DE2646554C3 - Pulver Schweißverfahren zum Beschichten von metallischen Werkstoffen - Google Patents
Pulver Schweißverfahren zum Beschichten von metallischen WerkstoffenInfo
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Description
Dis Erfindung betrifft ein Pulver-Schweißverfahren zum Beschichten von metallischen Werkstoffen, insbesondere
von Legierungen auf Eisenbasis, wobei selbstfließende Metallpulverlegierungen mittels eines
Fördergases zum Brenn- bzw. Auftragsbereich gefördert werden und das Pulver auf die Auftragsfläche
aufgesprüht und ohne Anschmelzung der Auftragsfläche mit dieser verbunden wird.
Ein solches Verfahren zum Beschichten von metallischen Werkstoffen mit Metallpulver ist allgemein
bekannt, wobei als Fördergas Sauerstoff, Brenngas oder ein Sauerstoff-Brenngasgemisch benutzt wird. Bei
dieser allgemein als Pulverschweißverfahren bezeichneten Methode werden für die Auftragsschweißung die
selbstfließenden Metallpulver bei Temperaturen von ca. 11-12000C bei Nichtanschmelzung der metallisch
sauber vorbereiteten und zu beschichtenden Unterlage aufgetragen, wobei die Betriebsmittelkomponenten
(Pulver, Brenngas und Oxidationsgas) in einer sogenannten Innenmischung gemischt werden und den
Bremierkopf aus einer zentralen Bohrung verlassen.
Beim sogenannten Spritzschweißen, bei dem sowohl Innen- als auch Außenmischung, letzere bevorzugt,
erfolgen kann, wird zweistufig gearbeitet, wobei nach dem Aufsprühen des selbstfließenden Pulvers die
aufgetragene Schicht ohne weitere Pulverzufuhr unter Anschmelzung der Unterlage eingesintert bzw. eingeschmolzen
wird.
Schließlich ist noch das sogenannte thermische Flammspritzen bekannt, bei dem mit exotherm reagierenden
Pulvern gearbeitet wird, die keiner nachträglichen Einschmelzung bedürfen, da sich die mit den
verschiedensten Fördergasen geförderten Pulverpartikel, die nach Innen- und Außenmischung mit den
Betriebsgasen zur Flamme gelangen, selbst partiell mit der Unterlage verschweißen.
Angeknüpft wird im vorliegenden Fall an das einleitend genannte Pulver-Schv/eißverfahren, bei dem
die Auftragsschichten noch hinsichtlich der Oberflächenglätte und der Härte zu wünschen übrig lassen.
Wenn das ausströmende Brenngas-Sauerstoffgemisch gezündet ist, muß das Pulver zwangsläufig durch das sehr heiße Zentrum der Flamme austreten und wird dabei erhitzt und beschleunigt Die Atmosphäre der Sekundärflamme ist oxidierend, so daß die hocherhitz-
Wenn das ausströmende Brenngas-Sauerstoffgemisch gezündet ist, muß das Pulver zwangsläufig durch das sehr heiße Zentrum der Flamme austreten und wird dabei erhitzt und beschleunigt Die Atmosphäre der Sekundärflamme ist oxidierend, so daß die hocherhitz-
ni ten Pulverpartikel mit Sauerstoff reagieren. Es kommt
hierbei zu Abbrand von Legierungskomponenten, wie Bor, Silicium u.a. Die hoch erhitzten, schmelzplastischen
Pulverpartikel haften auf der Oberfläche des metallischen Grundwerkstoffes, werden dort anlegiert,
>"■ ohne den Grundwerkstoff selbst anzuschmelzen. Bei
diesem sogenannten Pulverschweißprozeß kommt es beim Verarbeiten von beispielsweise hochwSframkarbidhaltigen
Pulvern zum Oxidieren der Partikeloberflächen, so daß ein einwandfreies Benetzen bzw.
Anlegieren der Matrix an diesen Partikeln und am Grundwerkstoff nur bedingt eintritt Durch Abbrand
von Chrom, Nickel, Bor, Silicium und Eisen bzw. Abbrand an Legierungskomponenten an Kobaltbasislegierungen
wird selbstverständlich auch die Härte des
ü Binders negativ beeinflußt Bei Anwendung dieser bekannten Pulverschweißtechnologie kommt es außerdem
zu relativ großen Pulverspritzverlusten und zu einem ungünstigen Wirkungsgrad.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese
w Nachteile zu beheben, d. h. es soll das eingangs genannte
Pulverschweißverfahren dahingehend verbessert werden, daß sich bei geringen Spritzverlusten eine
wesentlich glattere Oberfläche mit größerer Härte ergibt.
'j Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren der eingangs
genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Fördergas mit dem Pulver separat in Bezug auf den
Brenrigasstrom in den Brenn- bzw. Auftragsbereich der autogenen Brennerflamme eingeführt wird, wobei als
Fördergas solches Gas zugeführt wird, das den freien Sauerstoffanteil in der Sekundärflamme mindestens
nicht oder nicht wesentlich erhöht. Unter der Maßgabe »mindestens« ist hierbei zu verstehen, daß ggf. auch
solche Gase verwendet werden können, die den freien
·»'> Sauerstoffanteil in der Flamme sogar noch reduzieren.
