DE3031583C2 - Use of a powder mixture as plasma spray powder - Google Patents

Use of a powder mixture as plasma spray powder

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DE3031583C2
DE3031583C2 DE3031583A DE3031583A DE3031583C2 DE 3031583 C2 DE3031583 C2 DE 3031583C2 DE 3031583 A DE3031583 A DE 3031583A DE 3031583 A DE3031583 A DE 3031583A DE 3031583 C2 DE3031583 C2 DE 3031583C2
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06Metallic material
    • C23C4/08Metallic material containing only metal elements

Description

als Plasmaspritzpulver.as plasma spray powder.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch besteht aus2. Use according to claim 1, characterized in that that the powder mixture consists of

MolybdänpulverMolybdenum powder

EisenpulverIron powder

SiliziumpulverSilicon powder

ManganpulverManganese powder

KohlenstoffpulverCarbon powder

organischer Binderorganic binder

10,0—21,0 Gew.-%
71,1-87,6 Gew-%
0,4—6,0 Gew.-%
0-0,4 Gew.-%
0—4,0 Gew.-%
0-2,5 Gew.-%
10.0-21.0% by weight
71.1-87.6% by weight
0.4-6.0% by weight
0-0.4% by weight
0-4.0% by weight
0-2.5% by weight

als Plasmaspritzpulver.as plasma spray powder.

3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Molybdänkomponente des Pulvergemisches Molybdän oder eine Ferromolybdänlegierung, als Siliziumkomponente Silizium oder eine Ferrosiliziumlegierung und als Eisenkomponente Gußeisen verwendet wird, für den Zweck nach Anspruch 1.3. Use according to claim 1, characterized in that the molybdenum component of the powder mixture Molybdenum or a ferromolybdenum alloy, silicon or a silicon component Ferrosilicon alloy and, as the iron component, cast iron is used for the purpose according to claim 1.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch Kohlenstoffpulver in einer Menge von 0 bis 3,5 Gew.-1™ enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.4. Use according to one of claims 1 to 3, characterized in that the powder mixture contains carbon powder in an amount of 0 to 3.5 wt. 1 ™, for the purpose according to claim 1.

5. Verwendung eines Pulvergemisches, das zu mindestens 95% eine Teilchengröße von weniger als 0,088 mm aufweist, bestehend aus5. Use of a powder mixture that has a particle size of at least 95% less than 0.088 mm, consisting of

MolybdänpulverMolybdenum powder

EisenpulverIron powder

SiliziumpulverSilicon powder

ManganpulverManganese powder

KohlenstoffpulverCarbon powder

10,0-25 Gew.-%
70,0-87,6 Gew.-%
0,4—6,0Gew.-%
0-2,4 Gew.-%
0—4,0 Gew.-%
10.0-25% by weight
70.0-87.6% by weight
0.4-6.0% by weight
0-2.4% by weight
0-4.0% by weight

organischer Binder 0—2,5 Gew.-%organic binder 0-2.5% by weight

als Plasmaspritzpulver.as plasma spray powder.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Plasmaspritzen von Überzügen auf Eisensubstraten, insbesondere zur Erzeugung von Lageroberflächen auf Kolbenringen oder Scheiteldichtungen τη Verbrennungskraftmaschinen.6. Use according to one of claims 1 to 5 for plasma spraying coatings on iron substrates, in particular for producing bearing surfaces on piston rings or crown seals τη internal combustion engines.

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Pulvergemischs afc Plasmaspritzpulver, insbesondere zur Erzeugung von Lageroberflächen mit hoher Abnutzungsund Abriebbeständigkeit unter Anwendung des Plasmaspritzverfahrens. Das Pulvergemisch kann insbesondere zur Erzeugung von Lageroberflächen auf Kolbenringen oder Scheiteldichtungen in Verbrennungskraftmaschinen, z. B. Diesel- oder Benzinmotoren, verwendet werden. The invention relates to the use of a powder mixture afc plasma spray powder, especially for the production of bearing surfaces with high wear and tear Abrasion resistance using the plasma spray process. The powder mixture can in particular for producing bearing surfaces on piston rings or crown seals in internal combustion engines, z. B. diesel or gasoline engines can be used.

