DE3490081T1 - Pulverförmiger Werkstoff zum thermischen Spritzen - Google Patents

Description

Pulverförmiger Werkstoff zum thermischen Spritzen

Die Erfindung betrifft einen pulverförmigen Werkstoff zum thermischen Spritzen umfassend ein Gemisch aus selbstfließendem Matrixlegierungspulver und wenigstens einen
metallischen Karbidpulver.

Es ist bereits bekannt, pulverförmige Werkstoffe der oben angegebenen Art zu verwenden um korrosions- und erosionsbeständige Schichten auf metallischen Substraten durch thermisches Spritzen, insbesondere Flammspritzen, zu erzeugen. Üblicherweise ist die Matrixlegierung des Werkstoffs eine Hartlegierung auf der Basis der Elemente Ni-Cr-Fe-B-Si, die im allgemeinen erheblich weniger als

17 Gew.-% an Cr aufweist. Von den verwendeten Karbiden wird im allgemeinen Wolframkarbid vorzugsweise verwendet.

Der Abnutzungswiderstand, der mit solchen bekannten Werkstoffen erzeugten Schichten erweist sich jedoch in vielen Fällen als unzureichend, insbesondere im Fall des Auftretens der kombinierten Belastungen sowohl durch Korrosion als auch durch Erosion. Dies trifft z.B. im Falle von
Transportschnecken oder endlosen Dekanterschnecken für
Feststoffe und Flüssigkeiten zu', die sich mit relativ hoher Geschwindigkeit drehen und die in der chemischen Industrie Verwendung finden. Die üblichen Schichte! aus Matrixlegierungen mit eingelagerten Karbiden werden bei diesen Bedingungen besonders stark von den Erosionen betroffen, wobei angenommen wird, daß dies schlechte Verhalten auf der Bildung von M,C-Karbiden in der Übergangszone zwischen Matrixlegierung und den Karbidteilchen beruht, sowie auf den schlechten Elastizitätseigenschaften der Matrixlegierung, die ungefähr' dem Bereich E = 19000

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- 20000 kp/mm bei einer Härte in der Größenordnung von 60 R entsprechen.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Ziel zugrunde, einen

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pulverförmigen Werkstoff der eingangs näher genannten Art zu schaffen, der das Erhalten einer Schicht mit einem verbesserten Widerstand sowohl gegen Erosion als auch gegen Korrosion ermöglicht,

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß eine Erhöhung des Cr-Gehalts der Matrixlegierung eine Verbesserung deren Elastizität ermöglicht, so daß man Werte von E = 15000

bis 16000 kp/mm erhält , ohne Verringerung der Härte der Matrixlegierung. Demzufolge ist es möglich geworden, den Widerstand gegen Korrosion einer unter Verwendung dieser Matrixlegierung gebildeten Schicht erheblich zu erhöhen. Es wurde ferner gefunden, daß eine derartige Matrixlegierung mit in dieser Legierung eingelagerten Karbidteilchen eine erhebliche Verbesserung ihrer Korrosionsbeständigkeit aufweist, was möglicherweise aus der Verringerung der
Neigung zur Bildung von M,-Karbidteilchen im Übergangsbereich zwischen der Matrixlegierung und den Karbidteilchen resultiert und demzufolge der üblichen Neigung zur Versprödung dieser Schicht.

Der pulverförmige Werkstoff zum thermischen Spritzen gemäß der Erfindung weist ein Gemisch eines selbstfließenden Matrixlegierungspulvers mit der folgenden Zusammensetzung, in Gewichtsprozenten, auf:

Cr	18,0 -	35,0
Fe	ο,ι -	25,0
B	0,5 -	4,5
30 Si	0,5 -	5,5
C	0,01 -	2,0
Mo	O -	15,0
Nb	0	2,0
Ni		Rest

mit einem Pulver wenigstens eines metallischen Karbids wobei der Gehalt an Karbid des Gemisches zwischen 20 und
80 Gew.-% des Gemisches liegt. Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird als Karbid

Wolframmonokarbid verwendet, um eine zusätzliche Erhöhung des Widerstandes gegen Erosion zu erhalten. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel werden die Karbide in Form von Wolfram-Schmelzkarbidteilchen verwendet. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Karbidteilchen mit Nickel beschichtet. In diesem Fall weist die auf einem metallischen Substrat durch thermisches Spritzen des erfindungsgemäßen pulverförmigen Gemische gebildete Schutzschicht eine noch höhere Schlagfestigkeit auf, da die Karbidteilchen elastischer in der Schicht eingelagert sind. Dies ermöglicht auch die Verwendung von Karbidteilchen größerer Abmessungen.

Beispiel

Auf einer Transportschnecke mit einem Durchmesser von
300 mm und einer Länge von 1500 mm wurde mittels Flammspritzen mit gleichzeitigem Einschmelzen im Verschleißbereich eine Schicht aufgebracht, derart, daß man eine

Schutzschicht mit einer Dicke von 1 mm erhielt. Als Flammspritzwerkstoff wird ein pulverförmiges Gemisch einer Matrixlegierung mit einer Korngröße entsprechend 125 μπι mit einem Wolfram-Schmelzkarbidpulver mit entsprechender Korngröße von 105 μπι verwendet. Das Gewichtsverhältnis des Gemischs war 50:50 und die Zusammensetzung der Matrixlegierung, in Gewichtsprozenten, war wie folgt:

	Cr	22
	Fe	4
30	B	3,5
	Si	4,1
	C	0,6
	Mo	2,5
	Nb	ο,ι
35	Ni	Rest

Es wurde festgestellt, daß sich die Lebensdauer der Transportschnecke von drei Monaten auf ungefähr ein Jahr er-

• S-

1 höhte, im Vergleich zu einer Schnecke, die mit einer

Schutzschicht der herkömmlichen Art beschichtet war und die unter gleichen Bedingungen eingesetzt wurde.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Pulverförmiger Werkstoff zum thermischen Spritzen umfassend ein Gemisch aus einem selbstfließenden Matrixlegierungspulver und aus einem metallischen Karbidpulver, wobei der Karbidgehalt des Gemisches zwischen 20 und 80 Gew.-% bezüglich des Gesamtgewichts des Gemische liegt und die Matrixlegierung die folgende Zusammensetzung! in Gewichtsprozenten, aufweist: 1.0

Cr 18,0 - 35,0 Fe 0,1 - 25,0 B 0,5 - 4,5 Si 0,5 - 5,5 C 0,01 - 2,0 Mo 0 15,0 Nb 0 2,0 Ni Rest

2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Karbid das Wolframmonokarbid ist.

3. Werkstoff nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Karbidteilchen mit Nickel beschichtet 5 sind.