DE2258282B2

DE2258282B2 - PROCESS FOR COATING POROUS METAL STRUCTURES WITH AN OXIDATION RESISTANT, AT LEAST PARTIAL CERAMIC MATERIAL

Info

Publication number: DE2258282B2
Application number: DE2258282A
Authority: DE
Inventors: Raymond John Middleburg Heights Elbert; Ernest Gilbert Parma Farrier
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1971-11-30
Filing date: 1972-11-29
Publication date: 1977-07-07
Also published as: DE2258282A1; BE792075A; GB1414519A; CA981992A; US3773549A; FR2162082B1; JPS4864107A; FR2162082A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von insbesondere bei hohen Temperaturen oxydationsbeständigen porösen Metallstrukturen mit Porendurchmessern bis zu 100 Mikron. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der so hergestellten Metallstrukturen.The invention relates to a process for the production of materials which are resistant to oxidation, in particular at high temperatures porous metal structures with pore diameters up to 100 microns. The invention also relates to the use of the metal structures produced in this way.

Nach der Zeitschrift »Bergakademie« 1956, Heft 6, Seiten 262 und 265, war es bekannt, eine Suspension von keramischen Stoffen wie Siliciumdioxid oder Silikate auf Metallbleche aufzutragen und dann durch Erhitzen das Suspensionsmittel zu verflüchtigen und die keramischen Stoffe auf das Blech aufzuschmelzen. Der Vorveröffentlichung ist nicht zu entnehmen, ob dieses Verfahren bei porösen Metallstrukturen anwendbar ist, ohne ihre Porosität zu vernichten oder wesentlich zu verringern.According to the magazine "Bergakademie" 1956, issue 6, pages 262 and 265, it was known to be a suspension of Apply ceramic materials such as silicon dioxide or silicates to metal sheets and then heat them up To volatilize the suspension medium and to melt the ceramic substances onto the sheet metal. The pre-release it is not clear whether this method is applicable to porous metal structures without theirs Destroy porosity or significantly reduce it.

Die US-PS 26 71 955, insbesondere Spalte 1, Zeilen 6 bis 20, beschreibt ein Verfahren, nach welchem metallische poröse Sinterkörper, z. B. aus Molybdän, in geschmolzenes keramisches Material eingetaucht werden. Hierbei werden die Poren des Sinterkörpers mit dem keramischen Material gefüllt, so daß die Struktur wenigstens in ihren Oberflächenbereichen ihre Porosität verliert. ,The US-PS 26 71 955, in particular column 1, lines 6 to 20, describes a method according to which metallic porous sintered bodies, e.g. B. molybdenum, are immersed in molten ceramic material. Here, the pores of the sintered body are filled with the ceramic material, so that the structure loses its porosity at least in its surface areas. ,

Nach der US-PS 33 00 331 wird auf eine sehwammarlige Mctallstruklur mit großen Poren mit Durchmessern von beispielsweise 3 mm eine Suspension von Metallphosphaten, Mctallchromatcn und Mctallmolybdaten aufgebracht. Das Ganze wird dann getrocknet und durch Erhitzen ausgehärtet. Bei dem in dieser Vorveröffentlichung zu verwendenden anorganischen Material mit Teilchendurchmcssern bis zu 0,044 mm ließe sich eine poröse Metallstruktur mit Porendurchmessern bis zu 100 Mikron nicht derart behandeln, daß die Porosität erhalten bleibt und zugleich die Oxydalionsbeständigkeit verbessert wird.According to US-PS 33 00 331 is on a sehwammarlige Metal structure with large pores with a diameter of, for example, 3 mm a suspension of metal phosphates, Metal chromate and metal molybdate applied. The whole thing is then dried and cured by heating. In the case of the inorganic to be used in this prior publication Material with particle diameters up to 0.044 mm could be a porous metal structure with pore diameters Do not treat up to 100 microns in such a way that the porosity is retained and at the same time the resistance to oxidation is improved.

Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der Oxydationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen von porösen Metallstrukluren mit sehr kleinen Porendurchmessern, wobei die Poren mil dem hierbei verwendeten keramischen Material nur an ihren Wandungen überzogen werden, und die Struktur ihre Porosität und ihre Abriebfähigkeit nicht verliert.The object of the invention is to improve the resistance to oxidation at high temperatures of porous metal structures with very small pore diameters, the pores with the used here ceramic material are only coated on their walls, and the structure their porosity and does not lose its abrasion ability.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an sich bekannte, zwischen 870 und 1260⁰C erweichende keramische Materialien mit Korndurchmessern zwischen 0,01 t:nd 10 Mikron in einer Flüssigkeit zu einer Suspension mit einer Viskosität zwischen 1 und 100 cp suspendiert werden, ein poröse Metallstruktur mit dieser Suspension imprägniert wird, das Suspensionsmittel anschließend weitgehend vollständig entfernt wird und die imprägnierte Struktur abschließend so lange auf Temperaturen zwischen 980 und 1320"C erwärmt wird, bis das keramische Material schmilzt und die Oberflächen der porösen Metallstruktur benetzt.This object is achieved in that ^{ceramic materials known per se and softening between 870 and 1260 °} C. with grain diameters between 0.01 t: nd 10 microns are suspended in a liquid to form a suspension with a viscosity between 1 and 100 cp, a porous one Metal structure is impregnated with this suspension, the suspension medium is then largely completely removed and the impregnated structure is finally heated to temperatures between 980 and 1320 "C until the ceramic material melts and wets the surfaces of the porous metal structure.

Vorzugsweise werden keramische Materialien suspendiert, welche Siliciumdioxid, Chromoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Boroxid, Natriumoxid, Kaliumnitrat oder Gemische von zwei oder mehreren dieser Stoffe enthalten.Ceramic materials are preferably suspended, which silicon dioxide, chromium oxide, titanium oxide, Aluminum oxide, boron oxide, sodium oxide, potassium nitrate or mixtures of two or more of these substances contain.

Als Flüssigkeiten zum Suspendieren können Aceton, Heptan, Kerosin, ein Alkohol wie Methanol, oder Gemische von zwei oder mehreren dieser Stoffe verwendet werden.Liquids for suspending can be acetone, heptane, kerosene, an alcohol such as methanol, or Mixtures of two or more of these substances can be used.

Die Imprägnierung der Metallstruktur und die anschließende Entfernung des Suspensionsmittels können wenigstens einmal wiederholt werden.The impregnation of the metal structure and the subsequent removal of the suspending agent can be repeated at least once.

Nach diesem Verfahren werden bei hohen Temperaturen sehr oxydationsbeständige Metallstrukturen erhalten, bei denen nur die Wandungen der Poren mit dem keramischen Material überzogen sind, wobei aber die Poren mit diesem Material nicht vollständig ausgefüllt sind. Die erfindungsgemäß behandelten Strukturen haben also ihre Porosität und ihre Abriebfähigkeit beibehalten.This process results in metal structures that are very resistant to oxidation at high temperatures, in which only the walls of the pores are coated with the ceramic material, but the Pores are not completely filled with this material. The structures treated according to the invention have therefore retained their porosity and abrasion resistance.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der nach dem beschriebenen Verfahren behandelten Strukturen dort, wo es auf die Porosität und die Abriebfähigkeit ankommt. Als abriebfähige Dichtungen können Metallstrukturen mit einem 0,01 bis 10 Mikron dicken Überzug aus dem keramischen Material, als Lagermaterial solche mit einem 1 bis 30 Mikron dicken Überzug verwendet werden.The invention also relates to the use of the structures treated by the method described where porosity and abrasion resistance matter. As abrasion-resistant seals metal structures with a 0.01 to 10 micron thick coating of the ceramic material can be used as Storage materials with a 1 to 30 micron coating may be used.

