DE1783192C2

DE1783192C2 - Welding powder

Info

Publication number: DE1783192C2
Application number: DE19671783192
Authority: DE
Inventors: George Syosset N Y Yurasko jun (VStA)
Original assignee: Ausscheidung aus 15 58 880 Eutectic Corp, Flushing, N Y (VStA)
Priority date: 1966-09-22
Filing date: 1967-09-19
Publication date: 1977-07-07

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverteilchen einen Kupferüberzug besitzen.characterized in that the powder particles have a copper coating.

2. Schweißpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverteilchen einen weiteren Überzug von Phosphor besitzen.2. welding powder according to claim 1, characterized in that the powder particles a have another coating of phosphorus.

3. Schweißpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupferüberzug 0,0625 bis 10% beträgt.3. welding powder according to claim 1, characterized in that the copper coating 0.0625 to 10%.

4. Schweißpulver nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphorüberzug 0,004 bis 0,035% beträgt.4. welding powder according to claim 2, characterized in that that the phosphorus coating is 0.004 to 0.035%.

5. Schweißpulver nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverteilchen eine Korngröße von 0,5 bis 0,001 mm besitzen. 5. welding powder according to one of claims 1 to 4, characterized in that the powder particles have a grain size of 0.5 to 0.001 mm.

3030th

Die Erfindung betrifft ein Schweißpulver auf Kobaltbasis. The invention relates to a cobalt-based welding powder.

Legierungen zum Auftragschweißen auf Kobaltbasis sind aus der deutschen Auslegeschrift 1219235 bekannt. Außer Kobalt als Basis enthalten sie u. a. Nickel, Chrom, Wolfram und Kohlenstoff; ebenso wie die zum Schweißen dienenden Legierungen der US-Patentschrift 3265494. Es handelt sich dabei um Schweißdraht mit hohem Abriebwiderstand auf Kobaltbasis mit einem Gehalt im wesentlichen von Chrom, Wolfram, Kohlenstoff und Nickel.Alloys for build-up welding based on cobalt are known from German Auslegeschrift 1219235. In addition to cobalt as a base, they contain, among other things, Nickel, chromium, tungsten and carbon; as well as the welding alloys of US Pat. No. 3,265,494. These are Cobalt-based welding wire with high abrasion resistance, essentially containing chromium, Tungsten, carbon and nickel.

Bisher zeigte es sich beim Schweißen unter Verwendung von Metallpulvern, daß bei den verschiedenen Schweißverfahren wie Flammenspritzen, Flammenspritzen mit Bildung eines Schmelzflusses, Ablagerung im Plasmastrahl u. dgl. diese Pulver eine merkliche Abweichung in den wesentlichen Eigenschaften der Oberflächenbenetzbarkeit, Ablageruhgswirkung, Fließfähigkeit und Schweißbarkeit bei den verschiedenen Basismetallen zeigen. Diese Abweichungen bestehen nicht nur bei den verschiedenen Schweißverfahren, sondern es bestehen auch Unterschiede zwischen den einzelnen Meiallkompositionen. Es ist daher bei den verschiedenen Schweißverfahren unter Verwendung von Pulvern als Hilfsmittel sehr erwünscht, die Brauchbarkeit der beim Schweißen verwendeten Legierungspulver zu verbessern.Heretofore, in welding using metal powders, it has been found that various Welding processes such as flame spraying, flame spraying with the formation of a melt flow, deposition in the plasma jet and the like, these powders show a noticeable deviation in the essential properties of the Surface wettability, deposit retention, flowability and weldability among the various Base metals show. These deviations do not only exist in the various welding processes, there are also differences between the individual compositions. It is therefore Very desirable for the various welding processes using powders as an aid, to improve the utility of the alloy powders used in welding.

Ziel der Erfindung ist, die im vorhergehenden beschriebene Technik durch Bildung eines verbesserten Metallpulversystems auf Kobaltbasis mit hoher Ablagerungswirkung beim Schweißen zu vervollkommnen, sowie die Fließbarkeit des beim Schweißen gebildeten Schmelzflusses zu erhöhen.The aim of the invention is that described above Technique by forming an improved cobalt-based metal powder system with high deposition efficiency during welding, as well as the flowability of that formed during welding Increase melt flow.

Gegenstand der Erfindung ist ein Schweißpulver auf Kobaltbasis mitThe invention relates to a cobalt-based welding powder with

Spuren bis 40% Nickel,
15-35% Chrom,Traces of up to 40% nickel,
15-35% chromium,

3-20% Wolfram,
0,05-3% Kohlenstoff,
0-3,5% Bor,
Rest Kobalt,3-20% tungsten,
0.05-3% carbon,
0-3.5% boron,
Remainder cobalt,

welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß die Pulverteilchen einen Kupferüberzug besitzen.which is characterized in that the powder particles have a copper coating.

