EP0304488A1

EP0304488A1 - Verfahren zur beschichtung von teilen

Info

Publication number: EP0304488A1
Application number: EP87903473A
Authority: EP
Inventors: Valentin Petrovich Nechaev; Valery Ivanovich Akhmatov; Gennady Ivanovich Bobryakov; Boris Alexeevich Pepelin
Original assignee: NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKY INSTITUT TEKHNOLOGII AVTOMOBILNOI PROMYSHLENNOSTI (NIITavtoprom)
Current assignee: NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKY INSTITUT TEKHNOLOGII AVTOMOBILNOI PROMYSHLENNOSTI (NIITavtoprom)
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1987-03-11
Publication date: 1989-03-01
Also published as: EP0304488A4; WO1988007094A1; JPH01502595A; BR8707695A

Abstract

Das Verfahren zur Herstellung eines Überzuges auf Werkstücken besteht darin, daß auf die Oberfläche eines Werkstückes (1) der Stoff eines Überzuges (2) aufgetragen wird. Das Werkstück (1) mit dem aufgetragenen Überzug (2) wird in einen pulverförmigen Feuerfeststoff (4) eingebracht, den man zur Feststellung des Werkstückes (1) verdichtet und in dem das Abschmelzen des Überzuges (2) durchgeführt wird. Dann wird das Werkstück (1) bei der Abschmelztemperatur des Überzuges (2) bis zur Bildung einer zwischen den Werkstoffen des Überzuges (2) und des Werkstückes (1) liegenden Diffusionszone gehalten. Die Abkühlung erfolgt in dem pulverförmigen Feuerfeststoff (4) bis zur Kristallausscheidung des Stoffes des Überzuges (2).

