NO321957B1 - Beleggingspulver og fremgangsmate for fremstilling av dette - Google Patents
Beleggingspulver og fremgangsmate for fremstilling av dette Download PDFInfo
- Publication number
- NO321957B1 NO321957B1 NO19991572A NO991572A NO321957B1 NO 321957 B1 NO321957 B1 NO 321957B1 NO 19991572 A NO19991572 A NO 19991572A NO 991572 A NO991572 A NO 991572A NO 321957 B1 NO321957 B1 NO 321957B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- coating powder
- hard material
- phase
- powder according
- hard
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 129
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 114
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 113
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 105
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 39
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 33
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 15
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 11
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910003178 Mo2C Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 8
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 4
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims 19
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 7
- 238000010283 detonation spraying Methods 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 5
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 5
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 229910009043 WC-Co Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000010421 standard material Substances 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003266 NiCo Inorganic materials 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229910010069 TiCo Inorganic materials 0.000 description 1
- CYKMNKXPYXUVPR-UHFFFAOYSA-N [C].[Ti] Chemical compound [C].[Ti] CYKMNKXPYXUVPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- -1 boron carbides Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
- C22C29/04—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbonitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
- C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2207/00—Aspects of the compositions, gradients
- B22F2207/01—Composition gradients
- B22F2207/07—Particles with core-rim gradient
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår et beleggingspulver for anvendelse ved forskjellige beleggingsteknologier, sorri eksempelvis de forskjellige varianter av termisk sprøyting som f.eks. plasmasprøyting, høyhastighetsflammesprøyting (HVOF) og detonasjons-sprøyting, samt ytterligere fremgangsmåter som belegging med laser eller pulverplasma-påføringssveising. Ved hjelp av disse fremgangsmåter kan beleggingspulveret ifølge oppfinnelsen påføres på forskjellige høyt belastede konstruksjonsdeler som utsettes for de mest ulike påkjenninger, som eksempelvis abrasiv og erosiv slitasje, korrosjon og høy temperatur, eller de mest ulike kombinasjoner av disse påkjenninger, og som finner anvendelse på de mest forskjellige tekniske områder. Anvendelseseksempler er belagte konstruksjonsdeler i kjøretøyer, maskiner, kjemiske og petrokjemiske anlegg, og innen mange andre næringsgrener.
Ulike hardmetall-lignende beleggingspulvere har bred teknisk anvendelse. Disse er kjennetegnet ved at et hardt, karbidisk materiale som WC eller Cr3C2 er innbakt i en duktil bindematriks. De viktigste systemer for belegging er WC-Co og Cr3C2-NiCr. Således har WC-Co en svært høy slitasjebestandighet. Anvendelse ved forhøyet temperatur (inntil høyst 450 °C) og samtidig kjemisk belastning, er begrenset. Man har forsøkt å anvende andre bindemidler, som Ni- og Cr-legeringer, særlig for å forbedre korrosjonsbestandigheten, men på grunn av systemets dårlige legeringsevne, er dette kun mulig i begrenset grad. Derimot kan Cr3C2-NiCr godt anvendes ved høyere temperaturer (inntil 750-800 °C) og korrosiv belastning. Riktignok har systemet dårligere slitasjebestandighet enn WC-Co.
På grunn av høy hardhet, lav tetthet og god tilgjengelighet, har det tidligere vært gjort gjentatte forsøk på å utvikle et hardmetall-lignende, pulverformig beleggingsmateriale på basis av kubiske Ti-hardmaterialfaser [TiC eller Ti(C,N)], som kunne anvendes til å fremstille sjikt som ikke har de ovennevnte ulemper, ved å anvende vanlige beleggingsteknologier, særlig teknologiene tilhørende gruppen termisk sprøyting, som f.eks. plasmasprøyting, høyhastighetsflammesprøyting (HVOF) og detonasjonssprøyting, samt ytterligere fremgangsmåter som belegging med laser eller pulverplasmapåførings-sveising.
I DD 224 057 beskrives et beleggingspulver på basis av TiC, som foruten minst ett av metallene Ni, Co, Cr, W samt B og/eller Si og Mo eller M02C inneholder fritt karbon. Ved dette kan enkelte bestanddeler som Mo2C være bundet til TiC. Fordi det ikke foreligger noen pulverblanding med hardmetall-lignende mikrostruktur, og fordi de enkelte pulverkomponenter er svært grove, kan det ikke oppnås noe spesielt slitasjebestandig sjikt.
I DE 41 34 144 beskrives et karbidisk sprøytepulver hvor kjernen er omhyllet med aktivt karbon for å beskytte denne mot oksidasjonsfenomener. Som sprøytepulvere som skal omhylles, nevnes en matriks av metaller fra gruppen av jern, nikkel og kobolt, men også titankarbid og titankarbonnitrid.
I flere patentskrifter beskrives fremgangsmåter for fremstilling av hardmetall-lignende sjikt med TiC som hardmaterialfase eller belagte konstruksjonsdeler. IWO 87/04732 beskrives en fremgangsmåte for fremstilling av et slitasjebestandig sjikt av et pulverformig materiale som inneholder 10-50 vekt% TiC og en Fe- og/eller Ni-legering, eller en Co-legering. Andelen hardmaterialfase er i denne sammensetning for liten til å oppnå noen betydelig økning i slitasjebestandighet.
I US 4 233 072 anvendes mekaniske blandinger med sammensetningen 60-85 % Mo, 10-30 % av en NiCr-legering og 5-20 % TiC for belegging av stempelringer. Foruten ulempene som følge av mekanisk blanding, er også andelen hardmateriale altfor liten.