Durch Bildung einer Kupferschicht auf der äußeren Oberfläche der Metallpulverteilchen werden verbesserte Eigenschaften erzielt, wenn das Pulver bei Schweißverfahren wie Flammenspritzen, Schweißen im Plasmastrahl, Flammenspritzen mit Schmelzfluß, verwendet wird. Der Kupferüberzug beträgt 0,0625 bis 10 Gewichtsprozent Kupfer und ist gleichmäßig über die Oberfläche des Pulverteilchens verteilt, die eine Maschengröße von feiner als 30 Maschen besitzen, wobei die Pulvermischung nicht mehr als 15% Pulverteilchen enthält, die durch eine 10 Mikron weite Sieböffnung hindurchgehen. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß, wenn das Pulver beim Schweißen abgelagert wurde, die erzielten Ablagerungsleistungen außerordentlich über die Leistungen gesteigert wurden, die man mit dem gleichen Pulver ohne den Kupferüberzug erreicht.By forming a copper layer on the outer surface of the metal powder particles are improved Properties achieved when the powder is used in welding processes such as flame spraying, welding in the plasma jet, flame spraying with melt flow is used. The copper plating is from 0.0625 to 10 percent by weight copper and is evenly distributed over the surface of the powder particle, which is a Mesh size of finer than 30 mesh, the powder mixture not having more than 15% powder particles which pass through a 10 micron sieve opening. It was surprising found that when the powder was deposited during welding, the deposition performances achieved extraordinarily higher than the achievements that can be achieved with the same powder without the copper coating achieved.

Nach weiteren Versuchen wurde gefunden, daß bei dem erfindungsgemäßen Pulver die mit einer Kupferschicht an der Oberfläche behafteten Pulverteilchen, wenn sie durch die Flamme einer Schweißflammenspritzvorrichtung - wie in US-Patentschrift 3226028 gezeigt - oder durch die Hitzezone eines Schweißprozesses geführt werden, sofort den Hitzestoß absorbieren, was die stark leitende feinverteilte Kupferschicht zum Schmelzen bringt. Das Schmelzen des Kupfers, das sich auf der Oberfläche des Pulvers abspielt, bildet eine geschmolzene haftende Kontaktschicht, die beim Sprühen in Kontakt mit dem Basismetall oder dem Schmelzfluß steht und ein Rückschlagen des Pulvers verhindert, was bei allen bekannten Metallpulversystemen vorherrscht und speziell ein Problem bei einem hoch schmelzenden Legierungspulver ist. Dies ist auch der Fall bei den Pulvern, die in den äußeren Hitzezonen der Flamme oder des Hitzemediums bewegt werden. So ist der Ablageeffekt beim Schweißen der mit Kupfer überzogenen Pulverteilchen selbst bei den höher schmelzenden Legierungspulvern verbessert Diese Pulver haben ohne den Kupferüberzug normalerweise einen geringeren Ablagerungseffekt, weil sie eine höhere Temperatur benötigen, um einen plastischen Schmelzfluß auf ihrer Oberfläche zu bilden. Wenn diese Pulver ebenso wie andere Pulver auf der Metallegierungsbasis durch ein Preßmittel abgelagert werden, prallen sie von dem Basismetall ab und treten nicht in die Schmelze ein.After further tests it was found that the powder according to the invention with a copper layer powder particles adhering to the surface when they are passed through the flame of a welding flame spraying device - as shown in US Patent 3226028 - or by the heat zone of a welding process immediately absorb the heat shock, which the highly conductive finely divided copper layer melts. The melting of the copper that takes place on the surface of the powder, forms a molten adhesive contact layer which when sprayed in contact with the base metal or the melt flow and prevents kickback of the powder, which is the case with all known Metal powder systems prevail and is particularly a problem with a high melting alloy powder. This is also the case with the powders used in the outer heat zones of the flame or the heat medium. So is the filing effect with Welding of the powder particles coated with copper even with the higher melting alloy powders Improved These powders usually have a lower deposition effect without the copper coating because they require a higher temperature to to form a plastic melt flow on its surface. If these powders as well as other powders are deposited on the metal alloy base by a pressing means, they bounce off the base metal and do not enter the melt.

Hinzu kommt, daß das mit Kupfer überzogene Metallegierungspulver überraschend eine verbesserte Fließfähigkeit und Benetzung der Oberfläche des Basismetalls zeigen, was dem Legieren des Kupfers zuzuschreiben ist, das in dem Schmelzfluß beim Schweißprozeß auftritt. Überraschend damit bringt der Kupfergehalt einen verbesserten Korrosionswiderstand der Ablagerung.In addition, the metal alloy powder coated with copper Surprisingly, improved flowability and wetting of the surface of the base metal show what is attributable to the alloying of copper, that in the melt flow in the welding process occurs. Surprisingly, the copper content brings about an improved corrosion resistance Deposit.