Description

Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Bearbeitung von Werkstoffen auf einem nicht mechanischen Wege und betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Überzuges auf Werkstücken.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Es ist ein Verfahren zur Herstellung eines Überzuges (A.V.Abrashin "Untersuchung des Verfestigungsprozesses für Präzisions-Reibungspaare durch selbstgehende Hartmetalle", Dissertationsarbeit, Bryansky institut transportnogo mashinostroenia, 1977, Seiten 84 bis 93) bekannt.
Das bekannte Verfahren zur Herstellung eines Überzuges wird durchgeführt, indem auf ein vorzugsweise aus Gußeisen oder Stahl hergestelltes Werkstück ein aus pulverförmigen selbs tgehenden Legierungen des Systems Ni-B-Si (Nickel-Bor--Silizium) mit verfestigenden Zusätzen an Karbiden, beispielsweise an Cr, B, W (Chrom, Bor, Wolfram) bestehender Uberzugsstoff aufge tragen, u.z. durch Flammspritzen hergestellt wird.
Das Werkstück mit dem aufgetragenen Überzug wird zur Erhöhung der Haftfestigkeit der Werkstoffe des Überzuges und des Werkstückes auf die Abschme lztemperatur des Überzuges aufgeheizt, indem es in ein Salzbad, z.B. Bariumsalzbad, das auf eine mindestens um 50°C über der Schmelztemperatur des Überzugsstoffes liegende Temperatur vorgewärmt worden ist, getaucht wird und bei dieser Temperatur 1 bis 3 Minuten lang gehalten und danach aus dem Bad herausgeholt und abgekühlt wird.
Durch Tauchen des Werkstückes mit dem aufgetragenen Überzug in ein Salzbad kann der Überzug zum Schmelzen gebracht, seine Dichte im Vergleich zu der Dichte im aufgespritzten Zustand erhöht und seine Haftfestigkeit mit dem Werkstück vergrößert werden.
Nach der Abkühlung des Werkstückes auf Raumtemperatur wird die Salzkruste von der Werkstückoberfläche entfernt. Wenn die Salzkruste nicht vollständig entfernt ist, tritt an durch den Überzug nicht geschützten Werkstückabschnitten interkristalline Korrosion auf.
Bei der Durchführung des bekannten Verfahrens zur Herstellung eines Überzuges kann das Werkstück über seine gesamte länge zwecks Abschmelzens des Überzuges darauf starr nicht festgestellt werden; das betrifft insbesondere Langmaß- und dünnwandige Werkstücke sowie Werkstücke komplizierter Gestalt.
Das führt häufig zu einem Verziehen der Werkstücke während ihrer Erwärmung. Die Abkühlung der Werkstücke mit dem aufgetragenen Überzug an Luft führt infolge einer ungleichmäßigen Wärmeableitung, insbesondere bei Werkstücken komplizierter Gestalt ebenfalls zu einem Verziehen derselben.
Die im Werkstück während seiner Fertigung und beim Betrieb angehäuften Spannungen führen auch ein Verformen und ein Verziehen desselben herbei.
Beim Halten der Werkstücke mit dem aufgetragenen Überzug im Salzbad kann die zum vollständingen Abschmelzen des Uberzugsstoffes erforderliche Haltezeit nur schwer festgelegt werden.
Das Halten des Werkstückes mit dem aufgetragenen Überzug im Salzbad innerhalb einer nicht ausreichend langen Zeit führt zu einem unvollständigen Abschmelzen des Überzugestoffes, d.h., das Abschmelzen findet nicht in der gesamten Stärke der Überzugsschicht statt, während das Halten innerhalb einer die optimale überschreitenden Zeit zum Abfließen eines Teils der Masse des schmelzflüseigen Uberzuges führt.
Beim Auftragen eines Überzuges auf Werkstücke komplizierter Gestalt und veränderlichen Querschnittes findet häufig eine ungleichmäßige Durchwärmung des Werketückes mit dem aufgetragenen Überzug in seinem Volumen statt, wodurch ein Verziehen desselben während des Oberzugsabschmelzens und der anschließenden Abkühlung hervorgerufen wird. Dabei können an den Stellen des veränderlichen Querschnittes solcher Werkstücke im Überzugsetoff Risse entstehen, die die Betriebseigenschaften des Überzuges beeinträchtigen und es bildet sich infolge einer Überhitzung der Werkstückabschnitte mit geringeren Querschnitten ein in der Stärke ungleichmäßiger Überzug.
Bei den mit dem Uberzug nicht vollständig bedeckten Werkstücken werden die mit dem Überzug nicht geschützten Werkstückabschnitte dem Angriff einer infolge der Wechselwirkung mit dem Salzbad entstehenden Korrosion ausgezetzt. In Fällen einer unvollständigen Entfernung der Salzreste von mit dem Überzug nicht bedeckten Werkstückoberflächen tritt nach der Abkühlung des Werkstückes an Luft interkristalline Korrosion ein.

