DE2622893A1

DE2622893A1 - Pulverfoermige beschichtungsmasse fuer die erzeugung von harten, abriebfesten ueberzuegen auf metallsubstraten

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Publication number: DE2622893A1
Application number: DE19762622893
Authority: DE
Inventors: Mahesh S Patel
Original assignee: Eutectic Corp
Current assignee: Eutectic Corp
Priority date: 1975-07-11
Filing date: 1976-05-21
Publication date: 1977-01-20
Also published as: FR2317368B1; DE2622893B2; JPS5630181B2; FR2317368A1; US4013453A; US4075371A; JPS529635A

Description

262289 3 Dipl.-Chem.Dc Brandes

Dr.-lng.Held Dipl-Phys. Wolff

8 München 22,Thierschstraße

Tel.(089)293297

Reg. Nr. 124 985 Telex 0523325 (patwod) Telegrammadresse:

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17. Mai 1976 25/2

EUTECTIC CORPORATION Flushing, New York / USA

Pulverförmige ßeschichtungsmasse für die Erzeugung von harten, abriebfesten Überzügen auf Metallsubstraten

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Pulverfömige Beschichtungsmasse für die Erzeugung von harten, abriebfesten überzügen auf Metallsubstraten

Die Erfindung betrifft eine pulverförmige Beschichtungsmasse für die Erzeugung von harten, abriebfesten Überzügen auf Metallsubstraten sowie ein Verfahren zur Erzeugung einer harten, abriebfesten Schicht auf einem Metallsubstrat nach dem Flammenbeschichtungsverfahren unter Verwendung der pulverförmigen Beschichtungsmasse.

Es ist allgemein bekannt, zum Schütze von Hetallsubstraten des verschiedenen Typs vor einem Verschleiß durch Abrieb und RiSbildung auf das Substrat eine Schicht aus einem harten, abriebfesten Überzug aufzubringen. Beschichtungsmassen zur Erzeugung von harten, abriebfesten Oberzügen - im angelsächsischen Sprachraum auch als "hard facing materials" oder "hard surfacing materials" bezeichnet, bestehen in vorteilhafter Weise aus vergleichsweise groben harten Teilchen, z.B. aus Wolframcarbid sowie Teilchen aus einem Metall oder einer Metallegierung, wobei nach der Beschichtung der Metalloberfläche eine Schicht erzeugt wird, in der die harten Teilchen in einer Metallmatrix oder Legierungsmatrix dispergiert vorliegen.

Es ist des weiteren bekannt, derartige harte Überzüge auf Metallsubstraten oder Metalloberflächen unter Verwendung von Gasbrennern zu erzeugen, die derart beschaffen sind, daß bei ihrer Verwendung die pulverförmige Beschichtungsmasse auf dem Metallsubstrat dadurch niedergeschlagen werden kann, daß die Pulverteilchen von dem aus dem Brenner austretenden brennenden Gasstrom mitgerissen werden. Typische Brenner für die Erzeugung von harten, abriebfesten Überzügen auf Metallsubstraten sind beispielsweise aus den US-PS 3 190 560 und 3 262 644 bekannt. Bei diesen Brennern wird die pulverförmige Beschichtungsmasse in einen Strom brennenden Gases injiziert und aus dem Brenner im aufgeschmolzenen Zustand ausgestoßen und auf das zu beschichtende Metallsubstrat gebracht, xrobei die Flamme des Brenners derart eingestellt wird, daß eine gleichförmige Verteilung oder Ausbreitung des Beschichtungsmaterials im. aufgeschmolzenen Zustand erreicht wird.

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Λ.

Eine spezielle pulverförmige Beschichtungsniasse für die Erzeugung von harten, abriebfesten Oberzügen auf Metallsubstraten besteht aus- Teilchen aus einer Nickellegierung, die die sog. Matrix bilden, mit Chrom, Silicium und Bor sowie einen vergleichsweise hohen _.; Anteil an groben Wolframcarbidteilchen, beispielsweise l'/plframcarbidteilchen einer durchschnittlichen Teilchengröße von über 50 Mikron, im allgemeinen 75 Mikron, oder darüber. Eine als vorteilhaft angesehene Beschichtungsmasse bestand bisher zu etwa 60 Gew.-I Wolframcarbid, um eine relativ hohe Dichte an Carbidteilchen auf oder nahe der Oberfläche zu gewährleisten,, um eine maximale Verschleißund Abriebwiderstandsfähigkeit zu erreichen.

Obgleich derartige Beschichtungsmassem an sich eine ausreichende '.Videxstandsfähigkeit:-gegenüber einem Abrieb liefern, hat es sich doch::.ads .nachteilig, >erwie.5-en, daß die Abrieb-Widerstandseigeiischaften in gewisser Hinsicht'unbeständig waren, und zwar aufgrund einer Segregation von grobenWplframcarbidteilchen beim Aufschmelzen der Beschicatungsiaasse auf -deny Metallsubstrat durch den Brenner. ües_: weiteren, hat sich:gezeigt,, daß die erzeugte Beschichtung mit dem hohen WoIframcaTbidgehßl.t vergleichsweise empfindlich gegenüber thermischen Spaltungen war sowie gegenüber einer Abscheidung oder. Abblätterung aufgrund der etwas, spröden: Natur, der erzeugten Schicht nach der metallurgischen Bindung der erzeugten Beschichtung auf das Metallsubstrat.' :. _; . . _;

Aufgabe der drfindung war. es eine pulverförmige Bescliichtungs- ; liiasse für,-die. Erzeugung von harten,-abriebfesten. Öberzügen auf Metallsubstraten auf Wolframcarbidbasis anzugeben., die nach Niederr schla-ung oder Abscheidung: auf einer Metalloberfläche im aufge-, schmolzenen Zustand und nach Verfestigung einen .verbesserten- Widerstand gegenüber Verschleiß und Abrieb gewährleistet, und zwar· trotz einer Carbidkoiizentration, die wesentlich unter den bisher verwendeten hohen Carbidkonzentrationen. liegt. ,. - - ■

Gegenstand der Erfindung ist .eine pulverförmige Beschichtungsniasse für uie hrzeugun^ von harten, abriebfesten Öberzügen auf. Metall·-- Substraten aus einer Mischung aus Teilchen aus einer Nickellegie-

. 6 0 9 B 8 3 7 T 2 6 1 '' ^; ORIÖiNAL WSPECTED

rung und Teilchen auf Wolframcarbidbasis, gekennzeichnet durch Teilchen aus einer Nickellegierung mit 2,5 bis 20 Gew.-I Cr, 0,5 bis 6 Gew.-! Si, 0,5 bis 5 Gew.-! B und bis zu 10 Gew.-S Fe sowie Teilchen aus Agglomeraten, die zu 70 bis 90 Gew.-! aus Wolframcarbid- und zu 30 bis 10 Gew.-! aus Nickelteilchen bestehen, wobei gilt, daß das Gewichtsverhältnis von Agglomeraten zur Nickellegierung derart ist, daß der durchschnittliche V/olframcarbidgehalt der Gesamtmischung bei 10 bis 30 Gew.-! liegt.

