DE3239383A1

DE3239383A1 - Flammspritzlegierungspulver

Info

Publication number: DE3239383A1
Application number: DE19823239383
Authority: DE
Inventors: Michael J. 11040 New Hyde Park N.Y. Jirinec; Burton A. 11804 Old Bethpage N.Y. Kushner
Original assignee: Eutectic Corp
Current assignee: Eutectic Corp
Priority date: 1981-11-20
Filing date: 1982-10-25
Publication date: 1983-05-26
Also published as: MX159743A; SU1454257A3; GB2109811A; SE8205312D0; JPS5887266A; US4361604A; DE3239383C2; AU550962B2; BR8205694A; SE457174B; AU8793482A; FR2516941B1; SE8205312L; GB2109811B; JPH0214420B2; CA1191038A; FR2516941A1

Description

(lit 567)

Flammspritzlegierungspulver

Die Erfindung betrifft ein selbstbindendes Flammspritz-Legierungspulver, das nachfolgend als Einstufenflammspritzpulver bezeichnet uird.

Bezug genommen uird auf die anhängigen US-Anmeldungen

251 331 und 25o 932 vom 6.4.1981, deren Offenbarungsinhalt hierin mit enthalten bzu. berücksichtigt ist.

WiE in den oben eruähnten Anmeldungen bereits Ermähnt, ist es bekannt, metallische Trägerflächen mit einem Flammsprühmaterial zu beschichten, um derartige Trägerflächen zu schützen, uie Eisenmetallträgerflächen einschließlich Stahl od. dgl. und um diesen verbesserten Eigenschaften zu vermitteln, uie Resistenz gegen Korrosion und/oder Oxydation und/oder Verschleiß od. dgl. Das aufzusprühende Material, bspui. Metalle, kann dabei bekanntlich in Form eines Drahtes oder in Form von Pulver vorliegen, uobei das Pulversprühen Eine bevorzugte Methode 1st.

Um eine TrMgerfläche mit einer anhaftenden Beschichtung zu versehen, ist es gängige Praxis, die Oberfläche zu

*251 331 = DE-P 32 12 513.5 **25o 932 S DE-P 32 12 512.7

" T t t I t ti * * 11 -, Λ '

reinigen bspui. durch Strahlen mit Stahlgries bzu. Stahlpartikeln oder durch spanabhebende Bearbeitung bei zylindrischen Flächen, ehe die Beschichtung aufgebracht uird.

Nach der US-PS 3 322 515 ist ein Verfahren bekannt, ωα-nach zunMchst die metallischen Trägerflächen gereinigt und dann eine metallische Bindeschicht durch Flammsprühen eines Flammsprühpulvers aufgebracht uird , in dem elementares Nickel und Aluminium zusammen enthalten sind, die zusammengesetzte Partikel bilden, bspui. Partikel, bei denen die eine Komponente die andere umhüllt. Dieser Pulvertyp, der handelsüblich als Schichtbindungspulver bezeichnet wird, sieht vor eine Basisschicht mit einer Überlageschicht aus anderen Metallen und Legierungen ausreichender Dicke, wobei die Basisschicht anhaftend an die metallische Trägerfläche gebunden ist.

Mit dieser Technik können halbwegs dicke Schichten hergestellt werden.

Gemäß dieser US-PS ujird vermutet, daß das Nickel und das Aluminium in den zusammengesetzten Partikeln exotherm in der Flamme reagieren, um eine intermetallische Verbindung (Nickelaluminide), zu bilden, die Idarme. abgibt und zuiar mit der Absicht, die Bindung des Nickel-Aluminiummaterials zur metallischen Trägerfläche zu unterstützen, wobei die intermetallische Verbindung einen Teil der aufgespritzten Beschichtung bildet.

Es ist nach der Patentliteratur bekannt, Aluminium-Pulver zu vertuenden, das einfach mit dsm besonderen Beschich tungsmaterial gemischt ist, um das Flammsprühen durch Ausnutzung der OxydationsuSrme des Aluminiums zu unterstützen, die wesentlich größer ist als die Wärmemenge die bei der Bildung der Nickelaluminiris in der metallischen Verbindung freigegeben wird. Ein Patent, das dieses Konzept verfolgt ist das US-Patent 2 Bakkh9, nach dem die Verwendung eines Flammkatal^sators bekannt ist, bspuj. Aluminium, das in der Lage ist, die Dxydationsreaktion, die in der Flamme stattfindet, zu katalysieren, indem die Flammtemperatur angehoben uird. Der gleiche Gedankengang liegt der US- PS 2 9*f3 951 zugrunde.