Ein Legierungsüberzug auf einem Kolbenring oder einer Scheitelabdichtung in einem Rotationsmotor trifft auf Bedingungen, wie sie für andere Lageroberflächen nicht üblich sind. Andere Lagerflächen, z. B. Hauptkurbelwellenlagerflächen und Kurbelzapfenlagerflächen, sind einer ziemlich gleichmäßigen Temperatur in einem Ölbad ausgesetzt, während ihre Kontaktfläche unterschiedliche Drücke erfährtAn alloy coating meets on a piston ring or crown seal in a rotary engine on conditions that are not usual for other bearing surfaces. Other storage areas, e.g. B. Main crankshaft bearing surfaces and crankpin bearing surfaces, are of a fairly uniform temperature all in one Exposed to an oil bath while their contact surface experiences different pressures

Eine Kolbenring-Lagerfläche muß dagegen u. a. gro-Be Temperaturschwankungen, große Druckschwankungen, Kontakt mit reaktionsfähigen chemischen Verbrennungsprodukten, verglichen mit Kurbelwellenlagera eine minimale Schmierung, Kontakt mit eine Schleifwirkung ausübenden Fremdteiichen usw. aushalten. Pulvergemische, die sich für einen Anwendungsfall eignen, sind somit nicht unbedingt in anderer Umgebung verwendbar. Der Kolbenring ist dafür ein hervorstechendes Beispiel. Ein Material, welches grfolgreich die für einen Kolbenring in einem Verbrennungsmotor herrschenden zahlreichen Bedingungen erfüllt hält jedoch oft auch die Bedingungen aus, die in einer anderen Umgebung als in einer Verbrennungskraftmaschine irgendwo auftreten.On the other hand, a piston ring bearing surface must inter alia. gro-Be Temperature fluctuations, large pressure fluctuations, contact with reactive chemical combustion products, minimal lubrication compared to crankshaft bearings, contact with a Withstand foreign particles, etc. Mixtures of powders that are suitable for a use case are therefore not necessarily usable in a different environment. The piston ring is a prominent one Example. A material that is very successful however, the numerous conditions prevailing for a piston ring in an internal combustion engine are met often the conditions from that in a different environment than in an internal combustion engine somewhere appear.

Es wurden bisher komplizierte Überzüge als Lageroberflächen verwendet die von Hartmetallen (US-PS 35 39 192, 36 90 686, 37 25 017, 38 14 447) bis zu hochschmelzenden Metalloxiden (US-PS 36 97 091 und There have been complicated coatings as bearing surfaces heretofore used from hard metals (US-PS 35 39 192, 36 90 686, 37 25 017, 38 14 447) to high-melting metal oxides (US-PS 36 97 091 and

37 94 334) reichten. Jeder dieser Überzüge besitzt seinen besonderen Vorteil in einer bestimmten Umgebung, entweder in bezug auf die Herstellung oder die Endverwendung. Ein besonders geeignetes Material auf der Basis von Molybdän ist in der US-PS 36 90 686 beschrieben und wird derzeit verbreitet auf Kolbenringen für Verbrennungskraftmaschinen verwendet Sein Hauptproblem ist das der Wirtschaftlichkeit da der Preis von Molybdän in den letzten drei Jahren um bis zu 20% gestiegen ist Infolgedessen sind die Kosten für das als Ausgangsmaterial dienende Pulver sehr hoch. Etwa die Hälfte des durch Plasmaspritzen aufgebrachten Materials wird bei der Fertigstellung überzogender Kolbenringe gemäß der US-PS 36 90 686 abgeschliffen und obwohl ein Teil davon aus der gebildeten Schleifbrühe wiedergewonnen wird, ist die Kostendifferenz hoch. Es besteht daher ein Bedarf nach einem billigeren Ersatz37 94 334) were sufficient. Each of these coatings has its special advantage in a certain environment, either in terms of manufacture or end use. A particularly suitable material on the Molybdenum base is described in US-PS 36 90 686 and is currently used on piston rings for Internal combustion engines used Its main problem is that of economy since the price of Molybdenum has increased by as much as 20% in the past three years as a result, the cost of that is considered to be Powder used as starting material is very high. About half of the material applied by plasma spraying is abraded in the completion of coated piston rings according to US-PS 36 90 686 and although part of it is recovered from the grinding liquor formed, the cost difference is large. It there is therefore a need for a cheaper replacement

für die kostspieligen molybdänreichen Überzüge.for the expensive molybdenum-rich coatings.