S. Economou et al. (Wear, vol. 185,1995, s. 93-110) beskriver flere legeringsvarianter av hardmetall-lignende beleggingspulvere med TiC, TaC eller (Ti,Ta)C som hardmaterialfase, samt NiCrMo eller Mo som binderfase. Andelen karbidisk hardmateriale utgjorde 60 vol%. Dette beleggingspulver ble fremstilt av de enkelte hardmaterialer, et NiCr-legeirngspulver og metallisk molybden gjennom agglomerering (ved vurdering av SEM-fotografiene må det her antas en sprøytetørkeprosess) og sintring ved 1200 °C/6 h under argon. Av røntgenografiske undersøkelser av det høyst legerte beleggingspulver (Ti,Ta)C-NiCrMo fremgår at molybden fortsatt var påvisbart som fase etter sintringen. Råtettheten av de sprøytetørkede granuler og/eller sintringstemperaturen var således for lav til at molybden kunne bli fullstendig oppløst sammen med de andre komponenter i binderfase, eller til å danne en Mo-holdig hardmaterialfase. I dette beleggingspulver var området for kornstørrelser 25-90 um eller 20-75 um. Ikke desto mindre ble det ved sammenligning av de undersøkte beleggingssystemer oppnådd de beste belegg med legeringsvarianten (Ti,Ta)C-NiCrMo. Belegg fremstilt ved å anvende kun TiC som hardmaterialfase viste dårligere slitasje-egenskaper.
I EP 0 425 464 beskrives en valse for papirfremstilling som er utstyrt med flere belegg. Det øverste belegg utgjøres av et hardmetall-lignende belegg hvor hardmaterialfasen består av wolfram-, krom-, titan-, niob- eller borkarbider eller en blanding av disse, og den metalliske binderfase består av Ni, Co eller Fe, som også kan være legert med overgangsmetaller fra sidegrupper IV til VI i det periodiske system av grunnmaterialene. Innholdet av hardmaterialfase kan utgjøre inntil 96 %. På grunn av den utilstrekkelige mikrostrukturdannelse i beleggingspulveret, viser dermed de belagte substrater dårlige slitasjeforhold, slik at anvendelsesområdet for dette belegg blir begrenset til dette spesielle anvendelsestilfelle.
M. Yu. Zashlyapin et al. (Sashchitnye pokrytiya na metallakh, bind 20, 1986, s. 52-55) beskriver beleggingspulvere med TiCN som hardmaterialfase og bindere bestående av 75 vekt% Ni og 25 vekt% Mo, og disse utgjør i komposittpulveret 35-65 vekt%. Dette tilsvarer 65-78 vol% hardmaterialfase i beleggingspulveret. Ifølge resultatene av røntgenfaseanalyser, består de sintrede sprøytepulvere av TiCN og en fast løsning av TiCN og Mo i nikkelmatriksen. Gjennom anvendelse av Mo som utgangsmateriale og det dermed tilhørende lave innhold av ikke-metaller, er dette pulver utsatt for oksidasjon, og substrater belagt med dette, viser dårlige slitasjeforhold.
P. Vuoristo et al. (TS'96: foredrag og posterbidrag ved "Thermischen Spritzkonferenz '96", 6.-8. mars 1996, Essen, utgiver: E. Lugscheider, DVS-Berichte bind 175, Dusseldorf, Deutscher Verlag fur Schweisstechnik, 1996, s. 58-60) beskriver beleggingspulver med (Ti,Mo)C som hardmaterialfase og NiCo i binderfasen. Innholdet av karbidisk hardmateriale i beleggingspulverne utgjorde 72 vol% eller 80 vol%. Disse materialer har en hardmaterialfase som viser en struktur med kjerne/omhyIling. Hardmaterialfasen i kjernen er en TiC, og i omhyllingen et (Ti,Mo)Ci.x. Innholdet av molybden er ikke spesifisert. Beleggene fremstilt av disse beleggingspulvere er riktignok bedre enn de som er fremstilt av TiC-holdige beleggingspulvere ifølge kjent teknikk, men allikevel ikke så avgjørende forbedret (f.eks. ved abrasiv slitasje) at beleggene er tilstrekkelig overlegne og konkurransekraftige i forhold til andre hardmetallsystemer.
Målet for den foreliggende oppfinnelse er et beleggingspulver på basis av
kubiske hardmaterialfaser med titan som metallisk hovedkomponent. Beleggingspulverne er gjennom enkelt gjennomførbare legeringstekniske tiltak avgjørende forbedret i forhold til beleggingspulvere beskrevet i kjent teknikk, slik at det med vanlig beleggingsteknologi oppnås belegg som er konkurransedyktige eller er overlegne andre hardmetallsystemer.
Med disse hardmetall-lignende beleggingspulvere vil det ved hjelp av vanlige beleggingsteknologier være mulig å oppnå hardmetall-lignende, ekstremt motstandsdyktige belegg på høyt belastede konstruksjonsdeler, som i forhold til kjente tekniske løsninger har forbedrede egenskapskombinasjoner som høy slitasjebestandighet ved høy temperatur, høy slitasjebestandighet ved samtidig høy korrosiv belastning, lav friksjonskoeffisient ved høy temperatur, og som gjennom variasjon i sammensetningen lett kan tilpasses forskjellige påkjenningsprofiler.
Det er samtidig et mål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en kostnadsgunstig fremgangsmåte for fremstilling av disse sprøytepulvere.
Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes således et beleggingspulver med hardmetall-lignende mikrostruktur, bestående av hardmetallpartikler som har to kubiske hardmaterialfaser som danner en struktur med kjerne/omhylling, hvor hardmaterialfasen i kjernen overveiende inneholder Ti og C, og hvor hardmetallfasen i omhyllingen overveiende inneholder Ti og et andre metall som er forskjellig fra Ni, Co og Fe, og C, og hvor disse er innbakt i en bindemiddelfase omfattende minst ett eller flere av elementene Ni, Co og Fe. Beleggingspulveret er kjennetegnet ved at det enten i hardmaterialfasen eller i bindemiddelfasen, eller i begge, samtidig er til stede et ytterligere legeringselement som er N og/eller minst ett av elementene Zr, Hf, V, Nb, Ta og Cr, og at det i binde-middelfasen kan være innbakt minst en tredje karbid-hardmaterialfase som under sprøyteprosessen i oksygenholdig atmosfære spaltes under tap av karbon, og de metalliske bestanddeler legeres med de andre hardmetallfaser og/eller bindemiddelfasen, eller gjennom hurtig avkjøling forblir oppløst som karbid i bindemiddelfasen.
