DE3144148C2

DE3144148C2 - Verfahren zum Auftragen von Verschleißschutzschichten aus hochlegierten eisenhaltigen Zusatzwerkstoffen

Info

Publication number: DE3144148C2
Application number: DE3144148A
Authority: DE
Inventors: Marinus Christiaan Spijkenisse Kesting
Original assignee: Schweizerische Aluminium AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1981-11-03
Filing date: 1981-11-06
Publication date: 1984-01-05
Also published as: FR2515551A1; NL191933C; IS1257B6; US4521663A; NL191933B; IT8224036A0; DE3144148A1; NL8220377A; DE3152955C1; US4584019A; ES8400907A1; WO1983001588A1; IT1153345B; CH653936A5; FR2515551B1; IS2763A7; ES516996A0

Abstract

Das Aufbringen von Verschleißschutzschichten aus hochlegierten eisenhaltigen Zusatzwerkstoffen auf Basismaterial aus kohlenstoff- und manganhaltigen Eisenlegierungen wird je nach Kohlenstoff und Mangangehalt des Basismaterials mit oder ohne Pufferlage bei niedrigen Stromstärken durchgeführt, wobei der Quotient Stromstärke/Durchmesser des Fülldrahts für die Verschleißschutzschicht zwischen 70-80 und der entsprechende Quotient für die Pufferlage zwischen 120 und 160 liegt. Als Zusatzwerkstoff sind Legierungen ausgezeichnet, die Gehalte von 3-4,5% Si, 1,5-2% Mn und C 5% aufweisen, bevorzugt ist die Legierung 5,5% C, 12,5% Cr, 2,0% Mn, 4,0% Si, 8,0% Mo, 8,0% Nb, 2,0% W, 1,0% V, 57,0% Fe.

Description

5,5%	C,
12,5%	Cr,
2,0%	Mn.
4,0%	Si,
8,0%	Mo,
8,0%	Nb,
2,0%	W,
1,0%	V,
57,0%	Fe
verwendet wird.

Die Frflndung betrifft ein Verfahren zum Auftragen von Verschleißschutzschichten aus hochleglerten eisenhaltigen Zusatzwerkstoffen auf Basismaterial aus kohlenstoff- und manganhaltlgen Eisenlegierungen, die insbesondere In der kohlenstoflvcrarbeltenden Industrie Anwendung finden, durch Auftragschweißen In Umgebungsatmosphäre mit Hilfe von drahtförmigen Zusatzwerkstoff.

Für die Bereitstellung des Masseversatzes zur Herstellung von Elektroden, insbesondere von Anoden für die Schmelzflußelektrolyse zur Gewinnung von Aluminium nach dem Hall-Heroult-Verfahren, werden große Mengen von kohlenstoffhaltigem Material wie beispielsweise Kokse verschiedener Art, Anodenreste, Teer- und Pechbinder transportiert, gebrochen, gemahun, klassiert und grmlscht. Die zum Einsatz gelangenden Geräte wie Brecher, Mühlen, Mischer. Transportanlagen usw. unterliegen einem Intensiven Verschleiß. Man begegnet diesem durch z. T. sehr unterschiedliche Maßnahmen.

Bei Maschinen- und Apparateteilen aus Elsenwerkstoffen ist neben Flammspritzen und Auskleiden mit keramischen Materialien das Aufbringen von verschleißfesten Stoffen mittels elektrischem Lichtbogenschweißen bekannt.

Eine der bekanntesten Gegenmaßnahmen zur Verhinderung, von vorzeitigem Bruch bei mechanisch hoch beanspruchten Teilen Ist der Einsatz von Verbundlösungen, Insbesondere das Auftragschweißen von Hartstoffen auf zähes Basismaterial.

In jedem Fall Ist es nötig, die Zusammensetzung der Schutzlage dem Anwendungsfall anzupassen, wobei

sowohl die Art der physikalischen Einwirkung wie Abrasion und/oder Zerrüttung als auch Adhäsion und chemische Eigenschaften - irisbesondere In bezug auf tribochemische Reaktionen - des den Verschleiß verursachenden Materials und besonders die Betriebstemperatur von Bedeutung sind.

