DE8803305U1 - Hohldraht zum Lichtbogenspritzen - Google Patents

Hohldraht zum Lichtbogenspritzen

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    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
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Description

G 88 03 ,05.8 88 3"V &Kgr;&udiagr;/«
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' · * * ·* ·) · · · j?tt ck /<4vn &iacgr; l· mh Il
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Beschreibung Titel: Hohldraht zum Lichtbogenspritzen
Die Erfindung betrifft HohLdrähte mit einer PulverfüLLung zum Erzeugen von Hartstoffen für das Lichtbogenspritzen.
Es ist bekannt, daß durch Lichtbogenspritzen von entsprechend gefüllten Hohldrähten verschleißfeste Schutzschichten erzeugt werden können (deutsche Patentschrift Nr. 2002472, europäische Patentschrift Nr. 0118307).
Dabei ist es allerdings nötig, entweder durch Verdüsen die zur Füllung der Hohtdrähte verwendeten Pulver so herzustellen, daß ein gleichmäßiger Abbrand mit dem Luftsauerstoff auf dem Flugweg der Spritzteilchen erfolgt, und/oder die Hohldrähte mit metallischen und nichtmetallischen Hartstoffen zu füllen, da während der kurzen Flugzeiten der Spritzteilchen bein Lichtbogenspritzen von rd. 1 - 10 ms (Tapungsband "2nd Int. Conf. on Surface Engineering", England, 1987, paper 39) im Gegensatz beispielsweise zur Fülldrahtschweißen, wo gleichgewichtsnahe ZustSnde herrschen, nur geringfügige partielle metallurgische Umsetzungen zwischen den Bestandteilen der Füllung stattfinden (Tagungsband "2nd Int. Conf. on Surface Engineering, England, 1987, paper 22).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eina** Hohldraht zu schaffen, alt dea Hartstoffe be* 4en wlhrend des Lichtbogenspritzens zur Verfugung stehenden kurzen Reaktionszelten (vom Abschaelzpunkt bis zum Auftreffen der Partikeln auf dea Substrat optiaal hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird erfIndungsgeaaß durch die Kennzeichnungsmerkaale des Schutzanspruchs 1 gelöst.
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Zweckmäßige Zusammensetzungen der PulverfUllung sind den Unteransprüchen 2u entnehmen.
Der Vorteil der erfindungsgemäflen HöhIdrahtfüllung 1st, daß sich auf dem Flugweg der SpHt&zgr; teilchen - vom Abschmelzpunkt bis zur Substratoberfläche - hohe Anteile von Hartstoffen bilden können. Hierdurch wird der Abstand (Reaktionsweg) zwischen den pulverförmigen Ausgangsstoffen (Reaktionspartnern) 1m Vergleich zu einer losen Pulvermischung wesentlich reduziert und die Reaktionsausbeute gesteigert.
Um zusätzlich die Temperatur der Spritztei lchen zu erhöhen und damit die für die Reaktion nötige Energie bereitzustellen/ besteht ein Teil der pulverförmigen Ausgangsstoffe aus exotherm reagierenden Metallen wie Ml, Ni, Ti, Cr, Mo, V, Zr, Ta. Ein anderer Teil des Ausgangspulvers besteht aus metallischen und nichtmetallischen Hartstoffen, wie Cr3C2, SiC, TIB2, CrB2, B4C, TiC, VC, TiN, Si3N4, UC, die während des Teilchenfluges zu anderen Hartstoffen umgesetzt werden. Um die durch exotherme Reaktion zur Verfügung stehende Energie weiter zu erhöhen, kann ferner ein Teil der pulverförmigen Ausgangsstoffen aus mit den Metallen Al, Ni, Ti, Cr, Mo, V, Zr, Ta stark exotherm reagierenden Oxiden, wie Cr2O3, ZrO2, TiO2, CoO, Al2O3 und CeO2, bestehen.
Aufgrund der engen Bindung der pulverförmigen Ausgangsstoffe durch Sprühtrocknen bzw. Agglomeration wird der Reaktionsweg «initiiert und gleichzeitig durch den Einsatz von Miteinander exotherm reagierenden Ausgangspulvern die für eine metallurgische Umsetzung zur Verfugung stehende Energie zur Herstellen von Hartstoffen signifikant erhöht.