Gegenstand der Erfindung ist des weiteren ein Verfahren zur Erzeugung einer harten, abriebfesten Schicht auf einem Metallsubstrat nach dem Flamiuenbeschichtungsverfahren, bei dem eine aufschmelzbare pulverförmige Beschichtungsmasse mittels eines Brenners aufgeschmolzen und auf das Metallsubstrat aufgetragen wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Beschichtungsmasse des angegebenen Typs verwendet.

Die Zeichnungen dienen der näheren Erläuterung der Erfindung. Im einzelnen sind dargestellt in:

Figur 1 ein Diagramm , das den Teilchenabstand einer idealen Dispersion zwischen zwei Teilchen darstellt, von denen ein jedes im Zentrum einer Cubus-Einheit sitzt;

ein Diagramm
Figur 2/mit einer Kurve einer idealen Dispersion, die x^eranschauiicht die Veränderung des Teilchenabstandes von harten Teilchen von etwa durchschnittlich 4 Mikron als Funktion der Volumenfraktion der Teilchen, die in einer Legierungsmatrix dispergiert sind;

Figur 3 eine Photomikrographie, aufgenommen bei 100-facher Vergrößerung des Querschnittes eines harten Überzuges, erzeugt nach dem Verfahren der Erfindung, aus der sich eine gleichförmige, praktisch nicht-segregierte Dispersion in einer Matrix aus einer Nickellegierung mit 16 Gew.-^ Wolframcarbidteilchen (etwa 9 /o) mit einer durchschnittlichen

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Figur 4 eine Photomikrographie von 100-fächer Vergrößerung des Querschnittes eines harten Oberzuges im wesentlichen unterhalb der Oberfläche des Überzuges, auj der sich die Verteilung von 60 Gew.-I groben liolframcarbidteilchen in einer Matrix aus einer Nickellegierung ergibt (etwa 43,5^v/o), bei einer durchschnittlichen Teilchengröße des Wolframcarbides von etwa 100 Mikron;

Figur 5 eine Photomikrographie von 100-facher Vergrößerung eines Querschnittes eines harten Überzuges nahe der Oberfläche, aus der sich die Segregation von etwa 60 Gew.-% dispergierten groben Wolframcarbidteiichen (etwa 43,5^v/o) in einer Matrix aus einer Nickellegierung ergibt, wobei die durchschnittliche Teilchengröße nahe der Oberfläche bei etwa 60 Mikron lag und wobei die gröberen Teilchen sich nach unten abgesetzt haben, während sich die auf das Metallsubstrat aufgebrachte Beschichtung noch im aufgeschmolzenen Zustand befindet;

Figur 6 eine Photomikrographie bei 100-facher Vergrößerung entsprechend Figur 5, welche die Empfindlichkeit der Beschichtung gegenüber einer Aufspaltung deutlich macht, wenn die Schicht eine vergleichsweise große Menge an groben Wolframcarbidteiichen enthält und

Figur 7 die schematische Darstellung eines Verschleiß-Testgerätes.

Erfindungsgemäß läßt sich somit die Verschleiß- und Abriebwiderstandsfähigkeit eines harten Überzuges auf Basis Nickellegierung und V/olframcarbidteilchen wesentlich dadurch verbessern, daß zur Erzeugung der überzüge beträchtlich weniger Wolframcarbid verwendet wird. Vorzugsweise werden zur Herstellung der erfindungsgemäßen ßeschichtungsmassen Wolframcarbidteiichen einer durchschnittlichen Teilchengröße von unter, vorzugsweise vfeit unter 50 Mikron verwendet. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen Wolframcarbidteiichen zu verwenden, deren durchschnittliche Teilchengröße nicht über 10 Mikron liegt, d.h. vorzugsweise unter 10 Mikron. In vor-

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teilnafter V/eise liegen bei Verwendung einer erfindungsgeir.ärjen
beschichtungsiaasse die V/olframcarbidteilchen in der erzeugten
ochi: it Kietallographisch in einem Abstand voneinander von weniger als etwa 15 Mikron, vorzugsweise weniger als 10 Mikron vor.

Die Lietallographische Struktur eines erfindungsgemäß erzeugten
Überzuges ist praktisch "nicht-segregiert", im Vergleich zur
Struktur eines Überzuges, der dann erhalten wird, wenn grobe
'ivolframcarbidteilciien verwendet werden. Dies ergibt sich a.us
einem Vergleich der inetallographischen Struktur von Figur 3
(feine Dispersion) mit der Struktur der Figur 5 mit groben Uolframcarbidteilchen, aus der sich die Segregation eindeutig ergibt.

Die gewünschte metallographische Struktur läßt sich unter Erzeugung einer beträchtlichen Verbesserung der Verschleiß- und Abriebwiderstandseigenschaften durch Verwendung der erfindungsgemäßen
Besdichtungsmasse erreichen, wobei diese beispielsweise nach einett FJannienbeschichtungsverfahren unter Verwendung von Gasbrennern des beispielsweise aus der US-PS 3 190 560 bekannten Typs aufgebracht werden kann.

Die Nickelpulver-Wolframcarbid-Agglomerate lassen sich beispielsweise dadurch herstellen, daß ein feinteiliges l\ickelpulver, z.B. r/i it einer durchschnittlichen Teilchengröße von etx^a 0,1 bis 10 Mikron mit einem IVblfraincarbidpulver, beispielsweise einer durchschnittlichen Teilchengröße von vorzugsweise 0,1 bis 10 Mikron in Gegenwart eines organischen Bindemittels aus einem Harz oder Polymer,
gelost in eines verträglichen organischen Lösungsmittel vermischt werden. Die Harz- oder Polymermenge liegt in vorteilhafter Weise
bei etwa 2 bis 3 Gew.-β, bezogen auf das Gewicht der Mischung auf Trockenbasis. Dabei können auf dem Gebiet der Pulvermetallurgie
bekannte und übliche Harze oder Polymere als Bindemittel verwendet werden..

