DE2600237C2 - Metallisches Pulvergemisch und Verfahren zum Reparieren von Oberflächendefekten - Google Patents

Metallisches Pulvergemisch und Verfahren zum Reparieren von Oberflächendefekten

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DE2600237C2 DE2600237A DE2600237A DE2600237C2 DE 2600237 C2 DE2600237 C2 DE 2600237C2 DE 2600237 A DE2600237 A DE 2600237A DE 2600237 A DE2600237 A DE 2600237A DE 2600237 C2 DE2600237 C2 DE 2600237C2
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Description

— Mechanisches Entfernen der defekten Anteile des Gegenstands zur Bildung eines zu füllenden Hohlraums,
— Füllen des Hohlraums mit dem Pulvergemisch und
— Erhitzen des Gegenstands auf eine hohe Temperatur, dadurch gekennzeichnet,
a) daß der Gegenstand auf eine Temperatur über der Scnmelztemperatur des zweiten Pulvers und unter seiner Schmelztemperatur erhitzt und dadurch ein Teil des Pulvergenisches verflüssigt wird,
b) daß dann der Gegenstand zum isothermen Wiedererstarren des Pulvergemisches etwa auf dieser Temperatur gehallen wird und
c) daß weiterhin der Gegenstand auf einer hohen Temperatur gehalten wird, um den gefüllten Hohlraum zu homogenisieren.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Erhöhen der Temperatur über die Schmelztemperatur des zweiten Pulvers das Pulvergemisch bei hoher Temperatur irn Vakuum entgast wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Vakuumentgasen des Pulvergemisches, aber vor dem Erhöhen der Temperatur über die Schmelztemperatur des zweiten Pulvers das Pulvergemisch in dem Hohlraum gesintert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Druck auf das Pulvergemisch in dem Hohlrau.n während der Zeitspanne ausgeübt wird, während der ein Teil des Pulvergemisches verflüssigt ist.
Die Erfindung betrifft ein metallisches Pulvergemisch und ein Verfahren der im Oberbegriff der Pateritansprüche 1 bzw. 3 angegebenen Art.
Häufig werden bei teueren Bauteilen von Gasturbinentriebwerken, beispielsweise den Turbinenlaüf- und -leitschaufeln aus Superlegierung, kleine Defekte festgestellt, die sich durch die Gießverfahren ergeben, oder es entwickeln sich während des Betriebes des Triebwerks kleine Risse. Obgleich solche Defekte relativ klein sein können, reichen sie häufig aus, daß das Bauteil als Ausschuß angesehen wird. In vielen Fällen handelt es sich jedoch um Defekte, welche eine zufriedenstellende Reparatur gestatten würden, wenn dafür geeignete Mittel und Verdahren verfügbar wären, ίο Es sind ein metallisches Pulvergemisch und ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt (DE-AS 20 63 585), die zur Beseitigung von Erosionsschäden an Oberflächen von Hartmetall- und Stahlteilen in den für die Synthese von Diamanten und anderen überharten Stoffen verwendeten Hochdruck- und Hochtemperatureinrichtungen dienen. Dabei wird eine Erostonsstelle an einer Teiloberfläche mit einem Pulvergemisch eines oder mehrerer hochschmelzender Metai.e aus der Gruppe Nickel. Eisen, Kobalt, Mangan. Molybdän. Titan, Tantal, Wolfram, Chrom, Niob. Rhenium aufgefüllt ,irjH Aar «iejchzfiit^en Einwirkun57 vnn hohem Druck und hoher Temperatur unterworfen, wobei das hochschmelzende Pulvergemisch mit dem Teil verschweißt wird. Das bekannte Verfahren wäre nicht zur Reparatur von Defekten an Turbinenlaüf- und -leitschaufeln aus Superlegierung verwendbar, weil solche Gegenstände im Betrieb so stark beansprucht sind, daß die reparierte Stelle die gleiche Zusammensetzung wie der übrige Gegenstand haben sollte. Be dem bekannten Verfahren enthält das Pulvergemisch auch keinen schmelzpunkterniedrigenden Anteil. Damit aber das Pulvergemisch nicht auf die Schmelztemperatur des zu reparierenden Gegenstands erhitzt werdsn muß, wird das Pulvergemisch nicht nur hoher Temperatur, sondern gleichzeitig auch hohem Druck unterworfen, so daß es zu einer kombinierten Schmelz- und Preßschweißung kommt. Diese Schweißung ist bei der Reparatur von Gegenständen aus einer Gußsuperlegierung nicht geeignet, weil Schweißverfahren häufig zusätzliche Risse weg' ι der typischen hohen Rißempfindlichkeii von Gußsuperlegierungen verursachen. Da bei dem bekannten Verfahren keine nachträgliche Wärmebehandlung der Reparaturstelle vorgesehen iit. dürfte dieie auch aus diesem Grund kaum ein ährliches Mikrogefüge wie der reparierte Gegenstand aufweisen.