Offenbarung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Überzuges auf Werkstücken zu entwickeln, das die Herstellung hochwertiger Uberzuge ohne Verformung von dünnwandigen und Langmaßwerkstücken komplizierter Gestalt gewährleistet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zur Herstellung von Uberzügen auf Werkstücken, darin bestehend, daß auf die Werkstückoberfläche ein Uberzugsstoff aufgetragen wird, der bis zum Abschmelzen erhitzt und abgekühlt wird, erfindungsgemäß das Werkstück vor dem Abschmelzen des Uberzuges in einen pulverförmigen Feuerfeststoff eingebracht wird, den man zwecks Feststellens des Werkstückes verdichtet und darin das Abschmelzen des Uberzuges durchführt, wonach das Werkstück bei der Abschmelztemperatur des Uberzuges bis zur Ausbildung einer zwischen den Werkstoffen des Uberzuges und des Werkstückes liegenden Diffusionszone gehalten wird, während die Abkühlung im pulverförmigen Feuerfeststoff bis zur Kristallausscheidung des'Uberzugsstoffes stattfindet.
Durch die Unterbringung des Werkstückes im verdichteten pulverförmigen Feuerfeststoff wird erzielt, daß das Werkstück mit dem aufgetragenen Uberzug mit am meisten verfügbaren und billigen Mitteln sicher festgestellt wird. Durch den pulverförmigen Feuerfeststoff wird ein sicheres Feststellen von Werkstücken einer beliebigen Gestalt und mit einem beliebigen aufgebrachten überzugsstoff gewährleistet. Das geschieht dadurch, daß der verdichtete pulverförmige Feuerfeststoff an der gesamten Werkstückoberfläche, auch beim Vorhandensein von Hohlräumen und verschiedenen Vorsprüngen und Vertiefungen am Werkstück dicht anliegt.
Das auf eine solche Weise festgestellte Werkstück mit dem aufgetragenen Überzug wird während der Aufheizung bis zum Abschmelzen des Überzuges keiner Verzugsgefahr ausgesetzt. Dabei verteilen sich die bei der Herstellung oder während der früheren Ausnutzung dieses Werkstücks angehäuften Spannungen gleichmäßig im Werkstückvolumen ohne dessen Verformen.
Dank dem Halten des Werkstückes mit dem ausgetragenen Überzug bei der Abschmelztemperatur des Überzuges in der festgestellten Lage erfolgt die Wechselwirkung des schmelzflüssigen Überzuges mit der Werkstückoberfläche unter Ausbildung einer zwischenliegenden Diffusionszone.
Durch die Ausbildung einer zwischen den Werkstoffen des Überzuges und des Werkstückes liegenden Diffusionszone wird ein festes Haften des Überzuges mit der Werkstückoberfläche sichergestellt und werden hohe Betriebseingenschaften des Werkstückes mit dem aufgetragenen Uberzug aufkosten einer zügigen Änderung der physikalisch--mechanischen Eingenschaften zwischen den Werkstoffen des Überzuges und des Werkstückes erzielt.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Überzuges auf Werkstücken können die Werkstücke mit dem aufgetragenen Überzug innerhalb einer Zeit gehalten werden, bei deren Überschreitung es zum Abfließen des Überzuges nicht kommt, weil der pulverförmige Feuerfeststoff am Werkstück mit dem aufgetragenen Überzug dicht anliegt und ein Abfließen des Uberzuges verhindert. Das Werkstück wird dabei keiner Verzugsgefahr ausgesetzt.
Durch die Abkühlung des Werkstückes mit dem aufgetragenen Uberzug nach dessen Abschmelzen im pulverförmigen Feuerfeststoff bis zum Kristallisieren des Uberzugsstoffes kann ein in der Stärke gleichmäßiger Uberzug ohne Anschwemmungen und Lunker hergestellt werden.
Nach dem Herausziehen des Werkstückes mit dem abgeschmolzenen Uberzug aus dem pulverförmigen Feuerfeststoff tritt keine Korrosion an den mit dem Überzug nicht geschützten Werkstückabschnitten auf.