Ein detalllerter Stand der Technik zur Verschlelßschutztechnologle wird in Aufbereltungs-Technlk Nr. 10, 1979, wiedergegeben, insbesondere wird das Verfahren der Auftragsschwelßung auf den Selten 562 bis 565 behandelt.

Beim Auftragsschweißen ist ein Schutzverfahren bekannt, bei dem auf das Elsen enthaltende Basismaterial zuerst eine sogenannte Pufferlage aufgebracht wird, wofür z. B. Röhrchendrahtelektroden mit einem Durchmesser um 3 mm verwendet werden und mit einem Schweißstrom von 300 bis 350 Ampere gearbeitet wird. Auf die Pufferlage wird die eigentliche Verschleißlage aufgebracht.

Bei der Hersteliung von Elektroden für die Alumtniumerzeugung, werden bei dem zum Einsatz kommenden Geräten zur Verarbeitung von Kohlenstoff in Form von Petrolkoks, Pechkoks und Anthrazit sowie bei der Zerkleinerung von Kunstkohlekörpern, hergestellt aus den genannten Rohstoffen unter Verwendung von pech- und teerhaltlgen Bindemitteln, für die Verschleißbekämpfung nach dem oben genannten Stand der Technik zur Auftragsschweißung, beispielsweise bei Basismaterial aus Kohlenstoff und Mangan enthaltenden Eisenlegierungen, Fülldrähte der folgenden Zusammensetzung verwendet:

C	= ca.	5,5%,
Cr	= ca.	20,0-23 ■·»*
Mn	= ca.	0,5%,
Si	= ca.	0,5%,
Mo	= ca.	6,0-8,0%,
Nb	= ca.	6,0-8,0%,
W	= ca.	2,0%,
V	= ca.	1,0%,
Fe	_ ■	Rest.

Hler und bei allen folgenden Prozentangaben handelt es sich um Gewichtsprozente.

Mit diesem Im Handel erhältlichen Zusatzwerkstoff wird eine Härte von 59 bis 64 HRC bei Umgebungstemperaturen oder eine Härte von 40 bis 44 HRC bei Arbeitstemperaturen von 600° C erreicht. Es kann mit diesem oder einen ähnlichen Werkstoff bei Einsatz geeigneter Schweißgeräte eine Verschleißlage mit guter Verbindung zwischen Basismaterial und Schutzlage hergestellt werden.

Die verschleißmindernde Wirkung der aufgetragenen Schichten befriedigt In der Praxis jedoch nicht. Beim Dauerbetrieb der geschilderten Anlagen trägt sich die aufgebrachte Verschleißschicht schnell ab. Es ist daher erforderlich, schon nach wenigen Wochen den Verschleißschutz zu erneuern, was zu erheblichen Unterhaltskosten und. bedingt durch den unerwünschten Anlagenstilis'.and. zu hohen Betriebskosten führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Auftragen von Verschleißschutzschichten aus hochlegierten eisenhaltigen Zusatzwerkstoffen auf Basismaterial aus kohlenstoff- und rnanganhaltigen Eisenlegierungen durch Auftragschweißen in Umgebungsatmosphäre mit Hilfe von drahtform igem Züsatzwerkstoff zu finden, so daß die Standzelt der Geräte erhöht wird.

Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, nach praxisnahen Lösungen .'.u suchen, die nicht nur von Spezialisten, sondern Im Betr'eb kurzzeitig und erfolgreich von den allgemeinen Wartungsequipen ausgeführt werden können. Die wirtschaftlichen Aufwendungen sollen jedoch von mit dem analogen Stand der Technik vergleichbarer Größenordnung sein, da ohne diese Nebenbedingung höhere Technologien zur Lösung der gestellten Aufgabe in Frage kommen, die im praktischen Betrieb nicht eingesetzt werden, weil εΐε erhebliche Kosten durch den notwendigen Maschinenstillstand verursachen.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe führt, daß die Stromsträrke In Abhängigkeit vom Durchmesser des Fülldrahtes so gewählt wird, daß der Quotient (S) aus Stromstärke und Durchmesser (Ampere/mm) im Bereich von 70 bis 80, vorzugsweise bei 75, liegt.

Selbstverständlich Ist die Verwendung eines Zusatz-Werkstoffes, der nach dem Stand der Technik als anerkannt guter Verschleißschutz für den entsprechenden Zweck gilt von Vorteil.

Erfindungsgemäß soll weiterhin bei Verwendung einer Pufferlage zwischen Basismaterial und Verschlelßschutzschicht der Quotient (P) aus der Stromstärke zum Aufbringen der Pufferlage zum verwendeten Drahtdurchtnesser (Ampere/mm) zwischen 120 und 160 Hegen und rzugsweiöe das doppelte von S betragen.
Vorteilhaft Ist es, sowohl für die Pufferlage als auch für die Verschleißlage einen Zusatzwerkstoff der gleichen chemischen Zusammensetzung zu verwenden.

Ein weiterer Vorteil wird erzielt, wenn das Verfahren je nach Kohlenstoff- und Mangangehalt des Basismateri-• als in folgender Weise durchgeführt wird:

Bei einem Basismaterial mit einem Kohlenstoffgehalt bis maximal 0,22% und einem Mangangehalt größer/gleich fünffachem Kohlenstoffgehalt wird die Verschleißschutzschicht direkt cuf das Basismaterial aufgetragen.

Bei einem Basismaterial mit eine Kohlenstoffgehalt über 0,22% und einem Mangangehait größer/gleich fünffachem Kohlenstoffgehalt wird in Fällen, in denen das Basismaterial einer Vorwärmung unterzogen werden kann, dieses auf ca. 200 bis 400" C, vorzugsweise auf 180

■«ο bis 250° C, vorgewärmt und die Verschleißschutzschicht bei dieser Tempetatur direkt auf das Basismaterial aufgetragen.

Bei einem Basismaterial mit einem Kohlenstoffgehalt über 0,22% und einem Mangangehalt größer/gleich fünffächern Kohlenstoffgehalt wird in Fällen, in denen ein Vorwärmen des Basismaterials nicht möglich ist, dieses mit einer Pufferlage versehen und bei noch erwärmter Pufferte^ um 350° C die endgültige Verschleißschutzschicht aufgetragen.

'" Bei einem Basismaterial mil einem Kohlenstoffgehalt über 0,22% und einem Ma^angehalt von weniger als dem fünffachen Kohlenstoffgehalt wird zunächst eine Pufferlage und nach Abkühlen derselben auf Raumtemperatur die Verschleißschutzschicht aufgetragen.

5^r> Im erst- und letztgenannten Fall muß das Aufbringen der Verschleißschutzlage bei möglichst niedriger Temperatur erfolgen, d. h. möglichst bei Temperaturen unter 180° C. Dies kann ζ B durch lolgende MalJnahmen. einzeln oder kombiniert geschehen:

- Wärmeabfuhr durch Einspannen des Werkstückes zwischen gut wärmeleitenden Metallblöcken,

- iniermiiiierendes Aufbringen der verschleißfesten Lage, wobei der Schweißstelle immer; wieder Gelegenheit zum Abkühlen gegeben wird (durch Bearbeitung mehrerer Werkstücke Im Kreislauf wird dadurch kaum Zelt verloren),

- pulsierenden Schweißen mit einer Pulsfrequenz von ca. 2,5 Impulsen/Sek.

