DE8625642U1 - Elektrode zur Auftragung auf metallische Verschleißflächen von Warmarbeitswerkzeugen, insbesondere Gesenken - Google Patents

Description

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Andrejewski, Honke & Partner/ Patentanwälte in Essen

Die Erfindung betrifft eine Elektrode zur Auftragung auf metallische Verschleißflächen von Warmarbeitswerkzeugen, insbesondere Gesenken.

Im Rahmen der technischen Weiterentwicklung in der Schmiedetechnik wurden die Gesenkformen immer komplizierter und vielfältiger, wobei gleichzeitig die Maßtolzeranzen der herzustellenden Fertigteile immer enger gezogen wurden. Somit war auch der Einsatzfähigkeit der Gesenke eine zeitliche Grenze gesetzt. Die Herstellung neuer Gesenke war und ist sowohl teuer als auch sehr zeitintensiv.

Die Notwendigkeit verschlissene Teile von Gesenken mittels Aufschweißtechnik zu reparieren, wurde somit immer wichtiger. Hierzu wurden in der Vergangenheit Schweißzusatzwerkstoffe verwendet, die vielfach aus einer Nickelbasislegierung bestanden, die noch unter anderem mit Chrom, Molybdän, Wolfram und Kobalt legiert war. Die genannten Legierungsmetalle erfüllten hinsichtlich Anwendbarkeit und Verschleißbarkeit die Erwartungen, die Standzeit all dieser Legierungen war jedoch nicht zufriedenstellend.

Erst die Erstellung einer neuen Legierung erbrachte wesentliche Fortschritte: Die Standzeit der mit dieser Legierung aufgetragenen Gesenkteile erfüllt fast alle Voraussetzungen, und zwar auch unter höchsten Drücken bei gleichzeitig in der Schmiedetechnik üblichen hohen Temperaturen. Diese neue Legierung ist jedoch» lediglich als blanker Schweißdraht zu erhalten, der mit Hilfe einer Wolframelektrode unter Schutzgasatmosphäre aufgeschweißt wird. Diese zwar gängige und auch vielfach bewährte WIG-Schweißtechnik hat aber bei der Auf-

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schweißung auf Gesenkteile den sehr großen Nachteil, daß die komplizierte Anwendung einem großtechnischen Einsatz im Wege steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde₍ die letztgenannte Legierung als Schweißelektrode zu entwickeln, um so die Handhabung im täglichen Einsatz zu verbessern und zu erweitern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Elektrode gekennzeichnet durch einen mit Titan auflegierten Nickelkerndraht mit einer weitere Legierungsmetalle und Aluminium enthaltenden kalkbasischen Umhüllung.

Die Erfindung geht hierbei von dem Gedanken aus, daß die mit dem bisherigen Blankdraht für die Schutzgasschweißung (WIG-SchWeißtechnik) erhältliche Schweißgutlegierung zum Ausgangspunkt für eine Entwicklung als Elektrode genommen werden kann. Dies hat zunächst den Vorteil, daß selbst an kleinsten Werkzeugecken in sehr schwierigen Stellungen die Legierung zum Einsatz gebracht werden kann. Auch ist es dann möglich, kleine Fehler an den Werkzeugteilen an Ort und Stelle zu reparieren, ohne vorher die vielfach recht schweren Teile ausbauen zu müssen. Die gute Formbeständigkeit von mit weiteren Legierungsmetallen versetzten Nickelbasislegierungen ist hinlänglich bekannt. Bedingt durch die Ausscheidungscharakteristika von Aluminium und Titan bei höheren Temperaturen, erreicht diese Legierung aber Standfestigkeiten, die selbst von Kobaltbasislegierungen nicht erreicht werden. Jedenfalls ergibt sich eine Schweiß gutausbringting von etwa 130 bis 170 %. Dabei wurde die kaibasische Umhüllung

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gewählt, um dem Schweißgut während des Abschmelzvorganges die notwendige Badsteifigkeit zu verleihen, so daß auch an schärfen Kanten kein Schweiß gut abtropft. Die Möglichkeit, mit sehr niedrigen Stromstärken schweißen zu können, verstärkt diesen Effekt noch, der zum Teil auf die starke kalkbasische Umhüllung zurückzuführen ist.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So ist der Nickelkerndraht vorzugsweise mit 2 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 4 Gew.-% Titan auflegiert. Als weitere Legierungsmetalle weist die Umhüllung nach einer bevorzugten Ausführungsform Chrom * Molybdän, Wolfram um Kobalt auf. Insgesamt empfiehlt sich eine Elektrodenzusammensetzung, die zu einem Schweißgut der folgenden chemischen Analyse führt:

0,1 Gew.-%, vorzugsweise 0,04 Gew.-% Kohlenstoff,
Gew.-%, vorzugsweise 18 Gew.-% Chrom,
Gew.-%, vorzugsweise 6 Gew.-% Molybdän,
Gew.-%, vorzugsweise 1 Gew.-% Wolfram,
Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-% Aluminium,
Gew.-%, vorzugsweise 12 Gew.-% Kobalt,
Gew.-%, vorzugsweise 3 Gew.-% Titan,
und im Rest Nickel.

Die beiliegende Zeichnung zeigt perspektivisch einen Abschnitt einer Elektrode zur Auftragung auf metallische Verschleißflächen von Warmarbeitswerkzeugen, insbesondere Gesenken. Die Elektrode besteht aus einem mit Titan auflegierten Nickelkerndraht 1 und einer diese iimge-

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bende kalkbasische Umhüllung 2, die weitere Legierungsmetalle und Aluminium enthält. Eine typische Elektrode führt zu einem Schweißgut, der folgenden chemischen Analyse:

0,04 Gew.-% Kohlenstoff Gew.-% Chrom 6 Gew.-% Molybdän

1 Gew.-% Wolfram

2 Gew.-% Aluminium Gew.-% Kobalt

3 Gew.-% Titan und im Rest Nickel.

Bei dieser Elektrode ergaben sich folgende mechanische Gütewerte:

Prüf temperatur

500
700

Dehnungsgrenze N/mm²

Zugfestigkeit N/mm²

830 825

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Claims (3)

1. Andrejewski, Honke & Partner

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   Patentanwälte

   Diplom-Physiker

   Dr. Walter Andrejewski

   Dipiom-Ingenieur

   Dr.-Ing. Manfred Honke

   Diplom-Physiker

   Dr. Karl Gerhard Masch

   ! 65 544/Klö+

   I Gebrauchsmustera.nmeldung

   j Metallogen Gesellschaft für Schweiß-

   j technik und Werkstoffschutz mbH

   I Hohensteinstraße 37-39 &igr; 4630 Bochum 6

   4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Poitf. 100254

   11. September 1986

   Elektrode zur Auftragung auf metallische
   Verschleißflächen von Warmarbeitswerkzeugen, insbesondere Gesenken

   Schutzansprüche:

   1. Elektrode zur Auftragung auf metallische Verschleißflächen von Warmarbeitswerkzeugen, insbesondere Gesenken, gekennzeichnet durch einen mit Titan auflegierten Nickelkern (1) mit einer weitere Legierungsmetalle und Aluminium enthaltenden kalkbasischen Umhüllung (2).

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   Andrejewüki, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
2. 2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kickeldraht (1) mit 2 bis 5 Gew.-% Titan auflegiert ist.

   j 3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der j Nickeldraht Cl) mit 4 Gew.-% Titan auf legiert ist.

   4. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung Chrom, Molybdän, Wolfram und Kobalt als weitere Legierungsmetalle aufweist.

   5. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine zu einem Schweiß gut der folgenden chemischen Analyse führende Zusammensetzung:

   O ,02 bis 0,1 Gew.- % Kohlenstoff 17 bis 21 Gew.- % Chrom 4 bis 8 Gew.- % Molybdän O CJl bis 3 Gew.- % Wolfram 1 bis 4 Gew.- % Aluminium 10 bis 14 Gew.- % Kobalt 1 bis 4 Gew.- % Titan

   und im Rest Nickel.

   6. Elektrode nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine zu einem Schweißgut der folgenden chemischen Analyse führenden Zusammensetzung:

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   Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

   0,04 Gew.-% Kohlenstoff

   Gew.-% Chrom

   6 Gew.-% Molybdän

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   2 Gew.-% Aluminium Gew.&mdash;% Kobalt
3. 3 GeWi-% Titan und im Rest Nickel.