Eine poröse Metallstruktur mit einer nominellen Porengröße von 100 Mikron oder weniger kann nach bekannten Verfahren hergestellt werden, wobei ein Metall oder eine Metallegierung verwendet wird, die in Form von Pulver, Flocken oder Fasern erhältlich ist, welche gesintert wird zu einer weitgehend einheitlichenA porous metal structure with a nominal pore size of 100 microns or less can be according to known methods are produced, wherein a metal or a metal alloy is used, which in Form of powder, flakes or fibers is available, which is sintered into a largely uniform

gesteuerten Porengröße im Bereich von weniger als 1 Mikron bis zu 100 Mikron und höher. Hier/u können Nickvl-Legierungen, Kobalt-Legierungen und Eisen-Legierungen mit Gehalten an Chrom, Aluminium oder anderen Zusätzen verwendet werden.controlled pore size in the range of less than 1 micron to 100 microns and higher. Here / u can Nickle alloys, cobalt alloys and iron alloys with a content of chromium, aluminum or other additives can be used.

Zu ilen zumindest teilweise keramischen Materialien b/w. /u den keramische Materialien enthaltenden Stoffen gehören solche Stoffe wie keramische Materialien, Mischungen aus hitzebesländigen Verbindungen und Metallen, Glas und glasartige keramische Substanzen in allen beliebigen Anteilen und Kombinationen.At least partially ceramic materials b / w. / u The substances containing ceramic materials include such substances as ceramic materials, Mixtures of heat-exposed compounds and metals, glass and vitreous ceramic substances in any proportions and combinations.

Zweckmäßigerweise wird zuerst das Metall oder die Metallegierungskompop.cnte der porösen Mctallstrukuir bestimmt und danach ein geeignetes, zumindest teilweise keramisches Material für den Überzug gewählt. Wenn z. B. wenigstens eine der Grundkomponcnlen der porösen Metallstruktur aus Nickel, Chrom, Kobalt und Eisen besteht, dann gehören zu den geeigneten, wenigstens teilweise keramischen Materialien Siliciumdioxid, Chromoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Boroxid, Natriumoxid und Kaliumnitrat. In Abhängigkeit von der besonderen Komponente fur die poröse Metallstruktur können auch andere keramische Materialien, wie die Oxide, Carbide, Boride, Nitride und Silicide von solchen Metallen wie Aluminium, Magnesium, Natrium, Lithium, Beryllium, Caesium, Titan. Zirkonium, Hafnium, Wolfram, Molybdän, Bisen, Kobalt und ähnliche Materialien verwendet werden.The metal or the metal alloy component of the porous metal structure is expediently first determined and then a suitable, at least partially ceramic material for the coating chosen. If z. B. at least one of the basic components of the porous metal structure made of nickel, chromium, Cobalt and iron, then belong to the suitable, at least partially ceramic materials Silicon dioxide, chromium oxide, titanium oxide, aluminum oxide, boron oxide, sodium oxide and potassium nitrate. In Depending on the particular component for the porous metal structure, other ceramic ones can also be used Materials such as the oxides, carbides, borides, nitrides and silicides of such metals as aluminum, magnesium, Sodium, lithium, beryllium, cesium, titanium. Zirconium, Hafnium, Tungsten, Molybdenum, Bisen, Cobalt and similar materials can be used.