Eine zusätzliche Fließbarkeit und Oberflächenbenetzung 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 mitAn additional flowability and surface wetting the deposited alloy can be obtained by laying on the copper surface layer or alloy with the copper another layer of phosphorus in an amount from 0.004 to 0.035 percent by weight applies. Here, the phosphorus unites its characteristic properties

denen des legierten Kupfers und erniedrigt beträchtlich den Schmelzpunkt und steigert weiter die Fließbarkeit und Oberflächennetzbarkeit der Legierung. Außerdem wird die Fähigkeit der Legierung erhöht, gute gleichmäßige Ablagerungen zu entwickeln,those of alloyed copper and considerably degraded the melting point and further increases the flowability and surface wettability of the alloy. Besides that increases the ability of the alloy to develop good uniform deposits,

Die Bildung der Kupferschichten auf den Pulverteilchen kann nach einem der bekannten Kupfer-Metallisierungs-Verfahren erfolgen, z. B. durch Benetzen des Legierungspulvers in einem Bad aus einer Kupfersulfatlösung. In gleicher Weise kann der Phosphorüberzug auf der Kupferschicht durch Behandeln der mit einer Kupferschicht überzogenen Pulver in einem Phosphatbad gewonnen werden oder in siner trockenen Mischung mit Kupferphosphat durch Metallisieren! entweder auf chemischen oder elektrochemischen Wege, wobei eine Elektrolyse bzw. Ablagerung erfolgt.The formation of the copper layers on the powder particles can be carried out using one of the known copper metallization processes take place, e.g. B. by wetting the alloy powder in a bath of a copper sulfate solution. In the same way, the phosphor coating on the copper layer by treating the powder coated with a copper layer in obtained in a phosphate bath or in its dry mixture with copper phosphate by metallizing! either chemically or electrochemically, being an electrolysis or deposition he follows.

Außerdem ist es notwendig, gleichmäßige Grundfärbungen bei Metallpulversystemen zu erhalten. Farbskalen haben sich für industrielle Zwecke als nützliche erwiesen, um Produkte mit besonderen Eigenschaften zu unterscheiden. Auch die Kupfer- und Phosphorschichten, auf dem Metallpulver sind geeignet« zum unterschiedlichen Färben des Pulvers. Diese Färbung kann für die Legierungspulver durch vorherbestimmte Abtönung im Bereich des Gelb-Rot-Orange-Spektrums gesteuert werden, was von der Dicke der Kupferschicht und dem Phosphorgehalt in den angegebenen Prozentsätzen abhängt.It is also necessary to have uniform basic colors obtainable in metal powder systems. Colored bezels have proven useful for industrial purposes proven to distinguish products with special properties. Also the copper and phosphor layers, on the metal powder are suitable «for different coloring of the powder. This coloring can be used for the alloy powder by predetermined tinting in the range of the yellow-red-orange spectrum controlled by the thickness of the copper layer and the phosphorus content in the specified percentages depends.

Weitere Färbungen können bei dem Metallpulver durch Diffusion und schwache Oxydation der Kupfer-Phosphorschichten und/oder Kupfer-Phosphorlegierung erhalten werden. Die schwache Oxydation derThe metal powder can be colored further by diffusion and weak oxidation of the copper-phosphorus layers and / or copper-phosphorus alloy can be obtained. The weak oxidation of the

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 beiCopper-phosphate layers developed colorations in the gold-purple-blue-green spectrum, whatever from the permissible Degree of oxidation depends. It has been found that ranges from 0.003 to 1.0 percent by weight of developed Copper oxide has the best permissible values

ίο dem mit Kupferschichten überzogenen Metallpulver ergeben, ebenso Bereiche von 0,008 bis 0,027 Gewichtsprozent an entwickeltem Phosphoroxyd bei mit einem Phosphoraußenschicht überzogenen Metallpulver. Die Oxydation von Kupfer und Phosphor und/ίο the metal powder coated with copper layers result, as well as ranges from 0.008 to 0.027 percent by weight of developed phosphorus oxide with a metal powder coated with an outer layer of phosphorus. The oxidation of copper and phosphorus and /

oder ihrer Legierungen kann auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. durch chemische oder elektrische Umsetzung, durch Eintauchen der Pulver in verschiedene Chemikalien und/oder durch kontrollierte Oxydation in der Atmosphäre.or their alloys can be done in various ways, e.g. B. by chemical or electrical conversion, by dipping the powders in various chemicals and / or by controlled oxidation in the atmosphere.

Auch kann eine weitere Färbung des metallischen Legierungspulvers im Gold-Grau-aqua-Spektrum erhalten werden durch weitere Legierung der Kupferschichten mit 0,04 bis 3 Gew.% Gold, 0,04 bis 6 Gew.% Silber und 0,03 bis 5 Gew.% Platin. Die Überzugsschichten 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.The metallic alloy powder can also be colored in the gold-gray-aqua spectrum are made by further alloying the copper layers with 0.04 to 3 wt.% gold, 0.04 to 6 wt.% Silver and 0.03 to 5 wt.% Platinum. The coating layers can be obtained by chemical electrolysis or Received deposit, e.g. B. by placing the powder coated with a copper layer in a salt solution of the relevant element referred to above.

Claims

Patent claims:

1. Welding powder with

Traces of up to 40% nickel, 15 to 35% chromium.

3 to 20% tungsten,

0.05 to 3% carbon,

0 to 3.5% boron,

Remainder cobalt,