Nach der US-PS k 23o 75a ist ein Verfahren bekannt für die Herstellung einer anhaftenden Beschichtung unter Verwendung einer Flammspritzptilvermischung, die enthält: (1) Agglomerate einer metallothermischen, wärmeerzeugenden Zusammensetzung, bestehend im wesentlichen aus feinen Partikeln eines reduzierenden Metalloxyds, gebildet aus einem Metall, charakterisiert durch eine freie Oxydationsenergie in der Größenordnung von etwa 6o ooo cal pro GrammatDm-Sauerstoff bei 25⁰C, das ursprünglich kombiniert war mit einem thermisch flüchtigen Bindemittel aus feinen Partikeln eines atark reduzierenden AgenB, bestehend im wesentlichen aus einem Metall, charakterisiert durch eine

Oxydationsenergie bei 25⁰C von mindestens 9o ooa cal pro Grammatom-Sauerstoff und (2) sind diese Agglomerate gleichförmig gemischt mit mindestens einem Beschichtungsmaterial,ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Metallen, Legierungen und Oxyden, Carbiden, Suiziden Nitriden und Boriden von Refraktor-Metallen der *t._t 5. und 6. Gruppe des periodischen Systems der Elemente. Nach diesem Patent werden durch Verwendung einer metallothermischen, wSrmeerzeugenden Zusammensetzung (bspw. einer Thermit-Miachung) in agglomerierter Form und einfach gemischt mit einem Beschichtungsmaterial, bspu. Nickel unter anderen Beschichtungsmaterialien bemerkenswert verbesserte Verbindungsergebnisse erzielt und zwar im Vergleich zu benutzten, agglomerierten, metallothermischen Zusammensetzungen allein gefolgt von einer aufgesprühten Überlage.

Durch die Verwendung metallothermischer Agglomerate werden unterschiedliche Flammcharakteristiken erzielt, die förderlich sind für die Herstellung stark anhaftender Beschichtungen.

Nach dem US-Patent k o39 318 ist ferner ein metallhaltiges Flammsprühmaterial bekannt, das aus einer Mehrzahl von Ingredienzien gebildet ist, die physikalisch miteinander in Form von Agglomeraten gebunden Bind, wobei die Ingredienzien mit Agglomeraten in Gewichts-% enthalten

etua 3 - 15 % Aluminium, etwa 2 -15 % Refraktor-Metall-Silizide und den Rest der Agglomerate im uesentlichen aus einem Metall, ausgewählt aus der Gruppe von Nickel-Basis-, Kobalt-Basis-, Eisen-Basis und Kupfer-Basis-Metallen. Eine bevorzugte Kombination besteht mindestens aus einem Refraktor-Metall-Silizid, bspw. TiSi₂, agglomeriert mit Aluminium und Nickelpulver. Die vorerwähnte Kombination.von Ingredienzien führt zu Metallbeschichtungen d.h. Einstufenbesnhichtungen, die ein verbessertes Bearbeiturtgsverhalten zeigen.

Ein Nachteil bezüglich der Benutzung zusammengesetzter Pulver, die elementare Nickel- und Aluminium Partikel enthalten, uielche mit einem flüchtigen Binder verbunden sind, besteht darin, daß die erhaltene Beschichtung keine komplett legierte Beschichtung 1st und zwar offenkundig durch die Gegenwart von freiem Aluminium in der Beschichtung. Solche Beschichtungen sind nicht, wünschenswert um Korrosionsresistenzeigenschaften zu erzielen.

Es ist bekannt, Beschichtungen aus Legierungspulvern vorzusehen, insbesondere aus Legierunöspulvern, in denen einer der Legierungsanteil ein gelöstes Metall eines hochoxydierbaren Metalles ist, wie Aluminium. Eine typische Legierung besteht aus einem feinstzerkleinerten Pulver, das Nickel als LtSsungsmetall enthält, das mit 5% Aluminium legiert ist.