Lageroberflächen aus einer Legierung von Molybdän mit einer größeren Menge Eisen, die durch Plasmaspritzen aufgebracht werden, sind z. B. aus der US-PSBearing surfaces made of an alloy of molybdenum with a larger amount of iron, obtained by plasma spraying are applied, are z. B. from US-PS

38 19 384 bekannt bei der ein Pulver, enthaltend 50 bis 75% Molybdän und 50 bis 25% Eisen, SÄ* geeignet zum38 19 384 known in the case of a powder containing 50 to 75% molybdenum and 50 to 25% iron, SÄ * suitable for

Überziehen der Oberflächen von Kolbenringen beschrieben ist. Auch die US-PS 39 91 240 lehrt die Erzeugung von Lagereberflächen aus einem durch Flammspritzen aufgebrachten Pulver, enthaltend Gußeisen, Molybdän und Bor. Auch die DE-OS 24 56 238 beschreibt eine Zusammensetzung aus einem Eisen, Molybdän und Bor enthaltenden Pulver.Coating the surfaces of piston rings described is. The US-PS 39 91 240 teaches the production of bearing surfaces from a by flame spraying applied powder containing cast iron, molybdenum and boron. DE-OS 24 56 238 also describes a composition of a powder containing iron, molybdenum and boron.

Eisen, Molybdän und Silizium enthaltende Legierungssysteme sind alt und in solchen Systemen ist ein verhältnismäßig weiter Siliziumbereich bekannt. Die US-PS 23 83 969 beschreibt einen Permanentmagnet, enthaltend 70% Eisen, 17% Molybdän und 0,1% Silizium. Die US-PS 36 55 365 beschreibt eine Werkzeuglegierung aus 20 bis 48% Eisen, 25 bis 50% Kobalt, 10 bis 40% Molybdän, 0,5 bis 4% Kohlenstoff und einer kleineren Menge Silizium. Die Legierung wird durch Warmverfestigung von drei Legierungspulvern gebildet. Die US-PS 38 56 478 beschreibt eine Legierung für Ventil-Alloy systems containing iron, molybdenum and silicon are old and there is one in such systems relatively wide silicon range known. The US-PS 23 83 969 describes a permanent magnet, containing 70% iron, 17% molybdenum and 0.1% silicon. The US-PS 36 55 365 describes a tool alloy from 20 to 48% iron, 25 to 50% cobalt, 10 to 40% molybdenum, 0.5 to 4% carbon and a smaller one Amount of silicon. The alloy is formed by hot work hardening three alloy powders. the US-PS 38 56 478 describes an alloy for valve

3 43 4

sitze aus 10 bis 12% Molybdän, 88 bis 90% Eisen und gungen), können verwendet werden, wenn nur die EIe-seats made of 10 to 12% molybdenum, 88 to 90% iron and gung), can be used if only the egg

0,05 bis 20% Silizium. mentaranalyse des fertigen Pulvers innerhalb des vor-0.05 to 20% silicon. analysis of the finished powder within the

Aus der US-PS 37 23 092 sind feinteüige Legierungen stehend angegebenen Zusammensetzungsbereichs liegtFrom US-PS 37 23 092 fine alloys are specified composition range is standing

für pulvermetallurgische Zwecke bekannt, die bis zu Gegebenenfalls können bis zu etwa 4 Teile Mangan aufknown for powder metallurgical purposes, which can optionally contain up to about 4 parts of manganese

40% Molybdän, bis zu 1% Silizium, bis zu 15% Mangan, 5 100 Teile Molybdän und bis zu etwa 25 Teile organi-40% molybdenum, up to 1% silicon, up to 15% manganese, 5 100 parts molybdenum and up to about 25 parts organic

bis zu 2% Kohlenstoff sowie ggf. weitere Metalle und sches Material auf 100 Teile Molybdän zugegen sein.Up to 2% carbon and possibly other metals and other materials per 100 parts of molybdenum may be present.

Nichtmetalle enthalten können. Wenn dieses Pulvergemisch zum Plasmaspritzen aufMay contain non-metals. When this powder mixture for plasma spraying on

Etwas höhere Siliziumkonzentrationen werden in der ein Eisensubstrat verwendet und der so aufgebrachteSlightly higher silicon concentrations are used in the iron substrate and the one applied in this way

US-PS 21 24 877 für eine harte Werkzeuglegierung be- Überzug mit einer feinen Siliziumkarbid(vergl·. .st)-US-PS 21 24 877 for a hard tool alloy coating with a fine silicon carbide (cf.

schrieben. Die Molybdänkonzentration beträgt 4,5 bis 10 Schleifscheibe zu einem glatten feinen Endzustand ge-wrote. The molybdenum concentration is 4.5 to 10 grinding wheel to a smooth, fine final state.