Die durch Zusaiamengeben der einzelnen Komponenten erzeugte Masse
wird darm kontinuierlich weiter vermischt, und zwar unter schwachem Erhitzen (z.B. auf etwa 140⁰C) bis die Masse trocken ist. Die trockene Kasse wird dann gesiebt, beispielsweise durch ein 150 Maschensieb,

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vorzugsweise durch ein 270 Maschensieb (gemäß U.S. Standard) wobei ein sog. Agglomeratpulver anfällt, dessen Agglomerate aus Nikelpulver in inniger Kombination mit dem Wolframcarbidpulver bestehen, und zwar aufgrund des Vorhandenseins von Harz oder Polymer als Bindemittel.

Als besonders vorteilhaft haben sich Agglomerate erwiesen, die zu etitfa 80 Gew.-% aus Wolframcarbidteilchen und Nickelpulver bestehen. Dies bedeutet, daß, werden 20 Gew.-\ eines solchen Agglomerates unit 80 Gew.-% einer pulverförmigen Nickellegierung miteinander vermischt, ein Endprodukt erhalten wird,-das 16 Gew.-⁹« Wolframcarbid enthält, was ungefähr 9^V/o Wolframcarbid in dem erzeugten überzug entspricht, wobei dieses Wolframcarbid in der Nickellegierung-'natrix disnergiert vorliegt.

Wie bereits dargelegt, läßt sich eine erfindungsgemäße pulverförmige Beschichtungsmasse nach dem Flammenbeschichtungsverfahren auf ein Metallsulstrat aufbringen. Dabei wird die pulverförmige Beschichtungsmasse durch Flammenbesprühen auf das Metallsubstrat aufgebracht und eine Flamme auf die abgeschiedene Masse einwirken gelassen, um zu gewährleisten, daß eine gleichförmige aufgeschmolzene Abscheidung auf der Oberfläche erfolgt, worauf die aufgeschmolzene Masse erstarren gelassen wird, wodurch eine harte Beschichtung erzielt wird, die metallurgisch auf das Metallsubstrat gebunden ist und metallographisch gekennzeichnet ist durch eine praktisch nicht segregierte feine Dispersion von harten Wolframcarbidteilchen einer durchschnittlichen Teilchengröße von nicht über etwa 10 Mikron, dispergiert in einer Matrix aus einer Nickellegierung, wobei der durchschnittliche Abstand zwischen zwei Teilchen beiweniger als etwa 15 Mikron, im allgemeinen bei weniger als 10 Mikron liegt.

Vorzugsweise liegt die durchschnittliche Teilchengröße der dispergierten Wolframcarbidteilchen bei weniger als etwa 10 Mikron.

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Erfindungsgemäß lassen sich somit harte verschleiß- und abriebfeste Überzüge erhalten, die durch einen beträchtlich verminderten tfolframcarbidgehalt gekennzeichnet sind. Überdies hat sich gezeigt, daß erfindungsgemäß eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber thermischen Spaltungen erreicht wird.

Der Verschleiß- und Abriebwiderstand eines Überzuges steht im allgemeinen in gewisser Beziehung zur Härte nach Mohs, bei der es sich um einen Härteparameter handelt, entsprechend der Fähigkeit eines Materials einem Einitzen zu widerstehen, wenn es mit einem härteren Material in Kontakt gebracht wird. Die Härteskala reicht dabei von 1 bis 10 mit Talkum am unteren Ende der Skala entsprechend 1 und dem Diamanten am oberen Ende der Skala entsprechend 10. Dies bedeutet, daß der Diamant die härteste bekannte Substanz nach der Skala nach Mohs ist. Die Mohs-Härte für Wolframcarbid liegt gering über 9.

Die meisten Legierungen auf Nickelbasis weisen Mohs-Härten um etwa 5 bis 7 auf, weshalb ihnen bezüglich der Verschleiß- und Abriebwiderstandseigenschaften bestimmte Grenzen gesetzt sind. Durch Zusatz von groben Wolframcarbidteilchen als Additive zu derartigen Legierungen lassen sich deren Eigenschaften weitestgehend verbessern. Die durchschnittliche Teilchengröße der bisher verwendeten Wolframcarbidteilchen lag über 50 oder 75, z.B. bei 100 Mikron. Aufgrund dieser Teilchengröße waren bisher die verwendeten Mengen im allgemeinen hoch, d.h. sie lagen beispielsweise bei 60 Gew.-I, um den gewünschten Widerstand gegenüber Verschleiß und Abrieb zu erreichen. Derart hohe Wolframcarbidkonzentrationen führen jedoch zu einer Verbesserung der Härte der Schichten auf Kosten der Duktilität, so daß, wenn nicht bei der Erzeugung der Schichten ganz besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, die erzeugten Schichten eine nicht unbeträchtliche Tendenz zu thermischen Spaltungen aufweisen. Des weiteren hat sich gezeigt, daß während der Aufbringung der Schichten auf das Substrat im aufgeschmolzenen Zustand die groben Teilchen des Wolframcarbides zum Absitzen neigen, so daß nur die kleineren Teilchen nahe der Oberfläche verbleiben. Zu bemerken ist dabei, daß Wolframcarbid eine

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Dichte von etwa 15,7 g/cm hat, im Vergleich zu der Nickellegierung mit einer Dichte von etwa 8,2 g/cm .

Die gemachten Angaben werden durch Figur 4 bestätigt, bei der es sich um eine Photomikrographie eines erzeugten Oberzuges bei 100-facher Vergrößerung handelt, wobei die Aufnahme wesentlich unterhalb der Oberfläche der erzeugten Schicht aufgenommen wurde. Aus der Photomikrographie ergeben sich grobe Wolframcarbidteilchen einer durchschnittlichen Größe von etwa 100 Mikron bei einem durchschnittlichen Abstand der Teilchen voneinander von etwa 30 bis 50 Mikron.

Auch im Falle der Figur 6 handelt es sich um eine Aufnahme von 100-facher Vergrößerung, wobei die Aufnahme nahe der Oberfläche der erzeugten Schicht gemacht wurde. Es ergeben sich kleinere Wolframcarbidteilchen (z.B. von 20 bis 60 Mikron) bei einem Zwischenraum zwischen dem Teilchen von ungefähr 50 bis 100 Mikron. Ein Nachteil dieser Struktur an der Oberfläche der erzeugten Schicht besteht darin, daß eine beträchtliche Menge an Matrixmetall zwischen den einzelnen Teilchen der Einwirkung von Abrieb- und Verschleiß ausgesetzt wird, wobei das Matrixmetall selektiv entfernt wird, und zwar zu dem Ausmaße, daß auch harte Teilchen entfernt werden oder sich aus der Matrix herauslösen.