Es empfiehlt sich, einen pulverförmigen Feuerfeststoff einzusetzen , der ein aus zwei Fraktionen unterschiedlichen Dispersionsgrades bestehendes Gemisch: 60 bis 90 Masse-% Pulver mit einem Dispersionsgrad von 0,1 bis 0,7 mm und 40 bis 10 Masse-% Pulver mit einem Dispersionsgrad von 0,01 bis 0,06 mm darstellt.
Die Verwendung des pulverförmigen Feuerfeststoffes mit der obengenannten Zusammensetzung der Fraktionen unterschiedlichen Dispereionsgrades ermöglicht die Verdichtung des pulverförmigen Feuerfeststoffes bis zu einem vorgegebenen Grad. Dadurch kann das Werkstück mit dem aufgetragenen Uberzug sicher festgestellt werden.
Bei Verwendung von Pulverteilchen mit einem Dispersionsgrad von 0,1 bis 0,7 mm und bei ihrem Gehalt im pulverförmigen Feuerfeststoff unter 60 Masse-% wird eine gleichmäßige Verdichtung desselben über das gesamte Volumen erschwert.
Bei einem Gehalt an den genannten Teilchen über 90% im pulverförmigen Feuerfeststoff sinkt die Zuverlässigkeit beim Feststellen des Werkstückes mit dem aufgetragenen Überzug vor dem Abschmelzen.
Bei einer unter 0,1 mm liegenden Größe der Pulverteilchen, die.in einem Verhältnis von 60 bis 90 Masse-% genommen sind, wird die gleichmäßige Verdichtung des pulverförmigen Feuerfeststoffes über das gesamte Volumen. wegen der Neigung der Teilchen zum spontanen Zusammenkleben erschwert.
Bei einer Größe der Pulverteilchen mit einem über 0,7 mm liegenden Dispersionsgrad, die in einem Verhältnis von 60 bis 90 Masse-% genommen sind, sinkt die Feststellsicherheit des Werkstückes mit dem aufgetragenen Uberzug, wird die Uberzugsstärke weniger gleichmäßig und vergrößert sich die Rauhigkeit des Uberzuges, zu deren Beseitigen eine zusätzliche mechanische Bearbeitung erforderlich ist.
Bei einer Größe der Pulverteilchen mit einem Dispersionsgrad von 0,01 bis 0,05 mm, die in einem weniger als 10 Masse-% betragenden Verhältnis genommen sind, wird die maximal mögliche Verdichtung über das gesamte Volumen des pulverförmigen Feuerfeststoffes nicht erreicht, weil das Volumen der Hohlräume zwischen den größeren Teilchen größer als das Volumen der feinen Teilchen ist.
Bei einer Größe der Pulverteilchen mit einem Dispersionsgrad von 0,01 bis 0,05 mm, die in einem über 40 Masse-% liegenden Verhältnis genommen sind, wird eine gleichmäßige Verdichtung des pulverförmigen Feuerfeststoffes wegen der Neigung der Teilchen zum spontanen Zusammenkleben erschwert.
Bei einer Größe der Pulverteilchen mit einem über 0,05 mm liegenden Dispersionsgrad, die in einem Verhältnis von 40 bis 10% genommen sind, wird die maximal mögliche Verdichtung des pulverförmigen Feuerfeststoffes wegen einer großen Porigkeit nicht erzielt,weil sich nicht alle Hohlräume zwischen den großen Teilchen als gänzlich gefüllt erweisen.
Bei einer Teilchengröße von unter 0,01 mm, die in einem Verhältnis von 40 bis 10 Masse-% genommen sind, fällt die Fähigkeit des pulverförmigen Feuerfeststoffes zu einer gleichmäßigen Verdichtung steil ab, erhöht sich die Neigung der Teilchen zum spontanen Zusammenkleben und wird die Aufrechterhaltung der Gemischzusammensetzung.mit dem vorgegebenen Dispersionsgradverhältnis erschwert. Das ist darauf zurückzuführen, daß die feinen Teilchen in Schwebezustand unter Bildung einer Staubwolke übergehen.
Es ist günstig, daß ein Stoff, genommen aus einer Quarzsand, Schammote in Pulverform und Zirkonkonzentrat einschliessenden Gruppe, als pulverförmiger Feuerfeststoff verwendet wird.
Die obengenannten Stoffe sind in der Natur weit verbreitet, werden in großen Mengen in der heutigen Industrie verwendet, sind verfügbar und billig und dazu noch in hohem Grade temperaturwechselbeständig.
Außerdem können diese Stoffe in der Produktion mehrfach verwendet werden. Die Schütteigenschaften der obenerwähnten pulverförmigen Feuerfeststoffe erlauben es, diese Stoffe mit einer vorläufigen hohen Dichte einzuschütten. Dies trägt dazu bei, daß die Werkstücke während des Abschmelzens des Uberzuges sicher festgestellt werden.