10%, Silizium 0,2 bis 1,25%, Rest Eisen. Die Anwesen- schliffen wird, erhält man eine äußerst zufriedenstellen-10%, silicon 0.2 to 1.25%, the remainder iron. The property grinding is, you get an extremely satisfactory-

heit von Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor und Mangan de Lageroberfläche, die sich insbesondere zur Verwen-carbon, sulfur, phosphorus and manganese on the bearing surface, which is particularly useful for

wird ebenfalls genannt Andere Publikationen, die Le- dung in einer Verbrennungskraftmaschine als Lager-is also mentioned Other publications that use charge in an internal combustion engine as a bearing

gierungen mit dazwischenliegenden Siliziumkonzentra- oberfläche für Kolbenringe oder ScheiteldichtungenAlloys with an intermediate silicon concentrate surface for piston rings or crown seals

tionen beschreiben, sind z. B. die US-PS 22 19 462 und 15 eignetDescribe functions are e.g. B. the US-PS 22 19 462 and 15 is suitable

23 54 147. Wie bereits gesagt, werden in zusammengesetzten23 54 147. As already said, are in compound

Höhere Siliziumkonzentrationen in Legierungen sind Pulvern im Gegensatz zu Pulvergemischen Binder verin der US-PS 34 28 442 beschrieben. Diese Zusammen- wendet Als Binder kann ein üblicher Phenollack dienen. Setzung enthält eine verhältnismäßig geringe Menge Andere Beispiele für organische geeignete Binder sind Molybdän, d.h. 0,0 bis 5,0%. Die US-PS 31 61 948 be- 20 bekannte, mit Epoxid oder Öl modifizierte Alkydlacke, schreibt eine niedsigschmelzende Zusammensetzung, trocknende öle, z. B. Leinsamenöllack, Tungöl, natürlidie Eisen und Molybdän zusammen mit Silizium in einer eher oder synthetischer Kautschuk als Lösung in einem Menge von 5 bis 25% enthält Die US-PS 22 89 365 Lösungsmittel oder als Latex usw. Organische Harze beschreibt eine Phosphor-Silizium-Eisenlegierung, die verschiedener Arten, welche durch Lösungsmittelver-Molybdän in Mengen bis zu 35 Gew.-% enthalten kann. 25 dampfung oder durch chemische oder durch Wärmeaus-Phosphor/Silizium sind bis zu einem Maximum von härtung trocknen oder härten, können verwendet wer-26% zugegen, wobei der Phosphor 2 bis 13% und das den. Die Art des organischen Binders ist unwesentlich, Silizium 6 bis 22% betragen können. Der Rest ist Eisen. solange er nur auf irgendeine Weise aushärtet, um im Die DE-PS 2433 814 beschreibt ebenfalls eine Zusam- wesentlichen dem gesamten zu verspritzenden Pulver mensetzung aus Eisen, Molybdän und Silizium mit 45% 30 eine vorherbestimmte Analyse des unlegierten Zustands oder weniger Eisen. zu bewahren. Der Bhider wird auf jeden Fall in derHigher silicon concentrations in alloys are powders, in contrast to powder mixtures, binders the US-PS 34 28 442 described. A common phenolic varnish can serve as a binder. Settlement contains a relatively small amount. Other examples of suitable organic binders are Molybdenum, i.e. 0.0 to 5.0%. The US-PS 31 61 948 BE 20 known, modified with epoxy or oil alkyd paints, writes a low melting composition, drying oils, e.g. B. linseed oil varnish, tung oil, natural Iron and molybdenum together with silicon in one rather or synthetic rubber as a solution in one Amount of 5 to 25% contains US Pat. No. 2,289,365 solvents or as latex, etc., organic resins describes a phosphorus-silicon-iron alloy of various types which are solvent-ver- molybdenum may contain in amounts up to 35% by weight. 25 vaporization or by chemical or by heat from phosphorus / silicon are dry to a maximum of hardening or hardening, can be used who -26% present, with the phosphorus 2 to 13% and the den. The type of organic binder is immaterial, Silicon can be 6 to 22%. The rest is iron. as long as it hardens in some way to make im DE-PS 2433 814 also describes a summary of the entire powder to be sprayed composition of iron, molybdenum and silicon with 45% 30 a predetermined analysis of the unalloyed state or less iron. to preserve. The Bhider will definitely be in the

Keine bekannte Veröffentlichung beschreibt die Ver- Plasmaflamme zerstört und bildet keinen Teil der erhal-No known publication describes the plasma flame destroyed and does not form part of the

wendung eines Pulvergemisoäs zur Herstellung einer tenen Legierung.Use of a powder mixture to produce a ten alloy.

