DE2325149A1 - Verfahren zur herstellung eines korrosionsbestaendigen doppelueberzugs - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines korrosionsbestaendigen doppelueberzugsInfo
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Description
PATλΝΓ*?«WALT ο Ο Ο ΪΖ 1 / ft
S Fi3ϊ:..·_.τ u,r ;Λζ'ια 70
fr. 2/ -Ul Si 7079 - -
17. Mai 1973 Gze/Ra.
Union Carbide Corporation, New York, N„Y„ lOOi? / U.S..A.
Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen
Doppelüberzugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
korrosionsbeständigen Doppelüberzugs auf. Gegenständen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
einer metallurgisch abgedichteten Grundierung für ein Substrat
mit einem Uauptüberzug, welcher das Substrat wir&uragsvoll gegen
Oxidation und/oder Korrosion schützt»
Es sind viele ausgezeichnete Überzüge zugängliehg, um ein
strat axt einer Oberfläche zu versehen, welche spezifische
Eigenschaften besitzt, die dem besonderem Verwendungszweck angepaßt sind. Der Überzug kann aufgebracht werden, in die Abriefebeständigkeit
des Substrats zn verbessern, er kann die Kontakt—-reibung
des Substrats vermindern er Isana öas Substrat slektriseii
oder thermisch isolieren, oder der Überzug kaaa das Substrat
vor Oxidation oder anderer Korrosion schützen,. Viele dieser
Überzüge sind jedoch innerlich porös, da sie aus solchen überzügen bestehen, die als Plasma aufgesprüht wurden oder durch
Scaockwellentechnik (detonation gun) aufgebracht wurdenj durch
diese Überzüge kann Flüssigkeit oder Gas bis zu den Substrat
hindurchdringen und das Substrat angreifen und korrodieren.
Daher sind Überzüge, die ansonsten an einen besonderen Verwen·=
dungs zweck hervorragend angepaßt sind, unwirksam wegen ihrer
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inneren Porosität»
Es wurden verschiedene Verfahren entwickelt, um die innere Porosität
von vielen Überzügen abzudichten,, um eine wirksame Grenzschicht
zu erhalten, die das Substrat vor Angriffen durch korrosive Elemente schützte Ein solches Verfahren besteht darin,:
den Überzug mit einem Silikon, einem Epoxyharz oder einem ähnlichen
Material zu imprägnieren, das gegenüber wässriger korrosiver Umgebung sehr beständig ist. Dieses Verfahren, erfordert
jedoch eine verzwickte Technik, um die Dichtungsmittel in die
Poren des Überzugs zu inftitrieren\ ferner sind diese Dichtungsmittel
ungeeignet für die Verwendung in stark korrosiver Umgebung
bei hoher Temperatur, wie etwa in Kontakt mit geschmolzenem
Zink, geschmolzenem Aluminium oder äiinlielieB Medien, wegen der
Zersetzung, Oxidation und/oder Schmelzen des Dichtungsmittels.
Ein anderes Verfahren zum Abdichten eines porösen Überzugs besteht
darin, den- Überzug Mit einera niedrig 'schmelzenden Metall
zu imprägnieren,. das den Angriffen in verschiedener Umgebung
widerstehen kann, das Jedoch in .korrosiver Usgeinoig foei hoher
Temperatur unwirksam wird, denn unter diesen Bedingungen wird
es leicht zersetzt, osidert und/oder das Metall schmilzt. Das
Metall kann auch mit dem Überzug oder mit dem Substrat reagieren und deren Eigenschaften beeinträchtigen.
Zu anderen Verfahren, die entwickelt worden, gehört ein Verfahren,
bei dem mit einer Flamme zwei oder mehr ausgewählte Metalle
aufgesprüht werden, die während des Aufsprühens exotherm reagieren,
um eine intermetallische Verbindung zi bilden., die sich
wirkungsvoll mit dem Substrat, verbindet» Diese Überzüge können
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2325U9
weniger Porosität aufweisen als solche Überzüge9 die- nach· einem
üblichen Flaiim-Sprüh—Verfahren auf gebracht wurden, wie etwa
Überzüge aus Metall ©si5 Legierungen oder keramischen Materialien;
jedoch auch diese Überzüge sind nicht vollständig abgedichtet«
Die vorliegende Erfindung unterscheidet sieh von dem ofesm genannten
Versuchens weiche darauf gerichtet sindp wirksam ©inen
insgesamt" undurchlässigen Üfeersug liersiiss't@ll©Eaj, während die vor—
'liegende Erfindimg darauf gerichtet ist, ein© mittels Plasma
niedergeschlagenes, Metallurgisch aisgedichtete <5rundiermng awi—
sch©a eineia iMmptliisersiBg msnä ©isi Substrat eiastaliringemo. Smr
Herstellung dlor temaiiierifflng werden suuaindest zwei Materialien
,gleichseitig Mittels Plasma niedergeschlagens rand awar-in anreagiertem
SmstandP"'so daß bei @in@r IJärüeTaaMafllMHig iffi aieM.
oxidierender Atmosphäre e"in® Äeafetioa/Biffasioa swiscSneia dem
Materialien auftritt«, '
Die vorliegende Srffindiang ist auf ©in ¥©rf.ahr©n gerichtet,
einen Üfeersiag axt ©in@r metallurgisch abgedichtetem ©rm
heraus tell ©no Insbesondere betrifft di© Erf imdraiag ©im ¥@rffalarem
suT Herstellmng ©ines Üüseraugs darch gleichseitiges Mieder«=
schlagen, durch eim Flasaa=Sprüh-¥©rfahren oder.-durch Schoek-"5-jell©nt@chmik
(d©t©iaation gun techniques) ©iner ersten Schicht
aus zwei oder sehr Materialien 9 von denen J©des aus Metallen,
Legierungen und/oder iatermetelIisehen Phasen besteht,
auf ein Substrats so daß ©ine ineinandergreifendes laiaellare
Struktur gebildet wird aus Plättchen aus individuelleia Material
in ein@a "weitg©h©md unr©®gi©rt©s Zustand ξ daran schließt, sick
das Aufbringen ©iner Hauptoberfläch©nschieht aa9 die zumindest
aus einem der folgenden Materialien .b©st@ht5 Metall®, Metall—,
!©gierungern, intermetallisch© Phasen, Metalloxyöe, Metall—
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Zemente,
nitride, Metallboride, Metallsilicide, Metallcarbide und/oder
wobei diese Schicht auf die zuerst niedergeschlagene Schicht aufgebracht wird; und daran anschließend wird der niedergeschlagene Doppelüberzug in einer nicht verunreinigenden Atmosphäre
für eine ausreichende Zeit auf erhöhte Temperatur gebracht, um die Materialien in der ersten Schicht miteinander zur Reaktion/
Diffusion zu bringen, um eine metallurgisch abgedichtete Grundierung aus einer weitgehend homogenen Legierung
und/oder intermetallischen Phase zu bilden. Die zwischen dem Haupttiberzug und dem Substrat erzeugte Grundierung stellt eine
wirkungsvolle Grenzschicht dar, die inert ist,©der sehr beständig
gegen Korrosion in korrosiver Umgebung bei hoher Temperatur, wie etwa gegen Luft und andere oxydierende Gase bei hohen
Temperaturen. Unter hohen Temperaturen werden solche Temperaturen
verstanden, bei denen Korrosion des nicht überzogenen Substrats auftritt und rasch fortschreitet. Diese Temperatur
ist eine Funktion des aggressiven Mediums der Umgebung und der Zusammensetzung des Substrats, und wenn beide bekannt sind,
kann ein Fachmann leicht die genaue Temperatur bestimmen.
Die erfindungsgemäß überzogenen Gegenstände können natürlich
auch mit hervorragendem Erfolg bei niedriger Temperatur in korrosiver Umgebung verwendet werden, jedoch k'unnen wirtschaftliche
Erwägungen die Verwendung von derartig überzogenen Gegenständen unter solchen Bedingungen beschränken.
Der erfindungsgemäß aufgebrachte Überzug ist ebenfalls für solche Umgebungen hervorragend geeignet, in denen der überzogene Gegenstand-thermischer Belastung ausgesetzt wird, da die
Oberflächenbindung des mittels Plasma niedergeschlagenen Überzugs ausreicht, um den Überzug im wesentlichen sicher und fest
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2325H9
das Substrat au üsimdem raia<§ daher ©im Abschälen oder Absplittern,
des ©rfindumgsgsEäß anfgebrachi©©. Üb©rsiags nie&t' ®Mttritt,
wi© dies bei nach üblichem
Bi© ©irJCiiaöTangsg@iiäß Mlber&ogenen (&@g©mstä.md@ siad aiacEa für ssolehe
¥Bgslraag;©ii hervorragend geeignet s x-jie si© ia d@r Statolimöiastrie
? w© öi@ E©©üstioEi st/iseiaea ©im©m Substrat ©ras Stefel ■
ge.s©ite©Is©a©m 2imls ofisr AliHiiiaa s® starte ist9 daß jegli—
©ia@m. ©orSsem Ütoerarag Ibis aim ώ®® Stafelsratostrat ara ©ims©
cia©Big5©]li©ia Aagriff ftiMrtpiaad awr mit ©iasr solchem <&©seta-jiaäig
k©ito ösß das Stahl sill) s trat im krarssr Seit lästwirksaia
~? ττ* η *5 o H*ß
es X7©s©atllefe9 daß di©s@"als/m;i©d®rg©schlag®m© Schicht
"bracht wird9 ©twa Mittels PIaSBa9 ©<ä©r aittels
nilip xjofe©i ©im© s@chami'sch© Mischung aisis swei od©r
liem eiages©tst wirds d©r@m chemisch© Aktivitäten sich !»©trächtlieSa
iamt©rsch©id©m§ solch© chemischem Afetivitätea simö im dem
BiaeSa täThe Theory of Transformation im Metals amd Alloys" vom
JsWo Christian» Perganom Press=Osford, 1965s auf Seit© 91 definiert.