Die Wirkung des erfinderischen Verfahrens wird wesentlich durch geeignete Abstimmung der Ausbildung des Schweiß materials und des Schweißstromes erhöht. Besonders günstig zum Erzielen der oben erwähnten begünstigten niederen Temperaturen sind möglichst geringe Durchmesser. Durchmesser von lediglich 1,6 mm - dies dürfte der geringste Durchmesser sein, der für die Herstellung hochlegierten Schweißdrähte heute möglich ist - sind geeignet und erf''' *τι die niedrigsten Stromstärken. Durchmesser voi. .mm haben sich sowohl von der Handhabung als auch von dem erreichten Resultat besonders gut bewährt. In jedem Fall 1st der Schweißstrom zum Auftragen der Verschleißschutzschicht beim erfinderischen Verfahren niedriger als er Dach dem Stand der Technik angeführt wird. Er lieg! deutlich unter dem Schweißstrom, der vom Hersteller des 7usatzwerkstoffs in den VerwendungsvoFSchrlften angegeü-.. ^lrd.

Als Stromquelle muß ein Gleichrichter mit einer flachen Spannungscharakteristlk verwendet werden, um den niedrigen Schweißstrom -rr'iecht erhalten zu können.

Das für das Aufbringe des Verschlelßschutzes vorgesehene Werkstück muß von Verunreinigungen befreit werden. Insbesondere 1st auf eine Intensive P.elnlgung von anhaftenden Kohlenstoffprodukten zu achten, da diese bei nicht sorgfältiger Entfernung den Kohlenstoffgehalt auf der Oberfläche des Basismaterials erhöhen und damit andere Schweißbedingungen schaffen. Zur Reinigung eignen sich erfindungsgemäß heiße reduzierende Gase, ζ. B. Flammen mit geringem Überschuß von Propan, wobei sich das Werkstück auf Temperaturen bis ca. 300⁰C aufwärmen kann. Die Reinigung Ist bis zum Beenden der Gasbildung der Zersetzungsprodukte fortzusetzen. Gegebenenfalls erfolgt nachträglich die b'sher übliche mechanische Nachbehandlung, z. B. Sandstrah- !en. zur Entfernung der anhaftenden Zersetzungsrückstände.

Bei Versuchen zur Lösung der gestellten Aufgabe von der Materialseite her hat sich herausgestellt, daß In Verschieißschutzleglerungen ein Gehalt an Silizium In der Größenordnung von 3 bis 4,5», insbesondere 4 bis 4,5*, die Starizelt der Auftragsschweißschicht In überraschender Weise erhöht. Weiterhin zeigte sich, daß eine Steigerung der Standzeit zu erreichen Ist, wemt zusätzlich der Mangangehalt Im Bereich von 1,5 bis 2% liegt. Die Wirkung des angeführten Silizium- oder Silizium- und Mangangehaiis !st besonders vorteilhaft, wenn gleichzeitig Kohlenstoff In der Größenordnung von größer/gleich 5.5% zugegen 1st.

Eine weitere Erhöhung der Standzelt konnte dadurch erreicht wt/den, daß man das erfinderische Verfahren mit Zusatzwerkstoffen durchführte, die die genannten Elemente, einzeln ode; erfolgreicher in Kombination, In den angeführten Mengen enthalten.

Erfindrngsgemäß bietet eine Schweißlegierung Im Bereich der folgenden Zusammensetzung C
Cr

Mn

Si

Mo

Nb

Fe

= 5,5%,
= 12,5%,
= 2,0%,
= 4,0%,
= 8,0%,
= 8,0%,
= 2,0%,
= 1,0%, = 57,0%

C	= 5.5 ■	6,5%.
Cr	= 12.0 -	13.0%,
Mn	= 1.5 -	2.0%.
Sl	= 3.5 -	4,5%.
Mo	= 7.0 -	8.0%.
Nb	- 7 η	8,0%,
W	= 1,5 -	2,0%,
V	= ΐ,ο-	1,5%,
Fe	= 61,0 -	54,5%

einen hervorragenden Verschleißschutz, wobei Insbesondere die Legierungszusammensetzung bevorzugte verschieißmindernde Eigenschaften aufweis».

Die angeführten Grenzen sind durch Herstellungsschwankungen bedingt. Der Einsatz einer derartigen Legierung empfiehlt sich besonders bei Gebrauchstemperaturen bis 800° C und dort, wo die reduzierte selbstpolierende Eigenschaft, die für diese Legierung typisch ist, in Kauf genommen werden kann.

Das erfinderische Verfahren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schweißlegierung als Zusatzwerkstoff ergibt einen optimalen Veischleißschutz für Maschinen- und ApparateteÜe aus Kohlenstoff- und manganhaltlgen Elsenwerkstoffen, Insbesondere solche, die in der kohhnstoffver rbeltenden Industrie Anwendung finden.

Die erflndungemäß aufgetragenen Verschleißschichten, insbesondere unter Verwendung der erfindungsgemäßen Legierungen, sind weniger hart als bei Anwendung der üblichen Verarbeitungsvorschriften. So werden bei Verwendung der zuletzt genannten erfindungsgemä-Ben Legierungszusammensetzung unter Anwendung der bekannten Auftragstechnik bei Umgebungstemperatur Härten in der Größenordnung von 60 HRC und mehr erreicht, gemäß dem erfinderischen Verfahren jedoch nur ca. 50 HRC. Weiterhin ist eine Folge der erfindungsgemäßen Auftragstechnik bei Verwendung der erfindungsgemäßen Legierung, daß die Schweißlage weniger schön aussieht, d. h. ungleichmäßig ausgebildet ist und den Eindruck erweckt, die Schweißlage sei kaum mit dem Basismaterial verbunden. Die Praxis zeigt jedoch, daß die Verbindung genügt und ein Abfallen oder Abfpringen einerseits nicht auftritt und andererseits die verschleißhemmenden Eigenschaften der Schutzlage ni;ht durch Aufmischen von Basismaterial nachteilig beeinflußt werden.

Das erfinderische Verfahren Ist derartig vorteilhaft, daß es nicht unbedingt nötig 1st, die dem Verschleiß unterworfenen Maschinenteile aus einem hochlegierten Basiswerkstoff zu fertigen. Es genügt, die Maschinenteile aus billigem Elsenwerkstoff herzustellen und nach dem

so erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Verschleißschutzschicht, bestehend aus einem bekannten, oder vorteilhafter aus dem erfindungsgemäßen Zusatzwerkstoff, zu versehen.
Anhand vergleichender Beispiele soll folgend die Erfindung erläutert werden.

Vergleichsbeispiel 1

Bei dar Zerkleinerung von Petrolkoks u_Lid Anodenresten in einer Hammermühle tritt hauptsächlich schlagender und schle^Kender Verschleiß auf.

Bei einem Durchsatz von 5 t Koks pro Stunde waren dieOr/glnaihärnmer-besiehenaausCjS-Siahi mn0,35% Kohlenstoff und 0,35% Mangan, oberflächlich 1 mm tief ' gehärtet - mit einem Loch von 50 mm, Durchmesser und von je 200 mm Länge, 100 mm Breite, 30 mm Dicke und einem Gewicht von 4,3 kg nach 240 Stunden derart stärk verschlissen, daß ein weiterer Einsatz nicht möglich war.

Das Gewicht des Hammers reduzierte sich auf 2,4 kg (Mittelwert).

a) Ein gleicher Hammer, jedoch nicht gehärtet und an den beiden Längsseiten sowie an der Stirnseite je 5 mm abgeschliffen, so daß dieser die Maße !95 mm Lunge, 90 mm Breite Und 30 mm Dicke aufwies, wurde auf der Stirnfläche und zur Hälfte auf den beiden Längsflächen mit einer Verschlelßs^hutzschlcht, bestehend aus elrierrl Züsätzwerkstöff, dessen Zusammensetzung etwa der auf Seite 3 genarin- ro ten Legierung entspricht, versehen, wodurch das ursiirüngliche Maß des Hammers an diesen Stellen wieder hergestellt wurde. Der Auftrag erfolgte mit einem Draht des Durchmessers von 2.4 mm mit 2SQ Ampere, was einen Quotienten S von 104 ergibt Nach 2000 Betriebsstunden bei einem Durchsatz von 5 t Koks pro Stunde hatte sich das Gewicht des Hammers von ursprünglich 4.3 kg auf 3.1 kg reduziert, wobei nur ein geringer Anteil des Gewichtsverluste auf del Ausdünnung des ungeschützten Hammertells zurückzuführen 1st.

b) Ein gleicher Hammer wurde mit dem gleichen Verschleißschutz wie Im vorgehenden Beispiel In erflndungsgemäßer V/else aufgetragen. Pufferlage und Verschleißschutzschicht bestanden aus demselben Drahtmaterial mit Durchmesser von 2,4 mm. Die Pufferlage wurde mit 360 Ampere und die Verschleißlage nach Abkühlen des Werkstücks mit 180 Ampere aufgetragen, was den Quotienten P von 150 und S von 75 ergibt Nach 2000 Betriebsstunden bei gleichen Durchsatzbedingungen wie bei (a) reduzierte sich das anfängliche Gewicht des Hammers von 4,3 kg auf 3.5 kg. Die Standzeit verbesserte sich wesentlich gegenüber Beispiel (a).

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Vergleichsbeispiel 2

a) An einem Hammer mit den gleichen MziJen und zum selben Zweck wie In Vergleichsbeispiel 1, jedoch aus Normalstahl, enthaltend 0,12% Kohlenstoff und 0,7% Mangan, wurden die analogen FIachen mit einer 5 mm dicken Verschleißschicht eines Zusatzwerkstoffes (Zusammensetzung s. Spalte 3) versehen, wobei mit einem Draht von 2,4 mm bei 300 Ampere gearbeitet wurde, was einem Quotient S von 125 entspricht. Nach 2000 Betriebsstunden unter gleichen Durchsatzbedingungen wie im Vergleichsbelsplel 1 reduzierte sich das Gewicht des Hammers von anfänglich 4,3 kg auf 3,3 kg.

b) Bei einem gleichen Hammer unter Verwendung des gleichen Zusatzwerkstoffes wie in (a) wurde der Zusatzwerkstoff ebenfalls 5 mm dick nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei nur 175 Ampere aufgetragen, was einem Quotienten 5 von 73 entspricht. Nach 2000 Betriebsstunden bei analogem Durchsatz wie In den vorgehenden Beispielen reduzierte sich das Gewicht des Hammers nur auf 3,7 kg. Somit hat sich die Standzeit gegenüber dem vorherigen Beispiel deutlich erhöht.

c) Hammer und Vorgehenswelse waren gleich wie in Beispiel (b). Es wurde jedoch dar erfindungsgemäße Zusatzwerkstoff der Zusammensetzung C = 6,5%, Cr = 13%, Mn = 2%, Si = 4,5%, Mo = 8%, Nb = 8%, W = 2%, V = 1,5%, Fe = 54,5% verwendet. Nach 2000 Betriebsstunden hatte der Hammer die ursprüngliche Form beigehalten; von Auge beobachtete man praktisch keinen Verschleiß. Der Gewichtsverlust, der praktisch nur auf Verschleiß, des ungeschützten Hammertells beruhte, betrug nur 100 g. Der Hammer konnte ohne Wartungsarbelt welter eingesetzt werden.

Verglelchsbeisplel 3

Kokneter werden bei der Herstellung von Anoden für die Aluminiumindustrie zum Innigen Vermischen von kohlehaltigen Massen bei Temperaturen von 250 bis 280" C verwendet. Die sich auf einer Welle befindlichen Knctcrflügei bestehen Im Originalzustand aus Stahl mit QA6% Kohlenstoff und .0,7« Mangan. Das gleiche Material ' *iid für die Kileterzährie, die sich auf rohrförmig angeordneten Panzerplatten befinden, verwendet Die Originalpanzerplatten sind aus Stahl 120 Mn 12 mn 1.2% Kohlenstoff und 12% Mangan

Im Originalzustand sind unter normalen Betriebsbedingungen die Flügel und Zähne nach 1500 Drehstunden total verschlossen; das gesamte Material Ist abgetragen, so daß der Kneter nicht mehr arbeitsfähig Ist. Die Panzerplatten halten etwas länger. Nach 1800 Drehstunden sind die durchgeschlissen und vollkommen unbrauchbar. Die Reparatur erfordert eine zweitägige Stillstandzeit, weil sowohl Platten als auch Flügel und Zähne vollständig ersetzt werden müssen, was den Ausbau der Welle notwendig macht.

a) Eine gemäß Anwendungsvorschrift bei 300 Ampere auf Panzerplatten aufgebrachte Verschleißschutzschichl aus drahtförmlgen Zusatzwerkstoff (Zusammensetzung s. Spalte 3) des Durchmessers 2,4 mm. entsprechend einem Quotienten S von 125. war nach 9000 Betriebssunden lokal total verschwunden. Teilweise wiesen die Platten Löcher auf. Derartige Platten mußten erneuert werden, die anderen konnten am Ort durch eine erneute Auftragsscnwelßung wieder geschützt werden. Eine analoge Verschleißschicht wurde in gleicher Weise auf einen Flügel aufgetragen. Nach 9000 Betriebsstunden war der Flügel kürzer und machte eine erneute Auftragsschwelßung notwendig.

b) Sowohl Platten als auch Flüge! und Zähne wurden mit einer 5 mm starken Schicht des Zusatzwerkstoffs (Zusammensetzung s. Spalte 3) nach dem erflndungsgemäßen Verfahren versehen. Zur Anwendung kam Fülldraht des Durchmessers 1,6 mm und Gleichstrom, geliefert von einem Gleichrichter mit flacher Spannungscharakierlstik. In allen Fällen wurde zunächst eine Pufferlage von

■ etwa 3 mm bei 250 Ampere, aufgetragen, entsprechend einem Quotienten P von 156. Bei den Platten wurde anschließend die Verschleißschutzschicht aus demselben Zusatzwerkstoff bei noch erwärmter Pufferschicht - 337° C, gemessen mit einem Kontaktthermometer zu Beginn des Verschlelßschutzauftrags -, bei den Flügeln und Zähnen erst nach Abkühlen der Werkstücke auf Raumtemperatur aufgebracht, wobei Immer mit 125 Ampere gearbeitet wurde, was einen Quotienten S von 78 = 0,5 - P ergibt. Durch alternierende Bearbeitung der Flügel und Zähne Im Kreislauf konnte eine starke Erwärmung der Werkstücke verhindert werden. Nach 9000 Betriebsstunden überdeckte die Verschleißschicht noch vollkommen alle Teüe. Erst nach 12 000 Betriebsstunden ließ sich auf den Platten lokaler Abtrag der Verschleißschicht feststellen. Die Flügel zeigten bei 12 000 Betriebsstunden etwa den gleichen Zustand wie die des Beispiels (a) nach 9000 Betriebsstunden Die Zähne waren nach 12 000 Betriebsstunden ebenfalls eingekürzt. Jedoch konn-

ten sowohl Flügel wie Zähne In diesem Zustand erneut mit einer Verschleißschicht versehen werden, wozu die Teile vorgängig erfindungsgemäß mit einer Propan Im Überschuß enthaltenden Flamme gereinigt wurden. Ein Ausbau der Weile war nicht notwendig.

c) Platten als auch Flügel und Zähne wurden in analoger Welse behandelt wie Im vorhergehendne Beispiel (b), jedoch mit dem Unterschied, daß der erfln- ?,''. flgsgemäOe Zusatzwerkstoff mit der Zusammensetiung C = 5,5%, Cr = 12,596 Mn = 2,0%, SI = 4,0*,, Mo = 8,0%, Nb = 8,0%, W = 2,0%, V = 1,0%, Fe = 57,0% verwendet wurde. Bei Kontrollen nach 9000 und 12 000 Betriebsstunden war an allen Teilen praktisch kein Verschleiß festzustellen. Erst nach 16000 Betriebsstunden wurde Verschleiß beobachtet. Jedoch war die Verschleißschicht an keiner Stelle durchbrochen, so daß ein weiterer Betrieb möglich gewesen wäre. Vorsorglich wurde aber ohne Pufferlage eine erneute Verschleißschutzschicht aufgetragen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung' des erfindungsgemäßen Zusatzwerkstoffs konnte der Aufwand für die Revision gegenüber der von Beispiel (a) bezüglich Zelt um ca. 50%, bezüglich Personal sogar um 65% eingeschränkt werden.

Claims

. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auftragen von Verschleißschutzschichten aus hochleglerten eisenhaltigen Zusatzwerkstoffen auf Basismaterial aus kohlenstoff- und mangänhaltigen Eisenlegierungen, durch Auftragschweißen in Umgebungsatmosphäre mit Hilfe von drahtförrnlgem Zusatzwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke In Abhängigkeit vom Durchmesser des Fülldrahtes so gewählt wird, daß der Quotien (S) aus Stromstärke und Durchmesser (Ampere/mm) im Bereich von 70 bis 80, vorzugsweise bei 75, Hegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Pufferlage zwischen Basismaterial und Verschlußschutzschicht der Quotient (P) aus der Stromstärke zum Aufbringen der Pufferlage zum verwendeten Drahtdurchmesser 120 bis !60, vorzugsweise das doppelte von S. beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Pufferlage und für die Verschleißlage ein Zusatzwerkstoff der gleichen chemischen Zusammensetzung verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Basismaterial mit einem Kohlenstoffgehalt bis maximal 0,22% und einem Mangangehalt größer/gleich fün<"^r°"hem Kohlenstoffgehalt die Verschleißschützer. ..ekt auf das Basismaterial aufgetragen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Basismaterial mit einem Kohlenstoffgehalt Ober 0,22% und einem Mangangehalt größer/gleich fünffachem Kohlenstoffgehalt in Fällen, In denen das Basismaterial einer Vorwärmung unterzogen werden kann, dieses auf ca. 200 bis 400" C, vor zugsweise auf 180 bis 250° C, vorgewärmt und die Verschleißschutzschicht bei dieser Temperatur direkt auf das Basismaterial aufgetragen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Basismaterial mit einem Kohlenstoffgehalt über 0.22% und einem Mangangehalt größer/gleich fünffachem Kohlenstoffgehalt in Fällen, in denen ein Vorwärmen des Basismaterials möglich Ist, dieses mit einer Pufferlage versehen und bei noch -*5 erwärmter Pufferlage um 350° C die endgültige Verschleißschutzschicht aufgetragen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Basismaterial mit einem Kohlenstoffgehalt über 0,22% und einem Mangangehalt von weniger als dem fünffachen Kohlenstoffgehalt zunächst eine Pufferlage und nach Abkühlen derselben auf Raumtemperatur die Verschleißschutzschicht aufgetragen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß de: Auftrag der' Verschleißschutzschicht intermittierend erfolgt.

9 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Basismaterial mit reduzierenden heißen Gasen gereinlgt wird und die Auftragsschweißung erst nach Abkühlung e/foigi.

10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzwerkstoff mit einem Siliziumgehalt von 3 bis 4,5%, Insbesondere 3,5 bis 4,5%, verwendet wird.

!1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzwerkstoff mit einem Mangan

gehalt von 1,5 bis 1% verwendet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzwerkstoff mit einem Kohlenstoffgehalt von mindestens 5% verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzwerkstoff folgender Zusammensetzung

5,0- 6,5% C,
12,0-13,0% Cr,

1,5- 2,0% Mn,

3,5- 4,5% Si,

7,0- 8,0% Mq,

7,0- 8,0% Nb,

1,5- 2,0% W,

1,0- 1,5% V,

61,0-55.0% Fe

verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzwerkstoff folgender Zusammensetzung