Lageroberfläche durch Plasmaspritzen, wobei das Pul- Die folgenden Beispiele erläutern typische erfin-Bearing surface by plasma spraying, the powder The following examples explain typical inventions

vergemisch 70 bis 87,6% Eisen, 10 bis 15% Molybdän, 35 dungsgemäß verwendbare Pulverzusammensetzungen,mixed 70 to 87.6% iron, 10 to 15% molybdenum, 35 powder compositions which can be used according to the invention,

0,4 bis 6% Silizium, 0 bis 4% Kohlenstoff und ein organi- welche die harten Legierungsoberflächen aus mit Eisen0.4 to 6% silicon, 0 to 4% carbon and an organic which the hard alloy surfaces from with iron

sches Bindemittel in einer Menge von 0 bis 2,5% enthält, und Silizium gestrecktem Molybdän ergeben,
wobei diese Bestandteile insgesamt 100% ergeben.
cal binder in an amount of 0 to 2.5%, and silicon result in expanded molybdenum,
these ingredients totaling 100%.

Erfindungsgemäß wird ein solches Pulvergemisch alsAccording to the invention, such a powder mixture is used as

Plasmaspritzpulver verwendet. Eine verhältnismäßig 40 Beispiel ί
kleine Menge des kostspieligen Molybdäns wird in
Kombination mit einer Mischung aus Eisen und einer
Plasma spray powder used. A comparatively 40 example ί
small amount of expensive molybdenum is used in
Combination with a mixture of iron and one

kleinen Menge Silizium, wahlweise zusammen mit einer Eine typische Streckmittelzusammensetzung ist diesmall amount of silicon, optionally together with a typical extender composition is that

kleinen Menge Kohlenstoff, verwendet Es wurde so folgende:
gefunden, daß für einen Überzug eines Kolbenrings 45
small amount of carbon, used it was like this:
found that for a coating of a piston ring 45

oder einer Scheitelabdichtung Eisen zusammen mit ei- Eisenpulver (< 0,088 mm) 97%or a crown seal iron together with egg iron powder (< 0.088 mm) 97%

ner kleinen Menge Silizium als billiges Streckmittel für Siliziumpulver (< 0,088 mm) 1%A small amount of silicon as a cheap extender for silicon powder (< 0.088 mm) 1%

das teure Molybdän verwendet werden kann, ohne daß Kohlenstoffpulver (< 0,088 mm) 2%
die Eigenschaften der Überzüge mit hohen Molybdängehalten wesentlich verschlechtert werden. 50
the expensive molybdenum can be used without carbon powder (<0.088 mm) 2%
the properties of the coatings with high molybdenum contents are significantly impaired. 50

Kurz ausgedrückt, besteht die Erfindung aus der Ver- Beispiel 2
wendung eines Gemische von Molybdänpulver, gestreckt mit einem hauptsächlich aus Eisenpulver und
Briefly stated, the invention consists of the example 2
application of a mixture of molybdenum powder, expanded with one mainly of iron powder and

einer kleinen Menge Siliziumpulver bestehenden Eine andere Streckmittelzusammensetzung ist die fol-a small amount of silicon powder. Another extender composition is the following

Streckmittel, als Plasmaspritzpulver. Das Streckmittel 55 gende:
kann dem Spritzpulver entweder als Mischung oder als
Extender, in the form of a plasma spray powder. The extender 55:
can be used as a mixture or as a spray powder

zusammengesetztes Pulver unter Verwendung eines or- Eisenpulver (< 0,088 mm) 98,5%compound powder using an or- iron powder (< 0.088 mm) 98.5%

ganischen Binders einverleibt werden. Siliziumpulver (< 0,088 mm) 1,5%Ganic binders are incorporated. Silicon powder (<0.088 mm) 1.5%

Das Streckmittelgemisch besteht aus 98,5 bisThe extender mixture consists of 98.5 bis

99,5 Gew.-% Eisenpulver, Rest Siliziumpulver. Dieses 60 B ' ' I 3
Streckmittel kann gegebenenfalls Kohlenstoff bis zu eispie
vier Teilen pro hundert Teile des Eisen/Siliziumstreckmittels enthalten. Das Molybdänpulver wird durch Ein- Eine weitere Streckmittelzusammensetzung ist die mischen von 790 bis 900 Gewichtsteilen des Streckmit- folgende:
tels auf 100 Teile Molybdän oder, wie oben angegeben, 65
99.5% by weight iron powder, the remainder silicon powder. This 60 B '' I 3
Extender can optionally contain carbon up to ice
contain four parts per hundred of the iron / silicon extender. Another extender composition is to mix 790 to 900 parts by weight of the extender with the following:
by means of 100 parts of molybdenum or, as stated above, 65

durch einen Binder gestreckt. Vorlegierungen von Eisen Eisenpulver (< 0,088 mm) 96%stretched by a binder. Master alloys of iron iron powder (< 0.088 mm) 96%

und Molybdän, die 50 bis 75% Molybdän enthalten und Siliziumpulver (< 0,088 mm) 0,5%and molybdenum, which contain 50 to 75% molybdenum, and silicon powder (< 0.088 mm) 0.5%

im übrigen aus Eisen bestehen (Spuren von Verunreini- Kohlenstoffpulver (< 0,088 mm) 3,5%otherwise consist of iron (traces of impurities - carbon powder (< 0.088 mm) 3.5%