Der pulverförmige Feuerfeststoff wird Zweckmäßigerweise bis zum Erreichen einer Dichte von 1,65 bis 2,8 g/cm3 verdichtet.
Die Verdichtung des genannten Stoffes im Bereich der oben angegebenen Dichtewerten ist die günstigste für die gewählte Gruppe,von Stoffen wie Quarzsand, pulverförmige Schamotte, Zirkonkonzentrat, wodurch das Werkstück mit dem aufgetragenen Uberzug mit der maximal möglichen Sicherheit festgestellt werden kann.
Wenn der pulverförmige Feuerfeststoff unter einer als 1,65 g/cm³ liegenden Dichte verdichtet wird, verringert sich die Feststellsicherheit des Werkstückes mit dem aufgetragenen Uberzug. Darüber hinaus wird das Werkstück beim Aufheizen bis zum Abschmelzen des Uberzuges einer größeren Verzugsgefahr ausgesetzt, und es sinkt die Fähigkeit des verdichteten pulverförmigen Feuerfeststoffes, das Abfließen des schmelzflüssigen Uberzugsstoffs zu verhindern.
Die Verdichtung des pulverförmigen Feuerfeststoffes über einer als 2,8 g/cm3 liegenden Dichte ist in der Praxis schwer realisierbary dazu noch ist.dies mit einem überflüssigen Energieaufwand verbunden.
Falls andere pulverförmige Feuerfeststoffe eingesetzt werden, gelten andere Dichtewerte.
Der pulverförmige Feuerfeststoff wird zweckmäßigerweise durch Vibration mit einer Vibrationsfrequenz von 6 bis 8 Hz verdichtet.
Die Verdichtung des pulverförmigen Feuerfestetoffes durch Vibration im angegebenen Bereich der Vibrationsfrequenzen gestattet es, das Werkstück mit dem aufgetragenen Überzug bei Verwendung des pulverförmigen Feuerfeststoffes aus der gewählten Gruppe von Stoffen sicher festzustellen.
Wenn die Verdichtung mit einer unter 6 Hz liegenden Frequenz erfolgt, wird die Produktivität des Verdichtungsprozesses herabgesetzt.
Die Verdichtung mit einer über 8 Hz liegenden Vibrationsfrequenz beeinträchtigt die Wirksamkeit des Verdichtungsprozesses, weil die im pulverförmigen Feuerfeststoff erzeugten mechanischen Schwingungen zum Abklingen neigbar sind. Dadurch wird die Verdichtungszeit verlängert und sinkt die Fähigkeit des pulverförmigen Feuerfeststoffes, das Werkstück mit dem aufgetragenen Uberzug sicher festzustellen.
Auf diese Weise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Uberzuges auf Werkstücken ein hochwertiger Uberzug auf Werkstücken komplizierter Gestalt, insbesondere auf Langmaß- und dünnwandigen Werkstücken erzielt.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Überzuges auf Werkstücken werden die Werkstücke nicht verformt und einer Verzugsgefahr nicht ausgesetzt; das betrifft insbesondere Langmiß- und dünnwandige Werkstücke. Dabei wird der Uberzug mit einer vorgegebenen Stärke hergestellt, wonach die Werkstücke nur einer unbedeutenden mechanischen Bearbeitung bedürfen. Die Haftfestigkeit der Werkstoffe des Uberzuges und des Werkstückes ist der Bruchfestigkeit eines Gußteils aus Aluminium praktisch gleich.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Uberzuges auf Werkstücken wird ziemlich einfach durchgeführt und erfordert keine komplizierte Ausrüstung und Engpaßwerkstoffe.
Die genannten Besonderheiten und andere Vorteile der vorliegeden Erfindung werden in der Beschreibung eines konkreten durch Ausführungsbeispiels derselben unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung klarer sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In Fig. ist ein mit einem pulverförmigen Feuerfeststoff gefüllter Behälter, enthaltend einen darin untergebrachten Werkstück mit aufgetragenem Uberzug, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Her _- stellung eines Uberzuges auf Werkstücken dargestellt.