Daher kann auch ein Teil des Pulvers aus reaktionsträgen pulverförmigen Vor legierungen auf Elsen- und Nichteisenbasis, Wie FeCr, FeCrC, FeMo7 CoB,. MoNi, FeMn, FeW, FeNb, NiB, FeB, NbCr und/oder Kohlenstoff/ zusammengesetzt sein.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen Insbesondere darin, daß, ausgehend von kostengünstigem Ausgangspulver, in kurzen Zeiten Hartstoffe hergestellt
Hierdurch ist es bei Verwendung dieser durch Sprühtrocknung bzw. Agglomeration hergestellten Pulver zur Füllung von Hohldrähten zum Lichtbogenspritzen beispielsweise möglich, verschleißbeständige Schichten mit hohen Hartstoffanteilen zu erzeugen.
Zudem wird infolge intensiver Reaktionen zwischen dem jeweiligen Fülldrahtmantel und der Pulverfüllung eine bessere Einbindung der Hartstoffe in die Schichten erreicht. Ferner sind die auf diesem Wege erzeugten Schichten im Vergleich zu üblichen Schichten homogener und selbsthaftend. Das Spritzen von teuren Haftgrundschichten ist daher nicht erfordern eh.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung 1st in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt Fig. 1 beispielhaft die Draufsicht eines Teils eines einfachen für die Füllung von HohldrShten zum Lichtbögenspritzen zusiUengesetzten, durch Sprühtrocknung bzw. Agglomeration hergestellten Pulvers.
Die mit einen Alkohol verbundenen Chrom- und
SiliziuakarbidteiIchen sind oberflächlich mit Aluminium- und Nickelteilchen belegt. Infolge der hohen Abschmelztemperatur beim Lichtbogenspritzen und der aus der Verklebung
resultierenden kurzen Reaktionswege reagieren an den Grenzflächen die Chrom- und Si Uziunkarbidteilchen entsprechend der folgenden Gleichung:
1) aCr + bSiC -> cSiC + dCrxC&ldquor; + eSi zu Chromkarbid.
Infolge des starken exothermen Charakters der parallel nierzu ablaufenden Reaktion zwischen Nickel i und Aluminium 2:
2) Ni + Al -> NiAl
wird die Temperatur der Spritzteilchen erhöht und der Abkühlung der Partikel auf dem Flugweg durch Strahlung und Konvektion entgegengewirkt, d.h. der Ablauf der Reaktion 1) wird beschleunigt und unterstützt.
Zudem wird durch die Reaktion des Aluminiums mit überschüssigem Silizium aus Reaktion 1) ein verschleiß- und korrosionsbeständiger Matrixanteil aus AlSi entsprechend der folgenden Reaktion:
3) Al + Si -> AISt erzeugt.
Fig. 2 zeigt in Draufsicht ein weiteres Beispiel eines Teils eines einfachen für die Füllung von Hohldrähten zum Lichtbogenspritzen zusammengesetzten, durch Sprühtrocknung bzw. Agglomeration hergestellten Pulvers.
Die Bit einen Alkohol verbundenen großen Titan- und Graphitteilchen sind oberflächlich mit kleinen Aluminiun- und Titanteilchen 3 belegt.
Auf dem Flugweg der Spritzteilchen reagieren an den Grenzflächen die Titan- und Graphitteilchen 3 entsprechend folgender Reaktion:
4) «Ti + bC -> c&Tgr; &Ggr; ' zu Titankarbid
^ Aufgrund der exothermen Reaktion zwischen den
% verbliebenen Titan- und Aluminiumteilchen 3:
5) aT1 + bAl -S> cT1Aly
V wird die Umsetzung von Titan und Graphit zu Titankarbid
entsprechend Gleichung 4) unterstützt.
Es zeigt Fig. 3 in Draufsicht ein weiteres Beispiel eines einfachen für die Füllung von Hohldrähten zum
, Lichtbogenspritzen zusammengesetzten, durch Sprühtrocknung bzw. Agglomeration hergestellten Pulverteilchens. Die mit Wasserglas verbundenen Ferrochrom- und Graphitteilchen sind oberflächlich mit Aluminium- und Chromcxidteilchen 4 bzw. S belegt. Während ei es Teilchenfluges reagieren zunächst die Ferrochrom- mit den Graphitteilchen entsprechend folgender Reakt ion:
6) aFeCr + bC -> cCr¥C + dFe
* y
zu Chromkarbid.
Infolge der exothermen Reaktion zwischen Aluminium 4 und Chromoxid 5:
> 7) aAl + CCr2O3 -> CAl2O3 + dCr
wird in gleicher Weise wie beim ersten Beispiel die Reaktion 6) forciert.
In Fig. 4 ist ein Stück eines Hohldrahtes 7 gemäß der Erfindung mit einer Pulverteilchenfüllung 6 dargestellt.