IAO ORlGMAi

- 1o -

Die "gasatamisierten¹¹ Pulver werden in solchen Pulvern verwendet, die bezüglich ihrer Partikel allgemeine sphärische Formen haben und die frei fließend sind, was für das Flammspritzen wünschenswert ist. Um eine Bindung sicherzustellen, sind relativ hohe Flammspritztemperaturen erforderlich. Demgemäß werden Plasmabrenner bevorzugt, um Beschichtungen mit den gewünschten Bindungskräften konsistent herzustellen. Die Verweilzeit beim Weg durch die Plasma-oder Gasflamme ist sehr kurz und verlangt eine rapide Wärmeaufnahme durch das Flammspritzpulver, um die gewünschte Temperatur zu erreichen.Demgemäß war es im Fall des Flammspritzens mit einem Sauerstoffazetylenbrenner nicht immer möglich, die gewünschte Bindungskraft konsistent zu erreichen, obgleich solche Beschichtungen dahingehend sehr wünschenswert waren, da sie verläßliche Legierungsbeschichtungen bilden, mit dem Aluminium im wesentlichen gelöst oder vorreagiert mit dem Solvent-Nickel. In den vorerwähnten Anmeldungen 251 331 und 25a 932 sind Flammsprühpulver offenbart und beansprucht, hergeleitet von einem zerstäubten Pulver, in dem die Partikel durch sphärische Formen charakterisiert sind und die eine durchschnittliche Partikelgröße haben in der Größenordnung von etwa koa Maschen bis minus loo Maschen (US-Standard), d.h. etwa 35 bis 15o ju, wobei das asphärisch geformte Pulver ferner charakterisiert ist durch eine spezifische Oberfläche von etwa

2

IBo cm /gr und höher und im allgemeinen mit etwa 25a cm /gr und höher.

Unter spezifischer Oberfläche ist dabei die GesamtoberflMche der Partikel pro Gramm zu verstehen.

Die beschriebenen Legierungspulver sind charakterisiert durch Zusammensetzungen, bestehend im wesentlichen aus ■. , einem Solvent-Metall (bspw. Eisengruppenmetalle und Eisengruppenbasislegierungen) mit einem Schmelzpunkt bei stua 1 loo C, dessen negative freie Oxydationsenergie bis zu etwa So odd cal pro Grammatom-Sauerstoff beträgt, bezogen auf 25⁰C und weiterhin enthaltend mindestens ein hochoxydierbares Lösungsmetall als legierender Bestandteil mit einer Menge von mindestens etwa 3-Gew.-%, uobei das oxydierbare Metall eine negative,freie Oxydationsenergie von mindestens etwa loo ooo cal pro Grammatom-Sauerstoff bezogen auf 25^DC hat. Gemäß dieser vorerwähnten Anmeldungen ist das Pulver durch Verwendung willkürlich irregulärer asphärischer Pulver mit einer spezifisehen Oberfläche von mindestens etwa 18o cm /gr und vorzugsweise etwa 25o cm /gr und höher, zu einer hohen Wärmeaufnahme während der kurzen Verweilzeit in der Flamme in der Lage und zwar derart, daß die-auf die Oberbzw. Trägerfläche aufschlagenden Partikel die gewünschte Temperatur haben, die für eine Selbstbindung förderlich ist.

Die Gegenwart von hochoxydierbarem Lösungsmetall trägt ebenfalls zu den Selbstbindeeigenschaften bei'.

Die durchschnittliche Partikelgröße des aspherischen Pulvers wird in der Größenordnung von etwa ^tDD bis minus loo Maschen (etwa 35 bis 15o li) und vorzugsweise in der Größenordnung von etwa 325 Maschen bis ltfD Maschen (etwa k5 - Io5 li) gehalten. Die Partikel können kugelförmig zerstäubtes Pulver sein, dessen Partikel ausgeflacht sind durch Kugelmahlung, um die spezifische Oberfläche zu vergrößern, oder "die aspherischen Partikel können zerstäubt sein durch Wasser-, Dampf- oder Gaszerstäubung derart, daß die Partikel des sich ergebenden Pulvers eine uiillkürlich irregulM-re, aspherische Form mit hoher spezifischer Oberfläche haben.

"Durchschnittliche Partikelgröße" bedeutet dabei den Durchschnitt von minimaler und maximaler Größe der aspherischen Partikel. Bspui. können einige Partikel kleiner sein als etwa 35yu, solange die durchschnittliche Größe über etwa 35^u liegt. In gleicher Weise können einige der Partikel größer als 15 u sein, solange die durchschnittliche Größe 15o u oder weniger beträgt.

Abgesehen von der aspherischen Form sollte das Pulver frei fließen können, um die Zuspeisung zum Brenner durch Schwerkraft sicherzustellen.

- 13 - .