Beste Durchführungsvariante der Erfindung

Das gemäß der vorliegenden Erfindung durchzuführende Verfahren zur Herstellung eines Überzuges auf Werkstücken wird im weiteren Text der.Kürze halber "das erfindungsgemäße Verfahren" genannt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird wie folgt durchgeführt.
Ein dünnwandiges Langmaßwerkstück wird zum Aufspritzen vorbereitet, u.z. werden die zu überziehenden Flächen einer groben mechanischen Bearbeitung zwecks Beseitigung von Oxidhäuten und Herstellung einer die Haftung des Uberzuges mit dem Werkstück fördernden Mikrorauhigkeit unterworfen.
Danach wird das Werkstück 1 in eine rotierende Vorrichtung (nicht gezeigt) einer bekannten Konstruktion eingebracht und der Stoff des Uberzuges 2 mit einer vorgegebenen Stärke und Form durch Aufspritzen unter Wärmeeinwirkung, gegebenenfalls durch Flammspritzen, das den meisten Fachleuten gut bekannt ist, aufgetragen.
Dann wird das Werkstück 1 mit dem aufgetragenen Uberzug 2 in einen Behälter 3, der die Form eines Bechers hat, eingebracht, an seiner längsverlaufenden geometrischen Senkrechtachse 3a entlang so angeordnet, daß sich der Unterteil des Werkstückes 1 in einer Entfernung von der Innenfläche des Bodens des Behälters 3 befindet, während die äußeren Seitenflächen des Werkstückes 1 mit einem Spielraum relativ zu der inneren Seitenfläche des Behälters 3 zu liegen kommen.
Der Spielraum zwischen den äußeren Flächen des Werkstückes 1 und den inneren Wandflächen des Behälters 3 wird mit einem pulverförmigen Feuerfeststoff 4 gefüllt, von dem ein Teil vorher auf den Boden des Behälters 3 zum Festhalten des Werkstückes 1 eingeschüttet wird.
Der Stoff 4 wird zwecks Feetstellens des Werkstückes verdichtet. Danach wird der Behälter 3 mit dem durch den verdichteten Stoff 4 festgestellten Werkstück 1 in einen (nicht abgebildeten) Ofen einer beliebigen bekannten zu diesem Zweck geeigneten Konstruktion eingebracht. Das Aufheizen kann auf eine andere Weise, z.B. mittels einer Induktionsspule vorgenommen werden.
Im Ofen wird der Behälter 3, das Werkstück 1 mit dem Uberzug 2 und der Stoff 4 bis zum Abschmelzen des Stoffes des Uberzuges 2 aufgeheizt.
Dann wird das Werkstück 1 bei der Abschmelztemperatur des Überzuges zur Bildung einer zwischen den Werkstoffen des Uberzuges 2 und des Werkstückes 1 liegenden Diffusionszone gehalten. Die Haltezeit wird experimentell festgelegt.
Die Diffusionszone bildet sich aufkosten einer Gegendiffusion des Stoffes des Uberzuges 2 und des Werkstoffes des Werkstückes 1 und stellt eine Schicht eines Zwischengutes mit den zwischen den Eigenschaften des Stoffes des Uberzuges 2 und des Werkstoffes des Werkstückes 1 liegenden physukalisch-mechanischen Eigenschaften dar. Dank dem Vorhandensein dieser Zone wird eine hohe Haftfestigkeit des Uberzuges mit dem Werkstück 1 und eine hohe Betriebsfähigkeit dieses Überzuges gewährleistet.
Nach Ablauf der Haltezeit wird der Behälter 3 mit dem Werkstück 1 und dem Stoff 4 bis zum Kristallisieren des Stoffes des Überzuges 2 abgekühlt, wodurch die vorgegebene Form des Überzuges 2 auf dem Werkstück 1 erhalten bleibt.
Nach der Abkühlung des Werkstückes 1 auf Raumtemperatur wird dieses gleichzeitig mit dem Ausschütten des Stoffes 4 durch Umkippen des Behälters 3 herausgeholt.
Danach wird das Werkstück 1 einer mechanischen Bearbeitung bis zum Erreichen der erforderlichen Abmessungen unterworfen.
Das Obengesagte wird an Hand konkreter Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Auf ein Werkstück 1, u.z. auf eine aus hochfestem Gußeisen hergestellte Steuerwelle wird nach der Vorbereitung ihrer Oberfläche in der obenbeschriebenen Methode ein Uberzug 2 aus einer breit bekannten Legierung der Art "Kolmonoi" durch Flammspritzen aufgebracht.
Dann wird die Steuerwelle 1 in einen Behälter 3 eingebracht, in den Quarzsand 4, das ein Gemisch aus zwei Fraktionen unterschiedlichen Dispersionsgrades, u.z. 60 Masse-% Pulver mit einem Dispersionsgrad von 0,2 mm und 40 Masse-% Pulver mit einem Dispersionsgrad von 0,01 mm darstellt, eingeschüttet.
Danach wird der Quarzsand durch Vibration mit einer Vibrationsfrequenz von 6 Hz bis zum Erreichen einer Dichte von 1,65 g/cm³ verdichtet.
Der Behälter 3 mit der darin untergebrachten, durch den verdichteten Quarzsand 4 festgestellten Steuerwelle 1 wird in einen Ofen eingebracht und bis zum Abschmelzen des überzuges 2 aufgeheizt.
Dann wird die Steuerwelle 1 bei 1100°C Abschmelztemperatur gehalten und bis zur Kristallausscheidung des Uberzugsstoffes, wie oben beschrieben, abgekühlt.
Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wird die Steuerwelle 1 aus dem Behälter 3 herausgenommen und einer endgültigen mechanischen Bearbeitung unterworfen.

B e i s p i e 1 2

Eine aus hochfestem Gußeisen hergestellte Steuerwelle 1 wird nach der Vorbereitung ihrer Oberfläche und dem Aufbringen des Uberzugsstoffes, wie oben beschrieben, in einen Behälter 3 eingebracht.
Danach wird in den Behälter 3 ein pulverförmiger Feuerfeststoff 4, u.z. Quarzsand mit Zusätzen an pulverförmiger Schamotte, der ein Gemisch aus zwei Fraktionen unterschiedlichen Dispersionsgrades: 80 Masse-% Pulver mit 0,1 mm Dispersionsgrad und 20 Masse-% Pulver mit 0,03 mm Dispersionsgrad darstellt, eingeschüttet. Der pulverförmige Feuerfeststoff 4 wird durch Vibration mit einer Frequenz von 7 Hz bis zum Erreichen einer Dichte von 1,8 g/cm³ verdichtet.
Dann wird die Steuerwelle 1 mit dem aufgetragenen Uberzug 2 in einem Ofen bis zum Abschmelzen des Uberzuges 2 aufgeheizt und bei 1100°C gehalten, wonach sie bis zum Kristallisieren des Uberzuges 2 abgekühlt wird.
Nach der Abkühlung auf Raumtemperatur wird die Steuerwelle 1 aus dem Behälter 3 herausgenommen und einer endgültigen mechanischen Bearbeitung unterworfen.

B e i s p i e 1 3

Eine aus hochfestem Gußeisen hergestellte Steuerwelle 1 mit dem auf diese aufgetragenen Überzug 2 wird in einen Behälter 3, wie oben beschrieben, eingebracht.
Zum Feststellen der Steuerwelle 1 wird in den Behälter 3 ein Dulverförmiger Feuerfeststoff 4, u.z. Zirkonkonzentrat 4, das ein Gemisch aus zwei Fraktionen unterschiedlichen Dispersionsgrades: 90 Masse-% Pulver mit 0,7 mm Dispersionsgrad und 10 Masse-% Pulver mit 0,05 mm Dispersionsgrad darstellt, eingeschüttet.
Nach der Verdichtung des Zirkonkonzentrates durch Vibration mit einer Frequenz von 8 Hz bis zum Erreichen einer Dichte von 2,8 g/cm³ wird der Stoff des Uberzuges 2 in einen Ofen zum Abschmelzen eingebracht, bei 1100°C gehalten und danach bis zum Kristallisieren des Uberzuges 2 abgekühlt.
Nach der Abkühlung auf Raumtemperatur wird die Steuerwelle 1 aus dem Behälter 3 herausgenommen und einer endgültigen mechanischen Bearbeitung unterworfen.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Überzuges auf Werkstücken wird ein in der Stärke gleichmäßiger Uberzug mit einer hohen Dichte und mit einer Haftfestigkeit von über 200 MPa hergestellt.
Die Abweichung der Geometrie des Werkstückes über seine Länge von 1200 mm betrug nach dem Abschmelzen des Uberzuges 0,1 bis 0,3 mm.
Versuchsprüfungen ergaben eine hohe Betriebssicherheit und eine verlängerte Betriebszeit. der mit dem hergestellten Uberzug versehenen Werkstücken.
Die Herstellung von Uberzügen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit leichten und einfachen Mitteln durchgeführt, die hergestellten Uberzüge weisen eine zuverlässige Haftung mit Werkstücken auf und dienen verschiedenen Verwendungszwecken, wie einer Erhöhung der Verschleißfestigkeit, dem Korrosionsschutz, der Verfestigung, der Gewinnung von Reibungs- bzw. Gleiteigenschaften, u.s.w.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Uberzügen erfordert für seine Durchführung den Einsatz keiner teueren Sonderausrüstung.

Industrielle Anwendbarkeit

Die vorliegende Erfindung kann besonders wirkungsvoll zur Herstellung von Uberzügen auf dünnwandigen Langmaßwerkstücken komplizierter Gestalt verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Uberzügen auf Werkstücken kann bei der Fertigung von Werkstücken mit beliebigen Abmessungen und einer beliebigen Form zur Erneuerung ihrer verschlissenen bzw. angenutzten Teile bei gleichzeitiger Gewinnung vorgegebener Eigenschaften (Reibungs-, Gleiteigenschaften, Korrosionsbeständigkeit, Hitze- und Wärmebeständigkeit) verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Uberzuges auf Werkstücken, darin bestehend, daß auf die Oberfläche eines Werkstückes (1) der Stoff eines Uberzuges (2) aufgetragen wird, der bis zum Abschmelzen aufgeheizt und abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (1) vor dem Abschmelzen des Uberzuges (2) in einen pulverförmigen Feuerfeststoff (4) eingebracht wird, den man zwecks Feststellens des Werkstückes (1) verdichtet und darin das Abschmelzen des Uberzuges (2) durchführt, wonach das Werkstück (1) bei der Abschmelztemperatur des Uberzuges (2) bis zur Bildung einer zwischen den Werkstoffen des Uberzuges (2) und des Werkstückes (1) liegenden Diffusionszone gehalten wird, während die Abkühlung in dem pulverförmigen Feuerfeststoff (4) bis zur Kristallausscheidung des Stoffes des Uberzuges (2) stattfindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e - kennzeichnet, daß ein pulverförmiger Feuerfeststoff verwendet wird, der ein aus zwei Fraktionen unterschiedlichen Dispersionsgrades: 60 bis 90 Masse-% Pulver mit einem Dispersionsgrad von 0,1 bis 0,7 mm und 40 bis 10 Masse-% Pulver mit einem Dispersionsgrad von 0,01 bis 0,05 mm bestehendes Gemisch darstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e - kennzeichnet, daß ein Stoff, genommen aus einer Quarzsand, pulverförmige Schamotte, Zirkonkonzentrat einschließenden Gruppe, als pulverförmiger Feuerfeststoff verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e - kennzeichnet , daß der pulverförmige Feuerfeststoff bis zum Erreichen einer Dichte von 1,65 bis 2,8 g/cm³ verdichtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e - kennzeichnet, daß der pulverförmige Feuerfeststoff durch Vibration mit einer Vibrationsfrequenz von 6 bis 8 Hz verdichtet wird.