DE2022803C3

DE2022803C3 - Verfahren zur Herstellung von haftfesten Deckschichten aus verschleißfesten Legierungen auf metallischen Oberflächen

Info

Publication number: DE2022803C3
Application number: DE19702022803
Authority: DE
Inventors: Walter 4000 Duesseldorf Neudahm; Hans-Theo Crissier Steine (Schweiz)
Original assignee: Castolin Sa Lausanne (schweiz)
Current assignee: Castolin Sa Lausanne (schweiz)
Priority date: 1969-05-14
Filing date: 1970-05-09
Publication date: 1978-04-20
Also published as: DE2022803A1; BE750431A; AT306477B; CH522041A; GB1318209A; FR2042647A1; DE2022803B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von haftfesten metallischen Deckschichten aus verschleißfesten Legierungen auf metallischen Oberflächen, wobei auf die reine metallische Oberfläche eine Benetzungsschicht durch Pulverflammspitzen aufgebracht wird, in welcher Haftkörner durch Einschmelzen verankert werden. Derartige Verfahren sind aus der FR-PS 14 67 716 und der FR-PS13 75 851 bekannt

Bisher hat man stets mit Schwierigkeiten beim Aufbringen von metallischen verschleißfesten Deckschichten auf metallische Oberflächen kämpfen müssen, da die im Werkstück auftretenden Spannungen insbesondere bei dickeren Deckschichten die Haftkräfte oft übersteigen und zu einem Ablösen der Deckschicht führen.

Man hat deshalb zahlreiche Verfahren zur Vorbereitung des Werkstücks entwickelt Besonders verbreitet ist z. B. das Sandstrahlen; üblich ist auch das Arbeiten mit rauhen Schleifscheiben, groben Feilen, Abdrehen und Hobeln mit stumpfen Werkzeugen; ja mim hat selbst so kostspielige und komplizierte Methoden vorgeschlagen wie das Auflöten von Siebgeweben. Diese bekannten Verfahren der Vorbereitung des Haftgnindes haben bei den meisten Metallen noch den Nachteil, daB die vorbereiteten Oberflächen tiereits nach kurzer Zeit unter dem Einfluß der Atmosphärilien unbrauchbar werden. Außerdem sind sie ffiir das Pulverflammspritzen dickerer Schichten der meisten Auftrajpwerkstoffe unzureichend, da die vermittelten Haftkräifte die auftretenden Spannungen nicht mehr aufnehmen können.

Aus der deutschen Patentschrift Nr. 1069026 ist es andererseits bekannt, bei der Herstellung von Schleifwerkzeugen Schleifpartikel, z. B. Diamanten, auf eine erste Mietallschicht aufzubringen und die so erhaltene Schicht mit einer weiteren Schicht zu überziehen. Dabei bleibt im Endzustand wunschgemäß die Kornstruktur der Schleifpartikel erhalten. Dies macht den gnindlegenden Unterschied zwischen einem Schleifwerkzeug und einem mit einer verschleißfesten Deckschicht versehenen Körper deutlich. Bei letzterem ist es ja insbesondere wünschenswert, eine von Unebenheiten völlig freie, glatte Oberfläche zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgebend von einem Verfahren der eingangs genannten Art das Aufbringen besser haftender metallischer Deckschichten zu ermöglichen.

Es wurde nun gefunden, daß es überraschenderweise gelingt, selbst eine relativ dicke Deckschicht auf einer metallischen Oberfläche haftfest aufzubringen, indem

no die aus der Benetzungsschicht und den Haftkörnern zusammengesetzte Haftschicht durch Flammspritzen mit der verschleißfesten Deckschicht versehen wird, wobei für Benetzungsschicht, Haftkörner und Deckschicht selbstfließende Legierungen ähnlicher Zusammensetzung verwendet werden, und der gesamte Auftrag schließlich eingeschmolzen wird.

Die Haftung einer solchen Deckschicht ist wesentlich besser als dies mit Hilfe der herkömmlichen Verfahren möglich war, obwohl diese letzteren auf mechanischem

■μ Weg. z. B. durch Drehen, sehr rauhe Oberflächen herzustellen erlauben.

Es ist ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß die Werkstückoberfläche nicht aufgerauht oder besonders bearbeitet werden muß, die übliche reine metallische Oberfläche ist durchaus hinreichend. Es hat sich weiterhin gezeigt, daB bei der Verwendung selbstfließender Legierungen die zusammengesetzte Haftschicht viel weniger lagerempfindlich ist als die in herkömmlicher Weise vorbereiteten Werkstückoberflächen.

