metallen vorgeschlagenen Massen. Die tatsächlichen Ofentemperaturen können wesentlich höher sein als die Schmalztemperaturen der Grundlegierung.The matrix described herein naturally has an essential one lower melting temperature than previously used for joining Carbides and masses proposed for steeling metals. The actual Furnace temperatures can be significantly higher than the melting temperatures of the base alloy.
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DE19681758869 DE1758869B1 (en) | 1968-08-26 | 1968-08-26 | USE OF A NICKEL-CONTAINING MIXTURE FOR THE PRODUCTION OF WEAR-RESISTANT COATINGS ON METALS, IN PARTICULAR ON IRON AND STEEL |
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DE (1) | DE1758869B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0223135A1 (en) * | 1985-11-05 | 1987-05-27 | The Perkin-Elmer Corporation | Corrosion resistant self-fluxing alloys for thermal spraying |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE478197C (en) * | 1926-06-09 | 1929-06-19 | Georg Spiess | Device for folding sheets |
-
1968
- 1968-08-26 DE DE19681758869 patent/DE1758869B1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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