5 65 6

Beispiel 4 Kolbenring oder eine Scheitelabdichtung besitzt die folExample 4 Piston ring or a crown seal has the fol

gende Zusammensetzung:gende composition:

Eine weitere Streckmittelzusammensetzung, die nochAnother extender composition that still

Mangan enthält, ist die folgende: Molybdänpulver (< 0,088 mm) 14,3%Contains manganese is the following: Molybdenum powder (< 0.088 mm) 14.3%

5 Streckmittel von Beispiel 3 85,7%5 Extenders from Example 3 85.7%

Eisenpulver (< 0,088 mm) 94,2%Iron powder (<0.088 mm) 94.2%

Siliziumpulver (< 0,088 mm) 1,0% Beispiel 10Silicon powder (<0.088 mm) 1.0% Example 10

Manganpulver (< 0,088 mm) 2,4%Manganese powder (<0.088 mm) 2.4%

Kohlenstoffpulver (< 0,088 mm) 2,4% Ein anderes erfindungsgemäß verwendbares Plasma-Carbon powder (<0.088 mm) 2.4% Another plasma that can be used according to the invention

: 10 spritzpulver zur Aufbringung auf einen gußeisernen: 10 spray powder for application on a cast iron

Beispiel 5 Kolbenring oder eine Scheitelabdichtung besitzt die folExample 5 Piston ring or a crown seal has the fol

gende Zusammensetzung:gende composition:

Eine bevorzugte Streckmittelzusammensetzung istA preferred extender composition is

die folgende: Molybdänpulver (< 0,088 mm) 143%the following: molybdenum powder (<0.088 mm) 143%

15 Streckmittel von Beispiel 4 85,7%15 Extenders from Example 4 85.7%

Eisenpulver (< 0,088 mm) 95,0%Iron powder (<0.088 mm) 95.0%

Siliziumpulver (< 0,088 min) 1,0% Beispiel 11Silicon powder (<0.088 min) 1.0% Example 11

Kohlenstoffpulver (< 0,088 mm) 23%Carbon powder (<0.088 mm) 23%

Manganpulver (< 0,088 mm) 0,2% Das beste bekannte Plasmaspritzpulver zur Aufbrin-Manganese powder (<0.088 mm) 0.2% The best known plasma spray powder for application

organischer Binder (< 0,088 mm) 0,9% 20 gung auf einen gußeisernen Kolbenring oder eine Scheitelabdichtung besitzt die folgende Zusammensetzung:
Viele Variationen der vorstehenden Streckmittelzusammensetzungen ergeben sich für den Fachmann von Molybdänpulver (< 0,088 nun*) 15%
selbst Diese Streckmittel werden mit Molybdänpulver Streckmittel von Beispiel 5
(< 0,088 mm) in bekannten Mischeinrichtungen und 25 (< 0,088 mm*) 85Vo
nach bekannten Methoden zu einer so gleichförmigen
organic binder (<0.088 mm) 0.9% 20 on a cast iron piston ring or a crown seal has the following composition:
Many variations of the above extender compositions will occur to those skilled in the art of molybdenum powder (<0.088 now *) 15%
Even these extenders are diluted with molybdenum powder from Example 5
(<0.088 mm) in known mixing devices and 25 (<0.088 mm *) 85Vo
according to known methods to such a uniform

Mischung der Pulver wie möglich gemischt Obwohl die *) Mindestens 20% < 0,044 mm.
Teilchengröße der Pulver verstehend mit < 0,088 mm
Mix the powders mixed as possible Though the *) At least 20% <0.044mm.
Particle size of the powder understood as <0.088 mm

( angegeben wurde, bedeutet dies, daß mindestens 95% Beispiel 12 ( stated, this means that at least 95% of Example 12

des Pulvers durch ein Standardsieb mit einer lichten 30of the powder through a standard sieve with a clear 30

Maschenweite von 0,088 mm hindurchgehen, während Ein anderes erfindungsgemäß verwendbares Plasma-Mesh size of 0.088 mm go through, while another plasma which can be used according to the invention

zweckmäßig mindestens 20% < 0,044 mm sein sollen. spritzpulver zur Aufbringung auf Gußeisen unter BiI-E Die Pulver sollen von Fremdstoffen frei sein. dung einer Lagerfläche nach dem Schleifen besitzt dieexpediently should be at least 20% <0.044 mm. Spray powder for application to cast iron under Bi- E The powder should be free of foreign matter. tion of a bearing surface after grinding has the