Werden erfindungsgemäß beträchtlich kleinere Wolframcarbidteilchen in Form einer speziellen Pulverinischung verwendet, so i\rerden die Nachteile der bisher bekannten Überzüge vermieden, abgesehen davon, daß beträchtlich geringere Mengen an Wolframcarbid benötigt werden.

Bei der in Figur 3 dargestellten Photomikrographie handelt es sich demgegenüber um die Aufnahme eines nach dem Verfahren erzeugten Überzuges bei 100-facher Vergrößerung mit nur 16 Gew.-% Wolframcarbid (etwa 9^v/o) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße der Mehrzahl der Teilchen von etwa 4 bis 6 Mikron bei einem durchschnittlichen Abstand der Teilchen voneinander von weniger als etwa 10 Mikron.

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Erfindungsgemäß lassen sich Segregationen der harten Teilchen in vorteilhafter JVeise verraeiden, und zwar insbesondere dann, wenn die durchschnittliche Teilchengröße der harten Phase bis zu etwa 10 Mikron beträgt. Eine praktisch nicht-segregierte Struktur liefert den idealen Abstand für einen speziellen Größenbereich und für einen speziellen Volumenbereich der Teilchen.

Dies ergibt sich eindeutig unter Bezugnahme auf Figur 1, das den Abstand von zwei Teilchen in einera idealen System darstellt, in dem jedes Teilchen (angenommen: Kugelform) das Zentrum einer Cubus-Einheit besetzt hält und wobei zwei Cubus-Einheiten einander benachbart sind. Dabei bedeuten:

S = Abstand zwischen den beiden Teilchen (1) D = durchschnittlicher Durchmesser des Carbidteilchens .(2) d = Größe der Cubus-Einheit (3) fp = Volumenfraktion des Carbidteilchens relativ zur Cubus-Einheit (4)

Der Teilchenabstand des idealen Systems ergibt sich wie folgt: Vol. der Carbidteilchen = (5)

Vol. einer Cubus-Einheit = d (6)

infolgedessen: fp · d

3 _ ir D³ (7)

0.525 D³

fp
oder

0,525
fp (8)

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d - D

= D

oder

fp

(9)

0,525 -D

3 / 0,525 -1

(10)

Wie bereits dargelegt, kann das Beschichtungsmaterial 10 bis 30 Gew.-I Wolframcarbid enthalten. Dies entspricht ungefähr einem Volumenbereich von etwa 5^v/o bis 20^v/o Wolframcarbid. Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von kleinen Wolframcarbidteilchen von weniger als 10 Mikron im angegebenen Volumenbereich, eine praktisch gleichförmige Dispergierung bei kleinen Teilchenabständen erreicht

erwird. Dies /gibt sich eindeutig aus Gleichung (10) xtfobei sich für S eine durchschnittliche Teilchengröße von 4 bzw. 6 Mikron ergibt.

Die erhaltenen Daten sind in der folgenden Tabelle als Funktion der Voluiuenfraktion fp und des Durchmessers D der Teilchen wiedergegeben:

	D	S	D	S
fp	Mikron	Mikron	.Mikron	Mikron
0,01	4	10,88	6	16,3
0,05	4	4,8	6	7,2
0,07	4	3,8	6	5,8
0,09	4	3,2	6	4,8
0,11	4	2,7	6	4,1
0,14	4	2,2	6	3,4
0,18	4	1,7	6	2,5
0,20	4	1,5	6	2,3

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Die bevorzugten durchschnittlichen Teilchengrößen von 4 bzw. 6 Mikron liefern geringe Teilchenabstände innerhalb eines Volumen-Fraktionsbereiches von 0,05 bis 0,20 (d.h. 5^v/o bis 20^v/o) von weniger als 10 Mikron. Bei einer Volumenfraktion von 0,09 (9 /o) die ungefähr 16 Gew.-I Wolframcarbid entspricht, liegt der Teilchenabstand für das Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 4 Mikron bei 3,2 Mikron und im Falle des Teilchens mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 6 Mikron bei etwa 4,8 Mikron.

Aus Figur 2 ergibt sich die Abhängigkeit des Teilchenabstandes von der Volumenfraktion. Wie sich aus Figur 2 ergibt, ist der Kurvenverlauf asymptotisch. Bei einem Teilchenabstand von unter 10; vorzugsweise unter 6 Mikron wirkt die Oberfläche als ob sie aus Wolframcarbid hergestellt worden wäre und liefert einen stark verbesserten Widerstand gegenüber Verschleiß und Abrieb. Versuche haben dies bestätigt. So werden beispielsweise ganz ausgezeichnete Verbesserungen bezüglich Verschleiß- und Abriebfestigkeit erhalten, wenn Schichten beispielsweise 16 Gew.-% Wolframcarbid (etwa 9^v/o) hergestellt werden und wenn die Wolframcarbidteilchen beispielsweise in einer Nickellegierungsmatrix dispergiert vorliegen, die besteht zu 16 Gew.-I Cr, 4,5 Gew.-I Si, 3,5 Gew.-% B sowie 4,5 Gew.-I Fe (Rest Nickel).

Als besonders vo.rteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Wolframcarbidgehalt der Beschichtungsmasse bei 12 bis 24 Gew.-I, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung liegt.

Als besonders vorteilhaft hat es sich des weiteren erwiesen, wenn die Legierungsmatrix besteht zu etwa 10 bis 20 Gew.-I Cr, etwa 2 bis 6 Gew.-I Si, etwa 1,5 bis 5 Gew.-S B , bis zu 10 Gew.-I Fe und zum Rest aus Nickel. Das Gewichtsverhältnis von Nickel-WoIframcarbid-Agglomerat-Pulver zu Nickellegierungspulver in der Mischung liegt vorzugsweise bei etwa 0,15 bis 0,5. Vorzugsweise wird ein atomisiertes Nickellegierungspulver zur Herstellung der Beschich-

tungsmassen verwendet.

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Als besonders vorteilhaft hat es sich des weiteren erwiesen, wenn das atomisierte Nickellegierungspulver eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 100 Maschen (gemäß U.S.-Standard) aufweist. In vorteilhafter Weise liegt auch die Teilchengröße des Agglomeratpulvers unter 150 Maschen, insbesondere unter 270 Maschen (gemäß U. S.-Standard).