Es ist weiter ein Verfahren bekannt (US-PS 36 78 570). durch das Diffusionsbindungen zwischen Superlegierungsgegenständer unter Umständen zuverlässig hergestellt werden können, unter welchen Schmebschweißen. Löten oder ardere Veroindungsverfahren unzufnedenstellend oder undurchführbar sind. Die Verbindungsstellen, die durch dieses bekannte Verfahren hergestellt werden, körnen nach dem Abschluß der Verarbeitung von den miteinander verbundenen Gegcnständen ununterscheidbar scm. Es wird ein Homogenisierungsprozeß angewandt, der in dem festen Zustand vor sich geht. und. um die Verarbeitung in einer angemessenen Zeit zu ermöglichen, werden die Verbindungsspalte sehr schmal gehalten, um die DiffusionsbO strecken, die erforderlich !ind. damit die Homogenisierung erfolgt, zu.minimiererijZum Verbinden der beiden 'wGegenstähde/iWird -eine Zwischenschicht ;aus einer Le- ä gierungsfolie "verwendet, lülie bei der Verbindungstemperatur schmilzt und anschließend durch einen Interdiffusionsmechanismus isothürm erstarrt. Das Vorhandensein dieser vorübergehenden Flüssigphase wird benutzt, um Spalte zu füllen, die in dem Verbindungsbereich geblieben sein können. Die bei dem bekannten Verfahren
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verwendete Zwischenschichtlegierung enthält (gewichtsmäßig) 15% Chrom, 15% Kobalt, 15% Molybdän, 3% Bor, Rest Nickel. Die Zwischenschichtlegierungsfo-Iie wird zwischen zwei miteinander zu verbindende Gegenstände eingelegt, und die Verbindung wird im Vakuum bei hoher Temperatur und unter Ausübung eines hohen Druckes hergestellt Die Zwischenschichtlegierung entspricht zwar in ihrer Zusammensetzung derjenigen der miteinander zu verbindenden Teile, jedoch unter Ausschluß von Aluminium, Titan und Kohlenstoff. Mit dem bekannten Verfahren läßt sich daher keine gute Obereinstimmung zwischen der Zusammensetzung und dem Mikrogefüge der Verbindungsstelle und den zu verbindenden Gegenständen erzielen, wenn die Gegenstände selbst Aluminium, Titan oder Kohlenstoff enthalten. Würde man eine Reparaturstelle mit einem Pulvergemisch füllen, das nur eine solche Zwischenschich'legierung enthält, würden die Gesamtmenge an in dem Pulvergemisch enthaltenem Bor als schmelzpunkterniedrigeni?s.m Legierungsanteil und die beschränkte Fläche scr Reparatursteüe, die für die Flüs sigkeit zur Verfügung steht und als eine Senke für den schmelzpunkt-emiedrigenden Legierungsanteil dient, eine unvertretbar lange Zeit für das Auftreten der isothermen Erstarrung erfordern. Außerdem könnte die Gesamtmenge des vorhandenen schmelzpunkt-erniedrigenden Legierungsanteils ausreichend groß sein, um eine nachteilige Veränderung in den Eigenschaften des Gegenstands hervorzurufen.