% folgende Zusammensetzung: % following composition:

k Beispiele 35k examples 35

h Molybdänpulver (< 0,088 mm) 25% h molybdenum powder (<0.088 mm) 25%

* Ein typisches Beispiel eines erfindungsgemäß ver- Streckmittel von Beispiel 5 75%* A typical example of an extender according to the invention from Example 5 75%

wendbaren Plasmaspritzpulvers zur Aufbringung auf ei-reversible plasma spray powder for application on a

I' nem gußeisernen Kolbenring oder eine Scheitelabdich- Beispiel 13 A cast iron piston ring or a crown seal - example 13

-' tung besitzt die folgende Zusammensetzung: 40- 'tung has the following composition: 40

Ein anderes erfindung.sgemäß verwendbares Plasma-Molybdänpulver (< 0,088 mm) 10% spritzpulver zur Aufbringung auf Gußeisen unter BiI-Streckmittel von Beispiel 1 90% dung einer Lagerfläche nach dem Schleifen besitzt die > folgende Zusammensetzung:
! B e i s ρ i e 1 7 45
Another plasma molybdenum powder (<0.088 mm) 10% spray powder that can be used according to the invention for application to cast iron with BiI extender from Example 1 90% formation of a bearing surface after grinding has the following composition:
! B is ρ ie 1 7 45

Molybdänpulver (< 0,088 mm) 10,0%Molybdenum powder (<0.088 mm) 10.0%

Ein anderes erfindungsgemäß vei wendbares Plasma- Streckmittel von Beispiel 5 90,0%Another plasma extender that can be used according to the invention from Example 5 90.0%

spritzpulver zur Aufbringung auf einen gußeisernenInjection powder for application to a cast iron

Kolbenring oder eine Scheitelabdichtung besitzt die fol- Beispiel 14The following example 14 has a piston ring or a crown seal

gende Zusammensetzung: 50Average composition: 50

Ein anderes erfindungsgemäß verwendbares Plasma-Molybdänpulver (< 0,088 mm) 23,8% spritzpulver zur Aufbringung auf Gußeisen unter BiI-Streckmittel von Beispiel 1 76,2% dung einer Lagerfläche nach dem Schleifen besitzt dieAnother plasma molybdenum powder (< 0.088 mm) 23.8% spray powder for application on cast iron with BiI extender of Example 1 76.2% of a bearing surface after grinding has the

folgende Zusammensetzung:
Beispiel 8 55
the following composition:
Example 8 55

Molybdänpu]v2r(< 0,088 mm) 16,5%Molybdenum pu] v2r (<0.088 mm) 16.5%

Ein anderes erfindungsgemäß verwendbares Plasma- Streckmittel von Beispiel 5 83,5%Another plasma extender that can be used according to the invention from Example 5 83.5%

spritzpulver zur Aufbringung auf einen gußeisernenInjection powder for application to a cast iron

Kolbenring oder eine Scheitelabdichtung besitzt folgen- Bei Verwendung eines Binders kann angenommer,Piston ring or a crown seal has the following - When using a tie it can be assumed

de Zusammensetzung: 60 werden, daß die vorherrschende Komponente, das Eide composition: 60 will be that the predominant component, the egg

sen, mit einem Überzug versehen ist, der einen Bindersen, is provided with a coating that is a binder

Molybdänpulver (< 0,088 mm) 21% und das Molybdän und Silizium in unlegiertem oderMolybdenum powder (<0.088 mm) 21% and the molybdenum and silicon in unalloyed or

Streckmittel von Beispiel 2 79% vorlegiertem Zustand enthält.Extender of Example 2 contains 79% prealloyed state.

In den vorstehenden Zusammensetzungen könnenIn the above compositions can

B e i s ρ i e 1 9 es andere Bestandteile in Mengen zugegen sein, welche dieIf there are other constituents present in quantities which the

Legierungen auf den Lageroberflächen nicht ungünstigAlloys on the bearing surfaces are not unfavorable

Ein anderes erfindungsgemäß verwendbares Plasma- beeinflussen. Solche Bestandteile finden sich als Verunspritzpulver zur Aufbi'nlgung auf einen gußeisernen reinigungen, z. B. Phosphor, Arsen, Selen usw. Das SiIi-Influencing another plasma that can be used according to the invention. Such components are found as injection powder for Aufbi'nlgung on a cast iron cleaning, z. B. phosphorus, arsenic, selenium etc. The SiIi-