Ein besonders vorteilhaftes Nickellegierungspulver, das ein 100-Maschensieb passiert, ist ein solches, bei dem mindestens 30 Gew.-I des Pulvers ein 325 Maschensieb passieren.

Die Nickel- und Wolframcarbidpulver, die die Agglomerate bilden, weisen vorzugsweise eine durchschnittliche Teilchengröße von jeweils 0,1 bis 10 Mikron auf, beispielsweise von 2 bis 8 Mikron, insbesondere jeweils von 2 bis 6 Mikron.

Wie bereits dargelegt, lassen sich die Agglomerate durch Verwendung eines Harzes oder eines Polymeren als Bindemittel herstellen. Als Harz oder Bindemittel geeignet ist beispielsiieise Methylmethacrylat, wobei letzteres beispielsweise gelöst in Methylethylketon zur Anwendung gebracht werden kann. Die verwendete Harz- oder Polymermenge liegt auf Trockenbasis, bezogen auf das Gesamtgewicht von Nickel-und Wolframcarbid, vorzugsweise bei etwa 2 bis 3 Gew.-3 nach Verdampfung des Lösungsmittels. Ganz allgemein lassen sich in vorteilhafter Weise - auf Trockenbasis - etwa 1 bis 5 Gew.-I Harz oder Polymer, bezogen auf das Gewicht des Nickels und des Wolframcarbides verwenden.

Außer Methylmethacrylat lassen sich zur Herstellung der Agglomerate ganz allgemein die verschiedensten Acrylate und Methacrylate verwenden, ferner Polyvinylchlorid, Polyurethane, Polyvinylalkohole, Isobutylmethacroid und dergleichen. Die Harze und Polymeren können, wie bereits dargelegt, in Form von Lösungen verwendet werden, d.h. gelöst in einem verträglichen, flüchtigen, organischen Lösungsmittel, z.B. einem Alkohol, Me thyläthy!keton, Xylol und dergleichen. Die hergestellten Lösungen können in vorbestimmten

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Mengen mit den pulverförmigen Bestandteilen vermischt werden, worauf das Lösungsmittel verdampft wird unter Zurücklassen der ^j^^ Agglomerate, aus denen durch Sieben bestimmte Fraktionen hergestellt werden können, wobei die Fraktionen von besonderem Vorteil sind, die ein Sieb mit Ϊ50 Maschen, vorzugsweise ein Sieb mit 270 Maschen C^emäß U. S.-Standard) passieren.

"rfie bereits dargelegt, lassen sich die erfindungsgemäßen Beschich-•uungsmassen nach bekannten Verfahren auf Metallsubstrate aufbringen, nin besonders vorteilhaftes Verfahren nach dem gearbeitet werden kann, ist das aus der US-PS 3 190 560 bekannte Verfahren. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, eine Beschichtungssi--;sse zu verwenden, in der das atomisierte Nickelbasenpulver oder Nickellegierungspulver eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 270 iiaschen aufweist, d.h. ein 270 Maschensieb passiert.

Unter Verwendung eines der üblichen bekannten Brenner läßt sich eine erfindungsgemäße Beschichtungsmasse beispielsweise im Rahmen eines einstufigen oder eines zweistufigen Verfahrens auf ein ■ ietallsubstrat aufbringen.

Bei der einstufigen Verfahrensweise wird das Metallsubstrat, das vorzugsweise einen Schmelzpunkt von über etwa 1100 C aufweist und beispielsweise aus Eisen, Nickel, Cobalt, einer Eisenlegierung, Nickellegierung oder Cobaltlegierung besteht, zunächst durch Reinigung von Oberflächenoxiden befreit, worauf das Substrat auf eine Temperatur von vorzugsxireise etwa 177 bis 260 C vorerhitzt wird. Der Flammenbrenner wird derart eingestellt, daß er eine neutrale Flamme liefert. Die Brennerspitze iiird dann beispielsweise ungefähr 2,54 cm über das Substrat gehalten. Eine kleine Menge des Pulvers wird aufgesprüht, wobei das Erhitzen solange fortgesetzt wird, bis die kleine Pulvermenge flüssig wird (wets out) und metallurgisch auf das Substrat gebunden wird. Dies zeigt an, daß die Bindungstemperatur erreicht worden ist. Der Beschichtungs- oder Sprühprozeß wird dann solange fortgesetzt, bis die gewünschte Beschichtungsstärke erzielt worden ist.

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Die zweistufige Verfahrensweise eignet sich insbesondere zur Erzeugung von vergleichsweise dünnen Schichten auf einem Substrat. Bei dieser Verfahrensweise wird das Substrat zunächst wiederum voremitzt, worauf der Brenner wiederum so eingestellt wird, daß er eine neutrale Flamme liefert. Das Pulver wird dann in einer ersten Verfahrensstufe als Schicht auf die Oberfläche des Metallsubstrates gebracht wobei die Brennerspitze ungefähr 2,54 bis 5,08cm von der Oberfläche entfernt bleibt. Das Pulver wird in einer vorbestimmten Schichtstärke aufgebracht, unter Berücksichtigung des Schrumpfes der Pulvermenge, worauf die aufgebrachte Beschichtung dann in einer zweiten Verfahrensstufe zusammengeschmolzen wird, indem die Brennerspitze ämü einem Abstand innerhalb eines Abs'tandsbereiches von 2,54 cm auf die beschichtete Oberfläche gerichtet wird. Der Erhitzungsprozess wird solange fortgesetzt, bis die aufgebrachte Beschichtung schmilzt und metallurgisch auf das Substrat gebunden wird.

Beispiele für Metallsubstrate, die sich nach dieser Verfahrensweise, jedoch auch nach der anderen Verfahrensweise beschichten lassen, sind Stähle von vergleichsweise geringem Kohlenstoffgehalt sowie gering oder wenig legierte Stähle, rostfreie Stähle, hochlegierte Stähle, Nickel- und Cobalt-Superlegierungen und dergleichen. Dies bedeutet, daß mit einer erfindungsgemäßen Beschichtungsmasse die üblichen bekannten Metallsubstrate beschichtet und modifiziert werden können.

iVie bereits dargelegt, sind die nach dem Verfahren der Erfindung erzeugbaren Schichten metallographisch durch eine praktisch nicht segregierte Struktur gekennzeichnet. Dies bedeutet, daß die erzeugten Schichten durch eine praktisch gleichförmige Verteilung von harten Teilchen aus Wolframcarbid gekennzeichnet sind, wobei die durchschnittliche Teilchengröße des Wolframcarbides vorzugsweise bis zu etwa 10 Mikron.beispielsweise 0,1 bis 10 Mikron, vorzugsweise etwa 2 bis 8 Mikron, insbesondere etwa 2 bis 6 Mikron beträgt, wobei der Größenbereich von 2 bis 6 Mikron besonders vorteilhaft ist, weil in diesem Falle optimale Verschleiß- und Abriebfestigkeiten erreicht werden. Der Teilchenabstand (interparticle

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spacing) der Hauptmenge der Teilchen soll erfindungsgemäß unter 15 Mikron, vorzugsweise unter 10 Mikron liegen, beispielsweise bei bis zu etwa 5 Mikron bei Teilchen einer Teilchengröße von etwa 2 bis 6 Mikron bei geringen Wolframcarbidkonzentrationen.