DadurcM entsteh't im .der Grmmdierumg ©im© treibend© Kraft,
die größer ramd stärker ist als die üblich© treibend© Kraft einer
freiem Oberf läohenemergi©,- welche sth. ©im©r üblichem-Sinterung
fünrto Im solch eimern frisch niedergeschlagenen Überzug erscheint
diese süsätaliehe Energie-notwendig9 me ©im® Verdichtung
Abdichtung bei v©rmüaftigern T@mp©ratMr©m ramd. imnsrhalb
tiger Seitspannen- am ®rhalt®mo Mach Mbliehssi Verfahren mittels
Plasma ni©d@rg©sehlag@m© Überzug© mm& ähmlich© Überstig® besitzen
©im©m deutlich kleim@r©m Koefffisiemteia der thermischen
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232514
Ausdehnung,als die üblichen metallischen Substrate, 12nd wenn
daher ein überzogenes Substrat - erwärmt wird, dann neigt der Überzug dazu, senkrecht air Oberfläche aufzubrechen und entlang
der Verbindungslinie mit ö@r Oberfläche abzuscheren. Dieses Problem wird noch verstärkt durch die zurückbleibenden hohen
Zugspannungen, die häufig im frisch niedergeschlagenen überzügen
auftreten. Während der Warmbehandlung der erfindungsgemäßen
metallurgischen Grundierrang wirkt der Schrumpf „ öer wegen eier
Reaktion/Diffusion zwischen d©n Materialien auftritt, dahingehend,
die restlichen Spamaiaagaa auszmgleicliemj und bei aufeinanderfolgender
zyklischer thermischer Belastung während der
endgültigen Verwendung öiemt öle ßrundierung als Paffer zwischen
- den Hauptüberasug und des Substrat,, In einigen F-äll@n reicht
diese Pufferwirkung aieht aiss um die Bildung vom senkrechten
Missen in den» Mauptlifeersrag sua verhindern, sie verhindert jedoch
einem korrosiven Angriff amf iss Sabstrst2 da die Grundierwag
selbst nicht reißt«, Darüber Siimams verhindert die starke Bindung
zwischen dem Hauptüberssiag un& der Gruin€ieriangs-und zwischen
der Gruadierung und des Substrat H@itgeh©nö Ausfälle infolge
Abselierens dieser Materialien entlang den Verbindimgslinien»
Die Auswahl des Hauptiiberzwgg und des Substrats wird gewöhnlich
etwas durch den EndverweadUimgssifeck des überzogenen Gegenstandes
bestimmt. Der Haupttiberzug feaasi durch übliche Plasma-Sprüh-Yerfaaren
aufgebracht verdeia, wie si© in- ä@n US-Patentschriften
2 858 kj.1 und 3 016 %&7 beschrieben sind; ferner durch Schockwellen-Techniken, wie ssie im den US-Patentschrif tea 2 714 5639
2 950 86? und 2 964 420 öeschrieben sind; ferner kann der Hauptüberzug
durch Flamm-Sprüh-¥@rfahren, durch Elektro—Niederschlags-Verfahren^
durch Elektrophorese—Verfahren, durch
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Verfahren oder durch ähnliche Verfahren aufgebracht /werden«,
Die Gemeinsamkeit im fertigen"Ütoersug, der mach diesen Verfahren
erhalten wird, liegt dariHj daß ©in solcher Überzug eine
innere bzw« eine notwendig auftr@t®üd@ Porosität aufweist, die
das Substrat gegenüber Aagriff©Hi <ämreh. ®'±n korrosives Medium
verwundbar macht. Beispiels^eis© IsSaaea. ia der Stahlindustrie
Stahlsubstrate, wie ©twa Rellem9 di© macte ItTb liehen Verfahren
mit Aluniniumoxyd überzogen siintd naaö ©asclili©B©nd mit geseSsia®!—
zenem Zink oder Aluminium Im BeriOuraisg fe©Ha©3as nwc relativkurze
Zeit eingesetzt werä®n9 fl© da© Zimfe oö©r AluaminiuEi-. diar©ii
den Überzug aus Alumimiismosyä hlaflmrelidriiriigt raad tes Sufestrst
angreift. Baher ist di© Le^emsteu-sr voja alt AlMsiKiium©sy<i überzogenen Rollen in d©r Ste&limdliastrl® relativ kraräc, während
mit geschmolzenem Miä ©ö©r Alnaiaiiia ^ms©nEi©iig®ljr®eMt w@ri@m
obwohl das Aliaminiiaiaosyiä.seifest x-j®äor mit g©ücta@ls©iie!a
mocfe mit
Im folgendem werdem !©diglicla als B©ispi©3L© ©iaig© B>lat@riali©a
für Substrate auf geflfert 9 <&±® ia v©raelii©iä©ii©r Isorrosiver ¥iag©—■
bung verwendet werden kammern9 wfesi <ii©s© Amfzäal-iamg selbstverständlich
keine Begrenzung darstellt5 -taaTChfeare Materialien
sind etwa Stahl, rostfreier Stahl„ L©giorasii|©m amf Eisenfeasis,
Aluiainiiua, 'Legierungen auf AlwaiiaiiMiilm^iSj, Mlck©l 9 Legierungeia
auf Nickelbasis, Kobalt, L©gi@raHig@a ®af K©teltb®si.s9 Kupfer,
Legierungen auf Kupferbasis, Chr©m9 L@giQrraag©m auf Chrombasis,
hochschmelzende Metalle und Legierungen auaff d@r Basis hochschmelzender
Metalle«, In gleicher Weise sindfltr- den HaupMfcerzug
die folgenden Materialien geeignet, ohne j@d®ch darauf
beschränkt zu sein: Metalle,- Metallegierungen, intermetallische
Phasen, Zemente, Metalloxyde, MetallnitrM®, Metallcarbide,
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2325Hi
Metallboride und Metallsilicide, in solcher Kombination, iron
der man weiß, daß sie zu einem guten Überzug führt. Zu den
geeigneten Metallen gehören Nickel (Ni), Kobalt (Co), Chrom (Cr), Gold (Au), Silber (Ag), Platin (Pt.) v-Palladium (Pd),
Rhodium (Rh), Rubidium (Rb) und die hoehsetaelzenden Metalle.
Zu den geeigneten Legierungen gehören die Legierungen der oben
aufgezählten Metalle, und ein geeigneter Zeiaent besteht etwa
aus einer Wolfram-Carbid-Kotoalt-Mischung oder ans ähnlichen
Materialien. Zu den geeigneten MetalloxySen gehören Aluminium =
oxyd (AIgO-), Silieiumdioxyd (SiO2), Chromtriosyä (Crg0»),
Hafniumoxyd (HfO2), Beryll iraioxyd (BeO)5 Zirkoaosyd (ZrO2),
Zinnoxyd (SmO2), MagnesiuBSoxyd -(MgO), Yttriumosyö (Y20„)s
die Oxyde der seltenen Erden* Titandioxyd (TiO0) and Magnesium—
Zirkoii-Oxyd (MgZrO-) β Zu den· geeignetem Metallcarbiden gehörea
Siliciumcarbid (SiC), Borcarbid (B4C)9 Hafniuiacarbid (HfC),
Niobearbid (NbC), Tantalcarbid (TaC), Titancarfeid (TiC),
Zirkoncarbid (ZrC), Molybdäncarbid (Mo2C)5 Cliromcarbid (Cr-C2)
und Wolframcarbid (WC). Zn den geeigneten Metallboriden gehören
Titanborid (TiB2), Zirkonborid (ZrB2), JÄJiobborid (NbB2),
Molybdänborid (MoB2), Wolframborxd (WB2), TantalTborid (TaBg)
und Chromborid (CrB). Zu den geeigneten Metallnitriden gehören
Aluminiumnitrid (AlN), Siliciumnitrid ' (Si3N4), Titannitrid
(TiN), Zirkonnitrid (ZrN), Hafniunmitrid (HfM)5 Vanadinnitrid
(VN), Niobnitrid (NbN)9 Tantalnitrid (TaN) und Chromnitrid (CrN)β Zu den geeigneten Silielden gehören Magnesium—
siUcid (MgSi2), Tantalsilicid (TaSi2), Wolframsiliciö (WSi2),
Titansilieid (TiSi2), Hblybdänsilicid (MoSig)9 Zirioiisilicid
(ZrSi2), Vanadinsilicid (VSig), Niobsilioid (NfeSig), Chromsilicid
(CrSi2) und Borsilicid (B4Si3).
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2325Ha
Die ©rfinöimgggsEiäß©
zwei Materialien
der
bh© ws.minu®st aas
isa saieMt r©agiort©ii
auf d®m Safes trat
aus
Materiali©m.
ist x-jiclatigj um flies® Ib©i ®rhSfet@r f@®p©ratmr
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jai©Mt B©rlslieii r©agi@r@H Mffid/@dler im Sies@-BS Üb'ersBg
möi©r©ia§ naclaöeii öi@ S©aIsti€5ia/Diffffia©iQm erfolgt igt;, eis·=
s©a (äi© Materiali©m ©im© ia u©gjsmtlieM®a -ijir&saa®" Gr©msselai©3kt
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3 0 9 8 4 9/1123
2325.U9
IO -
festem oder Legierungsaatris verteilt wird; ein solcher Niederschlag
stellt eine iegieruiag/oder intermetallisch© Phase dar, .
die aus den niedergeschlagenen Materialien der Grnndierung
gebildet wurden« - Ferner kaum im "Verlauf der Wärmebehandlung
eine -vorübergehend intgrastallisclie Verbindung- gebildet werden^
die mach Beendigung der Wärmebehandlung in eise Legierung übergeht.
Das heißt, zu irg©mö®ia®a !besonderen Zeitpunkt im Verlauf
der Wärmebehandlung kSmaea ©iae intermetallische Verbindung iind eine Legierungs öi® te©id© aas den Materialien der.
GrundLierung gebildet ifiaräem9 gleichseitig n®Tb@aeiaa.n<äer existieren.