Med oppfinnelsen tilveiebringes også en fremgangsmåte for fremstilling av beleggingspulveret ifølge oppfinnelsen. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at de enkelte hardmaterialer og metallpulveret males sammen i en kulemølle og blandes og homogeniseres i en vandig suspensjon, deretter granuleres, sintres og bearbeides oppmalingsteknisk.
Beleggingspulveret ifølge oppfinnelsen har en hardmetall-lignende mikrostruktur. Minst to kubiske hardmaterialfaser, som har en struktur med kjerne/- omhylling og som danner et hardmaterialkorn, er innbakt i en metallisk bindematriks av minst ett eller flere av grunnmaterialene Ni, Co og Fe. Den nevnte kjerne/omhylling-struktur dannes gjennom metallurgiske reaksjoner, oppløsninger og nye utfellinger under sintringsprosessen ved fremstillingen av beleggingspulveret. Hardmaterialfasens oppgave i omhyllingen er særlig å forbedre den utilstrekkelige fukting av det rene hardmateriale TiC med de vanlige bindemetaller Ni, Co og Fe, eller legeringer av disse. Det har vist seg at særlig egnet for dette er metallene Mo og W, som ved fremstillingen av beleggingspulveret tilsettes som utgangspulver i form av karbidene M02C eller WC. I motsetning til TiC, løser disse karbider seg under sintringsprosessen fortrinnsvis i binderen og vil under sintringsprosessens avkjølingsfase skille seg ut som blandkarbider (Ti,Mo)Ci.x eller (Ti,W)Ci_x som omhylling på ikke oppløste TiC-kjerner. Dermed dannes i beleggingspulveret sammensetninger [for eksempel (Ti,Mo)C-NiCo] og strukturer som allerede er utførlig beskrevet i kjent teknikk av P. Vuoristo et al. nevnt over. Ved metallografisk preparering (tverrsliping) av beleggingspulveret, er mikrostrukturen i stor grad identisk med mikrostrukturen i pulvermetallurgisk fremstilte, sintrede legemer med samme sammensetning. Imidlertid har det vist seg at en slik legeringsgrad (tofase, kubisk hardmaterialepartikkel med kjerne/omhylling-struktur i en bindemetallmatriks av minst ett eller flere grunnmaterialer Ni, Co og Fe) som regel er utilstrekkelig for tekniske anvendelser, og ifølge oppfinnelsen kan denne mangel rettes på ved å tilsette minst ett ytterligere legeringselement.
Med fordel blir nitrogen anvendt som et ytterligere legeringselement. Dette oppnås ved at titankarbid, som anvendes som utgangsmateriale ved fremstilling av beleggingspulver, blir helt eller delvis erstattet med titankarbonitrid. Fra utviklingen av skjærende verktøy er det kjent at ved en økning av innholdet av nitrogen, kan særlig innholdet av Mo og/eller W økes i binderfasen (P. Ettmayer et al., Int. J. Refractory Metals & Hard Materials, 1995, nr. 6, vol. 13, s. 343-351). På grunn av det kjente faktum at karbonitrider avgir nitrogen ved forhøyede temperaturer, som også forekommer ved termisk sprøyting, så har det hittil vært unngått å anvende nitrogen i kommersielle hardmetall-lignende beleggingspulvere. Det har imidlertid vist seg at beleggingspulveret ifølge oppfinnelsen danner en mikrostruktur som beskytter hardmaterialfasen mot nitrogentap ved sprøyteprosessen. Anvendelse av nitrogenholdige beleggingspulvere er særlig fordelaktige når disse skal anvendes til å fremstille belegg med lav friksjons-koefiisient. Grunnmaterialene Zr, Hf, V, Nb, Ta og Cr er likeså legeringselementer ifølge oppfinnelsen. Disse kan anvendes både alene og sammen med nitrogen. Legeringselementer som f.eks. Al, B og flere, er likeledes fordelaktige ved spesielle anvendelser.
Det er særlig fordelaktig når det ved fremstillingen av beleggingspulverne bringes inn metalliske legeringselementer i form av karbider. Dette gjelder for legeringselementene Mo og W, og likeså for de andre metalliske legeringselementer Zr, Hf, V, Nb, Ta og Cr, og dette gjelder så vel nitrogenfrie som nitrogenholdige sammensetninger av beleggingspulveret ifølge oppfinnelsen. Dette kan føre til at det foruten de kubiske hardmaterialfaser som danner kjerne/omhylling-strukturen, kan påvises andre separat foreliggende ikke-kubiske hardmaterialfaser. Dette inntrer når grensen for oppløsning av disse hardmaterialer i de kubiske hardmaterialfaser som danner kjerne/omhylling-strukturen, overskrides. Etter sintringsprosessen kan således f.eks. Cr3C2, Cr7C3, Cr23C6, WC, W2C og Mo2C fortsatt påvises ved røntgen-faseanalyse. For eksempel kan det orto-rombiske Cr3C2, når det anvendes i en bestemt mengde, påvises etter sintring ved hjelp av røntgen-faseanalyse. Mange beleggingsprosesser, som f.eks. plasmasprøyting i luft, høyhastighetsflammesprøyting og detonasjonssprøyting, fører til delvis oksidasjon av hardmetall-lignende beleggingspulvere. Det er kjent at de karbidiske hardmaterialer Cr3C2, Cr7C3, Cr23C6, WC, W2C og Mo2C oksiderer under dannelse av fritt karbon og dannelse av et lavere metallkarbid, når dette er stabilt, og deretter selve metallet (R.F. Voitovich, Okislenie karbidov i nitridov, Kiev, Naukova dumka, 1981). Det således dannede metall kan så legeres med den metalliske binder. Dermed oppnås samtidig både at binderens legeringstilstand påvirkes positivt, og at oksygeninnholdet i belegget minskes. Eksempelvis vil krom dannet ved oksidasjon av Cr3C2 øke binderens korrosjons-bestandighet vesentlig. Det er samtidig viktig at alle anvendte karbid- og karbonitrid-utgangsmaterialer for fremstilling av beleggingspulverne, har lavt oksygeninnhold.