Claims (4)

'.|Trma."Spr'rfytec Ges. für &bull;|b\r>f4."äehei;technik mbH Schutzanspröche
1. Hohldraht mit einer PulverfüIlung zum Erzeugen von Hartstoffen für das Lichtbogenspritzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver der Füllung (6) des Hohldrahtes (7) aus sprühgetrocknaten oder agglomerierten pulverförmigen metallischen und/oder nichtmetallischen Ausgangsstoffen mit organischen oder anorganischen Bindemitteln besteht.
O 2. Hohldraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der pulverforangen Ausgangsstoffe der FQllunng (6) aus exotherm reagierenden Metallen, wie Al, Ni, Ti, Cr, No, V, Zr, Ta,und ein anderer Teil aus metallischen und nichtmetallischen Hartstoffen, wie Cr3C2, UC, SiC, TiB2, CrB2, B4C, TiC, VC- TiN, 813N4, besteht.
3. Hohldraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der pulverförmigen Ausgangsstoffe der Füllung (6) Metalle, wie Al, Ni, Ti, Cr, Mo, V, Zr, Ta und hies-ait exotherm reagierende Oxide wie Cr2O3, ZrO2/ TiO2, CoO, A12°3/ CeO2 sind.
4. Hohldraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der pulverförmigen Ausgangsstoffe der Füllung (6) aus Vorlegierungen auf Eisen- und Nichteisenbasis, wie FeCr, FeCrC, FeMo, MoNi, FeMn, FeW, CoB, FeNb, FeB, NbCr, NiB und/oder Kohlenstoff besteht.
DE8803305U 1987-09-12 1988-03-11 Hohldraht zum Lichtbogenspritzen Expired DE8803305U1 (de)

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DE19873730753 DE3730753A1 (de) 1987-09-12 1987-09-12 Pulver zum erzeugen von hartstoffen bei kurzen reaktionszeiten, insbesondere zur fuellung von hohldraehten zum lichtbogenspritzen
DE8803305U DE8803305U1 (de) 1987-09-12 1988-03-11 Hohldraht zum Lichtbogenspritzen

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19631584A1 (de) * 1996-08-05 1998-02-12 Geesthacht Gkss Forschung Verfahren zur Herstellung von Legierungspulvern und daraus hergestelltes Erzeugnis
DE19631583C2 (de) * 1996-08-05 2002-10-02 Geesthacht Gkss Forschung Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses aus einer Legierung
EP4408607A4 (de) * 2021-09-27 2025-08-20 Scm Metal Products Llc Zusammengesetzte kerndrahtverkleidung

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