Wie bereits dargelegt, liegen die Wolframcarbidkonzentrationen in den erzeugten Schichten bei etwa 10 bis 30 Gew.-! (etwa 5^v/o bis 20^v/o) und vorzugsweise bei etwa 12 bis 24 Gew.-! (etwa 6,5^v/o bis 14 /o). Eine Konzentration von etwa 16 Gew.-! (etwa 9^v/o) hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher veranschaulichen. Beispiel

Ein Agglomeratpulver wurde dadurch hergestellt, daß 20 Gew.-! eines Nickelpulvers einer Teilchen/ von veniger als 10 Mikron mit 80 Gew.-! eines Wolframcarbidpulvers mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2 bis 6 Mikron miteinander vermischt wurden. Für den Mischprozeß wurde eine Lösung eines flüchtigen verträglichen organischen Lösungsmittels mit einem Harzgehalt von etwa 2 bis 3 Gew.-!, bezogen auf das Gewicht der Pulvermischung auf Trockenbasis verwendet. Der Mischprozeß wurde bei einer Temperatur von nicht über 140 C durchgeführt. Es wurde solange erhitzt, bis die Masse trocken war. Die trockene Masse wurde dann durch ein 270 Maschensieb gesiebt, um ein Agglomeratpulver von praktisch gleichförmiger Teilchengröße zu erhalten.

20 Gew.-! des erhaltenen Agglomeratpulvers wurden dann mit 80 Gew.-! eines atomisierten Nickellegierungspulvers vermischt. Dies Pulver passierte ein 140 Maschensieb, wobei mindestens 30 Gew.-! des Pulvers ein 325 Maschensieb passiertet Auf diese Weise wurde eine Mischung mit etwa 16 Gew.-! Wolframcarbid erhalten. Die Nickellegierung enthielt 16 Gew.-! Chrom, 4,5 Gew.-! Si, 3,5 Ge\f.-% B, 4,5 Gew.-I Fe, wobei der Rest aus Nickel bestand.

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Die Pulvermischung wurde dann auf ein Metallsubstrat aus einem Stahl vom Typ 1020 gesprüht, wozu ein Gasbrenner des aus der US-PS 3 190 560 bekannten Typs verwendet wurde. Die Nickellegierung der Mischung wies eine Liquidustemperatur von 1038⁰C und eine Solidustemperatur von 975°C auf. Die Wolframcarbidteilchen schmelzen bei ihrem Durchtritt durch die Flamme nicht zusammen, werden jedoch aufgrund der innigen Mischung von Carbidteilchen und Nickelteilchen des Agglomerates eingefangen oder eingehüllt, wobei das Nickelpulver die Benetzung der Carbidteilchen fordert. Die Sauerstoff-Acetylenflamme liefert dabei eine Temperatur von etwa 2760 bis 3593⁰C. Das Pulver wird durch die Flamme abgeschieden, wobei die Teilchen der Nickellegierung von vergleichsweise niedrigem Schmelzpunkt schmelzen und eine Art aufgeschmolzene Lupe auf der Metalloberfläche bilden, wobei das Nickel der Agglomeratteilchen sich in der Schmelze löst und die eingefangenen oder eingehüllten Wolframcarbidteilchen wirksam benetzt. Der erzeugte Niederschlag bildet nach der Verfestigung eine kontinuierliche metallurgische Bindung mit dem Metallsubstrat. Die Stärke der abgeschiedenen Schicht läßt sich durch Abscheidung von einer oder mehreren weiteren Schichten, je nach dem Endzweck weiter verstärken.

Die erzeugte Beschichtung besteht aus einer praktisch nichtsegregierten gleichförmigen Dispersion von Wolframcarbid einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2 bis 6 Mikron bei einem durchschnittlichen Abstand der Teilchen voneinander (average interparticle spacing) von bis zu etwa 5 Mikron.

Ein in der beschriebenen Weise erzeugter abriebfester Überzug läßt sich beispielsweise in einer Testvorrichtung, wie sie in Figur-7 schematisch dargestellt ist, testen.

Die in Figur 7 schematisch dargestellte Testvorrichtung zur Verschleiß- und Abriebbestimmung weist einen Beschichtungstrichter 10 auf, der über einem drehbar gelagerten Rad 12 angeordnet ist, das auf seiner Oberfläche einen federnden Gummireifen 12A aufweist. Neben dem R.ad befindet sich ein Probehalter 14A mit einem

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im rechten Winkel angeordneten Hebelarm 14, dessen rechtes Ende schwenkbar um einen Stützpunkt 15 angeordnet ist. Der Probehalter 14A ist in der Nähe des Stütz- oder Drehpunktes 15 angeordnet, jedoch zwischen dem freien Ende und dem drehbar oder schwenkbar gelagerten Ende des Hebelarmes 14.

An dem freien Ende des Hebelarmes ist ein Gewicht 16 befestigt, das sich 40,64 cm von dem Dreh- oder Stützpunktende befindet und dazu dient, Druck auf den Prüfling 13 auszuüben, der sich in Kontakt mit der Oberfläche des Gummirades 12A befindet.

In den Trichter 10 werden harte Teilchen, z.B. aus Siliciumdioxid (SiO^) oder Siliciumcarbid (SiC) und dergleichen eingefüllt, die über die Trichteröffnung 1OA und die Leitung 11 der Oberfläche des Prüflings zugeführt werden. Dies bedeutet, daß ein kontinuierlicher Strom harter Teilchen dem Prüfling 13 zugeführt wird, der auf dem Arm 14A montiert ist und sich im tangentialen Kontakt mit dem Gummirad 12A aufgrund der Einwirkung des Gewichtes 16 befindet, Die harten Teilchen werden dabei dem Spalt zugeführt, der sich zwischen der Kontaktoberfläche des Prüflings und dem Gummirad bildet. Die harten Teilchen 17 fallen somit aus dem Trichter 10 in den Spalt und gelangen in reibenden Kontakt mit der Oberfläche des Prüflings.