Ved anvendelse av enkelte hardmaterialer ved fremstilling av beleggingspulverne, som f.eks. TiC, Ti(C,N), Mo2C eller WC, så er det foruten Ti praktisk talt ingen ytterligere metaller, som Mo, W, Ta og Nb, i hardmateiralfasen i kjernen. Foruten enkelthardmaterialer, kan det også anvendes karbider og karbonitrider dannet på forhånd, som f.eks. (Ti,Mo,)C, (Ti,W)C eller (Ti,W)(C,N). Resultatet av en slik utførelse er, slik det er kjent fra utviklingen av skjærende verktøy (P. Ettmayer et al., Int. J. Refractory Metals & Hard Materials, 1995, nr. 6, vol. 13, s. 343-351), at hardmaterialfasen som finnes i kjernen inneholder, foruten titan, også andre metaller. En slik fordeling av legeringselementene er likeledes i henhold til den foreliggende oppfinnelse. I en viss grad gjelder dette også anvendelse av Ti(C,N) som utgangsmateriale. Det er kjent at i kjernen av hardmaterialepartikkelen vil dette føre til en anrikning av nitrogen, mens nitrogeninnholdet i omhyllingen vil være lavere, men det kan observeres en anrikning av Mo eller W (P. Ettmayer, H. Kolaska, Metall, 1989, bind 43, hefte 8, s. 742-749). Dette betyr at innholdet av titan og karbon i kjernen av hardmaterialet utgjøre > 60 atom%, og i omhyllingen vil samtidig innholdet av titan, det andre metall og karbon, utgjøre > 50 atom%. Som regel ligger disse verdier betydelig over de angitte grenseverdier. For bestemte legeringsvarianter kan det også påvises flere omhyllingsfaser.
Prinsipielt kan volumforholdet mellom hardmaterialfasen og binderfasen i beleggingspulveret ifølge oppfinnelsen varieres innen vide grenser, men det oppnås tilstrekkelig høy slitasjebestandighet på belegget kun når volumandelen hardmateriale, basert på utgangsmaterialet før sintring, utgjør > 60 vol%.
For fremstillingen av beleggingspulveret ifølge oppfinnelsen kan det anvendes så vel enkelthardmaterialer, som f.eks. TiC, TiN, Ti(C,N), Mo2C, WC og Cr3C2, som også komplekse hardmaterialer, som (Ti,Mo)C og (W,Ti)C. Fortrinnsvis anvendes imidlertid enkelthardmaterialer. Karboninnholdet i de titanholdige hardmaterialer ligger således i området fra 4 til 21 vekt%, nitrogeninnholdet utgjør maksimalt 17 vekt%. Ved anvendelse av TiC eller Ti(C,N) tilsvarer dette alle sammensetninger av de komplette blandkrystaller med TiC til omtrent TiCo,3N0)7.1 tilsvarende forhold kan også TiC og TiN anvendes som utgangsmaterialer. Basert på utgangsmaterialene før sintring kan ved anvendelse av de enkelte hardmaterialer TiC, TiN eller TiCo^No,?, og basert på den totale andel hardmaterialer i beleggingspulveret, volumandelen av disse titanholdige hardmaterialer utgjøre 50-95 vol%, fortrinnsvis 60-85 vol%. I tilfelle det anvendes en tredje hardmaterialfase, utgjør andelen av denne maksimalt 35 vol%, fortrinnsvis maksimalt 25 vol%. Andelen av den andre hardmateiralfase, som er ansvarlig for dannelse av kjerne/omhylling-strukturen, vil fremkomme som differansen.
Legeringselementene, som eksempelvis W, Mo, Cr, tilsettes fortrinnsvis som karbider og kan under sintringsprosessen ved fremstillingen av beleggingspulveret oppløses både i den kubiske hardmaterialfase og delvis i binderfasen.
Kjerne/omhylling-strukturen i de kubiske hardmaterialfaser, som er karakteristisk for beleggingspulveret, overføres til belegget og kan påvises i disse. En ytterligere fordel med beleggingspulveret ifølge oppfinnelsen består i at det kan bearbeides tilnærmet like godt med de forskjellige prosessvarianter av termisk sprøyting.
Det har nå lykkes å fremstille beleggingspulvere på basis av hardmaterialet TiC, som ved hjelp av vanlige beleggingsteknologier, særlig teknologier tilhørende utførelsene med termisk sprøyting, som f.eks. plasmasprøyting, høyhastighetsflamme-sprøyting (HVOF) og detonasjonssprøyting, samt andre fremgangsmåter som belegging ved hjelp av laser eller pulverplasmapåføringssveising, kan anvendes til fremstilling av konkurransedyktige belegg, eller andre belegg som er overlegne andre hardmetallsystemer.