Schließlich ist es bekannt (F. Eisenkolb »Fortschritte der Pulvermetallurgie*. Band II, 1963, S. 124 bis 127), korrosionsbeständigen Sinterstahl durch Sintern von Pulvergemischen herzustellen, wobei Pulver verschiedener Zusammensetzung gemischt werHen, so daß während des Sinterns die korrosionsbeständige Legierung gebildet wird. Damit durch einfaches Pressen und Sintern eine hohe Dichte und damit eine größere Festigkeit erzielt werden kann, wird danach getrachtet, diese hohe Dichte durch die Wirkung einer flüssigen Phase zu erzielen. Zu diesem Zweck wird beispielsweise einem Chrom-Nickei-Stahlpulver eine Nickel-Chrom-Bor-Legierung zugesetzt, wobei Bor zur Schmelzpunkterniedrigung dient. Bei diesem bekannten Verfahren muß aber auch mit hohen Preßdrücken gearbeitet werden. Durch dieses bekannte Verfahren ließen sich ebenfalls keine Reparaturstellen herstellen, die in der Zusammensetzung und im Mikrogefüge dem reparierten Gegenstand entsprechen würden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein metallisches Pulvergemisch und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die sich in vertretbarer Zeit Repara turstellen erzielen lassen, die ein ähnliches Mikrogefüge wie der Gegenstand selbst haben, und ohne daß bei der Reparatur der Gegenstand nachteilig beeinflußt wird.
Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 3 angegebenen Merkmale bzw. Schritte gelöst.
Das metallische Pulvergemisch nach der Erfindung hat eine Gesamtzusammensetzung, die der des zu reparierenden Gegenstands entspricht. Da der Anteil des zweiten Pulvers im Gemisch bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Gegenstands verflüssigbar ist, läßt sich eine vorübergehende Flüssigphase wenigstens eines Teils des Gemisches und eine isotherme Wiedererstarrung bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts des Gegenstands erreichen.
Durch das Verfahren nach der Erfindung wird demgemäß der Gegenstand auf eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt des zweiten Pulvers, das Bor zur Schmelzpunkterniedrigung enthält, und dem Schmelzpunkt des Gegenstands erhitzt, was bewirkt, das nur das zweite Pulver verflüssigt wird. Diese Temperatur wird dann aufrechterhalten, was zur Folge hat, daß Bor in den Gegenstand diffundiert und das Pulvergemisch isotherm erstarrt. Das erfindungsgemäße Mischungsverhältnis des Palvergemisches gewährleistet, daß das zweite Pulver beim Schmelzen die Teilchen des en>;en
ίο Pulvers benetzt und diese in dem gesamten Reparaturbereich umfließt, den es dabei vollständig ausfüllt Die übrigbleibenden, ungeschmolzenen Pulverteilchen unterstützen und beschleunigen die isotherme Erstarrung, und nach dem vollständigen Erstarren unterstützen sie die inschließende Homogenisierung, indem sie kurze Strecken für die gegenseitige Diffusion zwischen den Elementen beider Pulver bilden.
Bei Gegenständen, wie beispielsweise Gasturbbentriebwerksschaufeln, solhe das zum Reparieren benutzte metallische Pulvergemisch in seiner Zusammensetzung der des Gegenstands sehr ähnlich und in der Lage sein, ein ähnliches Mikrogefüge wie der Gegenstand selbst anzunehmen. Die oben erwähnten bekannten Zwischenlegierungen können bei der Erfindung benutzt werden, weil sie Zusammensetzungen haben, die auf die miteinander zu verbindenden Gegenstände zugeschnitten sind.
Die Erfindung sieht deshalb die Verwendung von solchen Zwischenschichtlegierungspulvern vor. Der zu fül- !ende Hohlraum, in welchem die Reparatur auszuführen ist, wird mit Pulvern einschließlich Zwischenschichtlegierungspulvern in einer Mischung gefüllt, aufgrund der ein Teil des Pulvergemisches vorübergehend schmilzt und dann isotherm oder im wesentlichen isotherm wiedererstarrt. Diese isotherme Wiedererstarrung beseitigt die Bildung von schädlichen eutektischen Phasen. Eine anschließende Diffusion erzeugt eine weitere Homogenisierung der Reparaturstelle, so daß deren Zusammensetzung und deren Mikrogefüge denen Vs reparierten Gegenstands entsprechen.
Bei der Erfindung wird Bor als schrr.eizpunkt-erniedrigender Legierungspartner verwendet. Es sind zwar weitere Mittel zur Schmelzpunkterniedrigung bekannt, wie etwa Silicium; Bor ist jedoch für die Verwendung zum Reparieren von Superlegierungen besonders vorteilhaft. Bor ist nämlich in der Lage, schnell in die Superleg'erungen zu diffundieren, und es kommt zu der ir.oihermen Erstarrung der vorübergehenden flüssigen Phase, weil Bor aus der Schmelze in den undotierten Gegenstand diffundiert und die in der Schmelze zur Verfügung stehende Menge bis zu einem Punkt verringert, in welchem die Erstarrung erfolgt, obgleich die Temperatur konstant geblieben ist.
Es müssen gewisse Kriterien bei der Festlegung der Mischungsverhältnisse und der Menge und der Art des darin enthaltenden schmelzpunkt-erniedrigenden Legierungspartners aufgestellt werden In Form und Menge muß ausreichend Schmelzpunkt-erniedrigender Legierungspartner vorhanden sein, um bei der gtru unschten Verbindungstemperatur eine Flüssigphase zu schaffen. Die Quantität der Flüssigphase muß so groß sein, daß sichergestellt wird, daß Sämtliche Pulverzwischenräume Und der gesamte Reparaturbereich gefüllt werden, um eine hohlraumfreie fertige Verbindung zu schaffen. Andererseits ist es normalerweise nicht vorteilhaft, so viel Zwischenschichtlegierung bereitzustellen, daß das gesamte Gemisch flüssig wird, ausgenommen sehr kleine Bereiche, und der Gesamtgehalt an
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schmelzpunkt-erniedrigendem Legierungspartner darf nicht so groß sein, daß die Eigenschaften des reparierten Gegenstands nachteilig beeinflußt werden.
Eine Anzahl weiterer Faktoren beeinflußt außerdem die Art und die Mengen der Gemischkomponenten. Allgemein erscheint die Pulverteilchengröße in dem Gemisch nicht besonders kritisch. Die Diffusionsstrecken werden bei feinteiligen Pulvern vormalerweise kleiner sein, und die Homogenisierung wird folglich vereinfacht Größere Packungsdichten werden im allgemeinen erzielt, indem eine Verteilung von Teilchengrößen genutzt wird. Wie oben erwähnt ist eine vollständige Verflüssigung des Gemisches gewöhnlich unerwünscht, und deshalb sollte das Gemisch so beschaffen sein, daß ein Teil der verteilten Pulverteilchen des ersten Pulvers in dem Gemisch ungeschmolzen bleibt.
Allgemein gesagt legt auch die Menge an Bor in dem Gemisch die Flüssigkeitsmenge fest, die in der vorübergehenden Flüssigphase erzeugt wird. Offenbar muß genug Flüssigkeit vorhanden sein, um das Gemisch im Sinne eines Füllens sämtlicher Poren ausreichend zu fluidisieren. Andererseits ist es im allgemeinen erwünscht, so wenig Bor zu verwenden, wie zur Durchführung der Reparatur erforderlich ist
Gemische mit einem hohen Verhältnis von erstem Pulver zu zweitem Pulver sind auf oben angegebene Weise benutzt worden und bilden bei hoher Temperatur eine ziemlich viskose Masse, in einigen Fällen ist ein von außen wirkender Druck benutzt worden, um sicherzustellen, daß sämtliche Hohlräume gefüllt werden, insbesondere dann, wenn das Gemisch in der vorübergehenden Flüssigphase eine viskose Masse ergibt Dieses Gemisch mit einem hohen Verhältnis von erstem Pulver zu zweitem Pulver stellt nicht nur sicher, daß während der vorübergehenden Flüssigphase ungeschmolzene Teilchen des ersten Pulvers zurückbleiben, sondern schafft auch die engste Übereinstimmung der Zusammensetzungen des Reparaturbereiches und des reparierten Gegenstands.
in de'· meisten Fällen und insbesondere bei niedrigen Mischungsverhältnissen von erstem zu zweitem Pulver ist eine Verteilung von Teilchengrößen benutzt worden, wobei die Größe der Pulverteilchen des ersten Puivers die der Pulverteilchen des zweiten Pulvers überschritt. Eine Verteilung der Pulverteilchengrößen führt im allgemeinen zu einer höheren Packungsdichte als bei Pulverteilchen mit einer einzigen regelmäßigen Form, und die größere Gestalt der Pulverteilchen des ersten Pulvers erhöht die Sicherheit, das während der vorübergehenden Flüssigphas? eine Verteilung an ungeschmolzenem Metall des ersten Pulvers zurückbleiben wird.
Ein weiterer Faktor, der die Art und die Zusammensetzung des Gemisches bestimmt, kann der Endverwendungszweck des Gegenstands selbst oder möglicherweise der Ort des Reparaturbereiches in dem Gegenstand sein. In einem kritischen Bereich eines empfindlichen Gegenstands kann eine im wesentlichen vollständige Homogenisierung und die Bildung einer Zusammensetzung und eines Mikrogefüges des reparierten Bereiches, die im wesentlichen der Zusammensetzung und dem Mikrogefüge das Gegenstands entsprechen, absolut erforderlich sein. In einemunkritischen Bereich oder in einem weniger empfindlichen Gegenstand kann ein geringerer Grad an Übereinstimmung der Zusammensetzung und des Mikrogefüges vollkommen zufriedenstellend sein. Außerdem werden ein größerer oder kleinerer Grad an Empfindlichkeit des Gegenstands gegenüber Eigenschaftsungleichheit aufgrund des schmelzpunkt-erniedrigenden Legierungspartners und die zulässigen Grenzen derselben eine Funktion der Legißrungszrsammensetzung und der beabsichtigten Verwendung des Gegenstandes sein. Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein dieser Empfindlichkeit kann die Sorgfalt diktieren, die beim Formulieren des Pulvergemisches aufgebracht werden muß. Zum Reparieren von Superlegierungen enthält das homogene zweite Metallpulver eine Legierung, die in ihrer Zusammensetzung zumindest den Hauptbestandteilen des Gegenstands im wesentlichen entspricht, unter Ausschluß aller Elemente, die dafür bekannt sind, schädliche Phasen zu bilden, die die Eigenschaft des fertigen Reparaturbereiches stören können, und 1 bis 3% Bor zur Schmelzpunkterniedrigung. Dieses zweite Pulver wird mit dem korrekten Anteil an homogenem ersten Metallpulver, das die Zusammensetzung des Gegenstands hat, sorgfältig vermischt Mischungsverhältnisse von 2 :1 bis 9:1 sind verwendet worden. Dieses Pulvergemisch wird in den zu füllenden Hohlraum eingebracht, und der Gegenstand wird auf die Bindur*: temperatur erhitzt. Wenn das zweite Pulver schmilzt, benetzt es die Teilchen des ersten Pulvers und umfließt dieselben in dem gesamten Reparaturbereich, wobei es ihn vollständig ausfüllt. Die übrigbleibenden, ungeschmolzenen Teilcher des ersten Pulvers unterstützen und beschleunigen die isotherme Erstarrung, indem sie. wie oben beschrieben, als örtliche Diffusionssenken für das Bor in dem zweiten Pulver wirken. Nachdem der Reparaturberaich vollständig erstarrt ist, unterstützt das erste Metallpulver außerdem die anschließende Homogenisierung, indem es kurze Strecken für die gegenseitige Diffusion zwischen den Metallen des zweiten Puivers und des Gegenstands bildet Nach Beendigung des Homogenisierungszyklus kann der Oberfläche des Gegenstands wieder ihre gewünschte Kontur gegeben werden, und der Gegenstand kann allen vorgeschriebenen Wärmebehandlungen oder anderen Bearbeitungen unterzogen werden, um ihn für seine Verwendung oder '.eine Wiederindienststellung vorzubereiten.
Das erste Pulver in dem Gemisch hat typisch etwa die exakte Zusammensetzung des Gegenstands gehabt, und das zweite Pulver ist in einer etwas einfacheren chemischen Zusammensetzung formuliert worden, aber auf der Basis der Legierungszusammensetzung des Gegenstands. Wenn ein hohes Mischungsverhältnis von erstem zu zweitem Pulver benutzt wird, wird die Endzusammensetzung in dem reparierten Bereich der Zusammensetzung des Gegenstands sehr nahekommen, mit Ausnahme eines geringfügigen höheren örtlichen Borgehaltes.