Die Dicke der Benetzungsschicht kann relativ dünn sein (Größenordnung Zehntelmillimeter). Sie muß lediglich ausreichen, um das verwendete Haftkorn festzuhalten. Die Haftkorngröße wird dabei zweckmäßig je nach der Dicke und Art der aufzubringenden Deckschicht gewählt Das heißt, daß Schichten, die mit kleineren Haftkräften auskommen, auf eine Haftschicht mit feinerem Haftkorn aufgebracht werden können als Schichten, die größere Haftkräfte benötigen. Zweckmäßig werden Haftkörner mit einem maximalen Durchmesser von 3 mm, vorzugsweise mit einem Durchmesser von 0,5 bis 2 nun, verwendet

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Flammspritzgeräten, Brennern für das Pulverauftragsschweißen und Plasmageräten durchgeführt werden, wobei zunächst die Benetzungsschicht aufgesprüht und nachher mit gleichzeitigem Einbringen des Haftkorns eingeschmolzen wird oder beide Vorgänge kombiniert werden. Besonders gut eignet sich das in der schweizerischen Patentschrift Nr. 4 70 273 beschriebene Gerät

Die nachfolgenden Beispiele zeigen charakteristische Anwendungen de» erfindungsgemäßen Verfahrens:

Beispiel 1

Ein Formkasten (250 mm χ 250 mm χ 50 mm aus Grauguß) für Glasbausteine soll durch Pulverflammspritzen, mit Aufsprühen und nachträglichem Einschmelzen, mit einer Legierung auf Nickel-Chrom-Bor-Silizium-Basis beschichtet werdea Versuche mit üblichen Vofbereitunpverfahren (mit Sandstrahlen) führten wiederholt zum Abheben der Deckschicht Es wurde daher auf die reine metallische Oberfläche nach schwachem Vorwärmen (etwa 300° C) zunächst eine dünne Benetzungsschicht einer Ni-B-Cr-Si-Legierung der Zusammensetzung 10 Cr, 2 B, 3 Si, Rest Ni in etwa 0,2 mm Dicke aufgesprüht Beim nachträglichen Einschmelzen mit dem Brenner wurde gleichzeitig Haft-

korn der Größe 0,5 bis I mm derselben Legierung eingespritzt und alsdann auf den so vorbereiteten Haftgrund ohne zwischenzeitliche Abkühlung mit demselben Gerät die Deckschicht aus demselben Werkstoff in 3 nun Dicke aufgesprüht Die gesamte Auftragung wurde später im Ofen bei 1000° C eingeschmolzen. Sie war nach der Abkühlung einwandfrei, hatte sich an keiner Stelle vom Grundwerkstoff abgehoben, und die metallographische Untersuchung zeigte ein völlig homogenes Gefüge.

Beispiel 2

Eine Gleitschiene (40 mm χ 10 mm χ 500 mm) sollte auf einer Sehe gegen Verschleiß durch Pulverflammspritzen mit einer 2 mm dicken Schicht aus einer Ni-Cr-B-Si-Legierung gepanzert werden. Die reine metallische Oberfläche wurde mit feinem Pulver einer Ni-Cr-B-Si-Legierung bespritzt, dem Haftkörner einer Ni-B-Si-Legierung von 1 bis 1,5 mm zugemischt waren.

Anschließend wurde diese dünne Schicht so eingeschmolzen, daB die Haftkörner im wesentlichen in ihrer Form erhalten blieben. Nach dem Aufspritzen wurde diese dünne Schicht eingeschmolzen. Auf dir so vorbereitete Haftschicht wurde dann die Verschleißschicht, bestehend aus einer Ni-Cr-B-Si-W-C-Legierung, aufgespritzt und nachträglich im Ofen eingeschmolzen.

Claims

20 22 Θ03 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von haftfesten metallischen Deckschichten aus verschleißfesten Legierungen auf metallischen Oberflächen, wobei auf die reine metallische Oberfläche eine Benetzungsschicht durch Pulverflammspritzen aufgebracht wird, in welcher Haftkörner durch Einschmelzen verankert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Benetzungsschicht und den Haftkörnern zusammengesetzte Haftschicht durch Flammspritzen mit der verschleißfesten Deckschicht versehen wird, wobei für Benetzungsschicht, Haftkörner und Deckschicht selbstfließende Legierungen ähnlicher Zusammensetzung verwendet werden, und daB der gesamte Auftrag schließlich eingeschmolzen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB Haftkörner mit einem maximalen Durchmesser von 3 mm verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB Haftkörner mit einem Durchmesser von 0,5 bis 2 mm verwendet werden.