Die Suspension des keramischen Materials kann auf die Oberfläche der porösen Struktur aufgebracht werden durch irgendeine beliebige Technik, wie etwa Aufsti eichen, Sprühen, Aufwalzen oder dadurch, daß die Struktur in die kolloidähnliche Suspension eingetaucht wird. Das Verfahren zum Aufbringen der kolloidähnlichen Suspension auf und in der porösen Struktur sollte so beschaffen sein, daß eine Schicht der Lösung auf der Oberfläche der porösen Struktur einschließlich der inneren Wände der zugänglichen Poren aufgebracht wird. Die überzogene poröse Metallstruktur kann leicht erwärmt oder bei Raumtemperatur getrocknet werden, so daß das flüssige suspendierende Medium weitgehend vollständig von dem keramischen Material entfernt wird, so daß das letztere auf den Wänden der porösen Struktur zurück und dort haften bleibt. Anschließend wird diese Struktur einer Wärmebehandlung ausgesetzt bei einer Temperatur, die ausreicht, damit das keramische Material in geschmolzenen Zustand übergeht, wobei es schmilzt und die Oberfläche der porösen Struktur benetzt, und dabei zumindest eine einheitliche Schicht darauf bildet. Dadurch werden bei der weiteren Bearbeitung der überzogenen, porösen Mclallsfuklur die Wände der inneren Poren weitgehend vollständig geschützt gegen schädliche Gase, wie etwa Sauerstoff.The suspension of the ceramic material can be applied to the surface of the porous structure are calibrated by any technique such as pricking, spraying, rolling or by having the Structure is immersed in the colloid-like suspension. The method of applying the colloid-like Suspension on and in the porous structure should be such that a layer of the solution on the Surface of the porous structure including the inner walls of the accessible pores applied will. The coated porous metal structure can be easily heated or dried at room temperature, so that the liquid suspending medium is largely completely removed from the ceramic material so that the latter remains back and adhered to the walls of the porous structure. Afterward this structure is subjected to a heat treatment at a temperature sufficient for the ceramic material goes into a molten state, whereby it melts and the surface becomes porous Structure wets, and thereby forms at least one uniform layer on it. This will help with the further Processing of the coated, porous Mclallsfuklur the walls of the inner pores largely completely protected against harmful gases such as oxygen.

Es ist einleuchtend, daß die genaue Größe des pulverisierten keramischen Materials etwas abhängt von der Porengröße der porösen Metallstruktur, die überzogen werden soll. Daher ist es beim Überziehen einer porösen Metallstruktur mit einer nominellen Porengröße von ungefähr 100 Mikron erwünscht, das keramische Material auf weniger als ungefähr 10Mikrön zu pulverisieren, während beim Überziehen von porösen Metallstrukturen mit einer nominellen Porengröße von 10 Mikron bevorzugt keramisches Material verwendet wird, das auf weniger als ungefähr I Mikron pulverisiert ist. Die Bedeutung des Pulverisieren des zumindest teilweise keramischen Materials zu einer feinen Fraktion liegt darin, daß dieses Material auf den Wänden der zugänglichen Poren in der porösenIt is evident that the exact size of the powdered ceramic material depends somewhat on the pore size of the porous metal structure to be coated. Hence it is when pulling over it a porous metal structure with a nominal pore size of about 100 microns is desirable, the ceramic material to less than about 10 microns pulverize while coating porous metal structures with a nominal pore size of 10 microns, ceramic material is preferably used, which is less than about 1 micron is pulverized. The importance of pulverizing the at least partially ceramic material into a fine fraction lies in the fact that this material is on the walls of the accessible pores in the porous

Metallstruktur niedergeschlagen werden kann, ohne diese Poren weitgehend vollständig zu verstopfen.Metal structure can be deposited without clogging these pores largely completely.

Die Viskosität der kolloidähnlichen Suspension kann in Abhängigkeit von der zu überziehenden porösen Metallstruktur abgewandelt werden.The viscosity of the colloid-like suspension can depend on the porous to be coated Metal structure can be modified.

Nach dem Aufbringen des Übcrzugsmaterials wird die mit dem Kolloid überzogene poröse Struktur bei Raumtemperatur gehalten, um das flüssige suspendierende Medium weitgehend vollständig zu verdampfen, wobei das keramische Material weitgehend einheitlich verteilt auf den Oberflächenwänden der Poren in der Struktur zurückbleibt.After the coating material has been applied, the porous structure coated with the colloid is formed Maintained room temperature in order to largely completely evaporate the liquid suspending medium, wherein the ceramic material is largely uniformly distributed on the surface walls of the pores in the Structure remains.

Die den keramischen Überzug enthaltende poröse Struktur wird anschließend auf diejenige Temperatur erhitzt, bei der das keramische Material in den geschmolzenen Zustand übergeht, wobei das keramische Material weitgehend schmilzt und die Oberflächenwände der zugänglichen Poren in der porösen Struktur benetzt, und wobei ein dünner Schulzüberzug auf und innerhalb der Struktur gebildet wird. Die überzogene poröse Struktur wird anschließend abgekühlt und ist fiir den vorgesehenen Verwendungszweck bereit.The porous structure containing the ceramic coating is then heated to the temperature at which the ceramic material passes into the molten state, the ceramic material largely melting and wetting the surface walls of the accessible pores in the porous structure, and with a thin Schulz coating on and is formed within the structure. The coated porous structure is then cooled and is ready for its intended use.