Demgemäß sollten die vorhandene Dichte des Pulvers und seine GrBBe nicht so niedrig sein, daß es eine freien
Fließeigenschaften verliert. Darüber hinaus sollte die durchschnittliche Partikelgröße nicht wesentlich unter 15o u liegen, da sonst das Legierungspulver zur Oxydation und zum Verbrennen in einer Sauerstoff-Acetylenflamme neigt.

Es wurde gefunden, daß es möglich ist, bemerkenswert
verbesserte Bindungskräfte bei der Benutzung der vorerwähnten Pulverkonfiguration- und Größe zu erreichen, verbunden mit bemerkenswert verbessertem Korrosionswiderstand, durch Verwendung einer speziellen Legierungspulverzusammensetzung aus Ni- Mo-Fe und wesentliche
Mengen von Titan enthaltend.

Es ist demgemäß Genenstancr" der Erfindung, ein korrosionsresiBtentes Legierungsflammspritzpulver zu schaffen,
dsB in der Lage ist, anhaftende Beschichtungen auf metallischen Flächen mit verbesserten Bindungskräften zu bilden.

Es ist ein weiterer Gegenstand, ein Flammspritzverfahren zu schaffen zur Bildung einer anhaftenden Einstufenbeschichtung unter Benutzung eines selbstbindenden Legierungsflammsprit zpulvers.

Diese und anders Gegenstände uerdsn im einzelnen nSher erläutert in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen, die in den Fig. 1 bis 3 graphische Vergleichsdarstellungen zur Korrasionsresistenz zwischen der erfindungsgemMßen Legierung und anderen Legierungen zeigen und mit Fig. k eine graphische Darstellung zur Errosionsresistenz zum Vergleich der erfindungsgemäßen Legierung mit anderen Legierungen.

Das erfindungsgemSße selbstbindende Flammspritzpulver besteht aus einer Solvent-Legierung aus Ni-Mo- Fe enthaltend wesentliche Mengen des hochoxydierbaren Lösungsmetalls Titan, uiobei das oxydierbare Metall charakterisiert ist durch eine negative freie Oxydationsenergie von loo όσο cal pro Grammatom-Sauerstoff bei 25^aC.

Unter ihren breitesten Aspekten hat die spezielle Legierung die folgende Zusammensetzung:

- 15 Element Bereich (Geuichts-%)

C bis etua o.l

Md etua 3 bis 3d

Si bis etwa"'3"

ti) bis etua 6

Ti etua 2.5 bis

Fe etua Io bis

M bis etua a.U

Ni Rest

Es uird bevorzugt, daß die Legierung frei von Chrom ist, obgleich ein Geuichtsanteil von etua 5% möglicherweise vorhanden sein kann. Eine bevorzugte Zusammensetzung des Legierungsflammspritzpulvers ist die folgende:

Element Bereich (Geuichts-%) Spezielle Legierung

C	etua	O.	2 bis ο	.0 35	o.d33
Mo	etua	18	bis 22		2,1.8
Si	etua	1.	6 bis 1	.8	1.7
LJ	•etua	3	bis 6		Λ.5
Ti	etua	7	bis Io		7.9
Fe	etua	17	bis 2o		17.3
υ	etua	O.	2 bis α		0.3
Ni	Rest				Rest

Bad original

Bindekräfte im Bereich van 5 ooo psi und darüber sind mit den vorerwähnten Zusammensetzungen erreichbar. Allgemeiner gesprochen können die Bindekräfte bei mindestens etuia 2 5oo psi liegen, ω as akzeptabel ist.

Die Bedeutsamkeit der Pulverkonfiguration, um die Zielsetzung zu erreichen, hat sich durch Versuche bestätigt. Wie in den vorgenannten Anmeldungen herausgestellt, führen die im wesentlichen sphärischen Partikel in der Größenordnung von etwa 35 bis 15o li nicht zu einer adäquaten spezifischen Fläche, um relativ hohe BindekrMfte sicherzustellen. Wenn jedoch die zerstäubten Partikel ausgeflacht uierden, wie durch Kugelmahlung, kann die spezifische Fläche pro Gramm Pulver wesentlich erhöht uierden. Der im wesentlichen gleiche Effekt kann erreicht werden durch eine spezielle Zerstäubung der Legierung durch Wasser oder hohen Dampfdruck in einer Weise, die der Bildung von willkürlich irregulären, asphärischen Partikeln mit einer hohen spezifischen Oberfläche förderlich ist. Im Falle einer Wasserzerstäubung sind demgemäß die Bedingungen leicht zu bestimmen durch Festlegung des Druckes und der Menge des fluirien Mediums durch die Düsenform, um Turbulenzkräfte zu erzeugen, die die normalen, zu Kugelformen der geschmolzenen Partikel führenden SpannungskrMfte überwinden. Ein Vorteil der Wasserzerstäubung liegt in ihrer hohen Abschreckfähigkeit, die dazu führt, daß