Unter Verwendung der beschriebenen Testvorrichtung wurden zwei Tests (Test A und Test B) durchgeführt, wobei eine Schicht mit einem hohen Gehalt (ungefähr 50 Gew.-^) grober Wolframcarbidteilchen (durchschnittliche Teilchengröße etwa 60 bis 100 Mikron) mit einer erfindungsgemäß erzeugten Schicht mit einem vergleichsweise geringem Gehalt von Wolframcarbidteilchen von 16 Gew.-o mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 4 bis 6 Mikron verglichen wurden. Die Matrix der Schichten bestand in beiden Fällen aus einer Nickellegierung mit 16 Gew.-I Cr, 4,5 Gew.-I Si, 3,5 Gew.-* B und 4,5 Gew.-°s Fe (Rest Nickel).

Es zeigte sich, daß die Schicht mit dem groben Wolframcarbidteilchen eine Dichte von ungefähr 12,1 g/cm aufwies und die er-

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findungsgenial erzeugte Schicht mit den feineren Wolframcarbidteilchen eine Dichte von etwa 8,8 g/cm hatte.

Jeder Versuch wurde zweimal durchgeführt, und zwar eine bestimmte Zeitspanne lang, worauf die Prüflinge gewogen wurden, um ihren
Gewichtsverlust festzustellen. Der ermittäLte Gewichtsverlust wurde dann in jedem Falle in einen Volumenverlust umgerechnet. Des weiteren wurde ein Abriebfaktor ermittelt, und zwar aus dem reziproken Wert des Volunenverlustes in Kubikzentimetern. Die Tests wurden
wie folgt durchgeführt:

-o

Test A

Test-Parameter

Siliciumdioxid-Sand (-20 +40 Maschen)

Testdauer: 30 Minuten

Fließgeschwindigkeit des Sandes: 0,45359 kg/Minute

Der Siliciumdioxid-Sand, der vergleichsweise grobkörnig war wurde über die Leitung 11 in den Spalt zwischen den Prüfling 13 und dem Gummirad 12A überführt, wobei der Prüfling durch das Gewicht 16
gegen den Sand und das Rad gedrückt wurde. Das verwendete Gewicht wog 5,4431 kg. Es befand sich 40,64 cm vom Stütz- oder Hebepunkt
15 entfernt.

Bs wurden folgende Ergebnisse erhalten:

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Grobes WC (etwa 50 Gew.-%) + NiCrB Si Feines WC (etwa 16 Gew.-%) + NiCrB Si

	Test Nr.	1	2
	Gew.-Verlust (g)	0,14	0,135
	Verschleiß-Faktor
	(Umkehrwert des
	Vol.-Verlustes)	86	89
σ>
CD
CD
OO
OO
CO
ro
co
K)

1A 2A

0,065 0,0744 150 135

CO K) K5 CX) (JD

Da der Verschleißfaktor eine Funktion des Umkehrwertes des Volumenverlustes während des Testes ist, folgt, daß die Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb und Verschleiß umso größer ist, umso größer der Verschleißfaktor ist.

Dies ergibt sich aus einem Vergleich der Teste 1 und 2 (außerhalb der Erfindung) mit den Testen 1A und 1B (gemäß der Erfindung).

Wie sich aus den erhaltenen Daten ergibt, wird im Falle der erfindungsgemäß erzeugten Schichten eine mindestens 70%ige Verbesserung der Abrieb- und Verschleißfestigkeit gegenüber einer Schicht nach dem Stande der Technik erzeugt, bei der, wie bereits dargelegt, die Tendenz zur Ausbildung einer segregierten Struktur besteht, wobei mehr Matrix-metall dem Abrieb ausgesetzt wird, während im Falle der erfindungsgemäß erzeugten Schicht eine gleichförmige Dispersion von kleinen Wolframcarbidteilchen (4 bis 6 Mikron) erzeugt wird, bei einem sehr dichten Teilchenabstand von bis zu 5 Mikron.

Test B Test-Parameter

Siliciumcarbid (minus 140 Maschen) Testdauer: 10 Minuten Fließgeschwindigkeit: 0,2268 kg/Min.

Der Test wurde in gleicher Weise wie der Test A durchgeführt, mit der Ausnahme jedoch, daß ein viel feineres und härteres Abriebmaterial verwendet und die Testdauer kürzer war. Es wurden die in der folgenden Tabelle aufgeführten Ergebnisse erhalten:

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Grobes WC (etwa 50 Gew.-I) + NiCrBSi Feines WC (etwa 16 Gew.-⁰O + NiCrBSi

	Test Nr.	3	4
	Gew.-Verlust (g)	0,37	0,35
	Vers chleifiKFak tor (Umkehrwert des Vo1.-Ve rlus tes)	32	34
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3 Λ 0,049

200

4A 0,042

220

Dieser Test ist ein empfindlicherer Test, da ein feineres und härteres Abriebmittel verwendet wurde, das selektiv die exponierte Matrix zwischen den groben Teilchen im Falle der Teste 3 und 4 abreibt, da der Teilchenabstand größer ist als der Abstand in der Schicht nach der Erfindung gemäß Testen 3A und 4A. Dies ergibt sich eindeutig aus der Tatsache, daß die Ergebnisse der Teste 3A und 4A (gemäß der Erfindung) eine 5 χ größere Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschleiß und Abrieb zeigen als die Schichten nach den Testen 3 und 4 mit einem hohen Wolframcarbidgehalt.

Wie bereits dargelegt, beruht ein. wesentlicher Vorteil in der Ver- \vendung von feineren und weniger Carbidteilchen darin, daß-die erzeugten Schichten duktiler sind, weniger empfindlich gegenüber einer thermischen Spaltung aufgrund eines großen Matrixmetallgehaltes (70 bis 90 Gew.-I) wobei ferner aufgrund ihrer Duktilität eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber Schlagbeanspruchung erzielt wird.

Die in einer nach dem Verfahren der Erfindung erzeugten Schicht enthaltenen Wolframcarbidteilchen brauchen nicht notwendigerweise aus reinem Wolframcarbid zu bestehen, da das Wolframcarbid durch Umsetzung mit dem einen oder dem anderen der Elemente der Matrix unter Umständen ein komplexeres Carbid zu bilden vermag. Dies bedeutet, daß beispielsweise eine Umsetzung des Wolframcarbides mit der Chromkomponente der Matrix möglich ist, von der bekannt ist, daß sie ein Carbidbildner ist. Auf jeden Fall bestehen jedoch die harten Teilchen "im wesentlichen" aus Wolframcarbidteilchen.