Werden die porösen Metallstrukturen a's abrieblähige Dichtungen eingesetzt, so ist ein keramisches Material mit guter Oxydalionsbeständigkeit bei Temperaturen /wischen ungefähr b50"C und ungefähr I H)OC und mit einem Schmelz- oder Erweichungsbereich bei Temperaturen zwischen ungefähr 870 bis I H)O¹C hervorragend geeignet. Dabei ist es selbstverständlich, daß das ausgewählte keramische Material mit den Metallkomponenten der porösen Melallslrukiur verträglich sein muß, so daß keine schädlichen Reaktionen auftreten. Keramische Mischungen, welche SiO_>. Cr>Oj. AI)Oi und T1O2 enthalten, sind für diesen Zweck hervorragend geeignet.If the porous metal structures as abrasive seals are used, a ceramic material with good oxidation resistance at temperatures between approximately b50 "C and approximately 1H) OC and with a melting or softening range at temperatures between about 870 to 1H) O ¹ C is outstandingly suitable It goes without saying that the ceramic material selected must be compatible with the metal components of the porous metal structure so that no harmful reactions occur excellently suited.

example 1

Eine abriebfähige Dichtung aus einer Legierung von 80% Nickel und 20% Chrom mit den Abmessungen 50 χ 150 mm und einer Dicke von 1,5 mm auf einem Trägerblall aus einer Nickel-Chroni-Eiseii-Legierung mit einer Dicke von 1,5 mm hatte einen Porengehalt von nominell 0,65, ein Raumgewicht von 3 g/cm', eine Zugfestigkeit von 3,5 kp/cm-' und eine Rockwell-Härte von 91, bestimmt mit einer Kugel mit einem Durchmesser von 19 mm bei einer Belastung von 15 Kilogramm.An abrasion-resistant seal made of an alloy of 80% nickel and 20% chromium with the dimensions 50 χ 150 mm and a thickness of 1.5 mm on one Carrier ball made of a nickel-Chroni-Eiseii alloy with a thickness of 1.5 mm had a pore content of nominally 0.65, a density of 3 g / cm ', a Tensile strength of 3.5 kp / cm- 'and a Rockwell hardness of 91, determined with a ball with a diameter of 19 mm with a load of 15 kilograms.

Die Dichtung aus abriebfähigem Material wurde mit einer keramischen Mischung der folgenden Zusammensetzung überzogen:The abrasive material gasket was made with a ceramic mixture of the following composition overdrawn:

100 Gramm gemahlenes Glas,
40 («ramm Titandioxid,
6 Gramm roherTon,
5 Gramm Chromoxid,
0,5 Gramm Kaliumnitrat.100 grams of ground glass,
40 («ramm titanium dioxide,
6 grams of raw clay,
5 grams of chromium oxide,
0.5 grams of potassium nitrate.

Vor dem Überziehen der abriebfähigen Dichtung aus porösem Metall wurde das trockene Pulver der keramischen Mischung in einer 1-Liter-Kugelmühle zusammen mit einer ausreichenden Menge an flüssigem Methanol drei Wochen lang gemahlen, um eine nahezu kolloidale Suspension aus dem Pulver mit dem Methanol zu erhalten. Die kolloidähnliche Suspension wurde anschließend auf 700 Gramm (21,5% Feststoffgehalt) eingestellt und diente als Vorratslösung. Die Viskosität dieser Lösung betrug 9 ep. Die Losung wurde anschließend mit zusätzlichem Methanol verdünnt bisBefore coating the abrasive porous metal seal, the dry powder was the ceramic mixture in a 1 liter ball mill along with a sufficient amount of liquid Methanol is ground for three weeks to make a nearly colloidal suspension of the powder with the To obtain methanol. The colloid-like suspension was then made up to 700 grams (21.5% solids content) set and served as a stock solution. The viscosity of this solution was 9 ep. The solution was then diluted with additional methanol to

/.u einem l'estsioffgehalt von 8%./.u a l'estioff content of 8%.

Das itbricbfiihigc Dichtungsmaterial wurde anschließend mil der Lösung imprägniert, welche durch Walzen aufgebracht wurde. Das überzogene abriebfähige Dichtungsmaterial konnte bei Raumtemperatur etwa ,s 8 Stunden lang trocknen und wurde anschließend in einem kontinuierlichen Bandofen bei II5O"C 30 Minuten lang in einer Wassersloffalniosphäre gebrannt. Das Überzugsniaterial, das auf dem abliebfähigen Dichtungsmaterial aufgebracht wurde, betrug 0,8% des _ln Gewichts des überzogenen Materials.The flexible sealing material was then impregnated with the solution, which was applied by rolling. The coated abradable sealing material was allowed to dry at room temperature for about .5 hours and was then fired in a continuous belt oven at 150 "C for 30 minutes in a hydrodynamic atmosphere. The coating material applied to the abradable sealing material was 0.8% des _By weight of the coated material.

Das überzogene abriebfähige Dichtungsmaterial wurde anschließend einer oxydierenden Umgebung innerhalb eines Ofens bei 87O"C ausgesetzt. Die Gewichtszunahme in Prozent nach unterschiedlicher Verweildauer ist aus der Kurve Γ der Zeichnung zu entnehmen. l^:.in ähnliches abriebfähiges Dichtungsmaterial, jedoch ohne den erfindiingsgemäßcn Überzug, wurde der gleichen oxydierenden Umgebung ausgesetzt und zeigt für gleiche Verweilzeiten eine wesentlich stärkere Gewichtszunahme als das überzogene abriebfähige Dichtungsmaterial. Die Kurve I der Zeichnung entspricht dem nicht überzogenen abriebfähigen Dich lungsmalerial. Lin Vergleich der Kurven 1 und Γ zeigt die Zunahme der Oxydaiionsbesländigkeit einer porösen Meiallstrukliir, die gemäß der Erfindung überzogen wurde.The coated abradable seal material was then exposed to an oxidizing environment within a furnace at 87O "C The percentage increase in weight after different retention time is given from the curve Γ of the drawing ^l:.. .In similar abrasion-performance sealing material, but without the erfindiingsgemäßcn coating was exposed to the same oxidizing environment and shows, for the same dwell times, a significantly greater increase in weight than the coated, abrasive sealing material. Curve I in the drawing corresponds to the uncoated, abrasive sealing material. A comparison of curves 1 and shows the increase in the oxidation resistance of a porous metal structure which was coated according to the invention.

Die überzogenen und die nicht überzogenen abrieblähigen Dichlungsmaterialien mit den oben aufgeführten Eigenschaften wurden einem Abriebtest unterworfen, unter Verwendung einer Prüfvorrichtung, welche eine rotierende Messerkante von 181 mm Durchmesser aufwies, die sich mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von H)O Umdrehungen je Minute drehte und so angeordnet war, daß sie je Sekunde eine Kerbe von ^s 0,02^r) mm liefe in das Tcsimaterial kratzte, wobei der Test so lange durchgerührt wurde, bis insgesamt eine Kerbe von 0.7^r) mm in das zu prüfende Material gekratzt woiilen war. Bestimmt wurde die Leistung in Pferde stärken, die erforderlich war, um diese Kerbe sowohl in .j< > das überzogene wie in this nicht überzogene Material zu kratzen; der Vergleich zeigt, daß in beiden Rillen die erforderliche Leistung im wesentlichen die gleiche war, sie betrug ungefähr 0,1 Pferdestärken.The coated and uncoated abrasive sealing materials with the properties listed above were subjected to an abrasion test using a testing device which had a rotating knife edge 181 mm in diameter, rotating at a rotational speed of H) O revolutions per minute and so arranged that they scratched in the Tcsimaterial per second a score of 0.02 ^ s ^r) mm would run wherein the test was stirred until an overall score of 0.7 ^r) mm was woiilen scraped into the test material. Determined was the power in horse power required to scratch this notch in both the coated and uncoated material in this; the comparison shows that the power required was essentially the same in both grooves, about 0.1 horsepower.