Dette har tross alle anstrengelser i kjent teknikk hittil ikke vært mulig. Det har ført til en slik holdning innen fagområdet at det eksempelvis er blitt sagt at "TiC er ikke minst på grunn av sin tilbøyelighet til oksidasjon og de derved resulterende beleggegenskaper som kun kan motvirkes gjennom betydelige tiltak," av kun liten betydning (J. Beczkowiak et al., Schweissen und Schneiden, 1996, bind 48, hefte 2, s. 132-136).
Beleggingspulveret ifølge oppfinnelsen kan oppnås med forskjellige pulverfremstillingsteknologier som inneholder som viktigste teknologiske skritt en sintringsprosess, f.eks. sintring og knusing. Med teknologien innbefattende sintring og knusing fremstilles riktignok beleggingspulverpartikler med uregelmessig morfologi. Ved arbeid med beleggingspulvere har det vist seg at en kuleformig morfologi som øker pulverets risleevne, har særlig gunstig virkning. Som foretrukket teknologi for fremstilling av sprøytepulvere ifølge oppfinnelsen har det vært anvendt agglomerering og sintring. For agglomereringen anvendes fortrinnsvis en sprøytetørkeprosess.
Sprøytetørkeparametrene må velges slik at det dannes granuler med høy råtetthet som kan fortettes ved en enkel sintringsprosess hvor kjerne/omhylling-strukturen i hardmaterialfasen i bindematriksen kan dannes. Den høye råtetthet hos de sprøyte-tørkede granuler er dessuten viktig fordi sammensintringen av de enkelte granuler kan begrenses til et minimum. Ved sintringen skjer en forandring i den fasemessige sammensetning hos beleggingspulverne gjennom metallurgiske reaksjoner, oppløsninger og utfellinger på nytt, hvor forandringene i elementærsammensetning er ubetydelige. Størrelsen på hardmaterialepartiklene med kjerne/omhylling-struktur i det sintrede beleggingspulver er < 10 um, men fortrinnsvis < 5 um. Etter sintringen blir det lett sammensintrede beleggingspulver bearbeidet ved en skånsom maleprosess og deretter fraksjonert i henhold til kravene for senere anvendelse, med én av de nevnte beleggingsteknologier.
Beleggingspulverne ifølge oppfinnelsen må ha en kornstørrelse som er tilpasset kravene stilt av den aktuelle beleggingsteknologi, og kornstørrelsen kan således ligge i et bredt område på 10-250 um.
I det følgende skal oppfinnelsen forklares nærmere ved hjelp av utførelses-eksempler.
Eksempel 1
59,6 vekt% TiC0(7N0>3, 12,0 vekt% Mo2C og 28,4 vekt% Ni, tilsvarende 80,4 vol% hardmaterialandel og 19,6 vol% binderandel, ble forblandet tørt, dispergert i vann og deretter i en mølle blandet intimt i en edelstålbeholder med hardmetallkuler. Til suspensjonen ble det tilsatt 1,5 vekt% av en egnet binder av polyvinylalkohol og polyetylenglykol, og deretter ble det ved sprøytetørking fremstilt granuler med kuleform. Binderen ble fjernet ved sintringen ved en ett-trinns varmebehandling. Fjerningen av
bindemiddel og varmebehandlingen skjedde i flate grafittdigler under argon med en oppvarmingshastighet på 5 K/min til 600 °C og 10 K/min til sintringstemperaturen på 1320 °C, og temperaturen ble holdt på dette i 30 minutter. Figur 1 viser det metallo-grafiske tverrsnitt av en beleggingspulverpartikkel, forstørret 3000 ganger. Kjerne/omhylling-strukturen i hardmaterialepartikkelen kan tydelig ses. Det sintrede pulver ble underkastet omhyggelig maling, og deretter, avhengig av stilte krav, fraksjonert for anvendelse ved forskjellige beleggingsteknologier. For anvendelse ved høyhastighets-flammesprøyting eller detonasjonssprøyting er den foretrukne kornstørrelse 20-45 um. For disse pulvere lå dlO ved 20 um, og d90 ved 42 um.
Pulver med kornstørrelse 20-45 um ble med et detonasjonssprøyteanlegg "Perun P" (Paton-Institut, Ukraina), som hadde et løp med lengde 660 mm og diameter 21 mm, bearbeidet til belegg med sjikttykkelse på rundt 250 um på stålsubstrater, som var egnet for abrasjonstesting. Det ble benyttet optimale sprøytebetingelser for dette materiale. Sprøyteavstanden var 120 mm med en detonasjonshastighet på 6,6 deton-asjoner/s. Det ble anvendt en blanding acetylen/oksygen i volumforhold 1,0. Beleggene ble underkastet en abrasjonstesting ifølge US standard ASTM G 65-85 uten korrosiv belastning. Massetapet etter en slitasjevei på 5904 m var 110 mg. For sammenligning med standardmaterialer må dette på grunn av tetthetsforskjeller omregnes i mm , og utgjorde 16,5 mm<3>. Ved forsøk med standardmaterialer tilsvarte volumtapene 7,0 mm<3> og 15,9 mm<3>. Disse materialer ble sprøytet med de parametere som var optimale for dem, dvs. at volumforholdet i blandingen acetylen/oksygen var 1,3.
Eksempel 2
Av 59,6 vekt% TiC, 12,0 vekt% Mo2C, 8,5 vekt% Cr3C2 og 19,9 vekt% Ni, tilsvarende 86,8 vol% hardmaterialandel og 13,2 vol% bindeandel, ble det med fremgangsmåten benyttet i eksempel 1 fremstilt et beleggingspulver. Det var forskjell i sintringstemperatur, denne var her 1300 °C. På figur 2 vises metallografisk tverrslip gjennom flere beleggingspulverpartikler med 700 ganger forstørrelse. Mikrostrukturen for én av disse beleggingspulverpartikler er med 800 ganger forstørrelse vist på figur 3. Andelen lys binderfase er vesentlig mindre enn i beleggingspulveret ifølge eksempel 1. Foruten hardmaterialepartikler med kjerne/omhylling-struktur, kan det ses flere partikler med en tredje karbidisk hardmaterialfase. Beleggingspulveret ble fraksjonert, og for sprøyteforsøk ble det således anvendt et kornstørrelsesområde på 20-45 um. Morfologien hos disse sprøytepulvere ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 4. Beleggingspulveret ble bearbeidet under sprøytebetingelser som i eksempel 1 med detonasjonssprøyteanlegget "Perun P" (Paton-Institut, Ukraina) til belegg med en sjikttykkelse på rundt 250 um på stålsubstrater, som var egnet for abrasjonstestinger. Massetapet etter 5904 m slitasjevei utgjorde 68 mg, som omregnet til volumtap var 10,6 mm<3>.