Bei einem niedrigeren Mischungsverhältnis von erstem zu zweitem Pu'ver, insbesondere wenn relativ einfache Legierungszusammensetzungen des zweiten Pulvers benutzt werden, wird der sich ergebende reparierte Bereich etwas »veniger nomogen sein. Das kann in den meisten Fällen vollkommen zufriedenstellend sein. Für sehr empfindliche Verwendungszwecke hat es sich bei den niedrigen Mischungsverhältnissen als vorteilhaft erwiesen, die Zusammensetzung des ersten Pulvers hinsichtlich eines oder mehrerer Bestandteile der Metalllegierung des Gegenstands überauszugleichen, die aus dem einem oder anderen Grund nick in dem zweiten Pulver vorhanden sind. Beispielsweise bei dem Reparieren eines Gegenstands, dessen Zusammensetzung Nikkei, Chrom, Wolfram, Aluminium, Titan oder andere Bestandteile enthält, wobei eine relativ einfache Zusammensetzung des zweiten Pulvers verwendet wird, wel-
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ehe Nickel, Chrom, Wolfram und Bor enthält, hat das erste Pulver eine Menge an Aluminium enthalten, die über die des Aluminiumgehaltes des Gegenstands hinausging, um die Tatsache zu kompensieren» daß Aluminium in der Zusammensetzung des zweiten Pulvers nicht enthalten war.
In Verbindung iinilt der Reparatur von hochfesten, hochwarmfesten Legierungen, wie Superlegierungcn aus Nickel-, Kobalt- !Und Eisenbasis, wird wie erwähnt normalerweise Boi1 verwendet, obgleich Silicium ebenfalls schmelzpunkt-eriniedrigend wirkt. Bor wird normalerweise benutzt, da in solchen Superlegierungen jede nennenswerte Menge an Boriden in den meisten Fällen durch Wärmebehandlung leicht beseitigt werden kann, wogegen Silicide oder andere ähnliche Verbindungen nicht entfernt werden können. In besonderen Legierungssystemen oder unter anderen Umständen, bei welchen aus dem einen oder anderen Grund Boride nicht auf vernünftige Weise beseitigt werden können, und insbesondere dann, wenn der Gegenstand einer heißen, oxidierenden Umgebung ausgesetzt wird, ist das Vorhandensein von Siliciden statt Boriden von Vorteil, da Silicide oxidationsbeständiger sind. Das wäre normalerweise jedoch ein Ausnahmezustand, da typisch eine Homogenisierung sehr erwünscht ist.
Üblicherweise wird das Reparaturpulvergemisch einfach in den zu füllenden Hohlraum eingebracht. Eine Reihe von Versuchen hat jedoch gezeigt, daß es möglich ist, die Pulver über dem Hohlraum aufzuschütten und sie bei hoher Temper.«<ur in breiigem oder teilweise verflüssigtem Zustand in den Hohlraum fließen zu lassen. Es muß jedoch darauf geachtet werden, daß sämtliche ungeschmolzenen Teilchen des ersten Pulvers, die zur isothermen Erstarrung in einem vernünftigen Zeitrahmen erforderlich sind, bei dem Verfahren nicht aus· gefiltert werden, d. h. eine Mischung aus ungeschmolzenem PuivcricilcncFi üFiu FiuSSigKcit üilu üiCiit ciHiSCii eine Flüssigkeit selbst ist in dem Hohlraum erwünscht.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die angewandt worden ist, beinhaltete einen Vorsinterungsschritt des Pulvergemisches. In diesem Fall wurden die losen Pulver in den Hohlraum eingebracht, und der Gegenstand wurde ausreichend erhitzt, um die Pulver ausreichend zu sintern und dadurch eine zwar poröse, jedoch relativ einheitliche Masse zu bilden. Das kann zur Erleichterung der anschließenden Handhabung besonders zweckmäßig sein.
Technisch wird das hier beschriebene Verfahren als in zwei Gruppen fallend angesehen. Die erste Gruppe benutzt ein Gemisch mit einem relativ hohen Verhältnis von erstem zu zweitem Pulver (6 :1 oder darüber). Bei der Durchführung von Reparaturen unter Verwendung von Mischungsverhältnissen in dieser Größe ist ein außen wirkender Druck benutzt worden, um das Vorhandensein von Hohlräumen in dem fertigen Reparaturbereich zu minimieren. Eine unter Benutzung dieses Verfahrens ausgeführte Reparatur hat ein Mikrogefüge und Eigenschaften, die gleich denen des Gegenstands sind oder ihnen sehr nahekommen.