Dieser Abrieblest wurde mit Materialien durchgeführt, bevor und nachdem diese Materialien der oxydierenden Umgebung ausgesetzt worden waren. Dabei ergab sich, daß der keramische Oyydalionsüber /ug auf dem abriebfiihigen Dichtungsmaterial keine schädlichen Auswirkungen auf die Abriebfähigkeit s< > dieses Materials ausübte.This abrasion test was carried out with materials before and after these materials have been exposed to the oxidizing environment. It was found that the ceramic oyydalion residue on the abrasion-resistant sealing material did not occur harmful effects on the abrasion ability s < > exercised this material.

Beispiel 2Example 2

Ts wurde ein iihnliehes iibriebfähiges Diehtungsmiitc· riit! wie nach Beispiel 1 verwendet, jedoch mit der Ausnahme, daß das Material eine nominelle Rockwell-I liirie von 85 aufwies, liine keramisehe Mischung mich dem Beispiel I wurde auf dem abriebfähigen Dichtungsmaterial nach Beispiel I aufgebracht. Das überzogene abriebfähige Dichtungsmaterial konnte dann bei Raumtemperatur ungefähr 8 Stunden lang trocknen und wurde anschließend unter Wasserstoffatmosphäre etwa 30 Minuten lang in einem kontinuierlichen Bandofen auf etwa II7O"C erwärmt. Das Überzugsmatcrial, das zu dem abriebfähigen Dichtungsmaterial hinzugefügt worden war, machte 0,8% des Gewichtes des überzogenen Materials aus. This became a similar safety device! as used in Example 1, with the exception that the material had a nominal Rockwell I liirie of 85, a ceramic mixture like Example I was applied to the abrasive sealing material according to Example I. The coated abrasive sealing material was then allowed to dry at room temperature for about 8 hours and was then heated under a hydrogen atmosphere for about 30 minutes in a continuous belt furnace to about 110 "C. The coating material that had been added to the abrasive sealing material made 0.8%. the weight of the coated material.

Das überzogene abriebfähige Dichtungsmaterial wurde anschließend einer oxydierenden Umgebung in einem Ofen bei einer Temperatur von 870"C ausgesetzt. Die Gewichtszunahme in Prozent nach unterschiedlicher Verweildauer ist aus der Kurve IΓ der Zeichnung zu entnehmen. Hin ähnliches abriebfähiges Dichtungsmaterial, jedoch ohne den erfindungsgemäßen Überzug, wurde dergleichen oxydierenden Umgebung ausgesetzt und zeigte bei gleichen Verwcilzciten eine wesentlich höhere Gewichtszunahme als das überzogene abriebfähige Dichtungsmaterial. Die Kurve Il der Zeichnung entspricht dem nicht überzogenen Dichtungsmaterial. Tin Vergleich der Kurven Il und Ii' zeigt die Zunahme der Oxydaiionsbesländigkeit einer Struktur aus porösem Material, die erfindungsgemäß überzogen wurde.The coated abrasive sealing material was then placed in an oxidizing environment exposed to an oven at a temperature of 870 "C. The weight increase in percent according to different The dwell time can be seen from curve IΓ in the drawing. Similar abrasive sealing material, however, without the inventive coating, the same oxidizing environment was exposed and showed a significantly higher weight gain than the coated abrasive with the same usage Sealing material. The curve II of the drawing corresponds to the uncoated sealing material. A comparison of the curves II and II 'shows the increase in the oxidation resistance of a structure made of porous Material that has been coated according to the invention.