Eksempel 3
Av 59,6 vekt% TiCoi7<N>0j3, 12,0 vekt% Mo2C, 8,5 vekt% Cr3C2 og 19,9 vekt% Ni, tilsvarende 86,5 vol% hardmaterialandel og 13,5 vol% binderandel, ble det ved samme fremgangsmåte som i eksempel 1 fremstilt et beleggingspulver. Det var forskjell i sintringstemperatur, den utgjorde her 1300 °C. Beleggingspulveret hadde tilsvarende mikrostruktur som i eksempel 2. Beleggingspulveret ble fraksjonert, og for sprøyteforsøk ble det anvendt kornstørrelse 20-45 um. Beleggingspulveret ble under samme sprøytebetingelser som i eksempel 1 bearbeidet i detonasjonsanlegget "Perun P" (Paton-Institut, Ukraina) til belegg med en sjikttykkelse på rundt 250 um på stålsubstrater, som var egnet for abrasjonstestinger. Massetapet etter 5904 m slitasjevei utgjorde 58 mg, som omregnet til volumtap var 8,9 mm<3>.
Eksempel 4
Av 56,5 vekt% TiC, 12,0 vekt% Mo2C, 3,0 vekt% NbC og 28,5 vekt% Ni, tilsvarende 80,4 vol% hardmaterialandel og 19,6 vol% binderandel, ble det ved samme fremgangsmåte som i eksempel 1 fremstilt et beleggingspulver. Det var forskjell i sintringstemperatur, den utgjorde her 1300 °C. Beleggingspulveret hadde tilsvarende mikrostruktur som i eksempel 2. Beleggingspulveret ble fraksjonert, og for sprøyteforsøk ble det anvendt kornstørrelse 20-45 um. Beleggingspulveret ble under samme sprøyte-betingelser som i eksempel 1 bearbeidet i detonasjonsanlegget "Perun P" (Paton-Institut, Ukraina) til belegg med en sjikttykkelse på rundt 250 um på stålsubstrater, som var egnet for abrasjonstestinger. Massetapet etter 5904 m slitasjevei utgjorde 80 mg, som omregnet til volumtap var 12,1 mm<3>.
Eksempel 5
Et beleggingspulver fra eksempel 1 ble med et "PT A-3000S" plasma-sprøyteanlegg med en F4-brenner i vanlig atmosfære påført på et stålsubstrat egnet for abrasjonstesting. Ved dette ble det anvendt et Ar/H2-plasma (beste resultat med 45 l/min Ar og 14 l/min H2) med en plasmakraft på 38 kW. Massetapet etter 5904 m slitasjevei utgjorde 100 mg, som omregnet til volumtap var 16,4 mm<3>.
Ved forsøk i samme anlegg med standardmaterialene WC - 12 % Co og Cr3C2 - 25 % NiCr utgjorde volumtapene henholdsvis 10,8 mm<3> og 20,3 mm<3>. Disse materialer ble sprøytet med parametre som var optimale for disse, dvs. ved anvendelse av et Ar/He-plasma (Ar: 60 l/min, He: 120 l/min, 44 kW plasmakraft, 110 mm sprøyte-avstand).
Eksempel 6
Et beleggingspulver fra eksempel 1 ble ved høyhastighetsflammesprøyting med et "PT CDS" sprøyteanlegg med en gassblanding av hydrogen (600 l/min) og oksygen (300 l/min) med 200 mm sprøyteavstand påført på et stålsubstrat som var egnet for abrasjonstesting. Massetapet etter 5904 m slitasjevei utgjorde 94 mg, som omregnet til volumtap var 15,4 mm<3>.
Claims (20)
1. Beleggingspulver med hardmetall-lignende mikrostruktur, bestående av hardmetallpartikler som har to kubiske hardmateiralfaser som danner en struktur med kjerne/omhylling, hvor hardmateiralfasen i kjernen overveiende inneholder Ti og C, og hvor hardmetallfasen i omhyllingen overveiende inneholder Ti og et andre metall som er forskjellig fra Ni, Co og Fe, og C, og hvor disse er innbakt i en bindemiddelfase omfattende minst ett eller flere av elementene Ni, Co og Fe,
karakterisert ved at det enten i hardmateiralfasen eller i bindemiddelfasen, eller i begge, samtidig er til stede et ytterligere legeringselement som er N og/eller minst ett av elementene Zr, Hf, V, Nb, Ta og Cr, og at det i bindemiddelfasen kan være innbakt minst en tredje karbid-hardmaterialfase som under sprøyteprosessen i oksygenholdig atmosfære spaltes under tap av karbon, og de metalliske bestanddeler legeres med de andre hardmetallfaser og/eller bindemiddelfasen, eller gjennom hurtig avkjøling forblir oppløst som karbid i bindemiddelfasen.
2. Beleggingspulver ifølge krav 1,
karakterisert ved at den kubiske hardmaterialfase i omhyllingen inneholder som det andre metall Mo eller W.