Die zweite Gruppe benutzt ein niedrigeres Verhältnis von erstem zu zweitem Pulver (5 :1 oder darunter). Ein von außen wirkender Druck ist typisch in diesen Fällen nicht erforderlich. Aus diesem Grund sind Reparaturen dieser Art häufig einfacher ausführbar. Die Eigenschaften des reparierten Bereiches können jedoch etv/as ss schlechter sein, und zwar wegen eines etv/as höheren Borgehalts.
In beiden vorgenannten Fällen hat es sich gezeigt daß ein Entgasen der Pulver im Vakuum vor der Reparatur, um adsorbierte Gase zu entfernen, die Neigung zur Porosität bei der Reparatur verringert. Sogar nach der Reparatur kann ein von außen wirkender Druck, beispielsweise ein isostatisches Warmpressen, benutzt werden, um irgendwelche Hohlräume, die zurückgeblieben sein können, weiter zu schließen.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung:
Beispiel 1
Hochwertige, völlig dichte Reparaturen sind an einem Gegenstand ausgeführt worden, der folgende gewichtsmäßige Legierungszusammensetzung hatte: 9% Chrom, 10% Kobalt, 12,5% Wolfram, 1% Niobium, 2% Titan, 5% Aluminium, 2% Hafnium, 0,015% Bor. Rest Nickel. Ein erstes Pulver dieser Zusammensetzung wurde mit einem zweiten Pulver vermischt, weiches folgende gewichtsmäßige Legierungszusammensetzung hatte: 10% Chrom, 10% Kobalt, 5% Wolfram, 3% Bor, Rest Nickel, wobei erstes und zweites Pulver im Verhältnis 7 :1 bis 8 :1 gemischt wurden. Die Teilchengröße des ersten Pulvers betrug 88 μΐη und weniger, und die Teilchengröße des zweiten Pulvers betrug 44 μπι und weniger.
Reparaturen wurden bei 11900C 48 Stunden lang unter einer Druckbeaufschlagung mit 18,96 bar ausgeführt.
Beispiel 2
Vollständig dichte Reparaturen wurden außerdem an derselben Legierung unter Verwendung derselben Pulvergemischbestandteile ausgeführt, aber in einem Mischungsverhältnis von erstem zu zweitem Pulver von 3:1. Nach dem Füllen der ausgefrästen Fehlerstelle mit dein Pulvergemisch v/ürde die Anordnung im Vakuum bei 6500C etwa 65 Stunden lang entgast und dann auf die Bindungstemperatur von 119O0C aufgeheizt und für 24 Stunden ohne Beaufschlagung mit einem äußeren Druck auf dieser Temperatur gehalten.

Claims (3)

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1. Metallisches Pulvergemisch zum Reparieren von Oberflächendefekten oder von oberflächennahen Defekten eines metallischen Gegenstands, gekennzeichnet durch wenigstens zwei homo-Sjene, feinteilige Pulver, von denen das erste Pulver in seiner Zusammensetzung der des zu reparierenden Gegenstands entspricht und das zweite Pulver dasselbe Metallpulver mil zusätzlich etwa 1 bis 3 gew.-°/o Bor legiert ist, wobei erstes und zweites Pulver im Verhältnis 2 :1 bis 9 :1 gemischt sind und der Anteil des zweiten Pulvers im Gemisch bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Gegenstands verflüssigbar ist
2. Pulvergemisch nach Anspruch 1, dadurch gelkennzeichnet, daß die durchschnittliche Teilchengröße des ersten Pulvers größer ist als die des zweiten Pulvers.
3. Verfahren zum Reparieren von Oberflächcnds fekten oder von oberflächennahen Defekten eines metallischen Gegenstands mit dem Pulvergemisch nach den Ansprüchen 1 oder 2 durch
DE2600237A 1975-01-06 1976-01-07 Metallisches Pulvergemisch und Verfahren zum Reparieren von Oberflächendefekten Expired DE2600237C2 (de)

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