Nach der US-PS 27 94 677 ist es zwar bekannt, als Fördergas für pulverförmige Stoffe komprimierte Luft
oder Inertgase, wie Stickstoff und Kohlendioxid zu verwenden. Hierbei handelt es siel; aber um ein
r'<> Verfahren zum thermischen Spritzen, wobei relativ
gro?e Abstände zwischen Auftragsfläche und der
Mündung des Spritzbrenners einzuhalten sind und die hocherhitzten Pulverteilchen auf die relativ kalte
Werkstücksoberfläche aufgesprüht werden, was zu
'<*· einer Teilchenhaftung führt, die im Gegensatz zum
Pulverschweißen weitgehend nur physikalischer Natur ist. Beim Pulverschweißen muß demgegenüber das auf
den zu beschichtenden Grundwerkstoff aufgebrachte Pulver gleichzeitig an- und eingeschmolzen werden, um
M) es metallurgisch an den Grundwerkstoff zu binden.
Hierzu sind sehr hohe Oberflächentemperaturen des Grundwerkstoffes erforderlich, weshalb dabei mit
einem hoch energetischen System Azetylen/Sauerstoff gearbeitet wird, und aus diesem Grund hat man es auch
hi bisher sorgfältig vermieden, mit Trägergasen für die
Pulverförderung zu arbeiten, die zu einer Verdünnung der Wärmekonzentration führen könnten.
Im Gegensatz zum bisherigen Pulverschweißverfah-
ren, bei dem nur mit »Innenmischung« gearbeitet wurde, erfolgt also nach der Erfindung die Zusammenführung
einerseits des pulverbeladenen Fördergasstromes und andererseits des Brenngasgemisches vor dem Brennkopf
in der Flamme mit der weiteren Maßgabe, daß als Fördergas ein den freien Sauerstoffanteil in der Flamme
nicht oder nicht wesentlich erhöhendes Gas benutzt wird. Neben reinen Edelgasen, aber auch Stickstoff, hat
sich überraschenderweise CO2 als besonders vorteilhaft
erwiesen, ganz abgesehen davon, daß es sich dabei um eine kostengünstige Betriebsmittelkomponente handelt.
Vorzugsweise und vorteilhaft wird bei dieser Verfahrensweise das Fördergas mit dem Pulver in an
sich bekannter Weise zentral von innen in die autogene Flamme eingefördert. Die mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren erzielbaren oxidarmen Auftragsschichlen
zeigen eine geradezu verblüffende, nahezu glasartige Oberflächenglätte, wobei, wie Messungen ergeben
haben, die Rauhigkeiten nur noch in der Größenordnung von 5 μηη liegen. Die Spritzverluste des Pulvers
sind um ca. 30% reduziert und die Härte der erzielbaren Schichten ist etwa um 5—10% erhöht Dieses
überraschende Ergebnis wurde bspw. beim automatischen Beschichten von Siebdekanterschnecken aus
Werkstoff 4571 erzielt, wobei 5—20 l/min CO2 beim
Auftragen einer Metallpulverlegierung auf Nickelbasis verwendet wurden, die handelsüblich mit Cr, B und Si
legiert ist.
Eine besondere Gestaltung des Pulverauftragsgerätes ist dabei nicht erforderlich, d. h. es können handelsübliche
Brenner benutzt werden, die einen zentralen Fördergas-Pulverkanal haben.
Claims (5)
1. Pulver-Schweißverfahren zum Beschichten von metallischen Werkstoffen, insbesondere von Legierungen
auf Eisenbasis, wobei selbstfließende Metallpulverlegierungen mittels eines Fördergases zum
Brenn- bzw. Auftragsbereich gefördert werden und das Pulver auf die Auftragsfläche aufgesprüht wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fördergas mit dem Pulver separat in Bezug auf den
Brenngasstrom in den Brenn- bzw. Auftragsbereich der autogenen Brennerflamme eingeführt wird,
wobei als Fördergas solches Gas zugefördert wird, das den freien Sauerstoffanteil in der Sekundärflamme
mindestens nicht oder nicht wesentlich erhöht
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß das Fördergas mit dem Pulver in an sich bekannter Weise zentral von innen in die
autogene Flamme eingefördert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördergas CO2 zugeführt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördergas ein Inertgas, wie
Argon zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördergas Stickstoff zugeführt
wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2646554A DE2646554C3 (de) | 1976-10-15 | 1976-10-15 | Pulver Schweißverfahren zum Beschichten von metallischen Werkstoffen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2646554A DE2646554C3 (de) | 1976-10-15 | 1976-10-15 | Pulver Schweißverfahren zum Beschichten von metallischen Werkstoffen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2646554A1 DE2646554A1 (de) | 1978-04-20 |
DE2646554B2 DE2646554B2 (de) | 1979-05-17 |
DE2646554C3 true DE2646554C3 (de) | 1980-01-10 |
Family
ID=5990518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2646554A Expired DE2646554C3 (de) | 1976-10-15 | 1976-10-15 | Pulver Schweißverfahren zum Beschichten von metallischen Werkstoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2646554C3 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE7807523L (sv) * | 1978-07-04 | 1980-01-05 | Bulten Kanthal Ab | Varmsprutat skikt av en jern-krom-aluminiumlegering |
US5482744A (en) * | 1994-02-22 | 1996-01-09 | Star Fabrication Limited | Production of heat transfer element |
DE19747385A1 (de) * | 1997-10-27 | 1999-04-29 | Linde Ag | Herstellung von Formteilen |
DE19747386A1 (de) * | 1997-10-27 | 1999-04-29 | Linde Ag | Verfahren zum thermischen Beschichten von Substratwerkstoffen |
-
1976
- 1976-10-15 DE DE2646554A patent/DE2646554C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2646554B2 (de) | 1979-05-17 |
DE2646554A1 (de) | 1978-04-20 |
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