3. Beleggingspulver ifølge krav 1 eller 2,
karakterisert ved at den metalliske bindemiddelfase også er legert med W og/eller Mo, og at ett eller begge av elementene samtidig inneholdes i den kubiske hardmaterialfase som danner omhyllingen.
4. Beleggingspulver ifølge krav 1-3,
karakterisert ved at den tredje eller hver ytterligere karbid-fase har et kubisk eller et annet krystallgitter.
5. Beleggingspulver ifølge krav 1 eller 4,
karakterisert ved at karbid-fasene er Cr3C2, Cr7C3, Cr23C6, WC, W2C og Mo2C.
6. Beleggingspulver ifølge krav 1-5,
karakterisert ved at volumandelen av hardmaterialet, basert på utgangsmaterialene før sintring, utgjør > 60 vol %.
7. Beleggingspulver ifølge krav 6,
karakterisert ved at volumandelen av hardmaterialet, basert på utgangsmaterialene før sintring, er i området 70 til 95 vol %.
8. Beleggingspulver ifølge krav 7,
karakterisert ved at volumandelen av hardmaterialet, basert på utgangsmaterialene før sintring, er i området 80 til 95 vol %.
9. Beleggingsmateriale ifølge krav 1-8,
karakterisert ved at karboninnholdet i den titanholdige hardmaterialmasse utgjør 4-22 vekt % og at nitrogeninnholdet i de titanholdige hardmaterialer utgjør høyst 17 vekt % ved anvendelse av enkelthardmaterialene TiC, TiN eller Ti(C,N), basert på utgangsmaterialene før sintring.
10. Beleggingspulver ifølge krav 7-9,
karakterisert ved at volumandelen av de titanholdige hardmaterialer ved anvendelse av de individuelle hardmaterialer TiC, TiN eller Ti(C,N), basert på utgangsmaterialene før sintring og på den totale hardmaterialandel, utgjør 50-95 vol %.
11. Beleggingspulver ifølge krav 10,
karakterisert ved at volumandelen av de titanholdige hardmaterialer ved anvendelse av de individuelle hardmaterialer TiC, TiN eller Ti(C,N), basert på utgangsmaterialene før sintring og på den totale hardmaterialandel, utgjør 60-90 vol %.
12. Beleggingspulver ifølge krav 1-11,
karakterisert ved at volumandelen av den tredje karbid-hardmateriålfase, basert på utgangsmaterialene før sintring og på den totale andel hardmaterialer, utgjør høyst 35 vol %.
13. Beleggingspulver ifølge krav 12,
karakterisert ved at volumandelen av den tredje karbid-hardmaterialfase, basert på utgangsmaterialene før sintring og på den totale andel hardmaterialer, utgjør høyst 25 vol %.
14. Beleggingspulver ifølge krav 1-13,
karakterisert ved at de sintrede partikler har en kornstørrelse i området 10-250 um.
15. Beleggingspulver ifølge krav 14,
karakterisert ved at de sintrede partikler har en kornstørrelse i området 20-90 um.
16. Beleggingspulver ifølge krav 15,
karakterisert ved at de sintrede partikler har en kornstørrelse i området 10-45 um.
17. Beleggingspulver ifølge krav 14-16,
karakterisert ved at de sintrede partikler har en kuleformet morfologi.
18. Fremgangsmåte for fremstilling av beleggingspulveret ifølge ett eller flere av kravene 1-17,
karakterisert ved at de enkelte hardmaterialer og metallpulveret males sammen i en kulemølle og blandes og homogeniseres i en vandig suspensjon, deretter granuleres, sintres og bearbeides oppmalingsteknisk.
19. Fremgangsmåte ifølge krav 18,
karakterisert ved at granuleringen skjer ved sprøytetørking.
20. Fremgangsmåte ifølge krav 18 eller 19,
karakterisert ved at sintringen utføres avhengig av legeringens sammensetning og ved temperaturer hvor det dannes tilstrekkelig flytende fase til å gjøre mulig de metallurgiske reaksjoner, oppløsninger og utfellinger på nytt for å danne de kubiske hardmaterialfaser i kjerne/omhylling-strukturen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19640788A DE19640788C1 (de) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | Beschichtungspulver und Verfahren zu seiner Herstellung |
PCT/DE1997/002207 WO1998014630A1 (de) | 1996-10-02 | 1997-09-25 | Beschichtungspulver und verfahren zu seiner herstellung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO991572D0 NO991572D0 (no) | 1999-03-30 |
NO991572L NO991572L (no) | 1999-03-30 |
NO321957B1 true NO321957B1 (no) | 2006-07-31 |
Family
ID=7807760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO19991572A NO321957B1 (no) | 1996-10-02 | 1999-03-30 | Beleggingspulver og fremgangsmate for fremstilling av dette |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6162276A (no) |
EP (1) | EP0948659B1 (no) |
JP (1) | JP4282767B2 (no) |
AT (1) | ATE210205T1 (no) |
BR (1) | BR9711858A (no) |
CA (1) | CA2267960C (no) |
DE (1) | DE19640788C1 (no) |
NO (1) | NO321957B1 (no) |
WO (1) | WO1998014630A1 (no) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004094685A2 (en) * | 2003-04-22 | 2004-11-04 | Diamond Innovations, Inc. | Method to provide wear-resistant coating and related coated articles |
US6863990B2 (en) * | 2003-05-02 | 2005-03-08 | Deloro Stellite Holdings Corporation | Wear-resistant, corrosion-resistant Ni-Cr-Mo thermal spray powder and method |
US7247186B1 (en) * | 2003-05-20 | 2007-07-24 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Advanced erosion resistant carbonitride cermets |