Der hier gebrauchte Ausdruck nicht-segregiert oder praktisch nicht segregiert, der im Zusammenhang mit der Verteilung der Wolframcarbidteilchen in de.r Matrix in oder bis zu einer Tiefe von etwa 500 Mikron unterhalb' der Oberfläche der Schicht gebraucht wurde (bei einer 100-fachen Vergrößerung) bedeutet, daß der statische Durchmesser des Teilchenabstandes (interparticle spacings) zwischen den harten Teilchen bei unter 15 Mikron, vorzugsweise bei bis zu etwa 10 Mikron liegt.

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Die MikroStruktur einer nach dem Verfahren der Erfindung erzeugten Schicht läßt sich im angeätzten Zustand überprüfen, wobei als Ätzmittel beispielweise eine wäßrige Lösung von ungefähr 10 Gew.-⁰S K₃Fe(CN)₆ und ungefähr 10 Gew.-% KOH oder NaOH verwendet werden kann, wobei ungefähr 30 Sekunden lang geätzt wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Pulverförmige Beschichtungsmasse für die Erzeugung von harten, abriebfesten Überzügen auf Metallsubstraten aus einer Mischung aus Teilchen aus einer Nickellegierung und Teilchen auf Wolframcarbidbasis, gekennzeichnet durch Teilchen aus einer Nickellegierung mit: 2,5 bis 20 Gew.-I Cr, 0,5 bis 6 Gew.-I Si, 0,5 bis 5 Gew.-I B und bis zu 10 Gew.-? Fe (Rest Nickel) sowie Teilchen aus Agglomeraten, die zu 70 bis 90 Gew.-I aus Wolframcarbid- und zu 30 bis 10 Gew.-% aus Nickelteilchen bestehen, wobei gilt, daß das Gew.-Verhältnis von Agglomeraten zur Nickellegierung derart ist, daß der durchschnittliche Wolframcarbidgehalt der Gesamtmischung bei 10 bis 30 Gew.-I liegt.

2. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' daß der durchschnittliche Wolframcarbidgehalt der Beschichtungsmasse bei 12 bis 24 Gew.-I liegt.

3. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen der Nickellegierung zu 10 bis 20 Gew.-$ Cr, 2 bis 6 Gew.-I Si, 1,5 bis 5 Gew.-I B und bis zu 10 Gew.-% Fe (Rest Nickel) bestehen.

4. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Agglomeratteilchen zu Nickellegierungsteilchen bei etwa 0,15 bis 0,5 liegt.

5. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomerate eine Teilchengröße von weniger als 150 Maschen (gemäß U.S.-Standard) aufweisen.

6. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickellegierungsteilchen eine Teilchengröße von weniger als 100 Maschen (gemäß U.S.-Standard) aufweisen.

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7. Beschichtungsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelteilchen der Agglomerate eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,1 bis 10 Mikron aufweisen und die Wolframcarbidteilchen der Agglomerate eine Größe von ebenfalls etwa 0,1 bis 10 Mikron.

8, Beschichtungsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnets daß die durchschnittliche Teilchengröße sowohl der Nickel- als auch der Wolframcarbidteilchen der Agglomerate bei etwa 2 bis 8 Mikron liegt.

ϊ_t Beschichtungsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aggiomeratteilchen eine Größe von weniger als 270 Maschen (gemäß U.S.-Standard) aufweisen.

1C, Beschichtungsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 301 der Nickellegierungsteilchen ein Sieb mit 325 Maschen (gemäß U.S.-Standard) passieren.

Π, Verfahren zur Erzeugung einer harten, abriebfesten Schicht auf einem Metallsubstrat nach dem Flammenbeschichtungsverfahren, bei dem eine aufschmelzbare pulverförmige Beschichtungsmasse

mittels eines Brenners aufgeschmolzen und die aufgeschmolzene Masse mit dem Metallsubstrat verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungsmasse aus einer Mischung aus einem Pulver aus einer Nickellegierung mit 2,5 bis 20 Gew.-% Cr, 0,5 bis 6 Gew.-% Si, 0,5 bis 5 Gew.-I B und bis zu 10 Gew.-% Fe mit einer Teilchengröße von -100 Maschen (gemäß U.S.-Standard) sowie Agglomeraten aus Nickelteilchen und Wolframcarbidteilchen einer Teilchengröße von -150 Maschen (gemäß U.S.-Standard) bei einer durchschnittlichen Teilchengröße der Nickel- und Wolframcarbidteilchen von 0,1 bis 10 Mikron verwendet, wobei gilt, daß die Agglomerate zu 70 bis 90 Gew.-$ aus Wolframcarbid- und zu 30 bis 10 Gew.-I aus Nickelteilchen bestehen und das Gew.-Verhältnis von Agglomeraten zur pulverförmigen Nickellegierung derart ist, daß der durchschnittliche Gehalt der Mischung an Wolframcarbid bei 10 bis Gew.-I liegt.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungsmasse verwendet, in der die durchschnittliehe Teilchengröße der Nickel- und Wolframcarbidteilchen in den Agglomeraten vor dem Aufbringen der Beschichtungsmasse auf das Metallsubstrat bei etwa 2 bis 8 Mikron liegt.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungsmasse auf das Metallsubstrat aufträgt oder aufsprüht, deren durchschnittlicher Wolframcarbidgehalt bei 12 bis 24 Gew.-^? ₀ liegt.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungsmasse verwendet, in der die Teilchen der Nickellegierung 10 bis 20 Gew.-S Cr, 2 bis 6 Gew.-S Si, 1,5 bis 5 Gew.-I B und bis zu 10 Gew.-^?o Fe (Rest Nickel) enthalten.

15. Verschleiß- und abrieb Widerstandsfähiges Metallsubstrat, gekennzeichnet durch eine harte metallurgisch gebundene Oberflächenschicht aus einer Matrix auf einer Nickellegierung mit 2,5 bis 20 Gew.-⁰S Cr, 0,5 bis 6 Gew.-I Si, 0,5 bis 5 Gew.-⁰* B und bis zu 10 Gew.-% Fe mit hierin dispergierten harten Teilchen aus Wolframcarbid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 10 Mikron bei einem durchschnittlichen Teilchenabstand (interparticle spacing) von weniger als 15 Mikron.

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