Molybdänmolybdenum 10bis25Gew.-%10 to 25% by weight Eiseniron 70.0 bis 87,6 Gew.-%70.0 to 87.6% by weight omniumomnium 0,4 bis 6,0 Gew. %0.4 to 6.0 wt.% Manganmanganese 0,0 bis 0,4 Gew.-%0.0 to 0.4 wt% Kohlenstoffcarbon 0.0 bis 4,0 G ew.-%0.0 to 4.0 wt% organischer Binderorganic binder 0,0 bis 2,5 G ew.-%0.0 to 2.5 wt%

zium in den vorstehenden Zusammensetzungen kann ganz oder teilweise durch Schwefel ersetzt werden.zium in the above compositions be wholly or partially replaced by sulfur.

Die bevorzugt verwendeten Plasmaspritzpulver kennzeichnen sich durch einen außergewöhnlich hohen Eisengehalt in bezug auf den Molybdängehalt für diese Art der Anwendung. Die Anwesenheit von Silizium mit oder ohne Kohlenstoff (vorzugsweise mit) unterstützt die Verschleißfestigkeit Im allgemeinen zeigt sich, daß das Gewichtsverhältnis in den vorstehenden Beispielen von Eisen zu Molybdän im Bereich von 9 :1 bis 3,2 :1 liegt und daß Eisen und Molybdän !zusammen 90 bis 99 Gew.-% des Pulvers bilden. Silizium ist zwischen 0,4 bis 6 Gew.-% des Pulvers zugegen.The preferred plasma spray powders are characterized by an exceptionally high level Iron content in relation to molybdenum content for this type of application. The presence of silicon with or without carbon (preferably with) supports the wear resistance. In general it turns out that the weight ratio in the above examples of iron to molybdenum in the range of 9: 1 to 3.2: 1 and that iron and molybdenum together make up 90 to 99% by weight of the powder. Silicon is between 0.4 present up to 6% by weight of the powder.

Die Plasmaspritzpulver der Beispiele 6 bis 15 ergeben eine allgemeine Analyse wie folgt:The plasma spray powders of Examples 6-15 give a general analysis as follows:

Natürlich sind die vorstehend genannten Pulverelemente selten im reinen Zustand zu einem vernünftigen Preis erhältlich. Infolgedessen kann man zwar reagenzienreine Pulver verwenden, wenn man jedoch deren Kosten verringern will, können mit sehr zufriedenstellenden Ergebnissen handelsübliche Pulver verwendet werden, die Spuren an normalen Verunreinigungen, z. B. Silizium, Nickel, Kobalt, Chrom, Aluminium, Kohlenstoff usw, enthalten.Of course, the aforementioned powder elements are seldom in the pure state to a reasonable one Price available. As a result, you can use reagent-grade powders, but if you use their If you want to reduce costs, you can use commercially available powders with very satisfactory results the traces of normal contaminants, e.g. B. silicon, nickel, cobalt, chromium, aluminum, carbon etc, included.

Die Bedingungen beim Plasmaspritzen sind die dem Fachmann bekannten, wie sie z. B. in der US-PS 38 19 384 beschrieben sind.The conditions for plasma spraying are those known to the person skilled in the art, as they are, for. B. in U.S. Patent 38 19 384 are described.

Beim Aufbringen eines Überzuges direkt auf ein Gußeisensuhstrat, z- B. einen Verdichtungsring eines Kolbens, wird das Substrat zweckmäßig, obwohl dies nicht unerläßlich ist, auf eine Temperatur von 93 bis 232°C vorerwärmt.When applying a coating directly to a cast iron substrate, e.g. a compression ring Piston, the substrate is conveniently, although not essential, to a temperature of 93 to 232 ° C preheated.

4545 5050 5555 6060 6565

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verwendung eines Pulvergemisches, das zu mindestens 95% eine Teilchengröße von weniger als 0,088 mm aufweist bestehend aus1. Use of a powder mixture that has a particle size of at least 95% less than 0.088 mm consists of MolybdänpulverMolybdenum powder EisenpulverIron powder SiliziumpulverSilicon powder ManganpulverManganese powder KohlenstoffpulverCarbon powder organischer Binderorganic binder 10,0-25 Gew.-%
70,0-87,6 Gew.-%
0,4—60,G Gew.-%
0—0,4 Gew.-%
0—4,0 Gew.-°/o
0—2^ Gew.-%
10.0-25% by weight
70.0-87.6% by weight
0.4-60.0% by weight
0-0.4 wt%
0-4.0% by weight
0-2% by weight
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