Das überzogene und das nicht überzogene abriehfähige Dichtungsmaterial mit den oben angegebenen Eigenschaften wurde einem Abrieblest unterworfen unter Verwendung des gleichen Prüfinstuimentes wie nach Beispiel I. Verglichen wurde die Leistung, die erforderlich ist, um eine Kerbe von 0,75 mm Tiefe sowohl in das überzogene wie in das nicht überzogene Material zu kralzen;diese Leistung war im wesentlichen die gleiche und lag unter 0,1 Pferdestärken. Dieser Abliebtest wurde mit Material durchgeführt, bevor und nachdem dieses Material der oxydierenden Umgebung ausgesetzt worden war. Dabei zeigte sich, daß del keramische Überzug auf dem abriebfähigen Dichtungsmaterial keine schädlichen Auswirkungen auf die Abriebfähigkeit des Materials ausübte.The coated and the non-coated removable Sealing material with the properties given above was subjected to an abrasion test using the same test instrument as in Example I. The performance was compared, the is required to make a notch 0.75 mm deep in both the coated and uncoated Material; this performance was essentially the same and was less than 0.1 horsepower. This Abrasion test was performed on material before and after that material was exposed to the oxidizing environment had been exposed. It was found that the ceramic coating on the abrasive sealing material did not adversely affect the abrasion resistance of the material.

Dlm- erfindungsgemäße oxydationsbesländige Überzug ist ebenfalls hervorragend geeignet für solclu porösen Melallstrukturcn, welche eine bimodale Poren verteilung aufweisen, d. h. eine poröse Struktur mit zwe nominellen Porengrößen. Die kolloidähnliche Suspen sion mit dem keramischen Material kann auf diesel Struktur in einem solchen Zustand aufgebracht werden daß die kleineren Poren aufgrund der Kapillaraktivitii mit dem Überzug gefüllt werden. Nach dem Trocknet wird die bimodale poröse Struktur erwärmt, so daß cla> keramisehe Materini weitgehend schmilzt und dit Wunde der größeren Poren benetzt, während die Aushöhlungen der kleineren Poren weitgehend gcfüll bleiben. Hierdurch erhält die poröse Struktur eine gul< Oxydationsbcständigkeit. während die mechanischer Eigenschaften der Struktur nur unwesentlich beeinfluß werden. The oxidation-resistant coating according to the invention is also eminently suitable for solu-porous metal structures which have a bimodal pore distribution, ie a porous structure with two nominal pore sizes. The colloid-like suspension with the ceramic material can be applied to the structure in such a state that the smaller pores are filled with the coating due to the capillary activity. After drying, the bimodal porous structure is heated so that the ceramic material largely melts and wets the wound in the larger pores, while the cavities in the smaller pores remain largely filled. This gives the porous structure a permanent resistance to oxidation. while the mechanical properties of the structure are only insignificantly influenced.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

I. A process for the production of porous metal structures with pore diameters of up to 100 microns, which are particularly resistant to oxidation at high temperatures, characterized in that ^{ceramic materials which are known per se and soften between 870 and 1260 0} C and have grain diameters between 0.01 and 10 microns are added in a liquid a suspension with a viscosity between 1 and 100 cp, a porous metal structure is impregnated with this suspension, the suspension medium is then largely completely removed! is is and the "5-impregnated structure so Iong finally to temperatures of 980-1320 ⁰ C heated until the ceramic material melts and wets the surfaces of the porous metal structure.

2. The method according to claim 1, characterized in that ceramic materials are suspended which are silicon dioxide, chromium oxide, titanium oxide, aluminum oxide, boron oxide, sodium oxide, potassium nitrate or contain mixtures of two or more of these substances.

J. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the ceramic materials in Acetone, heptane, kerosene, an alcohol such as methanol, or mixtures of two or more these substances are suspended.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the impregnation of the Repeated metal structure and the subsequent removal of the suspending agent at least once will.

5. Use of produced by the method according to any one of claims 1 to 4 Metal structures with a 0.01 to 10 micron thick coating of the ceramic material as abrasion-resistant seals.

6. Use of produced by the method according to any one of claims 1 to 4 Metal structures with a 1 to 30 micron thick coating of the ceramic material as a bearing material.