US7074253B2 (en) * | 2003-05-20 | 2006-07-11 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Advanced erosion resistant carbide cermets with superior high temperature corrosion resistance |
US7175686B2 (en) * | 2003-05-20 | 2007-02-13 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Erosion-corrosion resistant nitride cermets |
EP1910476A1 (en) * | 2005-07-11 | 2008-04-16 | Akzo Nobel Coatings International BV | Process for preparing a powder coating composition |
CN101258185B (zh) * | 2005-07-11 | 2012-03-21 | 阿克佐诺贝尔国际涂料股份有限公司 | 粉末涂料 |
US20070099014A1 (en) * | 2005-11-03 | 2007-05-03 | Sulzer Metco (Us), Inc. | Method for applying a low coefficient of friction coating |
DE102007004937B4 (de) * | 2007-01-26 | 2008-10-23 | H.C. Starck Gmbh | Metallformulierungen |
BRPI1101402A2 (pt) * | 2011-03-29 | 2013-06-04 | Mahle Metal Leve Sa | elemento deslizante |
US20130260172A1 (en) * | 2012-04-02 | 2013-10-03 | Kennametal Inc. | Coated titanium alloy surfaces |
JP2017013047A (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 被覆粒子 |
CN106001550B (zh) * | 2016-06-03 | 2018-10-19 | 广东工业大学 | 一种以TiC-Ni-Mo2C合金为耐磨相的耐磨金属陶瓷及其制备方法与应用 |
CN106216663A (zh) * | 2016-09-18 | 2016-12-14 | 广东工业大学 | 一种金属陶瓷颗粒及其制备方法应用 |
CN106216662A (zh) * | 2016-09-18 | 2016-12-14 | 广东工业大学 | 一种金属陶瓷颗粒及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3859057A (en) * | 1970-03-16 | 1975-01-07 | Kennametal Inc | Hardfacing material and deposits containing tungsten titanium carbide solid solution |
JPS5425232A (en) * | 1977-07-28 | 1979-02-26 | Riken Piston Ring Ind Co Ltd | Sliding parts having wearrresistant jet coated layer |
DD224057A1 (de) * | 1984-05-14 | 1985-06-26 | Immelborn Hartmetallwerk | Beschichtungspulver auf der basis von titancarbid |
CH670103A5 (no) * | 1986-02-04 | 1989-05-12 | Castolin Sa | |
FI86566C (fi) * | 1989-10-27 | 1992-09-10 | Valmet Paper Machinery Inc | Vals foer anvaendning vid pappersframstaellning och foerfarande foer framstaellning av valsen. |
DE4134144C2 (de) * | 1991-10-16 | 1994-04-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Karbidisches Spritzpulver |
-
1996
- 1996-10-02 DE DE19640788A patent/DE19640788C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-09-25 CA CA002267960A patent/CA2267960C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-25 WO PCT/DE1997/002207 patent/WO1998014630A1/de active IP Right Grant
- 1997-09-25 AT AT97912020T patent/ATE210205T1/de active
- 1997-09-25 EP EP97912020A patent/EP0948659B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-25 BR BR9711858A patent/BR9711858A/pt not_active IP Right Cessation
- 1997-09-25 US US09/269,819 patent/US6162276A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-25 JP JP51613398A patent/JP4282767B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-03-30 NO NO19991572A patent/NO321957B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2267960A1 (en) | 1998-04-09 |
JP2001503105A (ja) | 2001-03-06 |
DE19640788C1 (de) | 1997-11-20 |
BR9711858A (pt) | 1999-08-24 |
ATE210205T1 (de) | 2001-12-15 |
CA2267960C (en) | 2003-07-08 |
NO991572D0 (no) | 1999-03-30 |
JP4282767B2 (ja) | 2009-06-24 |
EP0948659B1 (de) | 2001-12-05 |
US6162276A (en) | 2000-12-19 |
EP0948659A1 (de) | 1999-10-13 |
NO991572L (no) | 1999-03-30 |
WO1998014630A1 (de) | 1998-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6869254B2 (ja) | 代替バインダーを含む超硬合金 | |
US3752655A (en) | Sintered hard metal product | |
CA2337322C (en) | Spray powder, thermal spraying process using it, and sprayed coating | |
AU725818B2 (en) | Tough-coated hard powders and sintered articles thereof | |
US9079778B2 (en) | Production of near-stoichiometric spherical tungsten carbide particles | |
DK2066822T3 (en) | Cermet powder | |
NO321957B1 (no) | Beleggingspulver og fremgangsmate for fremstilling av dette | |
CN102046823B (zh) | 金属陶瓷 | |
Chicardi et al. | Inverse core–rim microstructure in (Ti, Ta)(C, N)-based cermets developed by a mechanically induced self-sustaining reaction | |
US5966585A (en) | Titanium carbide/tungsten boride coatings | |
US20050132843A1 (en) | Chrome composite materials | |
US20100239855A1 (en) | Tool | |
WO2001018272A1 (en) | Coated cemented carbide insert | |
EP2816138B1 (en) | Cermet film, coated metal body having cermet film, method for producing cermet film, and method for producing coated metal body | |
EP1077272A1 (en) | Titanium carbide/tungsten boride coatings | |
Berger | Binary WC-and Cr3C2-containing hardmetal compositions for thermally sprayed coatings | |
CN107287547A (zh) | 硼化钽复合涂层的制备方法 | |
Dewald et al. | Cubic titanium trialuminide thermal spray coatings—a review | |
US20130260172A1 (en) | Coated titanium alloy surfaces | |
JP2023512751A (ja) | 代替的な結合剤を有する傾斜超硬合金 | |
Tkachivskyi et al. | Production of thermal spray Cr3C2-Ni powders by mechanically activated synthesis | |
JP4739482B2 (ja) | チタン基炭窒化物合金 | |
CN100359031C (zh) | 具有优异的抗高温腐蚀性的高级抗侵蚀碳化物金属陶瓷 | |
JPH02228474A (ja) | 被覆焼結合金 | |
KR100447289B1 (ko) | 탄화티탄/붕화텅스텐 코팅막 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |