SE452963B - Wear-resistant surface prodn. on steel machine parts - Google Patents

Wear-resistant surface prodn. on steel machine parts

Info

Publication number
SE452963B
SE452963B SE8405329A SE8405329A SE452963B SE 452963 B SE452963 B SE 452963B SE 8405329 A SE8405329 A SE 8405329A SE 8405329 A SE8405329 A SE 8405329A SE 452963 B SE452963 B SE 452963B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
coating
steel
silicon
machine parts
wear
Prior art date
Application number
SE8405329A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8405329L (en
SE8405329D0 (en
Inventor
P-E Ahlers
T K Ahola
P J Hartzell
Original Assignee
Neles Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Neles Oy filed Critical Neles Oy
Publication of SE8405329D0 publication Critical patent/SE8405329D0/en
Publication of SE8405329L publication Critical patent/SE8405329L/en
Publication of SE452963B publication Critical patent/SE452963B/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/04Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

Wear-resistant layers are produced on machine parts by melting the surface of the steel using an electric are or other heat-sourc adding powdered alloying material (I) and allowing the alloy to solidify to form the wear-resistant surface. (I) is Si and the layer contains 5-20, pref. 7-15 wt% Si. (First major country equivalent to FI8301489-A)

Description

452 963 landen kan inte åstadkommas med något sprutförfarande. 452 963 countries can not be achieved by any spraying procedure.

När den smälta beläggningen eller tillsatsmaterialet tillförs det smälta basmaterialet genom påsvetsning, blandas dessa med varandra. Då försämras de hårda be- läggningarnas egenskaper till följd av utspädning, och skiktets sammansättning och således dess egenskaper kan inte bevaras och inte behärskas i tillräcklig grad.When the molten coating or additive material is applied to the molten base material by welding, mix these with each other. Then the harsh conditions deteriorate. the properties of the plants due to dilution, and the composition of the layer and thus its properties can not be preserved and not adequately controlled.

Man minskar legeringen med basmaterialet genom att öka beläggningsskiktens antal, men på detta sätt ökar kost- naderna, och tillverkningstiden förlängs.The alloy with the base material is reduced by increasing the number of coating layers, but in this way the cost and the production time is extended.

I färd med ständigt ökande fordringar som bruksförhál- landena ställer på maskinelement har man i allmänhet sökt efter lösning till hâllfasthetsproblemen i mera noggrant legerande av den hårda beläggningen än förut.In the process of ever-increasing claims as a use countries set up machine elements in general sought solution to the strength problems in more carefully alloying the hard coating than before.

Detta lösningssätt fungerar emellertid inte beroende på de ovannämnda bristfällígheterna som finns i de in- dustriella tillverkningsmetoderna.However, this solution does not work depending on the above-mentioned shortcomings contained in the industrial manufacturing methods.

Beläggningen enligt denna uppfinning framställs liksom den traditionella hårda beläggningen genom tillförsel till det smälta basmaterialet av tillsatsämne, pulver- formigt kisel, men beläggningens uppkomstmekanism är fullkomligt ny och avvikande jämfört med sådana belägg- ningsmetoder som är i bruk. Tillsatsämnets syfte är att förädla basmaterialet, inte att bilda ett separat yt- skikt med tillsatsämnets karaktär. När man på detta sätt legerar exempelvis ytskiktet hos rostfritt stål, får man till stånd en beläggning som håller fast vid grundmate- rialet på samma sätt som en svets. Det har rikligt med användningar i process- och kemiska industrins rörliga maskinelement såsom turbiner, förbränningsmotorer, pumpar och ventiler. Bruk finns överallt där det behövs slit- och korrosionshållfasthet under skavande omständigheter och/eller vid höga temperaturer. Även ytan av kolstál eller annat låglegerat stål blir bättre genom kisellege- ring. 452 963 Användning av kisel som legeringsämne i gjutjärn och stål är i och för sig känd och vidsträckt undersökt teknik. Metals handbook, 1958 ASTM, Cleveland Ohio, s 477, omnämner användning av kisel i och för förbätt- ring av korrosionshållfastheten hos rostfritt stål vid hög temperatur. Kiselhalten är då 2 - 3%. Inga omnämnanden av kisels användning i höga koncentra- tioner för förbättring av slithållfastheten förekommer i den citerade publikationen. I DE-utläggningsskriften 1 248 831 (21 h 30/11) har kisel anförts som legerings- ämne i en hård beläggning, men uppfinningen utgör tra- ditionell påsvetsningsteknik där separat pàfört tilläggs- ämne och legeringsämnen smälts på basmaterialet och smältan efter sin stelning bildar ett beläggningsskikt ovanpå det delvis smälta basmaterialet. I GB-patent- skriften 1,043,428 (C 23 c 11/06) har framförts använd- ningen av kisel till förbättring av korrosionshållfast- heten hos stål, legerat stål eller en krom-nickellegering eller rostfritt stål genom att man ökar kiselhalten i ett tunt ytskikt med hjälp av diffusion. I det uppfin- ningsenliga förfarandet håller man stålet under en lång tid vid hög temperatur, varvid från den på ytan pálagda pulverblandningen kisel diffunderar in i basmaterialet, där dess halt är 0,3 - 3%.The coating of this invention is prepared as well the traditional hard coating by supply to the molten base material of additive, powder silicon, but the origin of the coating is completely new and divergent compared to such methods in use. The purpose of the additive is to refine the base material, not to form a separate surface layer with the character of the additive. When in this way alloys, for example, the surface layer of stainless steel, you get to create a coating that adheres to the basic material the material in the same way as a weld. It has plenty uses in the process and chemical industry variable machine elements such as turbines, internal combustion engines, pumps and valves. Mills are everywhere where wear and tear is needed. and corrosion resistance under abrasive conditions and / or at high temperatures. Also the surface of carbon steel or other low-alloy steel is improved by silicon alloy ring. 452 963 Use of silicon as an alloying element in cast iron and steel is known per se and has been extensively studied technique. Metals Handbook, 1958 ASTM, Cleveland Ohio, s 477, mentions the use of silicon in order to improve corrosion resistance of stainless steel at high temperature. The silicon content is then 2 - 3%. No mentions of the use of silicon in high concentrations tions for improving the wear resistance occur in the cited publication. In the DE explanatory note 1,248,831 (21 h 30/11), silicon has been cited as an alloy substance in a hard coating, but the invention constitutes additional welding technology where separately applied additional substance and alloying elements are melted on the base material and the melt after its solidification forms a coating layer on top of the partially molten base material. In the GB patent 1,043,428 (C 23 c 11/06) has been used the use of silicon to improve the corrosion resistance of steel, alloy steel or a chromium-nickel alloy or stainless steel by increasing the silicon content in a thin surface layer by means of diffusion. In the invention According to the procedure, the steel is kept for a long time time at high temperature, whereby from that applied to the surface the powder mixture silicon diffuses into the base material, where its content is 0.3 - 3%.

Legering av stålets yta med pulverformigt legeringsämne är känd genom DE-ansökningspublikationen 3 110 628 (B 23 K 9/04) och USA-patentskriften 4,234,776 (B 23 K 9/04). I ingendera publikation nämns emellertid kisels fördelaktighet i framställningen av en slithärdig be- läggning på sådant sätt som i enlighet med föreliggande uppfinning har framlagts i patentkraven.Alloy of the steel surface with powdered alloying substance is known from DE application publication 3 110 628 (B 23 K 9/04) and U.S. Patent 4,234,776 (B 23 K 9/04). In no publication, however, is silicon mentioned advantage in the production of a wear-resistant laying in such a manner as in accordance with the present invention has been set out in the claims.

Uppfinningen kännetecknas av det som har anförts i känne- teckendelen av patentkravet 1. 452 963 »P Den legerade beläggningen framställs med hjälp av sed- vanliga svetsningsanordníngar i och med att man värmer och smälter basmaterialet med plasmagas eller med en MIG-ljusbåge eller med en laserstråle. Dessa är de mest lämpliga metoderna, därför att vid svetsning med dem är smältans tjocklek och bredd lätt behärskbara.The invention is characterized by what has been stated in the character part of claim 1. 452 963 »P The alloy coating is prepared using custom ordinary welding devices when heating and melts the base material with plasma gas or with a MIG arc or with a laser beam. These are they most suitable methods, because when welding with they are easily controllable in thickness and width of the melt.

Pulverformigt kisel tillförs i smältan med en pulver- matningsanordning eller t ex vid MIG-svetsning i kärn- tråden, vars mantel lämpligast består av stål överens- stämmande med basmaterialet. Beläggningens kiselhalt, som kan inställas på önskad höjd genom reglering av pulvrets eller kärntrådens matningshastighet och mäng- den i vilken basmaterialet smälts, varierar inom 5 - 20 viktprocent. Genom variering av kiselhalten kan belägg- ningens hårdhet steglöst regleras mellan 500 och 1 200 HV.Powdered silicon is added to the melt with a powder feeding device or for example in MIG welding in the core the wire, the jacket of which most suitably consists of steel consistent with the base material. The silicon content of the coating, which can be adjusted to the desired height by adjusting the feed rate of the powder or core wire and the the one in which the base material is melted varies within 5 - 20 weight percent. By varying the silicon content, the coating The hardness of the unit is steplessly regulated between 500 and 1,200 HV.

Beläggningen håller sig härvid ännu tillräckligt seg med hänseende till bearbetning och drift. Värmetillförseln vid förfarandet enligt denna uppfinning framkallar inga skadliga deformationer, och värmetillförseln till belägg- ? ningen är inte kritisk såsom hos sedvanliga hårda be- läggningar.The coating is still sufficiently tough with regard to processing and operation. The heat supply in the process of this invention no harmful deformations, and the heat supply to the coating-? is not critical as in the case of conventional hard installations.

Tjockleken av det med pulverformigt kisel förädlade skik- tet på stålsorter är för det mest typiska 0,5 - 10mm. En sådan beläggnings mikrostruktur är en jämnkornig fast lösning påminnande om en binär legering, vars struktur är stabil även vid långvarigt hållande i en hög tempera- tur över 1 ooo°c. .üThe thickness of the powdered silicon refined steel on steel grades is for the most typical 0.5 - 10mm. One such a coating microstructure is an even-grained solid solution reminiscent of a binary alloy, the structure of which is stable even with long-term holding in a high temperature turn over 1 ooo ° c. .ü

Claims (4)

452 963 Patentkrav452,963 Patent claims 1. Förfarande för bildande av en beläggning på av stål förfärdigade maskinelement och maskindelar, innefattande att man smälter stålets yta till ett önskat djup och önskad bredd med hjälp av en ljusbåge t ex laserljus eller annan dylik värmekälla, att man inblandar och ned- smälter pulverformígt legeríngsmaterial i smältan och att man förmår smältan att stelna och bilda sagda belägg- ning på sagda maskinelement och maskindelar, k ä n n e- t e c k n a t därav, att som det pulverformiga legerings- materialet väljes kisel, att beläggningens kiselhalt bringas till 5-20, företrädesvis 7-15 viktprocent, och att beläggningens hårdhet, som är proportionell mot kisel- halten bringas till 500-1200 HV.A method for forming a coating on machine-made machine elements and machine parts, comprising melting the surface of the steel to a desired depth and desired width by means of an arc, for example laser light or other such heat source, mixing and melting in powder form. alloying material in the melt and that the melt is allowed to solidify and form said coating on said machine elements and machine parts, characterized in that silicon is chosen as the powdered alloy material, that the silicon content of the coating is brought to 5-20, preferably 7-15% by weight, and that the hardness of the coating, which is proportional to the silicon content, is brought to 500-1200 HV. 2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att beläggníngstjockleken bringas till 0,5-10 mm.2. A method according to claim 1, characterized in that the coating thickness is brought to 0.5-10 mm. 3. Av stål förfärdigade maskinelement och maskindelar uppvisande en beläggning, framställd genom smältning av stålets yta till ett önskat djup och önskad bredd medelst en ljusbåge, t ex laserljus eller annan dylik värmekälla, genom inblandning och nedsmältning av pulver- formigt legeringsmaterial i smältan och genom att förmå smältan att stelna och bilda sagda beläggning på sagda maskinelement och maskindelar, k ä n n e t e c k n a d därav, att det pulverformiga legeringsmaterialet är kisel, att beläggningens kiselhalt är 5-20, företrädesvis 7-15 viktprocent, och att beläggningens hårdhet är pro- portionell mot kiselhalten och är 500-1200 HV.3. Machine elements and machine parts made of steel having a coating, produced by melting the surface of the steel to a desired depth and width by means of an arc, eg laser light or other such heat source, by mixing and melting powdered alloy material into the melt and by to cause the melt to solidify and form said coating on said machine elements and machine parts, characterized in that the powdered alloy material is silicon, that the silicon content of the coating is 5-20, preferably 7-15% by weight, and that the hardness of the coating is proportional to silicon content and is 500-1200 HV. 4. Alster enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att beläggningstjockleken är 0,5-10 mm.4. An article according to claim 3, characterized in that the coating thickness is 0.5-10 mm.
SE8405329A 1983-05-02 1984-10-25 Wear-resistant surface prodn. on steel machine parts SE452963B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI831489A FI68181C (en) 1983-05-02 1983-05-02 SLITHAOLLFAST BELAEGGNING

