DE2433814A1

DE2433814A1 - Legierungspulver bzw. pulvergemisch fuer verschleissfeste spritzschichten

Info

Publication number: DE2433814A1
Application number: DE2433814A
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Ing Beyer; Ulrich Dipl Ing Buran
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1974-07-13
Filing date: 1974-07-13
Publication date: 1976-01-22
Also published as: DE2433814B2

Description

Legierungspulver bzw. Pulvergemisch für vers chleißfeste Spritz -schichten Die Erfindung betrifft eine Pulverlegierung bzw. ein Pulvergemisch aus Molybdän zur Herstellung von verschleißfesten Schichten durch ein thermisches Spritzverfahren.
Bei der Entwicklung neuer Verbrennungskraftmaschinen werden ständig die Betriebsbedingungen, wie Kompressionsverhältnisse, Temperaturen und Drehzahlen, erhöht, so daß besonders an die Dichtelemente solcher Maschinen immer höhere Anforderungen in Bezug auf ihre Werkstoffeigens chaften gestellt werden. Solche Dichtelemente, wie zum Beispiel Kolbenringe, Lagerschalen oder auch Dichtleisten, Dichtbolzen und Dichtstreifen für Kreiskolbenmotoren, unterliegen dabei erhöhten Haftungs-, Abriebs- und Korrosionsverschleißbelastungen, so daß oft nach kurzen Betriebszeiten die Konstruktionselemente versagen, die Maschinen und dann die gesamten Anlagen ausfallen.
Zur Verbesserung der Eigenschaften derartiger Maschinenteile werden Legierungspulver bzw. Pulvergemisch für verschleißfeste Spritzschichten ( 1501 ) daher deren Laufflächen nach bekannten Verfahren mit verschleißfesten Schichten überzogen. Es ist dabei bekannt, daß Molybdänspritzschichten die Freßneigung unter Temperaturbelastung vermindern und außerdem infolge der Härte eine relativ hohe Verschleißfestigkeit besitzen. Es ist auch bekannt, daß Molybdänspritzschichten, die mit der Azethylen - Flamme erzeugt werden, verschleißfester sind als solche, die mit der Plasmaflamme erzeugt werden, jedoch reichen ihre Festigkeitswerte für die erhöhten Ansprüche nicht völlig aus.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten, in einem thermischen Spritzverfahren, und insbesondere im Plasmaspritzverfahren, aufgebrachten Molybdänschichten so zu verbessern, daß sie erhöhten Belastungen gewachsen sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Molybdänpulver die Elemente Sauerstoff mit o bis 8, 0 Gewichtsprozent und/oder Stickstoff mit o bis o, 5 Gewichtsprozent und/oder Kohlenstoff mit o bis 9, 0 Gewichtsprozent und/oder Wasserstoff mit o bis o, 5 Gewichtsprozent und daß die Metalle Nickel, Kobalt, Eisen, Titan, Vanadin, Chrom, Aluminium, Wolfram, Tantal, Rhenium und/oder Zirkonium durch Vorlegieren und/oder Zumischen zu o, 5 bis 45 Gewichtsprozent zugegeben sind.
Legierungspulver bzw. Pulvergemisch für verschleißfeste Spritzschichten ( 1501 ) Es hat sich nämlich gezeigt, daß im Plasmaspritzverfahren Molybdänpulver mit Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und/oder Wasserstoff alleine sich relativ schlecht verspritzen läßt, und daß die Schichtfestigkeiten den geforderten Ansprüchen noch nicht gewachsen sind. Erst die Kombination mit den angeführten Metallen, die alle mit Molybdän Mischkristalle bilden, beseitigt diese Schwierigkeiten, und es entstehen iberzugsschiciten mit den gewünschten Eigens chaften.
Die Verschleißfestigkeit dieser Schichten kann jedoch noch beträchtlich gesteigert werden, wenn zu den Legierungspulvern bzw.
Pulvergemischen ein oder mehrere Karbide der Elemente Titan, Tantal, Niob, Chrom, Wolfram und/oder Molybdän zugegeben werden, und zwar mit einem maximalen Anteil von bis zu 90 Gewichtsprozent. Da sich jedoch Karbide in einer Sauerstoff - Azethylenflamme nur sehr schwer verspritzen lassen, ist es zweckmäßiger, wenn in diesem Fall gleichzeitig mit der Azethylen -und der Plasmaflamme verspritzt wird. Dann wird die Molybdänpulverlegierung bzw. das Gemisch mit der Flammspritzpistole aufgebracht, während die karbidische Komponente gleichzeitig mit der Plasmaspritzpistole aufgetragen wird.
Eine weitere Verbesserung der Verschleißeigenschaften kann erzielt werden, wenn Silizium in den Spritzschichten enthalten ist.
Die Zugabe kann geschehen durch Zumischen von elementarem Silizium zum Spritzpulver oder aber auch durch Hinzufügen von Siliziumverbindungen mit einem der oben genannten Elemente.
Legierungspulver bzw. Pulvergemisch für verschleißfeste Spritzschichten ( 1501 ) Der Siliziumgehalt in der Schicht liegt dabei vorzugsweise in den Grenzen von o, 8 bis lo, o Gewichtsprozent.
Im Sinne der Erfindung ist es außerdem auch, wenn dem Spritzpulver intermetallische Verbindungen zwischen zwei oder mehreren der oben angegebenen Elemente zugegeben werden.
Uberzüge der beschriebenen Art auf insbesondere Kolbenringen und Dichtleisten für Kreiskolbenmotoren erwiesen sich im Test als verschleißbeständig, und zwar insbesondere beim Einsatz in Verbrennungskraftmaschinen mit erhöhter Kompression, hoher Drehzahl und hoher Betriebstemperatur.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Pulvergemisch für die Herstellung von verschleißfesten Schichten durch ein thermisches Spritzverfahren, insbesondere durch ein Plasmaspritzverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Molybdänpulver die Elemente Sauerstoff zu o bis 8, 0 Gewichtsprozent Stickstoff zu o bis 0, 5 Gewichtsprozent Kohlenstoff zu o bis 9, 0 Gewichtsprozent Wasserstoff zu o bis o, 5 Gewichtsprozent enthält, und daß das Molybdänpulver zu o, 5 bis 45 Gewichtsprozent mit den Metallen Nickel, Kobalt, Eisen, Titan, Vanadium, Chrom, Aluminium, Wolfram, Tantal Rhenium und/oder Zirkonium zulegiert oder zugemischt ist.
2.) Pulvergemisch nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Pulver ein oder mehrere Karbide der Elemente Titan, Tantal, Niob, Chrom und/oder Molyb- Patentansprüche zu - Legierungspulver bzw. Pulver -gemisch für verschleißfeste Spritzschichten ( 1501 dän zu 90 Gewichtsprozent zugegeben sind.
3.) Pulvergemisch nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Pulver elementares Silizium und/oder Siliziumverbindungen mit im Patentanspruch 1 genannten Ele -menten zu o, 8 bis lo, o Gewichtsprozent, bezogen auf Silizium, zugegeben sind.
4.) Verfahren zum Aufbringen des Pulvergemisches nach den Patentansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Komponente mit einer Flammspritzpistole und die karbidische Komponente mit einer Plasmasprftzpistole zusammengespritzt werden.