Bei einer b©v®rsMgt©ii- ArasfMhrumgsfor® feestellt die irrmadi©-=
rung jedoch aus @ϊη@γ x-j©itg©l?.sa(ä hoisogenoa Ls-giermag ©der eimer
weitgehead feoffi®gea©m isjt©rE3öt©lli§e&©m Pfeas©9 ©btjölil auch
weitgehend- einhsitlisfe @£a© Legisrraagssatrix verteilt ist,
für gewiss© AnwenduagsfMll© g©@igm©t siado
Die Im Verlauf der Sealsti©m/Biffmsi©ia srar Ersielmiag einer
H®ia©genisi@rttag nma Afeeliehtiaiag ©rf-orderliche Wärme-
and die ®rf@irit©rli®ti©Ea Tempera tar ®n simö eine
Funktion der für di© tera<llQireii>g vsrtj©nd©tem Materialien« E§-
ist Jedoch wesentlich, daß ia Vorlauf d®m Miederschlagens lait—
tels> Plasma, oder fe©i ©as'claffllEraiag a®m Schockwellen—Verfahrens
ein® sinifi&l® Oxydation fi©r Efeterialioa auftritt9 und daß'die'
friseM aufgebrachte MiscÄiamg- &ws @in©r Heclsamiscfeea MisehuHg
aus diskreten im w®sentlick@ia amreagiertea Materialien besteht»
Wenn diese Bedingungen aisMt weitgehend erfüllt sind, dann ist
die Wechsel Wirkung swisek©a'
<tea Materialien ia Verlauf der Reakti©ns-/Diffusi©a3»Stit£© feebindert unü eimm vollständige
Abdichtung- tritt nicht araf„ Olwofel is den laeisten Fällen die
Biffusion aus der Grunöieroag Ih <äas Substrat oder im den Maupt
49/1 1 23
überzug sehr gering ist, dungsfestigkeit erhöhen»
ela@ g©riag@ Diffusion die Bim-
Die besonderen für die Grundi©rang auf d@e Silstrat ausgewählten Materialien sollten nach öer Eeafeti'oja/Bifffusion gegenüber
dem korrosiven Mediu@ beständig g©im<, <ä®& fe©i fieaa vorgesehenen
Verwendungszweck in ö@r ¥mg©1bmag ü®& life®rg©g©n®n Substrats
auftritt. In eiaigem bes®ad@r©ia FSOl©m foesitst da® ausgewählt©
Material für die Gruiadierumg- mach ύ@τ E@afeti©ia aie&t diejenige
Korrosionsfegstäadigfesitρ di© fffir θΙειθα fe©s©si(i.©2°©iffl
fall erforderlieh ist, iaad es ist öa&©r ©ia zusätzlicher
fahr©.nsschritt erf©rö©rlich, hei solcM _
bringen ©hm© zu verstErksiio Sim mlülislaer ¥©irff©hr@iasschritt
Carbid=.s Nitrid-, Boride,
mm korr©=·
Silicic! ©d@r ©ia fi©r ©rramöi©naiig
der-
<ä©r* iB3r®iiiö.i©rseMi©Mt
stattfiadea9 s©
oder ähnliehe ¥©rfehr©iass!Claritt@
sioasfeestäaöiges Osyös Cartoiö9 Mitriäj,
ähnliches Siaterial
bilden, die über di©
außen gerie&t@t sisaö
mach außen g©riefet@t©ia S im einer bes@mders komtrolliortem
lediglich eia ©insig©s
so daß &χφ Bildung
gesteuert werden kanmB ©der daß ©ia© Schicht auf fiesa
Bereichen gebildet wird9 t?©leh®. arasr©icla©sa(t® Itorrosionsfcests®—
digkeit aufweist. Die Erseragiaag ©iiaer Schichts welche äieker
als notwendig ist, kana am® Abscliäl@a oder Absplittern des
Mauptiiberzugs führen« ¥eaa di© ÜMgetoiaag fi©s vcsrgesehenen ¥©r·=·
wemdungszwecks oxydierende ? E3.itri@r@iacl©5 ©ö©r ähmliche Eigea—
schäften aufweist, dann sollt® sieh das besondere Oxyd, Nitrid
oder eine ähnliche,entsprechen«! ausgewählt© ¥erbindung sehr
3098497 1 123
2325H9
langsam bilden, d.h. das Wachstum sollte durch eine solch langsame
Diffusion gesteuert werden, wie sie in Aluminiumoxyd (Al2O3) auftritt.
Zu den geeigneten Materialien für die Grundierschicht gehören
elementare Metalle wie etwa Nickel, Aluminium, Kobalt, Eisen, Chrom, Kupfer, Molybdän, Wolfram, Niob, Tantal, Titan, Antimon,
Calcium, Mangan, Zirkon, Vanadin, Hafnium, Magnesium, Zink und Palladium, und Legierungen oder intermetallische Phasen der
oben genannten elementaren Metalle, wie etwa Nickel-Chrom, Eisen-Chrom, Kobalt-Chrom, Eisen-Chrom-Legiertungen, welche
zusätzlich seltene Erden enthalten, Nickel—Chrom—Legierungen,
welche zusätzlich seltene Erden enthalten,, Kolbait-Chrom-Legierungen,
welche zusätzlich seltene Erden enthalten, und Kupfer-Aluminium-Legierungen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
gehört Yttrium zu einem der seltenen Erdmetalle.
Jeder Fachmann kann die Materialien für die Grundierung auswählen,
die in nicht reagiertem Zustand niedergeschlagen werden
können, und anschließend einer Wärmebehandlung ausgesetzt werden können, um eine undurchlässige Grundierung aus einer weitgehend
homogenen Legierung und/oder einer weitgehend homogenen intermetallischen Phase zu bilden, nachdem die Materialien für
das Substrat und den Mauptiiberzwg ausgewählt sind, und die Umgebung
bei dem vorgesehenen Verwendungszweck Die Temperatur, bei der die Reaktion/Diffusion zwischen den
ausgewählten Materialien der Grundierung erfolgt, ist eine Funktion dieser ausgewählten Materialien und kann nach Studium
entsprechender metallurgischer Unterlagen leicht bestimmt werden.
30984 97 1 123
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist für die Dauer der Wärmebehandlung
eine nicht verunreinigende Atmosphäre «rforderlich, um zu verhindern, daß eine Schicht, wie etwa eine Oxydschicht,
die Reaktions-/Diffusions-Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens
beeinträchtigt. Eine geeignete, nicht verunreinigende Atmosphäre ist eine inerte Atmosphäre, etwa Argon, Helium^ oder Vakuum,
oder eine reduzierende Atmosphäre wi® Wasserstoff,
Wenn die Grundierschicht nach der Eeaktiom oxydiert oder einer
Behandlung zur Carbid-, Nitrid—, Silicid-, Boridbildung oder ähnlKiiem
ausgesetzt 'werden soll, tau ihre Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen,
dann können liblicli© Verfahren angewendet w@rdeno Beispielsweise
können di© Segiieiitbereielie -der Grundierung? die
über die innere Porosität des HauaptiifeeraiagB nach äußern gerichtet
sind, oxydiert werd@B8 indem si© einer Mischung aias Wasser
(H0O) und Wasserstoff (H0) in solchen Verhältnissen amsges©tst
werden, daß lediglich die gewünschte Koiapon@m-t@ der Gris»<ti@ruBg
oxydiert wird, wie e-tw© «las Alumimium im @im@r 6-rwndi@rTOQg ans - Nickel-Aluminium«,
Die MitridLbildung auf den nach &ußen gerichteten
Bereichernder Gnandierung; kaaa im der ForH drar©lag©fufert
daß Stickstoff oder "Aiaiaoniak hei. erhöhter T@mper.atur einwirkt·
den
Auf nach außen gerichtetem Bereich© der Grmmdisriing kSsaäßn
peratur der,
Carbide gebildet werden«, indem diese. Bereiche bei erhöhter .Tem—/
Einwirkung von Methan "ausgesetzt werden. Auf ähmlieiie Weise kann
die Silicid-BildMng ©der «51 ie B©rid=-Bildung &ut <t©n nach ®wJ8@n
gerichteten Bereichern der Grundieriang maste. Tätlichen Verfahren
durchgeführt werdenο Bas AmsrnaB- ä©r Bildung v©n Oxyd, Nitrid,
Carbid, Silicid, Borid ©der eiaer ähnliehen Schicht seilte
ausreichen, um di®^©wäascht© Korrosionsbeständigkeit herverzixrufea,
die für dies Gruadiermng ©rforöerlieh "ist9 wenn diese·
eimer besonderea üragetaiag amsg©s@tat wirds, während das Ausmaß
309849/1123
der Schichtbildung nicht so groß sein darf, daß ein Absplittern
oder Abschälen des Hauptüberzugs auftritt.
Ein allgemeines Verfahren für die Ausführung der vorliegenden Erfindung wird mit den folgenden Beispielen erläiatert. Bei der
Herstellung von heiß beschichtetem Stahlblech, sind Hollen
vorgesehen, die in ein geschmolzenes Zinkbad eintauchen, um
das Stahlblech in besonderer ¥eise durch das Bad zu führen.
Da geschmolzenes Zink-ein sehr korrosives Medium darstellt,
bestehen die zur Zeit verwendeten Rollen.aus teuren Legierungen, wie etwa aus rostfreien Spezialstählexn Die Lebensdauer solcher Rollen ist relativ kurz und beträgt etwa, 5 bis 20 Tages danach sind öiese Rollen durch das gesc&uolssene Z'inklsad au sehr zerstört. Zusätzlich haben die Nebenprodukte, die bei dieser
Reaktion gebildet werden, schädliche Auswirkungen auf das
Stahlblech? indem sie darauf Flecken Mläen. Der Einsatz einer .einfachen ReJLIe a®0 mit Altaainiumoxyd aberzogenem Kohlenstoff-Stabl würde sieht nur das Fl@ckigwerden <st@s Stahlblechs beseitigen, da Aluminiuraoxyä nicht mit Zink reagiert $ sondern damit würden auch die As&schaffismgs&QSiteH nnA <äi© Kostem tür die
Verwendung der Rollen gesenkt weröes« Jedoch ohne Maßnahmexi . ' •zum Abdichten'des poriSsen Ülberzags umä zur Erhöhung der Bindungsfestigkeit würd© öer Überzug aufgrund der therEischen .- · Belastung absplittern uiid der Zinkdampf mit dom Substrat aus
Kohlenstoff «-Stahl reagieren, demäß der Lehre der vorliegenden Erfindung kann eine Mischung aus 85 bis 96 Gew.—# Eisen—Chrom-Legierung ( 80 fe Eisen,, 20 % Chrom) und 4 bis 15 Grew.-% AIw- . · ■inium gleichzeitig mittels Plasma auf der Rolle aus Kohlenstoff-Stahl niedergeschlagen werden und anschließend nach üblichen Verfahren mit Aluminiumoxyd überzogen werden*, Die Sber-
vorgesehen, die in ein geschmolzenes Zinkbad eintauchen, um
das Stahlblech in besonderer ¥eise durch das Bad zu führen.
Da geschmolzenes Zink-ein sehr korrosives Medium darstellt,
bestehen die zur Zeit verwendeten Rollen.aus teuren Legierungen, wie etwa aus rostfreien Spezialstählexn Die Lebensdauer solcher Rollen ist relativ kurz und beträgt etwa, 5 bis 20 Tages danach sind öiese Rollen durch das gesc&uolssene Z'inklsad au sehr zerstört. Zusätzlich haben die Nebenprodukte, die bei dieser
Reaktion gebildet werden, schädliche Auswirkungen auf das
Stahlblech? indem sie darauf Flecken Mläen. Der Einsatz einer .einfachen ReJLIe a®0 mit Altaainiumoxyd aberzogenem Kohlenstoff-Stabl würde sieht nur das Fl@ckigwerden <st@s Stahlblechs beseitigen, da Aluminiuraoxyä nicht mit Zink reagiert $ sondern damit würden auch die As&schaffismgs&QSiteH nnA <äi© Kostem tür die
Verwendung der Rollen gesenkt weröes« Jedoch ohne Maßnahmexi . ' •zum Abdichten'des poriSsen Ülberzags umä zur Erhöhung der Bindungsfestigkeit würd© öer Überzug aufgrund der therEischen .- · Belastung absplittern uiid der Zinkdampf mit dom Substrat aus
Kohlenstoff «-Stahl reagieren, demäß der Lehre der vorliegenden Erfindung kann eine Mischung aus 85 bis 96 Gew.—# Eisen—Chrom-Legierung ( 80 fe Eisen,, 20 % Chrom) und 4 bis 15 Grew.-% AIw- . · ■inium gleichzeitig mittels Plasma auf der Rolle aus Kohlenstoff-Stahl niedergeschlagen werden und anschließend nach üblichen Verfahren mit Aluminiumoxyd überzogen werden*, Die Sber-
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325148
gogenen Hollen i?©rdeii anschließend "bei einer Temperatur awi—
sehen ungefähr 700 ^sI ungefähr 9©©--G im eiss©r Wasserstoff—
©der Argon—Atmosphäre" waraefeehamdelt für ©im© ausreichende
ZeIt5 etwa 4 fels-20 Stiamdea, damit di© Realstiom/Biffusion
der Bestandteile der Gr&ndierung eintreten kairas ram. «fern Üfeersiag
aljsudiehtem lamd ©Im© Chrandierraag aus eimer im wesentlichen
. homogenen. Legierung si Ml den«, SSs ist s®gli©hs ~
<fla.fi diese "Legierung nicht Tollstamdig. "feestamdig gegen den'Angriff vom ge-
über die P©rosität des. iHsnmptiifeeraifflgs ©ms. AlmaiEniiamosyd <S©n
äußeren Eiaflmssem amsgesetst ssimöo te <ä©Bä aliBiah©lf©ii.9 Isaa
di© iösersogeae Bolle ""an Lmft h®± ©im©r Teaperatmr swisehen
ißagefäkr 700 raad rangoffäfiijr 9000C fmr @im© smsr©icM@md@ Zeit
spanne 9 rang©£älar 4 Stmmsioas @syfii@rt ü©r(ä©as uaa ©im®
schickt auf ö®m B©©]k ara©©n gerichteten B@r@i©&©3i ö©r
dierimg sia feilöem» ®a dieses Osjö ämrch Ziiais saiclat aagegrif f en
wird«, ist dies© iifeersogeme EoIIe im ideslar ¥©i©@ g@©igBa©t
für di© Yerweaöiimg im eiaer UMg@feiaags in. üqt si® Mit g@sstoa©l—
Zink, ia Berührung l£©nmtp Sogar tienn Riss©-«, s©mkr©e&t
Ofeerflache dos Swfest2r©ts9 ia d®H AlMiiiiiiiasioxjd g@feild.et
weröexij schält .©<ä©3r splittert das AlTOsiaiuia©xyc>l wegen ö©r
starkem Bindung aia der Grundierung micat vom dieser ala9 mmd.
da sich ia der Grmadiaruaag keim© Riss® toild@mg ist die.Belle
gegen dem Angriff drarca Zimkdäepfe geschützte Für einige An—
■wendumg s fäll β kann es x-resemtlicli sein9 daß- lediglich das
Alumimiioa im der Grundieruag oxydiert wird. - Um diesem Erforderais
zu gemiigem9 kann di© Oxydieruing im eimer- Atmosphäre er—
folgen, die lediglich eimern solchem Partialdruck an Sauerstoff
aufweist, der erforderlich ist,, um im wesentlichen nur das
Aluminium im der Legierung zu oxydierems wobei der Partial—
309849/ 1 123
druck jedoch nicht ausreicht, um Eisen oder Chrom wirksam zu
oxydieren. . , '
Es fällt ebenfalls unter den Umfang der Erfindung, die Grundierungsschicht
vor dem Aufbringen des Hauptüberzugs einer Wärmebehandlung auszusetzen. Das heißt,, nachdem die Reaktion/
Diffusion in der Grundierungsschicht erfolgt ist, kann die Hauptschieht nach irgendeinem üblichen Verfahren aufgebracht
werden, um einen Doppelüberzug mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit zu erzeugen.
Auf zwei feste Stäbe mit einem Durchmesser von 2,5 cm und einer Länge von 1,25 cm, der eine aus einfachem Kohlenstoff-Stahl
1018 und der andere aus rostfreiem Stahl 410, wurde mittels Plasma ein 0,11 mm dicker Überzug aus Aluminiumoxyd aufgebracht. Die beiden Stäbe wurden einer zyklischen Oxydationsprüfung unterworfen, die darin bestand, die Stäbe für eine
halbe Stunde bei Raumtemperatur zu halten und sie anschließend für 2,5 Stunden Luft auszusetzen, die auf 9000C erwärmt worden
war. Nachdem diese zyklische Prüfung 120 Stunden durchgeführt
wurde, splitterte in beiden Fällen das mittels Plasma aufgebrachte
Aluminiumoxyd von den Stäben ab. Auf identische Stäbe wurde eine übliche vorlegierte Grundierung aus Nickel-Chrom
(80 % Nickel, 20.% Chrom) mit einer Dicke von 0,05 bis 0,08 mm
aufgebracht, und darüber ein 0,11 mm dicker Hauptüberzug aus Aluminiumoxyd aufgebracht. Die doppelt überzogenen Stäbe wurden
für die gleiche Versuchsdauer der gleichen zyklischen Oxydationsprüfung
ausgesetzt und es zeigten sich Risse in beiden Schichten des doppelten Überzugs, und das freigelegte Substrat
3 0 98 49/1123
wurde außerordentlich stark oxydiert„
Auf zwei Stäben, ähnlich den oben beschriebenen, wurde eine
0,05 bis 0,08 mm dick© Grundierung aus einer Mischung aus
95 Gew.-^ Nickel und 5 Gew.-^ Aluminium aafgebracht, und darüber
ein 0,11 mm dicker -Hauptttberzug aus Altuaiaimaoxyd aufgebracht.
Wiederum wurden die doppelt überzogenen Stäbe für die gleiche
Versuchsdauer der gleichen zyklischen Oxyd&tionsprüfung ausgesetzt,
und wiederum traten Risse in beiden Überzügen auf, wodurch das Substrat der Sauers toffumgetoiiiiig ausgesetzt wurde,
was sowohl zu einer außerordentlich starten Oxydation des
Substrats wie zu einer ism©ren Oxydatioa ü.®r ©rundierung
führteo Darüber hinaus splitterte bei a®m Stab aus dem rostfreiem
Stahl 410 öer größte Teil ä®s Alusminiiamexyd—Überzugs
von der Grundierung abo
Auf zwei Stäbe, ähnlich-den ob@m b©schri@b®ia©mj wur«E© mittels
Plasma eine 0,05 bis O9OS ®m dicfe© GrBnflierwmg aus Alumiaiwateliehen
aufgebracht,. die Hit Nickel übersogea warens mit der
Absicht, - eine Nickel~Alraimium~&ru]adieri&]ag am bildem8 an·»
scliließeadL wurde darüber ein O8Il mm dicker Hauptüberzug aas'
Alimimimiaoxyd aufgebracht. Di.® doppelt lib©raogen@n Profeen
"srtardem für di© gleiche ¥@rsuchsdaiß®r ö©r gleichen syklisefesn
Oxydationsprüfujig ausgesetzt,-TimdL tiiederram traten im beiden
Überzügen Risse auf 9 xielclie das Smbstrat freilegten«, Sowohl
das Substrat wia die Gruinäiieruag wiardsa starte oxydiert, mad
bei beiden Stäben waren Teil® <ä©g AlramimiuBoxyd-Übergugs vollständig
abgesplitterte
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2325U9
Auf zwei Stäbe, ähnlich den oben beschriebenen, wurde mittels
Plasma eine Mischung aus 80 Gew.-% Nickel und 20 Gew.,-% Chrom
aufgesprüht, was zu einer 0,05 tois 0,08 mm dicken Grundierung
führte, darüber wurde ein 0,11 mm dicker Mauptuberzug aus
Aluminiuinoxyd aufgebracht,, Die doppelt überzogenen Stäbe wurden
unter Wasserstoff für 10 Stunden auf 900 C erwärmt, und anschließend
bei 900°C für 26 Stunden in einer Mischung aus Wasserstoff
und Wasserdampf sit einem Taupunkt ?oa- ungefähr -i0°C selektiv
oxydiert, was ausreichte, um Chromaxy«! (Crg0„) zu bilden,
Jedoch nicht ausreichte9 mi Nickeloxyd (MiO) zu bilden
auf de®. Oberflächenbereichen der Grundier schicht;, welche duren
die Porosität in dem Mauptütoersug. aus AlurainiKiaoxyct äußeren
Einflüssen ausgesetzt waren. Bei ä®r Durchführung der oben
beschriebenen syklisciien OxydatioHgprllfuag wies die metallurgisch
abgedichtete. Grundierung auf beiden Stäben nach 120 Stunden
keinerlei Beschädigung auf.
"Auf einen Stab aus rostfreien Stahl 410 und ana KoSiI ems toff—
Stahl 1018, wie obea be sehr i eben, wiaröe ein B©pp@lfifoe:rziag aufgebracht,
indem mittels Plasma ein© 0s05 bis 0s08 em dicke
Grundierung aus einer uechanisehen Mischung aus 76 G©w„-%
Eisen, 20 Gew.-^ Chrom und h Gew.-% Aluminiuia miedergesehlagen
wurde, auf die ein 0,11 üh dicker Haiiptüberzug aus AlUHiniumoxyd
aufgebracht wurde. Die Stäbe wurden anschließen«! für 10 Stttsaden unter Wasserstoff auf 9000C erwäriats amseMließend für
26 Stunden einer Mischung aus Wasserstoff und Wasserdampf
mit einem Taupunkt von ungefähr -%5°C ausgesetzt, was aus-.
reiehte, um Aluminiuiaoxyd (Al„0_) zu bilden, was jedoch die
Bildung von Eisenoxyden wie FeO, FepO„, Fe-,0, oder Chromoxyd
(Cr2O-) oder deren Spinelle verhinderte» Nach einer zyklischen
Oxydationsprüfung über die gleiche Zeitdauer wie ofeea angegeben.
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2325U9
- .19 -
zeigte der überzogene Stab aus rostfreiem Stahl 410 !seine Beschädigung,
während sich der Überzug auf dem Stab aus Stahl 1018
infolge der thermischen Belastung verzogen hatte« Auf einem
Stab aus Stahl 1018 wurde ein Doppelüberzug aufgebracht, indem
mittels Plasma eine 0,05 bis 0,08 mm dicke Grundierung aus einer mechanischen Mischung von 65 Gewo-$ Eisens 20' Gewe-$>
Chrom und 15 % Alumimium aufgebracht wurde,' und darüber ein
0,11 mm dicker Hauptüberzug aus Alumimiumoxyd aufgebracht wurde.
Der überzogene Stab wurde für 12 Stunden unter Wasserstoff
bei 700°C wärmebehandelt und anschließend für 8 Stunden bei
700°C in einer Mischung aus Wasserstoff unö Wasserdampf mit
einem Taupunkt von —45°C selektiv oxydiert« Der Stab wurde
für die gleiche Versuchsdauer,wie oben angegeben, der zyklischen
Oxydationsprüfung ausgesetzt und bei der folgenden metall©- graphischen Uiatersiacaimg "sengte sieh !seine erkennbare Bescha—,
digung. - '. . *
Zwei Ringe aus rostfreiem Stahl 410 und zwei Ringe aus Stahl
1018j beide mit einem Außendurchmesser von 2S5 cm, einem Innendurchmesser
von 2,2 gh und einer Breite voa 1,2 cm, wurden- entweder
mit eimer üblichem9 0,05 bis 0,08 an dicken Grundierung
aus MickeI=CMrom oder alt einer O905 bis O808 Em dicken" Grundierung
aus Niekel-Alraainiuia versehern, wie im 'Beispiel 1 beschrieben,
so daß jeder'der gleichen Hing®- ein© unterschied-»,
liehe Grundierung aufwies» Anschließend, wurde auf .allen vier
Eingen ein O911. hm dicker Haup tuber zug aus Al raainiuEioxyd aufgebracht.
Die überzogenem Ringe wurdem aaschließend entlang
einem Durchmesser halbiert umü für 120 Stunden der in Beispiel 1
beschriebenen zyklischem Oxydatioasprüfraag ausgesetzt. Sowohl
30 9 849/1123
die Ringe aus rostfreiem Stahl 410 mit den Grundierungen aus
Nickel-Chrom und Nickel-Aluminium wie der Ring aus Stahl 1018 mit der Grundierung aus Nickel-Aluminium erwiesen sich insofern
als unbrauchbar, indem der überzug aus Aluminiumoxyd/Nickel-Chrom auf dem Ring aus rostfreiem Stahl 410 Risse aufwies, und
das Substrat oxydiert war, das Aluminiumoxyd von dem mit Aluminiumoxyd/Nickel—Aluminium
überzogenen Ring aus rostfreiem Stahl 410 absplitterte, und die Grundierung und das Substrat
reichlich oxydiert waren, und sowohl das Aluminiumoxyd und die Grundierung von dem mit Aluminiumoxyd/Nickel-Aluminium überzogenen
Ring aus Stahl 1018 absplitterte und das Substrat sehr stark oxydiert war. Der mit einer Grundierung aus Nickel-Chrom
versehene Ring aus rostfreiem Stahl 1018 erschien zufriedenstellend, mit der Ausnahme, daß in geringem Ausmaß eine innere
Oxydation auf dem Substrat erfolgt war, verbunden mit einigen
die wenigen senkrechten Rissen in dem Aluminiumoxyd, jedoch nicht durch die Grundierung hindurchreichten.
Auf zwei Ringe aus Stahl 410 und auf zwei Ringe aus Stahl 10185
ähnlich den oben beschriebenen, wurde mittels Plasma entweder eine 0,05 bis 0,10 mm dicke Grundierung aus einer mechanischen
Mischung aus 76 Gew.-% Eisen, 20 Gew.-% Chrom und 4 Gew.-%
Aluminium aufgebracht oder eine Mischung aus 65 Gew.-% Eisen, 20 Gew.-% Chrom und 15 Gew.-% Aluminium aufgebracht, so daß
jeder der gleichen Ringe eine unterschiedliche Grundierung
aufwies. Auf diese vier Ringe wurde anschließend mittels Plasma ein 0,11 mm dicker Hauptüberzug aus Aluminiumoxyd aufgebracht.
Die vier Ringe wurden anschließend für 4 Stunden unter Wasserstoff auf 800°C erwärmt» Die doppelt überzogenen Ringe wurden
anschließend entlang einem Durchmesser halbiert und für 120 Stunden der in Beispiel 1 beschriebenen zyklischen Oxydations—
3098 49/1123
prüfung ausgesetzt; bei der anschließenden metallographischen
Untersuchung zeigte sich, daß keine erkennbare Beschädigung aufgetreten war.
Auf ein Substrat aus Stahl 1095 isit einem Durchmesser von 2,5 cm,
einer Länge von 15 cm und mit einem halbkugeligen Ende, wurde mittels Plasma eine 0,05 bis 0,1 ram dicke Grundierung aus einer
Mischung aus 80 Gew.—$ Nickel und 20 Gew,>»% Chrom aufgebracht,
darüber wurde mittels Plasma ein 0,10 bis 0,15 mm dicker Hauptüberzugaus
Aluminiumoxid aufgebracht» Das überzogene Substrat
wurde für. 8 Stunden unter Wasserstoff bei 900°C wärmebehandelt
und anschließend für 4 Stunden an- Luft bei SOO0C wärmebehandelt.
Das überzogene Substrat wurde für 428 Stunden bei Temperaturen
zwischen 585°C und 600°C in eine Atmosphäre aus gesehnolsemem
Zink gebracht, und zeigte bei der anschließendem Untersuchung
keinerlei Anzeichen einer Beschädigung, Eim Mittels Plasma
aufgebrachter Überzug aras AluBüiniumoxyös jedoch ohm© ßnandieruang,
auf einen Substrat aus gewöhnlichem Kohleastoff-Stalil 1095 «md
auf einem Substrat aus- rostfreiem Stahl 3Ο%8 beide" Substrate
wurden dem gleichen Maßnahmen unterworfen wia oben angegeben,
widerstand der gleichen Umgehung ams geschmolzenem Zink
weniger als 250 Stundeno
Mittels Pls&ma wurde eia 0,11 mm dicker Überzug aus Aluminiumoxyd
auf einem Substrat aus Stahl 1018, auf eimern Substrat aus
Stahl 1095 und auf ©inen Substrat aus rostfreiem.Stahl 304
aufgebracht ρ wobei jedes Substrat die in Beispiel 3 angegebenen
Abmessungen aufwies. Die drei überzogenem Proben warden an«
30984.9/1 123
2325H9
schließend einer zyklischen Korrosionsprüfung ausgesetzt, indem sie bei 700°C in geschmolzenes Aluminium eingetaucht wurden.
Die überzogenen Proben wurden für ungefähr 125 Stunden in das Aluminiumbad eingetaucht und anschließend für 2 Stunden Luft
von Raumtemperatur ausgesetzt, bevor sie erneut in das Bad eingetaucht wurden. Die Proben aus Stahl 1018 und Stahl 1095
widerstanden dieser Behandlung weniger als 125 Stunden, denn der Aluminiumoxyd-Überzug splitterte ab und das Aluminium griff
das Substrat an. Selbst die Probe aus rostfreiem Stahl 304
zeigte im. Verlauf der zyklischen Oxydationsprüfung in weniger als 400 Stunden die gleichen Fehler,
Auf vier Proben aus Stahl 1018, die mit den oben beschriebenen Proben identisch waren, wurde mittels Plasma unterschiedliche
Mischungen von Materialien aufgesprüht, wie sie in der folgenden Tabelle aufgeführt sind«, Über die 0,05 bis 0,10 mm dicken Grundierungen
wurde mittels Plasma-ein 0,11 mm dicker Überzug aus Aluminiumoxyd aufgebracht» Die doppelt überzogenen Proben wurden
anschließend der Wärmebehandlung für die Reaktion/Diffusion ausgesetzt, an diese Stufe schloß sich die Voroxydation an, wie
in der Tabelle aufgeführt. Die Proben wurden anschließend der oben beschriebenen zyklischen Korrosionsprüfung unterworfen
und nach einer Versuchsdauer von 900 Stunden zeigten die Proben
1, 3 und k keinerlei Beschädigung« Der Versucfe für die Probe
wurde aus versuchstechnischen Gründen nach 800 Stunden abgebrochen
und die anschließende optische und metallographische Untersuchung zeigte keinerlei Anzeichen für eine Beschädigung.
309 849/1123
2325143
Probe
Zusammensetzung
Talselle
aar
Yoroxidation
| 1 | Fe λ | 5 Stdo im VaIs |
5 an |
Std« bei Luft |
800°C |
| 2 | Ni π | 6 'Stdo unter |
2 an |
Std. bei Luft |
80p°C |
| 3 | Ni η | h Stdo unter |
h an |
Stdo bei Luft |
8000C |
| h | Ni η | 5 Stdo im Vafe |
5 an |
Std. bei Luft" |
800°C |
| η 20 Gew.-ί | bei 800°C :uusa |
||||
| ι- 20 Gew. -7 | bei 8000C ¥asserstoff |
||||
| ι- 31 Gew.-5 | bei 80.0°C Wasserstoff |
||||
| ν 3i Gew.-? | bei 8000C :uuh |
||||
| £ Cr Al |
|||||
| δ Cr | |||||
| % Al | |||||
| ί Al |
Zur Bestimmung der kombinierten ¥irkumgen τοη äußerlich angreifender
Belastung und eimer Hochteaperatiar^UmgeTbung sit ge=
sciimolzenem Metall auf ein ©rfinfiimgsgemäß doppelt überzogenes
Substrat, wurde ein doppelt überzogener Gegenstand nach folgendem
Yerfaaren hergestellte Di® saubere. Oberfläche einer
.Bolle aus niedrig legierten Kohlenstoff=Stahl (Stahl 1080)
mit einem Durehmesser von 50 cm umd einer Länge von 150 ca,
wie etwa eine Tiegelrolle (oder eine Sink-Eolle), welche in
der Stahlindustrie Verwendet werdenD ii ein Stahlblech im einem
Tiegel mit geschmolzenem AluminiuH untergetaucht zu halten,
309849/1123
um die Oberfläche des StahlStreifens mit Aluminium zu überziehen, wurde entfettet unter Verwendung der Entfettungs-Flüssigkeit
N-D-15O der National Chem Search of St. Louis. Die Oberfläche wurde mittels eines Sandstrahlgebläses mechanisch aufgerauht
unter Verwendung von Aluminiumoxyd-Sehleifkörnern mit
einer Korngröße von o, 25 mm (Fast-Blast 6o). Die Rolle wurde
anschließend in eine Maschine gebracht, die das Werkstück mit einer Geschwindigkeit von 159 Umdrehungen pro Minute drehte,
und ein Plasmabrenner mit einer Geschwindigkeit von 8 mm/Sek. daran vorbeigeführt. Der Plasmabrenner war mit einer Kupfer- . anode ausgestattet, und wurde zum Aufsprühen des GrundierMaterials verwendet. Als inerte Gasabschirmung wurde Argon verwendet, um eine Oxydation des Materials während des Aufsprühens zu verhindern. Das Grundier-Material wurde als mechanische
Mischung zweier Pulver aufgesprüht, nämlich 96 Gew.—% einer
Legierung aus Eisen-Chrom und 4 Gew.-% nichtlegiertes Aluminium. Die Eisen-Chrom-Legierung bestand aus 80 Gew.-fo Eisen und
20 Gew.-% Chrom. Die Dicke der Grundierung betrug 0,075 mm.
anschließend in eine Maschine gebracht, die das Werkstück mit einer Geschwindigkeit von 159 Umdrehungen pro Minute drehte,
und ein Plasmabrenner mit einer Geschwindigkeit von 8 mm/Sek. daran vorbeigeführt. Der Plasmabrenner war mit einer Kupfer- . anode ausgestattet, und wurde zum Aufsprühen des GrundierMaterials verwendet. Als inerte Gasabschirmung wurde Argon verwendet, um eine Oxydation des Materials während des Aufsprühens zu verhindern. Das Grundier-Material wurde als mechanische
Mischung zweier Pulver aufgesprüht, nämlich 96 Gew.—% einer
Legierung aus Eisen-Chrom und 4 Gew.-% nichtlegiertes Aluminium. Die Eisen-Chrom-Legierung bestand aus 80 Gew.-fo Eisen und
20 Gew.-% Chrom. Die Dicke der Grundierung betrug 0,075 mm.
Auf die oberste Schicht der frisch aufgebrachten Grundierung
wurde unmittelbar anschließend ein 0,08 mm dicker Überzug aus
reinem Aluminiumoxyd (AIoO,) aufgesprüht. Auch zum Aufbringen dieses Überzugs wurde ein mit einer Kupferanode ausgestatteter Plasmabrenner verwendet. Die beim Aufbringen der Grundierung
angewandte Rotationsgeschwindigkeit und Verschiebegeschwindigkeit des Plasmabrenners wurden auch beim Aufbringen des Überzugs aus Aluminiumoxyd (AlgO,) angewandt.
wurde unmittelbar anschließend ein 0,08 mm dicker Überzug aus
reinem Aluminiumoxyd (AIoO,) aufgesprüht. Auch zum Aufbringen dieses Überzugs wurde ein mit einer Kupferanode ausgestatteter Plasmabrenner verwendet. Die beim Aufbringen der Grundierung
angewandte Rotationsgeschwindigkeit und Verschiebegeschwindigkeit des Plasmabrenners wurden auch beim Aufbringen des Überzugs aus Aluminiumoxyd (AlgO,) angewandt.
Die Rolle wurde auf folgende Weise weiter behandelt. Aus 1020
Stahl wurde eine Retorte mit einem Innendurchmesser von 60 cm
und einer Länge von 300 cm konstruiert. An einem Ende der Re-
309849/1123
2325U9
torte wurden Verbindungsstücke zum Gaseinlaß und zum Einführen
eines Thermoelements angebracht. Die Rolle wurde in die Retorte gebracht und an ihren Enden auf Zapfen gelagert. Anschließend
wurde die Retorte dicht verschweißt und auf Leckstellen untersucht.
Die Retorte wurde mit einer Vakuumpumpe evakuiert und zweimal mit Argon gespült, um Sauerstoff aus dem Behälter zu
entfernen. Mit der Rolle wurde die Retorte in einen gasbeheizten
Ofen gebracht und reiner Wasserstoff in die Retorte geleitet, während die Temperatur in dem Ofen auf 800°C gesteigert
und für 4 Stunden bei diesem Wert gehalten wurde, um die
Abdichtung der Grundierung durch Reaktion/Diffusion zu bewirken. Rolle und Retorte wurden im Ofen auf.Raumtemperatur abgekühlt
und die Retorte zur Inspektion geöffnet. Mit freiem Luftzutritt zu der Rolle wurde die Temperatur im Ofen erneut auf
800°C gebracht, und diese Temperatur für 4 Stunden aufrechterhalten, um eine Oxyd-Grenzschicht auf den nach außen gerichteten
Bereichen der Grundierung herausteilen. Anschließend,
konate die Rolle auf Raumtemperatur- abkühlen, wobei sie eine
glatte Oberfläche aus weißem'Aluminiumoxyd (A1„O^) zeigte.
Die Rolle wurde in einem Ofen mit einem festgeklemmtem Glühstab
auf eine Temperatur von 300°C vorgewärmt und anschließend in
einer Vorrichtung installiert, in der kontinuierlich Stahlbleche mit einer Geschwindigkeit, von annähernd h5 m/Min» mit
Aluminium beschichtet-wurden. Nach einen Einsatz voa über
176 Stunden wurde die Rolle untersucht wad zeigte keinerlei
Verschlechterung. Als Ergebnis dieses Versuches wurde geschätzt, daß die Lebensdauer dieser Rolle zumindest über 350 Stünden
lag. Eine nicht überzogen© Rolle aus 1080 Stahl besitzt eine
Lebensdauer zwischen 72 bis 120 Stunden, bevor sie ersetzt
werden muß, daher k&nff bei Anwendung des erfindungsgemäßen Ver—
30 9 8-49/ 1 1 2 3 '
2325H9
fahrens eine Steigerung der Lebensdauer für eine überzogene Rolle über eine nicht überzogene Rolle von 250 bis 300 % erwartet
werden.
Zur Bestimmung der Wirkungen einer kontinuierlichen Temperatursteigerung
verbunden mit oxydierender Atmosphäre xmd Kontakt mit schmelzflüssigem Metall, wurde ein Heizkörper aus Stahl, und
zwar aus AISI 1080 Stahl, hergestellt und nach folgendem Verfahren geprüft. Die Oberfläche der Probe wurde mit Trichloräthylen
gereinigt, um Fett und Verunreinigungen von der Oberfläche
zu entfernen. Die Oberfläche wurde mit einem Sandstrahlgebläse mechanisch aufgerauht, und zwar mit Schleifkörnern aus
Aluminiumoxyd (Al2O-) mit einer Korngröße von 0,25 mm. Anschließend
wurde die Probe in eine Vorrichtung gebracht, welche die Probe in Rotation versetzte und. ein Plasmabrenner daran vorbeigeführt«
Die Rotationsgeschwindigkeit betrug 800 Umdrehungen pro Minute und die Verschiebegeschwindigkeit des Plasmabrenners betrug
60 cm pro Minute. Zum Aufsprühen des Grundierungs-Materials
wurde ein Plasmabrenner verwendet, der mit einer Kupferanode ausgestattet war. Als inerte Gasabschirmung wurde Argon verwendet,
ua eine Oxydierung des Materials während des Aufsprühens
zu verhindern. Die Grundierung bestand aus einer mechanischen Mischung aus 96 Gew.-% einer Eisen-Chrom-Legierung und aus
4 Gew.—io nichtlegiertem Aluminium; die Eisen-Chrom-Legierung
bestand aus 80 Gew.-$> Eisen und 20 Gew.-% Chrom. Die Dicke der
Grundierung betrug 0,15
Der Überzug bestand aus reinem Aluminiuiaoxyd (Al„0„) und wurde
auf die oberste Schicht der Grundierimg aufgesprüht« Es war keine Vorbereitung der Oberfläche erforderlich«, Ztam Aufsprühen
309849/ 1123
wurde ein Plasmabrenner verwendet, der wie oben mit einer Kupferanode
ausgestattet war. Der Überzug aus Aluminiumoxyd wurde bis
zu einer Dicke von 0,11 mm aufgebracht. Hierzu wurden die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit und die gleiche Yersehiebegeschwindigkeit
für den Plasmabrenner verwendet, wie sie auch ,zum Aufsprühen der Grundierung angewandt ifurden.
Die Probe wurde auf folgende Weise wärmetoehamlelt. Die Probe
wird in senkrechter Ausrichtung auf einem Stahlgestell befestigt
und in einen widerstandsbeh@izteB Vakuumofesi gebracht. Der Ofen
wir,d bis zu einem Unterdruck von iO"->
bis 10" Torr evakuiert, um die Reaktion/Diffusion der Grundierung zu bewirken. Die
Probe wurde im Ofen auf Raumtemperatur abgekühlt und herausgenommen. Die Oberfläche war glatt und weiß «md seigte keine
Risse oder Verfärbungen. "Die Probe ws.ru® lsi ©im@r Vorrichtung
zum Beschichten von Stahlblech mit Aluminiiam installiert und
kam mit der geschmolzenen Schlacke und dem Abfall in BesrMMrung
vom Ausgangsende der Gleitbahn, welche den Streifen trägt. Die
Probe wurde mit einem Widerstand-Heizgerät aus Siliciumcarbid ausgerüstet, um die Wärme zu erzeugen, die'zum Schmelzen der
Schlacke oder des Abfalls erforderlich ist. Die Probe konnte über zwei Wochen eingesetzt werden, während nicht überzogene
Proben diesen Bedingungen lediglich 2 bis 3 Tage widerstehen.
Somit wurde mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Erhöhung
der Lebensdauer der überzogenen Probe gegenüber einer nicht überzogenen Probe um 450 % erreicht«
Zur Bestimmung der kombinierten Wirkungen von Stoßbeanspruchung
und dem Kontakt mit einem geschmolzenen Metall mit hohem Dampfdruck,
wurde eine Stabilisierungsrolle oder Flatterrolle herge—
30 98 49/1 123
stellt und geprüft, welche beim Beschichten eines Stahlstreifens
den Stahlstreifen gerade und in Kontakt mit der Sinkrolle hält.
Die Oberfläche einer Rolle aus koiilenstoffreichem Stahl mit
einem Durchmesser von 20 cm und einer Länge von 185 cm wurde mit einer Entfettungs-Flüssigkeit (N-D-150) gereinigt. Die Oberfläche
wurde mit einem Sandstrahlgebläse mechanisch aufgerauht unter Verwendung von Schleifmittelkörnern aus Aluminiuaoxyd
(AlgO») mit einer Korngröße von 0,25mm. Die Rolle wurde in eine
Vorrichtung gebracht, um die Rolle zu drehen und einen Plasna—
brenner daran vorbeizubewegen. Die Umdrehungsgeschwindigkeit betrug 397 Umdrehungen pro Minute und die Verschiebungsgeschwindigkeit
des Plasmabrenners betrug 10,25 mm/Sek.. Der Plasmabrenner
zum Aufsprühen des Grundierungs-Materials war mit einer
Kupferanode ausgestattet. Als inerte Gasabschirmung wurde Argon
verwendet, um die geschmolzenen Teilchen während des Aufsprühens
vor Oxydation zu schützen. Die Grundierung bestand aus einer mechanischen Mischung aus 96 Gew.-% einer Eisen-Chrom-Legierung
und aus k Gew.-% nicht legiertem Aluminium. Die Eisen-Chrom-Legieruüg
bestand aus 80 Gew.-% Eisen und 20 Gew.-% Chrom. Die
Dicke der niedergeschlagenen Grundierung betrug 0,075 mm.
Der Überzug bestand aus reinem Aluminiumoxyd (AIgO-) und wurde
auf die oberste Schicht der Grundierung aufgesprüht. Vor dem
Aufsprühen des Aluminiumoxyds war keine Behandlung der Oberfläche erforderlich. Beim Aufsprühen des Überzugs wurde die
gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit und die gleiche Verschiebegeschwindigkeit
angewandt, wie beim Aufbringen der Grundierung. Es wurde ebenfalls ein mit einer Kupferanode ausgestatteter
Plasmabrenner verwendet, um das Aluminiumoxyd (A12O„) in einer
Dicke von 0,075 mm aufzusprühen.
309 8 43/1123
Die Rolle wurde unter den folgenden Bedingungen wärmebehandelt,,
Eine Retorte aus weichen Stahl mit einem Innendurchmesser von 60 cm und einer Länge von 300 cm wurde hergestellte An einem
Ende der Retorte wurden Anschlüsse für den Gaseinlaß und zum
Einführen eines Thermoelements angebracht. Die Rolle wurde an
ihren beiden Enden auf Zapfen gelagert«, Die fietorte wurde dicht
versehweißt und mit einer Seifenlösung auf Leerstellen untersucht.
Die Retorte wurde mit einer Vakuumpumpe evakuiert und
zweimal mit Argon gespült, um den Sauerstoff aus d©ia Behalte!·
zu ent£erneno Die Betörte ©it der Rolle wurde.- iB einen gasbeheizten
Ofen gebracht j und reines Wasserstoffgas in öi@ Retorte
geleitet, während die Temperatur in dem Of ©b auf 800 C anstieg
und für h Stunden auf diese® Wert gehalten wris, Di© Molle
und di© Retorte wurden im Of@a auf B&iiist®Ep@rat«,r ®togeteUfeJ.t
und anschließend die !©torte g©iSffm©to Bei freien Luftzutritt
zu der Rolle wurde die Temperatur la Qf ©ntiiederasa auf 8000C
gesteigert und für k Stranden auf diesem Wert getoaltem, um die
nach außen gerichtetes Bereich·© ä®t föruadieriamg s.ia oxydieren.
Anschließend könnt© dis Roll©
Die Rolle wurde auf ungefähr 150 C vorg©wärst mmö im ©iner kontinuierlicfo
arbeiteadou Voxriclatumg ^mh B©setoie&it©m vora Stahlblech
installierte Dies© Vorrichtung ®rfe©itst® sit ©ia©r Geschwindigkeit von angsmalj.e-rt 45 feis 60 a/Min0 a Mach 7 Tagen
war die Roll© immer moch im Betrieb
bare Beschädigung.
bare Beschädigung.
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_ 30 -
Aus dem Werkstoff HA-188 (Handelsname der Cabot Corporation),
einer Superlegierung auf Kobalt-Basis, wurden zwei Testproben
mit T-förmigem Querschnitt hergestellt; jede Probe,war 10 cm
lang, an der Oberfläche 9 ssin breit, 1,5 ^m dick, mit einem
Mittelsttick von 9 era· Diese Proben wurden zuerst auf ihrer
obersten Fläche mittels Plasma mit einer 0,075 bis O, 125 aus
dicken Schicht aus einer Mischung aus 80 Gew.-% einer Legierung
aus 75 Gew.-% Kobalt und 25 Gew.-#' Chrom, mad aus 20 Gew„«=$
nicht legiertem Aluminium überzogen» Auf jeder Probe wurde
anschließend atsi dem erstem Überzug ein weiterer, 0,05 bis
Θ,Ο75 »μ dicker Überzug aus Magneei-um-Zirkoraosyd (MgZrO^) mittels
Plasma niedergeschlagen«, Die Proves werden anschließend
unter Wasserstoff aaf 10790C erwärmt und für 5 Stunden bei
dieser Temperatur geaalteiij um di® Grtmdiertang dureli Reaktion/
Diffusion abzudichten.
Auf vier Proben mit ähnlichen Abmessungen werde mittels Plasma
eine 0,10 bis 0,125 mm dick® örundierungsscliicht anas syaer—
gistischeis Niekel-AluminlMSü-PulYer aufgabrselit, wie in Beispiel
1 beschrieben, und darüber mittels Plasma ein O'fO75 bm dicker
Überzug aus Magnesiua-Zirkonoxyd (HgZrO-) mittels Plasma niedergeschlagen.
Auf zwei ähnlich geformte Proben warde.mittels Plasma ein©
aufgebracht
aufgebrah 0,1 bis 0,125 mm« dicke Srundierung aus Stellit 3i/IHandelsnaßie
der Cabot Corporation), diese Legierung besteht aus 25,25 G©w„
Chrom, 10,5 (jrew.-$ Nickel, 7,5 Gew„-$ Wollram, 0,5 6ew.-^ Kolalenstoff,
Rest Kobalt, und anschließend darüber ein 0,075
dicker Überzug aus Magnesium-Zirkonozyii (MgZrO-) aiederg©
schlagen.
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Alle Proben wurden Im einer toesosader©» forrislitting
mit der aus einem Brenner' ©in© SaTaerstoff-Aeetylea-Plaaiia© auf
die Proben gerichtet wurde f 'um dis B@di3agiaag.eia im eis©E3 Brsaaer
einer Gasturbine %u siBrcaZi«r©n« Di® Breniaerflaiame wiar auf die
überzogene elierste Fläela© d@r -T-f ©riaigsa Pr©^@a gerichtet$ wobei
die Temperatur auf den t£fe©ra©||©a©ss ufeerfl^eSisn- bis
14800C anstieg,
di© Proben
di© Proben
abgesplittert, mit A^saaiia© darj©aig©a Fri»te%n9 di© ©rfiadisags«
gemäß ait einer" ©rMmdierraag .am© K©telt«=€lir©iB plias Älmiimitaia
versehen worden wareae Eisie ia@tall©gr®,pSiis®&a' Usat®rsuclaasig
der Prolsea alt eiaer "Grraadieriamg ©ms Kofealt^Ctafoiia plas Aluminium zeigte, da® bei jeder Prob©' di© ©riiaai^jriiffig IoieSat
oxydiert worölon war9 dal der Üfoersmg J©i©eli alig©s©hea
Kant sag intakt i/ar«,
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Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit einem korrosionsbeständigen
Doppelüberzug,gekennzeichnet durch folgende Sehritte:
a) Aufbringen einer Grundierung aus zumindest zwei Materialien,
von denen jedes aus Metallen, Legierungen und/oder intermetallischen Phasen besteht, auf den Gegenstand in
solcher Weise, daß die Materialien in weitgehend unreagierteiB
Zustand aufgebracht werden;
b) Aufbringen eines Hauptüberzugs, bestehend aus Metallen,
Metallegierungen, intermetallischen Phasen, Metalloxyden, Metallearbiden, Metallnitriden, Metallboriden, Metall—
silleiden und/oder Zementen, auf der frisch aufgebrachten
Grundierung; und
c) Erwärmen der Gegenstände mit dem Doppelüberzug in einer
nicht verunreinigenden Atmosphäre für eine ausreichende Zeitdauer auf solche Temperaturen, üb die weitgehend
unreagierten Materialien der Grundierungsschicht zur
Reaktion/Diffusion miteinander zu bringen, so daß eine weitgehend abgedichtete Grundierungsschicht gebildet
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Verfahrensstufe a) die Grundierung mittels Plasma-Techniken
aufgebracht wird, daß als Metalle Nickel, Aluminium, Kobalt, Eisen, Chrom, Kupfer, Molybdän, Wolfram, Niob, Tantal, Zirkon,
309849/1Ί23
Vanadin, Hafnium, Magnesium, Zinkj Titan, Antimon, Kalzium,
Mangan und Palladium verwendet werden, daß als Legierungen solche aus den oben genannten Metallen verwendet werden,
und daß als intermetallische Phasen solche aus intermetallischen Phasen der oben genannten Metall© verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Verfahrensstufe a) jedes Material aus einer der folgenden Gruppen gewählt wird, mäalieh Nickels, Aluminium, Kobalt,
Eisen, Chrom, Kupfer, Molybdän^ Wolfram, Niob, Tantal, Titan,
Zirkon, 'Vanadin,, Hafnium, Magnesium, ZiBk9 Antimon, Kalzium,
Mangan, Palladium, Nickel-Chrom, Eisen-Chrora-Legisrüftgen,
intermetallische Phasen aus Eisen und Chrom, Kobalt-Chrom-Legierungen,
intermetallische Phasen aus Kobalt «Bid Ghroms
Eisen-Chrom-Legierusigen mit seltsmem Erd-Zusätzen, Nickel-Chrom-Legierungen
Mit seltenen Erd-Zusäta@n9 Kobalt-Chrom-Legierungen
mit seltenen. Erd=Zusätzen9 Kupfer-Alum!niuil·«
Legierungen und intermetallisch® Phasen ai&s Kupfer und
Aluminium.
4. Verfahren nach Anspruch
Gegenstand aus Stahl und
Verfahrensstufe a) sines d@r
und das ander® aus Eisen
Legierungen und. Kobalt-Ctorom-Legier-ungen in Verfahrensstufe b) der H&uptiiher&ug besteht.
Gegenstand aus Stahl und
Verfahrensstufe a) sines d@r
und das ander® aus Eisen
Legierungen und. Kobalt-Ctorom-Legier-ungen in Verfahrensstufe b) der H&uptiiher&ug besteht.
gekennzeichnet j daß der Gußeisern besteht| daß in
aterialiem atss Aluminium
-Legierungen9 Nickel-Chrom—
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3h - '
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach
der Verfahrensstufe c) zusätzlich, die folgende Verfahrensstufe
d) angefügt wird?
d) Einwirkung einer ausgewählten Gasatmosphäre auf den mit
dem Doppelüberzug versehenen Gegenstand, nämlich einer
oxydierenden Atmosphäre, einer karbidbildenden Atmosphäre, einer nitridbildenden Atmosphäre, einer fooridbiMenden
Atmosphäre und/oder einer silicidbildenden Atmosphäre, für eine ausreichende Zeitspanne und bei solchen Temperaturen,
bei denen der wesentliche Bestandteile der Atmosphäre mit den segiaentierten Bereichen der Oberfläche der Grün—
dierung, welche über die Porosität des HaKptuberzugs nach
außen Verbindimg haben^fso <Mß eine Schicht mit--reagier thabenden
Bestandteilen der Atmosphäre auf diesen Bereichen gebildet wird.
6„ Verfahren nach Anspruch h9 dadurch gekennzeichnet, daß an
die Verfahrensstufe c) die folgende Verfahrensstuf© d) angefügt
wird:
d) Einwirkung einer oxydierenden Umgebung .auf den mit Doppel-Überzug
versehenen Gegenstand für eine ausreichende Zeitdauer und für eine ausreichende Temperatur, um die seg—
mentierten Bereiche auf der Oberfläche des Überzugs, die
über die Porosität des Mauptüberzugs aus Aluminiumoxid
zu oxydieren«
axt dem äußeren in Verbindung stehen,/so daß eine oxydierte Schicht auf diesen Bereichen gebildet wird«,
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnety daß der
wesentliche Bestandteil der Gasatmosphäre im einer ausreichenden
Menge und unter einem solchen Partialdriack anwesend
ist, so daß dieserBestandteil wirkungsvoll nur Mit einem Material der nach außen gerichteten Bereich® der Gruadierungsoberfläche
reagiert.
30 98 49/1123
8. Verfallren nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß in
Verfahrens stufe a) die beiden Materialien aus Aluminium
und aus einer Kobalt-Chrom-Legierung rait seltenen Erd-Zusätzen
bestehen, und daß in Verfahrensstufe te) der Hauptüberzug
aus Magnesium-Zirkon-Oxyd (MgZrO^) besteht.
9. Verfahren zur Herstellung eines mit einem korrosionsbeständigen
.Doppeltiberzug versehenen Gegenst&aöes, gekennzeichnet
durch die folgenden Stufen:
a) Aufbringen einer Grundierung aus zumindest zwei Materia=·
lien, von denen jedes aus-Metallen, Legierungen unü/o&^r
intermetallischen Phasen besteht', auf ©inen Gegenstand,
in der Form, daß die Materialien in weitg@h©ad unreagiertem
Zustand aufgebracht werden;
<
b) Erwärmung des Mbsrzogenea Gegenstandes in ©iaer nichtverunreinigendea
Atmosphäre für eiik@ ausreichende Zeitdauer auf solche Temperaturen, daß. <äi© weitgehend unreagierten.Materialien
ü@t Grundi-erwagsssaioat aiitein·»
ander zur Reaktion/Diffusion geferactot werdeiij, so öafl
eine weitgehend abgedichtete Grundierungsschient eat» ■
steht; und -
er) Aufbringen eines Haupttiberzugs, b®eteh@nd aus zmsaindest
einem der folgenden Materialien, nämlich Metalle, Metalllegierungen,
intermetallische Fhas@B9 Metalloxyfie, Metallkarbide,. Met&llnitridet Metallboride^ Metallsiliciös
und/oder Zemente, auf der weitgehend abg-e^ichtetea
dierungsschicht, so daß eine Doppelschicht sit ausge
zeichneter Korrosionsbeständigkeit gebildet wird»
0 9 8 4 9/1123
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Verfahrensstufe a) jedes der Materialien aus einer der
folgenden Gruppen gewählt wird, nämlich Nickel, Aluminium, Kobalt, Eisen, Chrom, Kupfer, Molybdän, Wolfram, Niob,
Tantal, Titan, Zirkon, Vanadin, Hafnium, Magnesium, Zink, Antimon, Kalzium, Mangan, Palladium, Nickel-Chrom, Eisen-Chrom—Legierungen,
intermetallische Phasen aus Eisen und Chrom, Kobalt-Chrom-Legierungen, intermetallische Phasen
aus Kobalt und Chrom, Eisen-Chrom-Legierungen mit seltenen Erd-Zusätzen, Nickel-Chrom-Legierungen mit seltenen Erd-Zusätzen,
Kobalt-Chrom-Legierungen mit seltenen Erd-Zusätzen, Kupfer-Aluminium-Legierungen und/oder Intermetallische
Phasen aus Kupfer und Aluminium.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US00255457A US3837894A (en) | 1972-05-22 | 1972-05-22 | Process for producing a corrosion resistant duplex coating |
| US25545772 | 1972-05-22 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2325149A1 true DE2325149A1 (de) | 1973-12-06 |
| DE2325149B2 DE2325149B2 (de) | 1976-12-23 |
| DE2325149C3 DE2325149C3 (de) | 1977-08-11 |
Family
ID=
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2740398A1 (de) * | 1976-09-09 | 1978-03-16 | Union Carbide Corp | Zweifachueberzug fuer den schutz gegen thermische beanspruchungen und korrosion |
| DE2841552A1 (de) * | 1978-09-23 | 1980-03-27 | Goetze Ag | Spritzpulver fuer die herstellung verschleissfester beschichtungen auf den laufflaechen gleitender reibung ausgesetzter maschinenteile |
| EP0031197A1 (de) * | 1979-10-31 | 1981-07-01 | Ford Motor Company Limited | Verfahren zur Beschichtung eines Substrates und eine Alkalimetall/Polysulfid-Batterie, die ein so überzogenes Substrat enthält |
| DE3939139A1 (de) * | 1989-11-27 | 1991-05-29 | Gerd Hoermansdoerfer | Estrich-, moertel- oder betonmischung, insbesondere fuer fussboden-, wand- oder deckenflaechenheizsysteme oder sonnenwaermekollektoren |
| DE19681296C2 (de) * | 1995-03-08 | 2003-01-23 | Tocalo Co Ltd | Element mit Verbundbeschichtung und Verfahren zu dessen Herstellung |
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| DE2841552A1 (de) * | 1978-09-23 | 1980-03-27 | Goetze Ag | Spritzpulver fuer die herstellung verschleissfester beschichtungen auf den laufflaechen gleitender reibung ausgesetzter maschinenteile |
| EP0031197A1 (de) * | 1979-10-31 | 1981-07-01 | Ford Motor Company Limited | Verfahren zur Beschichtung eines Substrates und eine Alkalimetall/Polysulfid-Batterie, die ein so überzogenes Substrat enthält |
| DE3939139A1 (de) * | 1989-11-27 | 1991-05-29 | Gerd Hoermansdoerfer | Estrich-, moertel- oder betonmischung, insbesondere fuer fussboden-, wand- oder deckenflaechenheizsysteme oder sonnenwaermekollektoren |
| DE19681296C2 (de) * | 1995-03-08 | 2003-01-23 | Tocalo Co Ltd | Element mit Verbundbeschichtung und Verfahren zu dessen Herstellung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5320931B2 (de) | 1978-06-29 |
| US3837894A (en) | 1974-09-24 |
| CH574506A5 (de) | 1976-04-15 |
| JPS4942533A (de) | 1974-04-22 |
| CA1000130A (en) | 1976-11-23 |
| GB1438381A (en) | 1976-06-03 |
| FR2185696A1 (de) | 1974-01-04 |
| DE2325149B2 (de) | 1976-12-23 |
| FR2185696B1 (de) | 1976-05-28 |
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