_ 17 -

die Partikel sehr schnell zu irregulären, asphärischen Formen erstarren. Im Falle einer Gaszerstäubung können Kühlgase zur Anwendung kommen. Die Partikel, die durch Kugelmahlung ausgeflacht uierden, werden in Scheibenform gebracht, wobei es begrüßenswert ist daß die Partikel eine leicht elliptische Form annehmen.

Die durchschnittliche Partikelgröße des Flammspritzpulvsrs sollte in der Größenordnung von etwa 35 - 15a u liegen.

Wie in den vorerwähnten Anmeldungen festgestellt, sind die gebräuchlichen Pulver mit hoher spezifischer Oberfläche (im wesentlichen über IBo cm /gr) solche Pulver, deren Partikelgröße infolge der Ausflachung in der Größenordnung von etwa h2 - IZS ja rangiert. Die gewünschten Partikel mit ausgeflachter iciiifiguration werden durch Sieben zu Größen in der Größenordnuna van angenähert über Vl bis etwa 125yu erreicht. Diese Pulver ergeben sich aus gaszerstäubten Legierungspulvern.

Das Flammspritzpulver nach der Erfindung, hergestellt aus zerstäubten Pulvern ist charaktersiert durch freie Fließeigenschaften zur Benutzung in Flammspritzbrennern .bspw. Sauerstoff-Acetylenbrennern gemäß der US-PS 3986 G68 und 362o ^54 u. a. in Abhängigkeit vl ι der angewendeten

Materialzufuhr und der Energiekapazität des Brenners. Das erfindungsgemäße Pulver ist inabesondere brauchbar beim Plasmaspritzen.

Durch Verwendung asphärischer Pulver mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sind relativ hohe Bindungskräfte, im Übermaß über etwa 2 5öo psi hinausgehend, erreichbar und zwar gemessen gemäß der sogenannten ASTM C 633-69 Meßmethode.

Gemäß diesem Meßverfahren erfolgt die Bestimmung der Bindekräfte durch Verwendung von zwei zylindrischen Blökken mit einem Zoll Durchmesser und mit einem Zoll Länge. Die Endflächen jeden Blockes sind geglättet und eine Fläche wird mit der vorerwähnten Bindungsschicht durch Flammspritzen in einer Dicke von etwa α,οαβ bis o,ol2 Zoll versehen. Eine hochfeste Überlageschicht bspuj. eine NickelbaBislegierung ist bekannt unter dem Handelsnamen INCONEL (796 Fe- 15% Cr- Rest Nickel) oder 431 rostfreier Stahl ( 16 % Cr und der Rest Eisen).

Die Stärke der Überlageschicht liegt bei etwa o,ol5 bis o,o2o Zoll. Nach der Auftragung wird die Gesamtschicht, die eine Stärke in der Größenordnung von etwa o,o25 Zoll hat^feinst bearbeitet auf eine Stärke von etwa o,ol5 Zoll. Auf die Überlageschicht wird dann eine Epoxy-Harzschlcht aufgetragen, wobei die Epoxy-Harzschicht Bindekraft von über Io ooo psi hat.

Der andere Block wird in Mhnlicher LJeise bearbeitet und geglättet (entsprechend 2o - 3o rms), und es wird ebenfalls eine Schicht van hochfestem Epoxyd-Harz aufgetragen. Die so vorbereiteten Blöcke uerden dann zusammen mit ihren Epoxyd-HarzflBchen zusammengespannt und für eine Stunde im Ofen einer Temperatur von 15o°C ausgesetzt, um eine hochfeste Epoxyd-Harzverbindung zu bewirken. Die Blöcke uerden dann in einer geeigneten Zugspannungsvorrichtung mittels Ankerelementen, die koaxial an entgegengesetzten Enden der verbundenen Blöcke anpsordnet sind, eingebracht, und es uiird die Bruchlast ermittelt. Die Bindungskraft ergibt sich dann nach Maßgabe der entsprechend berechneten Bruchlast. Als illustrativ für die Erfindung uL.rd . folgsndesBeispiel gegeben:

Seispiel

Ein Bindungstest ururde durchgeführt, basierend auf flammgesprühten, zerstäubten, unregelmäSigen Partikeln aus Ni-Mo-Fe enthaltend 7,9% Titan. Das Pulver hatte eine durchschnittliche Körnung in der Größenordnung von etwa etwa 1*5 bis Io5 .u, war freifließend und hatte im wesentliehen eine spezifische Oberfläche von etwa 25o cm / gr. Das Pulver wurde flammgespritzt unter Verwendung eines handelsüblichen Plasma-Brenners an sich bekannter Art.

Das Pulver wurde mit einer Menge von etwa 5-6 lbs/h zugespeist und auf eine Fläche van lo2o-StBhl aufgetragen. Die Bindungskräfte wurden qemfiß ASTM C 633-69, wie beschrieben, ciemesr.en. Dip Oberfläche ties Pulvera wurde bestimmt durch Verwendung der BEIT-Methode. Die Bindungscharakteristik des Pulvers relativ zur spezifischen Oberfläche' und der Zusammensetzung uiar wie folgt:

Tabelle Pulver-Typ Zusammensetzung Oberfläche Bindungskraft

2 feinstzeratäubte, α.33 C 3Ίοα cm /g 7 Boo pai

unregelmäßige 21.θ Μα

Partikel 17.3 Fe

1.7 Si

U.5 lü

0.3 \J

7.9 Ti

Rest Ni

Wie aus dieser Tabelle hervorgeht, zeiqt diese getestete Pulverzusammensetzung sehr hohe BindungskrBfte. Allgemein gesprochen, die Zusammensetzung zeigte hohe Bindungskräfte über etüja 3ooo psi und typisch bei mindestens etiaa 5ooo psi liegend.

Eine wichtige Eigenschaft der aufgesprühten Beschichtungen ist die üJideratandsfMhlgkeit der Beschichtung gegen Korrosion. Eine andere wichtige Eigenschaft ist die Widerstandsfähigkeit gegen Erroaion.

Die bemerkenswert verbesserten Eigenschaften der erfindungsgemSßen Legierung werden klar aus den Fig. 1 bis if erkenntlich. Die aufgespritzten Beschichtungen für den Korrosionstest wurden auf einer Oberfläche in der Weise hergestellt, daß alle Beschichtungen die Möglichkeit boten, geputzt zu werden, um Testmuster herstellen zu können. Die Errosionsteste wurden durchgeführt an Beschichtungen, die fest an einer Flußstahlfläche aufgebracht waren. Die IMennzusammensetzunge/ider getesteten Legierungen waren die folgenden:

Tabelle 2

Metall- Beschichtung	Leg.n.d. Erfindung	Hastelloy C	Leg.A	** Leg.B
η/ ι-» /O u	0.033
% Al	-	o.o2	_	-
% Mo	21.8	-	7.0	9
% Cr	-	16.9	5.5	5
% Fe	17.3	16.5	9.0	9
96 Si	1.7	6.3	5.0	7
% ω	if.5	O. if	-	-
96 V	• 0.3	if.6	-	-
96 Ti	7.9	-	-	-
96 Ni	Rest	-	. -	-
Rest	Rest	Rest

* Diese Legierung ist eine konventionelle Legierung, die durch Spritzen einer Pulverzusammensetzung hergestellt wurde.

** Diese Legierung ist hergestellt aus einem zerstäubten Pulver mit unregelmäBigen Formen der Partikel.

Der Karrosionsteat, der in Fig. 1 repräsentiert ist, ist ein Go-Tage Test, der in einer 15%igen Ätznatronlösung (Natriumhydroxid-Lösung) durchgeführt wurde.- Testmuster der vier Legierungen wurden dieser Lösung ausgesetzt und die prozentuale Gewichtsänderung uurde für die Testdauer festgestellt. üJie festzustellen ist, hat die erfindungsgemäße Legierung die niedrigste Gewichtsänderung. Ein Nachteil der HASTELLOY "C-Legierung besteht darin, daß es schmierig ist,eine Spritzverbindung zu einer Metallfläche mit einer Einschrittauftragung ahne Benutzung einer Zmischenbindeschicht herzustellen.

In einem Einschritt-Auftragsbindungstest zeigte die erfindungsgemäße Legierung eine Bindskraft von angenähert B ooo psi. lüährend HASTELLOY "C", unter den gleichen Bedingungen aufgespritzt, nicht anhaftete und die Bindungskraft geringer war als 5oo psi. Demgemäß ist die erfindungsgemäße Legierung allen anderen drei Legierungen überlegen.