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8405329D0 SE8405329D0 (en) 1984-10-25
SE8405329L SE8405329L (en) 1986-04-26
SE452963B true SE452963B (en) 1988-01-04

Family

ID=8517131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8405329A SE452963B (en) 1983-05-02 1984-10-25 Wear-resistant surface prodn. on steel machine parts

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI68181C (en)
SE (1) SE452963B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995009736A1 (en) * 1993-10-05 1995-04-13 Olofsson Johan Lennart Device at railway wheels and method for obtaining said device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995009736A1 (en) * 1993-10-05 1995-04-13 Olofsson Johan Lennart Device at railway wheels and method for obtaining said device

Also Published As

Publication number Publication date
FI831489A0 (en) 1983-05-02
FI831489L (en) 1984-11-03
SE8405329L (en) 1986-04-26
SE8405329D0 (en) 1984-10-25
FI68181C (en) 1985-08-12
FI68181B (en) 1985-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hemmati et al. Effects of the alloy composition on phase constitution and properties of laser deposited Ni-Cr-B-Si coatings
US6037287A (en) Laser clad pot roll sleeves and bushings for galvanizing baths
KR101131165B1 (en) Machine part belonging to a sliding pair and method for the production thereof
Buytoz et al. Microstructural development of Fe–Cr–C and B 4 C powder alloy coating on stainless steel by plasma-transferred arc weld surfacing
Ferreira et al. Microstructure and properties of nickel-based C276 alloy coatings by PTA on AISI 316L and API 5L X70 steel substrates
Škamat et al. Pulsed laser processed NiCrFeCSiB/WC coating versus coatings obtained upon applying the conventional re-melting techniques: Evaluation of the microstructure, hardness and wear properties
Voiculescu et al. Dissimilar brazed joints between steel and tungsten carbide
SE452963B (en) Wear-resistant surface prodn. on steel machine parts
Reisgen et al. Influence of preheating on lamellar gray cast iron for surface layer welding applications with plasma-transferred arc powder and metal inert gas welding processes with duplex steel as filler material
EP0144697A1 (en) Method and device for produktion of metal blocks, castings or profile material with enclosed hard metal grains
Mikheev Innovative processes of production functional gradient layered compositions with enhanced tribological properties
Kovalev et al. Formation of an intermetallic layer during arc facing of aluminum alloys onto a steel substrate
Rovatti et al. Effect of Dilution on Microstructure and Wear Resistance of a Fe‐Based Hardfacing Alloy with a High Amount of Carbide‐Forming Elements
Hristov Repairing piston steel head in internal combustion ship engine Mitsubishi 60 LS by means of flux-cored arc built up welding
Matsuda et al. Surface Hardening of Copper-Nickel Alloys with Boronizing
Fauchais et al. Plasma-transferred arc
RU2183688C1 (en) Wear-resistant iron-base alloy
Abakay et al. Wear properties of TIG surface alloyed steel with 50% Fe-10% W-40% B alloy
Silva et al. Influence of welding parameters on the geometric and microstructural characteristics of Inconel 625 coatings deposited on ASTM A36 Steel by Plasma Transferred Arc
Gorunov Fabrication of coatings and bulk products made of a nickel-based material by additive technology laser metal deposition
Peddiraju et al. Enhancing surface hardness of titanium through Ni-Ti intermetallic microstructures formed in situ during weld deposition of nickel
CH635869A5 (en) NICKEL BASED ALLOY.
Akulova et al. Defects in Metal during Plasma and Tig Surfacing
Chen et al. Crack Elimination and Surface Quality Enhancement of the Wear-resistant Layer on Guide Slippers of Coal Cutting Machines
CN1418975A (en) Ultrahigh carbon Cr-Ni-C high temp. wearing-resistant alloy material

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8405329-7

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed