NO121041B

NO121041B -

Info

Publication number: NO121041B
Application number: NO16111266A
Authority: NO
Inventors: C Hoffmann; M Faure
Original assignee: Union Pharma Scient Appl
Priority date: 1965-01-05
Filing date: 1966-01-04
Publication date: 1971-01-11
Also published as: NL6600065A; NL146823B; CH460796A; DE1595891A1; BE674041A; AT268286B; SE314989B; SE320084B; DK114064B; DE1595891B2; ES321379A1; FR6006M

Description

Fremgangsmåte til å påføre en gjenstand et tynt belegg. Method of applying a thin coating to an object.

Denne oppfinnelse angår gjenstander som er blitt forsynt med et belegg under anvendelse av detonasjoner på den i hovedpatentet nr. 91015 beskrevne måte. This invention relates to objects which have been provided with a coating using detonations in the manner described in main patent no. 91015.

Med utrykket «detonasjon» menes en meget hurtig forbrenning hvor flamme-fronten beveger seg med en hastighet som er større enn lydens i de ikke brente gasser og derfor blir kalt supersoniske hastig-heter. Flammens forplantningshastighet er langt større i en detonasjon enn i en eks-plosjon, som er en forbrenning hvor flammens forplantningshastighet ikke overskri-der lydens hastighet i de ikke brente gasser. The expression "detonation" means a very rapid combustion where the flame front moves at a speed that is greater than that of sound in the unburned gases and is therefore called supersonic speeds. The flame's propagation speed is far greater in a detonation than in an explosion, which is a combustion where the flame's propagation speed does not exceed the speed of sound in the unburned gases.

En detonasjonsflamme beveger seg i de A detonation flame moves in them

ikke brente gasser med en hastighet som er supersonisk og den initieres av og forblir 'tilknyttet til en støtfront. Når en detona-sjonsbølge er fremkommet i et langt rør vandrer den videre med en konstant hastighet. unburned gases at a speed that is supersonic and it is initiated by and remains 'associated with a shock front. When a detonation wave has emerged in a long pipe, it travels on at a constant speed.

Detonasjoner i gasser er ikke blitt an-sett som teknisk nyttige, men tvert imot som uheldige hvor de måtte ha forekom-met. Hovedformålet med denne oppfinnelse er fremstilling av gjenstander som har et vedhengende belegg av høytsmeltende (ildfast) slitasjemotstandsdyktig (overflate-hårdt) materiale under utnyttelse av de fenomer som opptrer ved en detonasjon. Generelt får man i henhold til oppfinnelsen tette, vedhengende lamellære belegg ved å benytte detonasjoner til å gi partikler en stor hastighet og en høy temperatur og å slynge disse partikler mot en flate som skal belegges. Detonations in gases have not been regarded as technically useful, but on the contrary as unfortunate wherever they have occurred. The main purpose of this invention is the production of objects which have an adherent coating of high-melting (refractory) wear-resistant (surface-hard) material using the phenomena that occur during a detonation. In general, according to the invention, dense, adherent lamellar coatings are obtained by using detonations to give particles a high speed and a high temperature and to hurl these particles towards a surface to be coated.

Ved den i hovedpatentet beskrevne fremgangsmåte blir en enkelt charge eller en hurtig rekkefølge av charger av et fluid brennstoff av passende sammensetning til å detoneres ført inn i et langstrakt kammer eller «løp» i hvilket brennstoffet an-tennes og gir en enkelt detonasjon eller en rekke av detonasjoner som følger etter hverandre med korte mellomrom. I dette kammer eller løp innføres partikler, f. eks. pulver, på en slik måte at de akselereres ved detonasjonene og slynges ut fra løpets åpne ende mot overflaten av den gjenstand som skal belegges. In the method described in the main patent, a single charge or a rapid succession of charges of a fluid fuel of suitable composition to be detonated is introduced into an elongated chamber or "barrel" in which the fuel is ignited and produces a single detonation or a series of of detonations following each other at short intervals. Particles are introduced into this chamber or barrel, e.g. powder, in such a way that they are accelerated by the detonations and thrown out from the open end of the barrel towards the surface of the object to be coated.

Den foreliggende oppfinnelse går ut på anvendelse av fremgangsmåten ifølge norsk patent nr. 91 015 til å påføre en gjenstand et tynt, vedhengende, lamellært belegg med en porøsitet av ikke over 3 pst. — bestå-ende av minst 70 pst. av et ildfast metall, karbid, borid, nitrid, oksyd eller silisid, som har et smeltepunkt over 1300° C, og opptil 30 pst. av et metall eller en legering som er i stand til å binde det ildfaste materiale til gjenstanden som skal belegges. The present invention is based on the application of the method according to Norwegian patent no. 91 015 to apply a thin, adherent, lamellar coating to an object with a porosity of no more than 3 percent — consisting of at least 70 percent of a refractory metal , carbide, boride, nitride, oxide or silicide, having a melting point above 1300° C, and up to 30 percent of a metal or alloy capable of bonding the refractory to the object to be coated.

Hoveddelen av gjenstanden kan bestå av et hvilket som helst materiale som er fast ved påføringstemperaturen, f. eks. metall, glass eller plast, og beleggene kan inneholde slike materialer som høytsmel-tende metaller.karbider, borider, nitrider, oksyder og silikater. Ennvidere kan beleggene inneholde opp til 30 pst. av et metall eller en legering som er i stand til å forene seg med gjenstandens hoveddel. The main part of the article may consist of any material which is solid at the application temperature, e.g. metal, glass or plastic, and the coatings may contain such materials as high-melting metals, carbides, borides, nitrides, oxides and silicates. Furthermore, the coatings may contain up to 30 percent of a metal or an alloy capable of uniting with the main body of the object.

Noen av de beleggmaterialer som er blitt anvendt med hell til fremstilling av gjenstander i henhold til oppfinnelsen er angitt nedenfor. Some of the coating materials which have been used successfully for the production of articles according to the invention are indicated below.

Metaller: Metals:

Tantal (Ta) uten bindemiddel; niob (Nb) uten bindemiddel; molybden (Mo) både med 18 pst. koboltbindemiddel og uten bindemiddel. Tantalum (Ta) without binder; niobium (Nb) without binder; molybdenum (Mo) both with 18 percent cobalt binder and without binder.

Karbider: Wolframkarbid (WC) med 12 pst. koboltbindemiddel, med 12 pst. nikkelbindemiddel, med et jern-nikkelbindemiddel, med et 6 pst. kopper — 2 pst. aluminium — 6 pst. krombindemiddel, med et krom-molybdenbindemiddel, med et krombindemiddel, med et sølvbindemiddel, eller uten bindemiddel: titankarbid (Tic) med et 20 pst. kobolt- eller et 20 pst. nikkelbindemiddel; borkarbid (B4C) med et jern-, nikkel- eller ferrokrombindemiddel, og uten bindemiddel; kromkarbid (Cr3C2) med et 25 pst. kobolt- eller et 25 pst. nikkelbindemiddel, eller uten bindemiddel; tantalkarbid (Tac) med et 20 pst. koboltbindemiddel. Carbides: Tungsten carbide (WC) with 12% cobalt binder, with 12% nickel binder, with an iron-nickel binder, with a 6% copper — 2% aluminum — 6% chromium binder, with a chromium-molybdenum binder, with a chromium binder , with a silver binder, or without a binder: titanium carbide (Tic) with a 20 percent cobalt or a 20 percent nickel binder; boron carbide (B4C) with an iron, nickel or ferrochromium binder, and without a binder; chromium carbide (Cr3C2) with a 25 percent cobalt or a 25 percent nickel binder, or without a binder; tantalum carbide (Tac) with a 20 percent cobalt binder.

B o r i d e r : Residents:

Titanborid (TiB2) med et jern-og et kobolttantalbindemiddel, kromborid (CrB2) med et 20 pst. jernbindemiddel. Titanium boride (TiB2) with an iron and cobalt tantalum binder, chromium boride (CrB2) with a 20 percent iron binder.

N i t r i d e r : N i t r i d e r :

Titannitrid (TiN) med et 25 pst. kopper-, 25 pst. kobolt-, 25 pst. nikkelbindemiddel, eller uten bindemiddel. Titanium nitride (TiN) with a 25% copper, 25% cobalt, 25% nickel binder, or no binder.

Silisider : Molybdendisilicid (MoSi2) med et 10 pst. kobolt-, 15 pst. krom-, 20 pst. silicium-bindemiddel, eller uten bindemiddel. Silicides: Molybdenum disilicide (MoSi2) with a 10% cobalt, 15% chromium, 20% silicon binder, or no binder.

Oksyder: Aluminiumoksyd med nikkel- eller krombindemiddel, eller uten bindemiddel; titandioksyd uten bindemiddel; kromoksyd uten bindemiddel; tantaloksyd uten bindemiddel. Oxides: Aluminum oxide with nickel or chromium binder, or without binder; titanium dioxide without binder; chromium oxide without binder; tantalum oxide without binder.

Blandinger og legeringer: Wolframkarbid- og titankarbid-legering med et koboltbindemiddel; titankarbid- og tantalkarbidlegering med et koboltbindemiddel; 50 pst. krom- 40 pst. molyb den- 10 pst. tantaloksyd; 50 pst. krom-40 pst. wolfram- 10 pst. tantaloksyd; 40 pst. kromborid og 40 pst. titanborid med et 20 pst. nikkelbindemiddel; wolframkarbid-25 pst. krom- 20 pst. molybden- 5 pst. tantaloksyd; wolframkarbid og 2, 4 pst. titanborid med 9,6 pst. koboltbindemiddel; 86,7 pst. tantalkarbid- 13,3 pst. borkarbid; 80 pst. zirkoniumdioksyd og 20 pst. titandioksyd; 65 pst. wolfram- 35 pst. molybden; 50 pst. wolfram og 25 pst. silicium med et 25 pst. nikkelbindemiddel Mixtures and alloys: Tungsten carbide and titanium carbide alloy with a cobalt binder; titanium carbide and tantalum carbide alloy with a cobalt binder; 50 percent chromium - 40 percent molyb den- 10 percent tantalum oxide; 50 percent chromium-40 percent tungsten-10 percent tantalum oxide; 40 percent chromium boride and 40 percent titanium boride with a 20 percent nickel binder; tungsten carbide-25% chromium-20% molybdenum-5% tantalum oxide; tungsten carbide and 2.4 percent titanium boride with 9.6 percent cobalt binder; 86.7 percent tantalum carbide- 13.3 percent boron carbide; 80 percent zirconium dioxide and 20 percent titanium dioxide; 65 percent tungsten- 35 percent molybdenum; 50% tungsten and 25% silicon with a 25% nickel binder

Beleggsmaterialet i henhold til oppfinnelsen inneholder minst ca. 70 vekts-pst. av det ildfaste materiale og kan også inneholde opp til 30 pst. av et metall eller en legering (bindemiddel) som binder sammen det ildfaste materiale og som binder det til gjenstanden som skal belegges. Egenskapene hos det anvendte ildfaste materiale samt hos bindemidlet (smeltepunkt, fukt-barhet, duktilitet, osv.) bestemmer hvor stor vektsprosent bindemiddel det behøves i belegget for at dette siste skal få de øn-skede egenskaper. Generelt kan det sies at en økning av bindemiddelmengden vil nedsette beleggets porøsitet. The coating material according to the invention contains at least approx. 70% by weight of the refractory material and may also contain up to 30 per cent of a metal or an alloy (binder) which binds the refractory material together and which binds it to the object to be coated. The properties of the refractory material used as well as of the binder (melting point, wettability, ductility, etc.) determine what percentage by weight of binder is needed in the coating in order for the latter to have the desired properties. In general, it can be said that an increase in the amount of binder will reduce the porosity of the coating.

Det har vist seg at opp til 30 vekts-pst. bindemetall eller bindelegering i alle til-feller er tilstrekkelig til å gi belegg som henger godt fast på hovedmaterialet, med mindre enn 3 pst. porøsitet. It has been shown that up to 30% by weight. binder metal or binder alloy in all cases is sufficient to provide a coating that adheres well to the main material, with less than 3 percent porosity.

I alle tilfelle har belegget, uansett sammensetning og tilstedeværelse eller ikke tilstedeværelse av bindemiddel, under 3 pst. porøsitet og karakteristisk lamellær struk-tur, og det henger godt fast ved undermaterialet uten å være noe vesentlig legert med dette. In all cases, regardless of composition and the presence or absence of a binder, the coating has less than 3% porosity and a characteristic lamellar structure, and it adheres well to the sub-material without being substantially alloyed with it.

Hoved- eller undermaterialet som belegget anbringes på kan være et hvilket som helst materiale som er fast og kjemisk stabilt ved påføringstemperaturen. Under påføringen av belegget kan undermateria-lets temperatur bli hevet opp til ca. 315° C. For å hindre at beleggsmaterialet og undermaterialet legerer seg med hinannen er det derfor viktig at undermaterialet har et smeltepunkt over ca. 315° C. The main or sub-material to which the coating is applied can be any material which is solid and chemically stable at the application temperature. During the application of the coating, the temperature of the substrate can be raised to approx. 315° C. To prevent the coating material and the sub-material from alloying with each other, it is therefore important that the sub-material has a melting point above approx. 315°C.

Egenskapene hos belegg i henhold til oppfinnelsen gjør disse særlig egnet for flater av følgende typer: Flater med stor frik-sjon, f. eks. hammerhoder; irregulært for-mede sliteflater, f. eks. spindelen i bomulls-plukkemaskiner; presisjonssliteflater på en sterk seig kjerne, f. eks. en spindel, kjerne-stav eller poleringsbrosjer; sliteflater på deler som har liten treghet, f. eks. tråd-føringer og kulelagre; eller abraderende flater på roterende deler som skjærer sin egen klaring, f. eks. labyrinttetninger for The properties of coatings according to the invention make them particularly suitable for surfaces of the following types: Surfaces with high friction, e.g. hammer heads; irregularly shaped wear surfaces, e.g. the spindle in cotton-picking machines; precision wear surfaces on a strong tough core, e.g. a spindle, core-rod or polishing brooch; wear surfaces on parts that have little inertia, e.g. thread guides and ball bearings; or abrading surfaces on rotating parts that cut their own clearance, e.g. labyrinth seals for

gassturbiner. gas turbines.

Noen spesielle anvendelser er følgende: kjernestaver for pressing og preging, ka-libre, bakker i knuseapparater, akseltet-ningsringer og -plater; elektriske kontak-ter; borstenger, sagtenner, knivblader, ven-tilseter og -plugger og lagerflater i sin Some special applications are the following: core rods for pressing and embossing, calipers, jaws in crushers, shaft sealing rings and plates; electrical contacts; brush bars, saw teeth, knife blades, ven inserts and plugs and bearing surfaces in its

alminnelighet. generality.

Claims

Application of the method according to

patent no. 91 015 to apply to an object a thin, adherent lamellar coating with a porosity of not more than 3 percent — consisting of at least 70 percent of a refractory metal, carbide, boride, nitride, oxide or silicide, which has a melting point above 1300° C, and up to 30 percent of a metal or an alloy capable of binding the refractory material to the object to be coated.