Die Testergebnisse gemäß Fig. 2 resultieren aus einem Versuch mit einer 5o%igen Salzsäure für etwa 5o Stunden. Auch hier zeigte Bich die Erfindungsgemäße Legierung überlegen. Uährend HASTELLOY "C" gute Ergebnisse zeigte, ist jedoch deren Hauptnachteil ihre schwache Auftragsbindekraft.

Derselbe Korrosionstrend zeigte sich sngar nach aß Stunden. Dies ist ein hachbeschleunigter Test. Der Vesuch gemäß Fig. 3 ist ähnlich dem gemäß Fig. 2, wobei jedoch die Muster in einem Dampf aus 5o/aiger Salzsäure (Azeotrop der Säure) durchgeführt wurde und uobei sich die Legierung den beiden herkömmlichen Legierungen A_tB überlegen zeigte.

Die Errosionstestergebnisce gemäß Fig. if wurden erhalten durch Verwendung eines Blaserrosionstestes. Der gleiche Test wurde veruiendet unter den gleichen Bedingungen für jede Legierungsbeschichtung unter Benutzung einer vorbestimmten Menge von Bestrahlungsgries. Wie vorerwähnt, wurde jede Legierung auf eine Flußstahlfläche aufgebracht und gebunden. Je größer der Betrag des entfernten Materials war, desto niedriger war der Errosionswiderstand. Auch hierbei ist festzustellen, daß die erfindungsgemäße Legierung den herkömmlichen Legierungen A und B überlegen ist.

Die Freifließeigenschaften des Flammspritzpulvers sind wichtig. Die gewünschten Freifließeigenschaften sind demgemäß definiert durch den Auslauf aus einem Trichter, der eine Durchflußrate vorsieht, wie die sogenannte "Hall Durchflußrate¹¹. Das entsprechende Gerät zur Messung der sogenannten "Hall Flow Rate" besteht aus einem umgekehrten Konus bzw. einem Trichter mit einer Bodenöffnung von 1/lo-Zoll-Durchmesser und einem Abflußrohr von 1/a-Zoll-LMnge.

Solch ein Trichter ist dargestellt auf Seite 5o des Handbuches:

Pouider Metallurgy by Henry H. Hausner (1973,Ghemical

Publishing Co.,Inc.,Neu York,N.Y.).

Die Durchflußrate ist die Zahl von Sekunden, die 5a g Pulver brauchen, um durch die Öffnung des Trichters abzufließen. Eine typische Durchflußrate eines uiillkürlich irregulären, asphärischen Pulvers gemäß Fig. 2 ist 3a --33 Sekunden für 5a g Pulver mit folgender Partikelverteilung:

Maschen	Getdichts-%	max.
+ loo	α	max.
+ ma	l.o
+ 17o	Ια.α	max.
+ 325	Rest
- 325	2a. ο

Ein Vorteil der Herstellung einer Einschritt-Legierungsbindungsschicht nach der Erfindung besteht darin, daß die aufgebrachte Legierungsbeschichtung im wesentlichen homogen ist und kein freies unlegiertes Metall enthält, wie es der Fall ist, uenn aufgespritzte Metallpulver-Zusammensetzungen Agglomerate bspu. aus elementarem Aluminium und Nickel enthalten.

Claims

567)

Patentansprüche:

1). Freifließendes, selbstbindenriss Flammspritzpulver, geujonnen aus einem feinstzerkleinerten Legierungspulver, gekennzeichnet durch Pulverpartikel mit asphärischen Formen und eine durchschnittliche PartikelgröBe in der Größenordnung von etwa 35 bis 15a ja, durch eine spezifische Oberfläche mit etuia 18d cm / g und größer, wobei das Flammspritzpulver aus einer Legierung gebildet ist, bestehend in Geuiichts-% aus im wesentlichen bis etwa o,l% C, etwa 3% bis 3a% Mo, bis etwa 3% Si, bis etwa 6% U, etiua 2,5 bis 12% Ti, etua Io bis 22% Fe, bis etua o,^ U und der Rest im wesentlichen aus Nickel.

2, Pulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Partikelgröße des aspherischen Pulvers etwa in der Größenordnung von k5 bis Io5 ja rangiert und worin die Legierung besteht im wesentlichen aus etwa o,o2% bis o,o35% C, etwa 18 bis 22% Mo, etwa 1,6 bis 1,896 Si, etwa 3 bie 6% U, etwa 7 bis lo% Ti, etwa 17 bis 2o% Fe, etwa o,2 bis a,U% U und der Rest im wesentlichen aus Nickel.

iAD ORIGINAL

.υ¹*,,*.·:, 3239363

3. Freifließendes, selbstbindendes, feinstzerklelnertes Flammspritzpulver, gekennzeichnet durch Partikel von unregelmäßig irregulären,aspherischen Formen und mit einer durchscnittÜchEn Partikelgröße in der Größenordnung von etwa *t5 bis 1ο5 μ rangierend und durch eine spezifische Oberfläche van etwa 25a cm /g und größer, tjabei das feinstzerkleinerte Flammspritzpulver gebildet ist aus einer Legierung bestehend in Gewichts-% im wesentlichen aus bis zu etum o,l% C,-etwa 3 bis 3o% Mo, bis zu etuis 3% Si, bis zu etwa 6% D, etwa 2,5 bis 12% Ti, etua Io bis 22% Fe, bis zu etwa ο,Λ U und der Rest im uiesentli chen aus Nickel·

^. Pulver nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung im wesentlichen besteht aus etua o,o2% bis o,o35% C, etua 18 bis 22% Mo, etua 1,6 bis 1,8% Si, etua 3 bis S% U, ettua 7 bis lo% Ti, etuia 17 bis 2o% Fe, etua d,2 bis α,*+% V und der Rest im wesentlichen aus IMickel.

5. l/erfahren zur Herstellung einer anhaftenden Metallbeschichtung auf einer MetalltrMgerfläche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren das Flammspritzen eines freifließenden Pulvers umfaßt, abgeleitet aus einer feinstzerkleinerten Legierung unter Verwendung van Partikeln mit aspheri- ' scher Form und einer durchschnittlochen PartikelgröBe

in der Größenordnung von etuia 35 bis 15o/u, und einer spezifischen Oberfläche von etuia 18o cm /g und mehr, wobei das Flammspritzpulver aus einer Legierung gebildet ist, bestehend in Geu'ichts-% im wesentlichen aus bis zu etwa ο, 1% C, etwa 3 bis 3o% Mo₁ bis zu etuia 3% Si, bis zu etwa 5% Ui, etwa 2,5 bis 12% Ti, etuia Id bis 22% Fe, bis zu etuia o,4% V und der Rest im wesentlichen aus Nickel.

6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die verwendete durchschnittliche Partikelgröße des aspherischen Pulvers in der Größenordnung von etuia U5 bis Io5 \i rangiert und worin die Legierung besteht im wesentlichen aus etuia o,o2 bis o,o35% C, etuia IB bis 22% Mo, etwa 1,6 bis 1,8% Si, etuia 3 bis G% LJ, etwa 7 bis lo% Ti, etuia 17 bis Za% Fe, etwa _o, 2 bis a,k% U und der Rest im wesentlichen aus Nickel.

7. Verfahren zur Herstellung einer anhaftenden Metallbeschichtung auf einer MetallflMche, dadurch gekennze ichnet, da3 dos Verfahren umfaßt das Flammspritzen eines frei fließenden, feinstzerkleinerten Pulvers mit Partikeln von unregelmäßig irregulärer aspherischer Form mit einer durchschnittlichen Partikelgröße in der Größenordnung von etwa

ί»5 bis 1ο5 yu rangierend, und mit einer spezifischen Oberfläche von etua 25a cm /g und mehr, uiabei das feinstzerkleinerte FlammspritzpulVEr gebildet ist aus einer Legierung bestehend in Geuiicht-% im wesentlichen aus bis zu etwa o,l% C, etwa 3 bis 3o% Mo, bis zu etua 3% Si, bis zu etwa 6% U, etuia 2,5 bis 12% Ti, etua In bis 22% Fe, bis zu etuia a,k% \l und der Rest im ueeentlichen aus Nickel.

Θ. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zu versprühende Legierung besteht im wesentlichen aus etuia o,o2% bis ο,ο359έ C, etuia 18 bis 22% Mo, etua 1,6 bis 1,8% Si, etua' 3 bis 6% üJ, etuia 7 bis lo% Ti, etuia 17 bis 2o% Fe, etua o,2 bis D,4% \l und der Rest im wesentlichen aus Nickel.

9. Freifließendes, selbstbindendes Flammspritzpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung bis zu etwa 5% Cr enthält.

lo. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu versprühendes Legierungspulver verwendet wird, das bis zu etuia 5% Cr enthalt.