WO2023104251A1 - Grundkörper mit einer beschichtung - Google Patents

Grundkörper mit einer beschichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2023104251A1
WO2023104251A1 PCT/DE2022/100944 DE2022100944W WO2023104251A1 WO 2023104251 A1 WO2023104251 A1 WO 2023104251A1 DE 2022100944 W DE2022100944 W DE 2022100944W WO 2023104251 A1 WO2023104251 A1 WO 2023104251A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weight
coating
base body
welding
body according
Prior art date
Application number
PCT/DE2022/100944
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik DOBRZANSKI
Tobias Phillip Utsch
Original Assignee
HPL Technologies GmbH
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 HPL Technologies GmbH filed Critical HPL Technologies GmbH
Priority to KR1020247021148A priority Critical patent/KR20240122789A/ko
Priority to MX2024007029A priority patent/MX2024007029A/es
Priority to CN202280086230.7A priority patent/CN118475711A/zh
Priority to EP22839627.1A priority patent/EP4444925A1/de
Publication of WO2023104251A1 publication Critical patent/WO2023104251A1/de

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
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent
    • B23K35/308Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
    • B23K35/3086Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • 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
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • 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
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/144Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing particles, e.g. powder
    • 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
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
    • B23K26/147Features outside the nozzle for feeding the fluid stream towards the workpiece
    • 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
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34Laser welding for purposes other than joining
    • 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
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342Build-up welding
    • 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
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent
    • B23K35/308Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/051Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0278Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
    • C22C33/0285Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with Cr, Co, or Ni having a minimum content higher than 5%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C24/00Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06Metallic material
    • C23C4/067Metallic material containing free particles of non-metal elements, e.g. carbon, silicon, boron, phosphorus or arsenic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24After-treatment of workpieces or articles
    • B22F2003/241Chemical after-treatment on the surface
    • B22F2003/242Coating
    • 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
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/006Vehicles
    • 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
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys
    • B23K2103/05Stainless steel

Definitions

  • the present invention relates to a base body with a coating, a powder material for a coating, and a method for coating a base body.
  • Brake discs are known in the prior art, for example, as inexpensive components made from gray cast iron.
  • a problem with cast brake discs, however, is that they tend to corrode and show insufficient abrasion resistance, which contributes to increased fine dust pollution.
  • the braking process of uncoated cast iron brake discs causes around 15% of a vehicle's total particulate matter emissions. These negative properties can be reduced by coating the brake disc body.
  • laser coating processes have generally prevailed over paint coatings because, for example, a functional layer can be produced in this way, which achieves greater abrasion resistance, improved corrosion protection and a reduction in fine dust emissions.
  • a method known in the prior art for coating base bodies, for example brake disks, is flame spraying.
  • a filler metal made of wire or powder is fed into a nozzle.
  • the powder material used is evenly conveyed from the powder container and guided by a flow of conveying gas through the burner nozzle to the burner flame. This ensures that melted or melted particles adhere to the surface to be coated.
  • Flame spraying is a comparatively simple and inexpensive process, but the resulting coatings can have a relatively high porosity, there is no melt-metallurgical connection with the base body, and the gas consumption is high.
  • An alternative is laser cladding [LA], in which, for example, lower porosity can be achieved with reduced gas consumption.
  • the LA is a welding process which using laser radiation to melt the filler material used, supplied in powder form or wire form.
  • This powder material is guided to a processing point by means of a carrier gas in an inert gas atmosphere.
  • the editing point is aligned with the base body surface.
  • a laser beam is focused on the processing point and melts the substrate and the powder material passing through the processing point. Unmelted powder particles of the powder material are completely melted in the melt pool.
  • the powder nozzle is moved over the surface by means of movable axes and generates weld beads.
  • a coating is created which consists essentially (i.e. within technical tolerance completely apart from a transition area, the so-called mixing zone) of the powder material. In this way, for example, the composition of the powder material can also be directly inferred during material tests on the finished coating. Below the coating is the mixing zone, which consists of additional material and substrate material. The melted powder material collects above the mixing zone and forms the coating.
  • melt-metallurgical bond is formed independently of the layer and/or number of layers, with this resulting in a technical improvement compared with, for example, thermally sprayed layers.
  • the melt-metallurgical bond leads to a dilution between the coating and the substrate.
  • the coating material can be inferred from the coating.
  • EHLA Extreme high-speed laser cladding
  • a laser beam is superimposed on the powder focus so that powder particles pass through the laser beam and thereby shade it.
  • the ratio of the total laser power [LI] to the laser power reaching the substrate is usually calculated by a person skilled in the art as the transmittance.
  • a base body according to the present invention with a coating according to the present invention, a powder material or powder material mixture according to the present invention, a method according to the present invention and a device for coating a base body according to the present invention.
  • the alloy according to the present invention embodied as a coating on a base body, comprises iron; and from 10% to 25% by weight chromium; and from 0.3% to 5% by weight carbon; and from 0.5% to 15% by weight vanadium.
  • ordinal numbers used in the description above and below only serve to clearly distinguish them and do not reflect any order or ranking of the designated components. An ordinal number greater than one does not mean that another such component must necessarily be present.
  • the alloy of the coating that can be formed using the alloy of the welding material shown here has excellent wear resistance and/or abrasion resistance. Carbides formed in the coating, but sometimes borides, are largely responsible for this. At the same time, it is possible with this welding material to form the coating by applying the welding material directly to the base body during build-up welding.
  • the known standard has been that a mediating primer must be provided. With a single welding material or a single layer on the base body, shorter process times, lower susceptibility to errors, thinner layer thicknesses and, if necessary, a smaller number of layers, i.e. repeated applications, to produce the (single) layer of the coating can be achieved.
  • a coating in the form of a corrosion-resistant hard alloy is thus achieved, with the properties of corrosion protection and wear protection being combined are combined.
  • the use of different carbide formers with different precipitation kinetics and thus also different distributions leads to good resistance to wear particles (e.g. dirt between the brake disc and brake pad) of various sizes.
  • hard material particles are also added to the coating as a component of the powder material, with these hard material particles essentially not participating in the welding process. For example, such hard material particles of a desired grain size are only melted on the surface or only heated in the process of build-up welding.
  • hard material particles are additionally added depending on the position of a plurality of layers (forming the coating).
  • the alloy of the coating is the same throughout, but in different layers there is a different amount of or in at least one layer, preferably the bottom layer (i.e. closest to the base body) or a plurality of (adjacent) bottom layers including the very bottom layer none, embedded hard material particles, and preferably the top (ie outermost) layer or a plurality of (adjacent) top layers including the very top layer none, embedded hard material particles.
  • the coating described here can be provided as an alloy of the welding material, for example as wire or powder, with the powder material not necessarily having to have the composition described in every powder particle, possibly even deviating greatly if different base materials are combined to form a powder mixture, or assembled in situ.
  • any desired hard material particles are also added, which, however, are not added to the welding material as non-participating particles.
  • binder material or “powder material mixture” as used herein preferably designates the welding material with which the coating of the base body is produced.
  • the welding material is preferably kept available for build-up welding as a powder material for powder build-up welding.
  • balanced preferably means that the amount of iron is appropriately adjusted (topping up the 100%) to the specified Wt .-% information to achieve other components, so that the main component of a coating proposed herein is an iron-based alloy.
  • this coating represents a cost-effective coating for a base body. This is achieved in particular by using vanadium and preferably by avoiding relatively expensive components, in particular niobium and/or titanium.
  • the coating proposed here additionally has properties that are advantageous for its use and does not have an excessive tendency to form cracks and/or pores, exhibits generally high corrosion resistance and good bonding of the weld layers, and a hardness that is advantageous for its use having.
  • the coating comprises
  • Iron and preferably from 0.5 to 15.0% by weight vanadium; and preferably at most 4.0% by weight niobium; and preferably further at most 0.35% by weight titanium; and preferably further at most 0.3% by weight nickel; and more preferably from 0.3 to 3.0% by weight carbon; and more preferably from 10% to 18% by weight chromium; and more preferably from 1.0 to 10% by weight manganese; and more preferably from 0.05 to 1.0 wt% molybdenum; and more preferably from 0.25 to 1.25% by weight silicon; and more preferably at most 0.75% by weight of tungsten; and more preferably at most 0.15% by weight phosphorus; and more preferably at most 0.25% by weight sulfur; and more preferably from 0.01 to 0.5% by weight nitrogen; and more preferably 0.01 to 0.09% by weight oxygen.
  • the coating proposed here can be produced with vanadium. Compared to niobium and/or titanium, vanadium is a relatively inexpensive component.
  • vanadium serves in particular as a carbide former.
  • the weld material does not include niobium and titanium, at least not beyond the usual impurities.
  • Vanadium carbide has a hardness of 2950 HVo.oi [two thousand nine hundred and fifty Vickers hardness, with 0.102 kp [one hundred and two thousandths of a kilo-pound] test force and a standard loading time of 10 s [ten seconds] to 15 s and a melting point of 2830 °C [two thousand eight hundred and thirty degrees Celsius].
  • the resulting mixed carbides of the (Cr, Fe) 7C3 type have a hardness of 1700 HV 10 [one thousand seven hundred Vickers hardness] to 2100 HV 10. From a content of about 0.6%, boron leads to hardening of the (Cr, Fe) 7C3 carbides.
  • the most important hard materials besides Cr7C3 are the chromium carbides Cr3C2 and Cr23C6.
  • the alloying of manganese and silicon leads to an increase in the wear resistance of the applied coating due to the high oxygen affinity and thus to deoxidation.
  • increased hardness of the coating can be achieved through a higher proportion of vanadium. Too high a proportion of vanadium, however, can cause the lattice to become overly strained.
  • vanadium carbide is very finely divided and is one of the very high-quality carbides due to its high hardness and high melting point.
  • Such a coating preferably comprises at least 0.75% by weight, more preferably at least 1.0% by weight, more preferably at least 1.6% by weight, more preferably at least 2.5% by weight, and more preferably at least 5.0% by weight vanadium.
  • a relatively low proportion of vanadium is advantageous because the tendency to crack can be reduced as a result.
  • too low a proportion of vanadium can be disadvantageous because a sufficiently high level of hardness may not be achieved.
  • the coating comprises at most 15% by weight, preferably at most 12.5% by weight and more preferably at most 12% by weight, more preferably at most 10% by weight preferably at most 8% by weight of vanadium.
  • the coating comprises: preferably from 0.5 to 15.0% by weight, more preferably from 0.75 to 15.0% by weight, more preferably from 1.0 to 15.0% by weight, more preferably from 1.6 to 15.0% by weight, more preferably from 2.5 to 15.0% by weight, more preferably from 5.0 to 15.0% by weight %, more preferably from 0.5 to 12.5% by weight, more preferably from 0.75 to 12.5% by weight, more preferably from 1.0 to 12.5% by weight preferably from 1.6 to 12.5% by weight, more preferably from 2.5 to 12.5% by weight, more preferably from 5.0 to 12.5% by weight, more preferably from 0.5 to 12.0% by weight, more preferably from 0.75 to 12.0% by weight, more preferably from 1.0 to 12.0% by weight, more preferably from 1.6 to 12.0% by weight %, more preferably from 2.5 to 12.0% by weight and more preferably from 5.0 to 12.0% by weight, more preferably from 0.5 to 10.0% by weight preferably from 0.75 to 10.0% by weight, further
  • the coating comprises a proportion of niobium.
  • a proportion of niobium is present in the coating as a carbide former.
  • niobium is advantageous in order to keep the costs of the coating low.
  • the coating further comprises at most 4.0% by weight of niobium.
  • the coating comprises: preferably at most 3.5% by weight, more preferably at most 3.0% by weight, more preferably at most 2.0% by weight, more preferably at most 1.0% by weight, more preferably at most 0.75% by weight, more preferably at most 0.5% by weight, more preferably at most 0.25% by weight, more preferably at most 0.1% by weight % and more preferably at most 0.01% by weight niobium.
  • the coating comprises a proportion of titanium.
  • a proportion of titanium is present in the coating as a carbide former and/or anti-corrosion element.
  • the coating further comprises at most 0.4% by weight of titanium.
  • the coating comprises: preferably also at most 0.35% by weight, more preferably at most 0.25% by weight, more preferably at most 0.1% by weight and more preferably at most 0.01% by weight titanium.
  • the coating comprises a proportion of nickel.
  • the nickel in the coating is used in particular for increased protection against corrosion.
  • a higher proportion of nickel also improves weldability.
  • a relatively low proportion of nickel is advantageous in order to be able to reduce the proportion of substances that are harmful to health to a minimum, or also to comply with more modern standards, such as the so-called Reach regulation.
  • the coating further comprises at most 0.5% by weight nickel, preferably further at most 0.3% by weight, further at most 0.2% by weight, more preferably at most 0 .1% by weight and more preferably at most 0.01% by weight nickel.
  • the coating comprises a proportion of carbon.
  • carbon in the coating serves in particular as a carbide former.
  • a higher proportion of carbon can be particularly detrimental to weldability.
  • the hardness can be advantageously increased by a higher proportion of carbon.
  • a relatively low proportion of carbon is advantageous in order to improve weldability.
  • a relatively low proportion of carbon also advantageously reduces cracking.
  • the coating preferably further comprises at least 0.3% by weight of carbon.
  • the coating preferably further comprises at least 0.5% by weight, more preferably at least 0.75% by weight, more preferably at least 1.0% by weight and more preferably at least 1.5% by weight carbon.
  • Such a high proportion of carbon is advantageous for austenite formation. It should be noted that a high proportion of the carbon in the powder material reacts during build-up welding and does not end up in the alloy of the coating, for example with the oxygen in the air. For example, in the alloy of the coating with the aforesaid amount in the welding material a proportion of carbon in weight percent of 0.5% to 1.5% is achieved.
  • the coating more preferably comprises at most 4.5% by weight, more preferably at most 3.0% by weight, more preferably at most 2.5% by weight and more preferably at most 2.0% by weight carbon.
  • the coating comprises: more preferably from 0.3 to 5% by weight, more preferably from 0.5 to 5% by weight, more preferably from 0.75 to 5% by weight %, more preferably from 1.0 to 5% by weight, more preferably from 1.5 to 5% by weight, more preferably from 0.3 to 4.5% by weight, more preferably from 0, 5 to 4.5% by weight, more preferably from 0.75 to 4.5% by weight, more preferably from 1.0 to 4.5% by weight, more preferably from 1.5 to 4.5 % by weight, more preferably from 0.3 to 3.0% by weight, more preferably from 0.5 to 3.0% by weight, more preferably from 0.75 to 3.0% by weight, more preferably from 1.0 to 3.0% by weight, more preferably from 1.5 to 3.0% by weight, more preferably from 0.3 to 2.5% by weight, more preferably from 0, 5 to 2.5% by weight, more preferably from 0.75 to 2.5% by weight, more preferably from 1.0 to 2.5% by weight, more preferably from 1.5 to 2.5 to 2.5
  • the coating comprises a proportion of chromium.
  • Chromium is an important component for the corrosion resistance to primarily water-based solutions, for example (salted) rainwater. In combination with molybdenum it is particularly effective against pitting corrosion. The lower the proportion, the cheaper the welding material. However, too little chromium can impair corrosion resistance dramatically.
  • Chromium in the coating effectively prevents the formation of iron oxide, particularly in the case of (low) oxygen exposure - especially when processing in a protective gas atmosphere.
  • a proportion of chromium in the coating is advantageously used for increased protection against corrosion and as a carbide former.
  • chromium is a component for hard phase formation in the proposed welding material.
  • a higher proportion of chromium increases the corrosion resistance of the coating in particular.
  • the chromium is freely present in the matrix. This is particularly beneficial to the to ensure protection against corrosion. Bonded chromium in the form of chromium carbides may not contribute to corrosion protection.
  • vanadium is used in the coating proposed here at the same time as a sacrifice (sufficiently high), so that carbon is advantageously bound to vanadium and not to chromium.
  • the coating comprises more preferably at least 10% by weight, more preferably at least 12.5% by weight, more preferably at least 13% by weight and more preferably at least 15.0% by weight % chromium.
  • a proportion of at least 12.0% by weight of chromium in the coating is particularly preferred.
  • the coating more preferably comprises at most 25% by weight, more preferably at most 20% by weight and more preferably at most 18% by weight of chromium.
  • the coating more preferably comprises from 10% by weight to 25% by weight, more preferably from 12.5% by weight to 25% by weight, more preferably from 13 % by weight to 25% by weight, more preferably from 15.0% by weight to 25% by weight, more preferably from 10% by weight to 20% by weight, more preferably from 12.5% by weight % to 20% by weight, more preferably from 13% by weight to 20% by weight, more preferably from 15.0% by weight to 20% by weight, more preferably from 10% by weight to 18 wt%, more preferably from 12.5 wt% to 18 wt%, more preferably from 13 wt% to 18 wt%, and more preferably from 15.0 wt% to 18% by weight chromium.
  • the coating comprises a proportion of manganese.
  • Manganese in the coating serves in particular to improve weldability, strength and wear resistance, and to optimize hardenability.
  • a pronounced balance of manganese is advantageous in order to avoid higher proportions of brittle phases.
  • the carbon together with the manganese supports the formation of austenite (face-centered cubic lattice structure of an iron alloy) and thus a desired toughness of the coating.
  • the manganese content is also an effective strain hardener.
  • the coating more preferably comprises at least 1.0% by weight, more preferably at least 1.25% by weight and more preferably at least 1.4% by weight manganese.
  • the coating more preferably comprises at most 10% by weight, more preferably at most 7.5% by weight and more preferably at most 6.5% by weight manganese.
  • the coating comprises more preferably from 1.0 to 10% by weight, more preferably from 1.25 to 10% by weight, more preferably from 1.4 to 10% by weight. -%, more preferably from 1.0 to 7.5% by weight, more preferably from 1.25 to 6.5% by weight, more preferably from 1.4 to 6.5% by weight and more preferably from 1.4 to 6.5% by weight manganese.
  • the coating comprises a proportion of molybdenum.
  • molybdenum in the coating is used particularly advantageously to improve weldability and fine-grain formation.
  • molybdenum has the property that it is corrosion-resistant to non-oxidizing solutions, such as hydrochloric acid, which also occur in the environment in non-negligible quantities. Molybdenum is also another carbide former.
  • Corrosion resistance in particular is accordingly increased by a higher proportion of molybdenum.
  • the coating more preferably comprises at least 0.05% by weight, more preferably at least 0.1% by weight and more preferably at least 0.25% by weight molybdenum.
  • the coating more preferably comprises at most 1.0% by weight, more preferably at most 0.75% by weight and more preferably at most 0.6% by weight of molybdenum.
  • the coating more preferably comprises from 0.05 to 1.0% by weight, more preferably from 0.1 to 1.0% by weight, more preferably from 0.25 to 1.0% by weight, more preferably from 0.05 to 0.75% by weight, more preferably from 0.1 to 0.75% by weight, more preferably from 0.25 to 0.75% by weight, more preferably from 0.05 to 0.6% by weight, more preferably from 0.1 to 0.6% by weight. -% and more preferably from 0.25 to 0.6 wt% molybdenum.
  • the coating comprises a proportion of silicon.
  • a higher proportion of silicon in particular, advantageously increases the wear resistance and the strength of the coating.
  • the coating more preferably comprises at least 0.1% by weight of silicon.
  • the coating more preferably comprises at least 0.25% by weight, more preferably at least 0.3% by weight and more preferably at least 0.5% by weight silicon.
  • the coating more preferably comprises at most 1.25% by weight, more preferably at most 1.0% by weight and more preferably at most 0.7% by weight of silicon.
  • the coating comprises more preferably from 0.25 to 1.25% by weight, more preferably from 0.3 to 1.25% by weight, more preferably from 0.5 to 1.25% by weight, more preferably from 0.25 to 1.0% by weight, more preferably from 0.3 to 1.0% by weight, more preferably from 0.5 to 1.0% by weight %, more preferably from 0.25 to 0.7% by weight, more preferably from 0.3 to 0.7% by weight, and more preferably from 0.5 to 0.7% by weight silicon .
  • the coating comprises a proportion of tungsten.
  • tungsten is advantageous as a carbide former (for example for a highly abrasion-resistant and/or highly heat-resistant surface).
  • it is particularly advantageous as a mixed-crystal strengthener and for the high-temperature resistance of the coating.
  • Tungsten carbides have proven to be an effective hard material additive in the prior art, particularly in so-called dual-layer systems. They significantly increase the hardness of a welded layer. The disadvantage is that they make the welding process more difficult because the carbides have to be evenly distributed in the melt. In addition, melting of the carbides should be prevented in order to to use the technological advantage of the carbides and to reduce the risk of embrittlement of the matrix. In addition, their high price is a problem for economy.
  • a higher proportion of tungsten in particular, advantageously increases the heat resistance of the coating.
  • Tungsten also serves advantageously as a carbide former.
  • a high proportion of tungsten can be uneconomical due to high material costs.
  • the coating more preferably comprises at most 0.75% by weight, more preferably at most 0.6% by weight, more preferably at most 0.5% by weight, more preferably at most 0.25 wt%, more preferably at most 0.05 wt%, and more preferably at most 0.01 wt% tungsten.
  • the coating comprises a proportion of phosphorus.
  • a relatively low proportion of phosphorus is advantageous because phosphorus is disadvantageous as a steel pollutant.
  • the coating more preferably comprises at most 0.15% by weight, more preferably at most 0.1% by weight, more preferably at most 0.05% by weight, and more preferably at most 0.25% by weight phosphorus.
  • the coating comprises a proportion of sulfur.
  • the coating more preferably comprises at most 0.25% by weight, more preferably at most 0.1% by weight and more preferably at most 0.01% by weight of sulfur.
  • the coating comprises a proportion of nitrogen.
  • the coating more preferably comprises at most 0.5% by weight, more preferably at most 0.25% by weight, and more preferably at most 0.1% by weight nitrogen.
  • the coating more preferably comprises at least 0.01% by weight, more preferably at least 0.02% by weight and more preferably at least 0.05% by weight of nitrogen.
  • the coating comprises more preferably from 0.01 to 0.5% by weight, more preferably from 0.02 to 0.5% by weight, more preferably from 0.05 to 0.5% by weight, more preferably from 0.01 to 0.25% by weight, more preferably from 0.02 to 0.25% by weight, more preferably from 0.05 to 0.25% by weight %, more preferably from 0.01 to 0.1% by weight, more preferably from 0.02 to 0.1% by weight, more preferably from 0.05 to 0.1% by weight nitrogen.
  • the coating comprises a proportion of oxygen.
  • a relatively low proportion of oxygen is advantageous because this can lead to embrittlement and other negative properties. It is worth mentioning that some of the other alloy components described may also have a deoxidizing effect. To this extent, those skilled in the art will appreciate that oxygen should be advantageously avoided, and other alloying ingredients may also be designed to counteract oxygen contamination.
  • the coating more preferably comprises 0.01 to 0.09% by weight of oxygen.
  • the coating according to the present invention can be suitable for coating any base body which requires protection against wear and corrosion.
  • base body preferably relates to a component that requires wear protection and corrosion protection.
  • the coating is for coating a gray cast iron base body, in particular a gray cast iron brake disc.
  • Gray cast iron base bodies are particularly advantageous as base bodies because they can be produced inexpensively.
  • gray cast iron materials have a very high carbon content and are therefore considered to be relatively difficult to weld
  • gray cast iron base bodies are generally not advantageous materials for coating.
  • gray cast iron bodies are used in many applications, for example when wear and temperature play a role, for example in the application as brake discs.
  • gray cast iron bodies can be used particularly advantageously in the EHLA process and are suitable for coating using the EHLA process.
  • the present inventors have recognized that gray cast iron base bodies can only be welded or coated with virtually no cracks if there is minimal dilution with the base material and low thermal stress.
  • the coating proposed here can be used in the form of a single-layer coating, ie can be applied directly to the base body. This significantly simplifies the process for producing coated base bodies and is therefore more cost-effective.
  • the coating is designed as a single-layer coating.
  • single-layer coating preferably designates a coating which is applied to the base body as one layer, with a so-called buffer layer [PS] or adhesive layer [HS] being dispensed with. This does not mean that such a layer is or has been welded on inevitably in a single pass.
  • the single-layer coating consists of the actual functional layer, which is usually referred to as a friction layer [RS] when used in a brake disc and similar applications, and this does not consist of a so-called PS or HS is upset.
  • PS friction layer
  • HS HS
  • One criterion is the carbon content of the material. In general, the higher the carbon content, the more difficult a material is to weld. In order to weld a layer of or onto a material that is difficult to weld, the prior art therefore recommends first welding on a PS (also referred to as HS).
  • PS or HS made of a material that is easy to weld is placed between the substrate and the actual weld seam.
  • the PS material is selected in such a way that it achieves a melt-metallurgical bond to the substrate as well as being able to create a bond to the overlying layer.
  • This layer which consists of a ceramic-metal mixture in the prior art, is referred to below as the friction layer.
  • a friction layer made of resistant material increases the abrasion resistance of brake discs.
  • the coating has a hardness of 350-700 HV0.01.
  • the coating according to the invention preferably has a hardness of at least 350 HV0.01, more preferably at least 400 HV0.01, more preferably at least 450 HV0.01 and more preferably at least 500 HV0.01.
  • the coating according to the invention preferably has a hardness of at most 700 HV0.01 and more preferably at most 600 HV0.01.
  • a higher hardness advantageously achieves improved wear resistance of the coating. At the same time, excessive hardness can promote unwanted cracking.
  • a base body according to the present invention which is in particular a cast iron base body, preferably cast iron brake disc, with a coating according to one of the preceding claims.
  • a base body can benefit from the coating, which is exposed to increased wear, friction or other mechanical stresses.
  • the coating according to the invention is advantageous for base bodies which serve as braking devices, for example brake discs. Brake discs are particularly exposed to wear and corrosion.
  • the coating according to the invention counteracts wear and corrosion in a particularly advantageous manner and protects the base body.
  • a base body is advantageously achieved by means of the coating, which also achieves a particularly advantageous reduction in fine dust, such as that required, for example, in EURO7.
  • the powder material according to the invention is preferably the starting material that is provided for producing a coating.
  • the powder material can be used in a method according to the present invention to produce a coating.
  • the powder material is provided as a mixture of different components.
  • the person skilled in the art immediately understands that the components of the powdered material do not change with regard to the components of the coating and their respective relative amounts, or do not change except for minor impurities from the environment, for example atmospheric oxygen and/or atmospheric nitrogen. Such an impurity is in the range of less than 0.1% by weight.
  • the specified elemental composition does not change between the powder material or powder material mixture as a starting material before the welding process and the welded coating, provided that the process has been managed appropriately, for example as described herein.
  • the iron contained will not (technically) react with oxygen.
  • the powder material supplied may not fully participate in the welding reaction or is not fully consumed. For example, it is common for around 90% by weight of the powder material supplied to be welded. Depending on the structure of the process, the majority of the powder starting material that is supplied in excess (ie corresponding to, for example, 10% by weight) is recycled.
  • a method for coating a base body with a coating according to the present invention and/or a powder material according to the present invention by means Hardfacing, for example LA and/or EHLA, at an area rate of at least 850 cm 2 /min [eight hundred and fifty square centimeters per minute].
  • an area rate of at least 850 cm 2 /min makes the coating process particularly economical.
  • an “area rate” is preferably normalized to a layer height of 100 ⁇ m [one hundred micrometers].
  • the present coating can be applied to the base body, for example, by means of an EHLA process known in the prior art.
  • a surface rate of at least 850 cm 2 /min with a layer height of 100 ⁇ m [one hundred micrometers] is preferably achieved here, which is particularly economical with regard to methods for coating a base body.
  • the coating according to the invention is designed as a single-layer coating, a significant increase in economic efficiency can be achieved compared to two-layer systems with similar surface rates (850 cm 2 /min with a layer height of 100 ⁇ m), because the production in the state of the art Technology known two-layer coatings need longer due to the correspondingly larger number of layers and / or a necessary conversion of the device for another powder material.
  • the coating of the present invention is not limited to being formed as a single layer coating.
  • Such a coating device is set up, for example, for providing a base body with a coating according to the present invention by means of build-up welding.
  • a device preferably has at least the following components: at least one welding device for generating a welding beam; at least one feed device for discharging the welding material; and a feed actuator for moving the welding beam and/or the welding material relative to a base body, in order to provide a surface of a base body to be coated with the coating, the welding material supplied by the feed device is partially melted or melted by the welding beam, so that the supplied welding material can be cohesively connected to the surface by means of the welding beam, wherein the coating is formed by means of a welding material according to the present invention, wherein the welding beam is preferably generated by a laser, and/or wherein the feed device is preferably a powder nozzle, the coating device being particularly preferably set up to carry out EHLA.
  • All described embodiments of the present invention show at least one, preferably several, more preferably all of the following properties: a low tendency of the coating to form cracks, ie for example low or preferably no crack formation with preferably at the same time increased hardness compared to coatings known in the prior art. Crack formation can be easily checked using methods known to those skilled in the art, for example in a metallographic cross-section, for example by dye penetrant testing.
  • the person skilled in the art knows methods for testing hardness using standardized hardness measurement methods; a high level of corrosion resistance, which can be determined using methods known to those skilled in the art, for example an analysis using a salt spray chamber and a climatic chamber test in accordance with various standards; good bonding of the weld layers, which can be determined using methods known to the person skilled in the art, for example metallography and EDX processes [EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy)], tensile adhesion tests, as well as EDX/REM [raster electron microscope analysis and metallographic cross-sections; a powder efficiency of more than 90% by weight, which can be determined using methods known to those skilled in the art, for example gravimetric measurement before and after coating;
  • FIG. 5 an energy-dispersive X-ray spectroscopy of the micrograph from FIG. 2;
  • FIG. 6 a hardness measurement according to Vickers on a micrograph with the coating according to FIG. 2;
  • FIG. 7b the result of a corrosion test of a brake disc with the coating according to FIG. 2;
  • FIG. 8 a micrograph through the right-hand brake disc according to FIG. 7b.
  • the coating device 6 shown here comprises (here two) storage containers 12 for the welding material 1, for example for a powder mixed from two
  • the powder is, for example, partly metallic and partly an additive, for example hard material particles, which are used, for example, in a friction coating of a brake disk 10.
  • a feed line 14 is connected to the reservoir 12 and opens into a feed device 8, here an annular gap nozzle.
  • a flow measurement 15 is arranged in a bypass line 16 and thus by means of Flow measurement 15 the flow in the supply line 14 (extrapolated from the data of the bypass line 16) can be detected.
  • the feed device 8 (here annular gap nozzle) is aligned in such a way that the (here powdery) welding material 1 can be fed into a focus and the focus is defined by means of a feed actuator 9 (only indicated here schematically for a single feed direction in the 25 image plane from right to left). is movable.
  • the coating device 6 also includes a welding device 7, here for example a laser for the LA, preferably for the EHLA.
  • the welding device 7 is set up in such a way that the welding material 1 (here by the laser) is melted or melted in the focus, so that the welding material 1 (preferably in a melt pool) in the region (as shown) below the focus in the surface to be coated 4 of the base body 3 and thus (after curing) a coating 2 is formed on the workpiece.
  • the powder material is used in an EHLA process by means of a device such as that shown schematically in FIG. 1 and applied as a coating to a gray cast iron base body.
  • the hard material particles used which improve wear protection, are to be replaced by naturally hard materials.
  • the iron-based alloy is intended to replace the tungsten carbide used in the prior art as a hard material.
  • AISI 316 for example, is used for the PS, if present.
  • the powder material mentioned here can be applied directly to the surface of the gray cast iron base body to be coated or to a previously applied PS (also referred to as HS). In this case, it is irrelevant whether the respective layer is formed in a single pass or in several passes (that is to say in multiple layers). With a suitable process control, the welding layers and thus their number in a layer with a single powder material are no longer recognizable. The number of layers in a layer is determined for a required minimum thickness and/or for a guaranteed coverage due to the track width of the process-related laterally rounded welding beads.
  • coatings according to the present invention are applied to the PS (also referred to as HS) as a functional layer (in this case embodied as a friction layer) which comprise a high proportion of titanium carbides.
  • the PS here is an AISI 316 steel.
  • the friction layer is the coating proposed herein, namely in this example according to Example No. 2 above (see Table 2).
  • Table 3 shows various examples (No. 10 to No. 13) and then compares them with one another with regard to their properties when used with a gray cast iron brake disc.
  • the layers are described in Table 3, and the carbide content and the grain size of the carbides of the carbide content are shown.
  • the carbide content in Table 3 designates those carbides that are added during the welding process (by means of EHLA) in addition to the powder material that is applied as a friction layer. It is to be understood that this is not related to the carbides as described above present in the powder material or formed in the welding process. It should be noted that these additional carbides are fed into the powder focus and are thus fed directly into the liquid material.
  • the carbides themselves, provided they have the specified grain size, are not melted because the respective intrinsic melting temperatures are significantly higher than the process temperatures.
  • the carbides are as Powder material with the specified grain size or the grain size window available.
  • PS in Table 3 stands for buffer layer, which is formed of AISI 316 steel given below.
  • RS in Table 3 stands for the functional layer, i.e. here the friction layer, which is mixed with the respective carbide, i.e. accounts for 50% by weight or (in example No. 10 and No. 11) 60% by weight in the respective layer.
  • the carbides are TiC [titanium carbide].
  • WC tungsten carbide] is partially or partially substituted.
  • the grain size windows are approximately Gaussian in that a negligible amount of powder is smaller than the minimum value and larger than the maximum value of the grain size window.
  • the grain size windows are usually achieved by the manufacturers through sieving. Example product from manufacturers such as Durum Wear Protection GmbH, H.C. Starck Tungsten GmbH, Deutschen für Wolfram Industries mbH or Höganäs Germany GmbH.
  • the PS is formed from a material commonly referred to as austenitic stainless steel.
  • This is the alloy 1.4404, also known as 316L or AISI 316, which has very good corrosion resistance due to its high chromium content and high molybdenum content in combination with a low carbon content.
  • the strength in the annealed condition is approximately 600 MPa [six hundred megapascals] for large diameters, but can be increased by cold working for small sections.
  • RS_1 is the friction layer, which is made of stainless steel, specifically the alloy 1.4016 or 430L.
  • the friction layer, which is made of the same material as the PS, is designated as RS_2 (in examples No. 11 and No. 12). The values are given according to DIN EN 10095:2018, Appendix D.
  • the friction layer (in Example No. 13), which is formed from the material of Example No. 2 (compare Table 2), is designated as RS_3.
  • Beam intensity about 1300 W/mm 2 [one thousand three hundred watts per square millimeter]
  • Powder mass density 0.2 mg/mm 3 mg/mm 3 [one hundred and twelve tenths of a milligram per cubic millimeter]
  • Figures 3 show micrographs of two other coatings.
  • 3a shows an embodiment of the coating, which is made from a powder material.
  • 3a shows the result of Example No. H according to Table 2, an increased hard phase due to an increased proportion of chromium compared to the coating from FIG. 2, which leads to stresses that could lead to cracking and/or flaking off. Due to the increased hard phase, the layer hardness increases to > 450 HV0.01.
  • FIG. 3b shows an embodiment of the coating according to Example No. W according to Table 2, which is made from a powder material. As a result, FIG. 3b shows a reduced hard phase with a high-quality layer result. Due to the reduced hard phase, the hardness is around 350 HV0.01.
  • FIG. 5 shows an enlargement of the micrograph from FIG. 2 with the same combination of materials and in relation to a display with a length of 100 ⁇ m.
  • the cross-sectional sample was analyzed using energy dispersive X-ray spectroscopy EDX [according to DIN ISO 22309 as of November 2015].
  • EDX energy dispersive X-ray spectroscopy
  • the measurement ran in the axial direction of the brake disc, from top to bottom to the base body (compare the middle illustration).
  • An almost defect-free coating and a melt-metallurgical bond were found within the coated surface, and inhomogeneity was also found by means of EDX analysis.
  • the spectroscopic analysis is shown on the right and shows the transition from the base body to the coating.
  • FIG. 6 relates a Vickers hardness measurement [according to EN ISO 6507-1:2018] to a cross section of a brake disc with a coated surface according to FIG shown on a display of 30 ⁇ m length in a scanning electron micrograph. Below left is a section of the polished cross-section. The indentations of the Vickers test body can be seen in the form of a cross on the bottom left and right.
  • the hardness test here ran axially through the coating and orthogonally, approximately centrally within the coating.
  • the test parameters here were 10 ponds of indentation force with a 15 second increase in force and a hold time of 20 seconds.
  • the determined Vickers hardness over the horizontal series of measurements is shown at the top left according to the illustration.
  • the Vickers hardness is almost constant with the value 400 HV0.01 along the horizontal.
  • WLTP Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure
  • Table 4 Overview of the performance of the examples shown in Table 3 Table 4 shows the results of the performance test.
  • the symbol O stands for average, symbol - for bad, symbol -- for very bad and symbol + for good to very good performance.
  • Evaluation criteria for the performance of the brake disc are the abrasion in the form of a profile height variance over the radius of the brake disc, i.e. the distance between the highest and lowest point on the surface of the brake disc.
  • a profile height variance of less than 3 pm [three micrometers] is rated as good, 7 pm as poor.
  • An average coefficient of friction of 0.48 [forty-eight hundredths] is rated very good herein, with pressures of 20 bar [twenty bar], 30 bar and 40 bar on a 57 mm [fifty-seven millimeter] diameter piston on a 330 mm brake disc [three hundred and thirty millimeters] has been abandoned.
  • An average coefficient of friction of less than 0.45 is rated as poor here.
  • Evaluation criteria for the performance of the brake pads are whether grains from the brake disc have eaten away there, leading to scoring in the surface of the brake disc, and whether scoring has formed on the brake pads themselves. This is done after visual inspection. For comparison, a condition of a brake pad rated as poor in this context is shown in FIG. 6a (Example No. 12). A condition of a brake pad rated as very good in this context is shown in FIG. 6b (Example No. 13).
  • Figures 4 show photographs of the brake disc and pad (each on a brake pad) in a braking system.
  • the two rows of images in Figures 4 show the result on the inside (bottom row) and outside (top row), with the right-hand image showing the brake disc and the left-hand image showing the brake pad associated with the side of the brake disc shown on the right.
  • a driving cycle test can be carried out over 7 days.
  • a coating according to example 12 and example 13 according to table 3 essentially the following results can be achieved:
  • FIG. 4b show the result on the inside and outside when using a coating according to example no. 13.
  • the suitability of the coating according to example no. 13 is better than the coating according to example no Example 12 significantly improved (see circled and arrowed damage in Figure 4a).
  • the comparisons after visual evaluation of the coatings tested in Example 12 and 13 clearly show that the coating after
  • Example 13 is superior to the examples shown in the prior art in all parameters tested.
  • FIG. 7 two brake discs are shown from both sides before and after a corrosion resistance test [according to draft ISO/DIS 9227:2021], the outside being shown at the top and the inside at the bottom.
  • a brake disk with a coating which is not based on the invention is shown on the left in FIG. 7a.
  • the pot of the brake disc is free of a coating.
  • This brake disc is a product that is available on the market and was only tested for comparison with regard to its corrosion behavior. The aim here was to find out whether the coating proposed here can achieve a similarly good result.
  • a brake disc with a coating based on the invention namely in a single-layer structure without PS [buffer layer] and with RS [friction layer] (i.e. applied directly to the base body) according to example No. 3 in Table 2.
  • the pot is also free of a coating here, so that it is also subject to similar or the same corrosion as the left brake disc. Both contact surfaces of the brake discs show little to no corrosion in this view.
  • FIG. 8 shows a micrograph through the right-hand brake disk according to FIG. 7b in a microscopic close-up.
  • the coating only has surface rust at its upper end (see upper arrow), but this has not spread into the coating, or only to a very small extent.
  • Embodiment 1 Welding material or coating (1) for hardfacing, wherein the welding material or coating (1) comprises iron and the following elements, in said amount in percent by weight: carbon at 0.3% to 5%; chromium at 13% to 50%; manganese at 1.4% to 6.5%; molybdenum at 0.1% to 0.6%;
  • Embodiment 2 Welding material or coating (1) for build-up welding according to embodiment 1, the percentage by weight of carbon being 1.5% to 2.5%.
  • Embodiment 3 Welding material or coating (1) for build-up welding according to embodiment 1 or embodiment 2, wherein the percentage by weight of vanadium is 5% to 12%.
  • Embodiment 4 Welding material or coating (1) for hardfacing according to one of the preceding embodiments, wherein the welding material or coating (1) further comprises at least one of the following elements in the stated amount in percent by weight:
  • boron at less than 0.01%, preferably 80 ppm to 100 ppm;
  • Tungsten with less than 0.75% with the balance preferably being formed by iron and unavoidable impurities.
  • Embodiment 5 Welding material or coating (1) for build-up welding according to one of the preceding embodiments, wherein the welding material (1) is provided as powder for powder build-up welding.
  • Embodiment 6 Welding material or coating (2) for a base body (3), wherein a surface (4) of a base body (3) to be coated can be provided with the coating (2) in that a supplied welding material (1) is sprayed with a welding beam (5 ) is cohesively connected to the surface (4), the coating (2) being formed by means of a welding material (1) according to one of the preceding embodiments under a protective gas atmosphere.
  • Embodiment 7 A method for build-up welding, in which a surface (4) of a base body (3) to be coated is provided with a coating (2) in that a supplied welding material (1) is bonded to the surface (4) by means of a welding beam (5). is formed, wherein the welding material (1) is formed according to one of the embodiments 1 or 2, wherein a coating (2) according to embodiment 6 is preferably produced during build-up welding under a protective gas atmosphere.
  • Embodiment 8 Coating device (6) for providing a base body (3) with a coating (2) by build-up welding, having at least the following components: at least one welding device (7) for generating a welding beam (5); at least one feed device (8) for discharging the welding material or coating (1); and an infeed actuator (9) for moving the welding beam (5) and/or the welding material or coating (1) relative to a base body (3), wherein for providing a surface (4) of a base body (3) to be coated with the Coating (2), the welding material (1) fed by the feed device (8) is melted or melted on by the welding beam (5), so that the welding material (1) fed in can be connected to the surface (4) by means of the welding beam (5) in a materially bonded manner , wherein the coating (2) is formed by means of a welding material s (1) according to one of embodiment 1 to embodiment 5, wherein the welding beam (5) is preferably generated by a laser, and/or wherein the feed device (8) is preferably a powder nozzle, the coating device (6) being particularly preferably
  • Embodiment 9 Base body (3) with a coating (2), the coating (2) being produced by a method according to embodiment 7 or embodiment 3, the coated surface (4) preferably being a partial surface of the base body (3).
  • Embodiment 10 Base body (3) according to claim 9, wherein the base body (3) is a brake disc (10), wherein preferably at least one, particularly preferably only the surface (4) to be coated is a friction surface for a braking intervention of a braking means (11) is.
  • Embodiment 11 Base body with a coating, the coating comprising iron; and from 10% to 50% by weight chromium; and from 0.3 to 5% by weight carbon; and from 0.5% to 15% by weight vanadium.
  • Embodiment 12. Base body according to embodiment 11, the coating comprising iron; and preferably from 0.5 to 15.0% by weight vanadium; and preferably at most 4.0% by weight niobium; and preferably further at most 0.35% by weight titanium; and preferably further at most 0.3% by weight nickel; and more preferably from 0.3 to 3.0% by weight carbon; and more preferably from 10% to 30% by weight chromium; and more preferably from 1.0 to 10% by weight manganese; and more preferably from 0.05 to 1.0 wt% molybdenum; and more preferably from 0.25 to 1.25% by weight silicon; and more preferably at most 0.75% by weight of tungsten; and more preferably at most 0.15% by weight phosphorus; and more preferably at most 0.25% by weight sulfur; and more preferably
  • Embodiment 3 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating comprises at most 15.0% by weight, preferably at most 12.5% by weight and more preferably at most 12% by weight vanadium.
  • Embodiment 14 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating preferably contains from 0.5 to 15.0% by weight, more preferably from 0.75 to 15.0% by weight, more preferably from 1.0 to 15 0.0% by weight, more preferably from 1.6 to 15.0% by weight, more preferably from 2.5 to 15.0% by weight, more preferably from 5.0 to 15.0% by weight %, more preferably from 0.5 to 12.5% by weight, more preferably from 0.75 to 12.5% by weight, more preferably from 1.0 to 12.5% by weight, more preferably from 1.6 to 12.5% by weight, more preferably from 2.5 to 12.5% by weight, more preferably from 5.0 to 12.5% by weight, more preferably from 0.5 to 12 0.0% by weight, more preferably from 0.75 to 12.0% by weight, more preferably from 1.0 to 12.0% by weight, more preferably from 1.6 to 12.0% by weight %, more preferably from 2.5 to 12.0% by weight and more preferably from 5.0 to 12.0% by weight vanadium
  • Embodiment 15 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating further comprises at most 4.0% by weight niobium.
  • Embodiment 16 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating is preferably at most 3.5% by weight, more preferably at most 3.0% by weight, more preferably at most 2.0% by weight, more preferably at most 1.0% by weight, more preferably at most 0.75% by weight, more preferably at most 0.5% by weight. -%, more preferably at most 0.25% by weight, more preferably at most 0.1% by weight and more preferably at most 0.01% by weight of niobium.
  • Embodiment 17 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating further comprises at most 0.4% by weight titanium.
  • Embodiment 18 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating preferably contains at most 0.35% by weight, more preferably at most 0.25% by weight, more preferably at most 0.1% by weight and more preferably at most 0 .01% by weight titanium.
  • Embodiment 19 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating preferably further at most 0.3% by weight, further at most 0.2% by weight, more preferably at most 0.1% by weight and more preferably at most 0, 01% by weight nickel.
  • Embodiment 20 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating preferably further comprises at least 0.3% by weight of carbon.
  • Embodiment 21 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating preferably further at least 0.5% by weight, more preferably at least 0.75% by weight, more preferably at least 1.0% by weight and more preferably at least 1 .5% by weight carbon.
  • Embodiment 22 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably at most 4.5% by weight, more preferably at most 3.0% by weight, more preferably at most 2.5% by weight and more preferably at most 2 .0% by weight carbon
  • Embodiment 23 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably from 0.3 to 5% by weight, more preferably from 0.5 to 5% by weight, more preferably from 0.75 to 5% by weight %, more preferably from 1.0 to 5% by weight, more preferably from 1.5 to 5% by weight, more preferably from 0.3 to 4.5% by weight, more preferably from 0.5 to 4.5% by weight, more preferably from 0.75 to 4.5% by weight, more preferably from 1.0 to 4.5% by weight, more preferably from 1.5 to 4.5% by weight.
  • -% more preferably from 0.3 to 3.0% by weight, more preferably from 0.5 to 3.0% by weight, more preferably from 0.75 to 3.0% by weight, more preferably from 1.0 to 3.0% by weight, more preferably from 1.5 to 3.0% by weight %, more preferably from 0.3 to 2.5% by weight, more preferably from 0.5 to 2.5% by weight, more preferably from 0.75 to 2.5% by weight preferably from 1.0 to 2.5% by weight, more preferably from 1.5 to 2.5% by weight, more preferably from 0.3 to 2.0% by weight, more preferably from 0.5 to 2.0% by weight, more preferably from 0.75 to 2.0% by weight, more preferably from 1.0 to 2.0% by weight and more preferably from 1.5 to 2.0% by weight % carbon
  • Embodiment 24 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably at least 10% by weight, more preferably at least 12.5% by weight, more preferably at least 13% by weight and more preferably at least 15.0% by weight -% chromium included.
  • Embodiment 25 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably comprises at most 50% by weight, more preferably at most 40% by weight and more preferably at most 30% by weight chromium.
  • Embodiment 26 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably from 10% by weight to 50% by weight, more preferably from 12.5% by weight to 50% by weight, more preferably from 13% by weight % to 50% by weight, more preferably from 15.0% by weight to 50% by weight, more preferably from 10% by weight to 40% by weight, more preferably from 12.5% by weight.
  • -% to 40% by weight more preferably from 13% by weight to 40% by weight, more preferably from 15.0% by weight to 40% by weight, more preferably from 10% by weight to 30% by weight, more preferably from 12.5% by weight to 30% by weight, more preferably from 13% by weight to 30% by weight and more preferably from 15.0% by weight to 30 wt% chromium.
  • Embodiment 27 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably comprises at least 1.0% by weight, more preferably at least 1.25% by weight and more preferably at least 1.4% by weight manganese.
  • Embodiment 28 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably comprises at most 10% by weight, more preferably at most 7.5% by weight and more preferably at most 6.5% by weight manganese.
  • Embodiment 29 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably from 1.0 to 10% by weight, more preferably from 1.25 to 10% by weight, more preferably from 1.4 to 10% by weight %, more preferably 1.0 to 7.5% by weight, more preferably from 1.25 to 6.5% by weight, more preferably from 1.4 to 6.5% by weight and more preferably from 1.4 to 6.5% by weight % manganese.
  • Embodiment 30 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably comprises at least 0.05% by weight, more preferably at least 0.1% by weight and more preferably at least 0.25% by weight molybdenum.
  • Embodiment 31 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably comprises at most 1.0% by weight, more preferably at most 0.75% by weight and more preferably at most 0.6% by weight molybdenum.
  • Embodiment 32 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably from 0.05 to 1.0% by weight, more preferably from 0.1 to 1.0% by weight, more preferably from 0.25 to 1.0% by weight, more preferably from 0.05 to 0.75% by weight, more preferably from 0.1 to 0.75% by weight, more preferably from 0.25 to 0.75% by weight. -%, more preferably from 0.05 to 0.6% by weight, more preferably from 0.1 to 0.6% by weight and more preferably from 0.25 to 0.6% by weight molybdenum.
  • Embodiment 33 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating further preferably comprises at least 0.1% by weight silicon
  • Embodiment 34 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably comprises at least 0.25% by weight, more preferably at least 0.3% by weight, and more preferably at least 0.5% by weight silicon
  • Embodiment 35 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably comprises at most 1.25% by weight, more preferably at most 1.0% by weight and more preferably at most 0.7% by weight silicon
  • Embodiment 36 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably from 0.25 to 1.25% by weight, more preferably from 0.3 to 1.25% by weight, more preferably from 0.5 to 1.25% by weight, more preferably from 0.25 to 1.0% by weight, more preferably from 0.3 to 1.0% by weight, more preferably from 0.5 to 1.0% by weight. -%, more preferably from 0.25 to 0.7% by weight, more preferably from 0.3 to 0.7% by weight, and more preferably from 0.5 to 0.7% by weight silicon .
  • Embodiment 37 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably at most 0.75% by weight, more preferably at most 0.6% by weight, more preferably at most 0.5% by weight, more preferably at most 0.25% by weight, more preferably at most 0.05% by weight, and more preferably at most 0.01% by weight % tungsten.
  • Embodiment 38 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably at most 0.15% by weight, more preferably at most 0.1% by weight, more preferably at most 0.05% by weight, more preferably at most 0 .25% by weight, and more preferably at most 0.15% by weight phosphorus.
  • Embodiment 39 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably comprises at most 0.25% by weight, more preferably at most 0.1% by weight and more preferably at most 0.01% by weight sulfur.
  • Embodiment 40 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably comprises at most 0.5% by weight, more preferably at most 0.25% by weight, and more preferably at most 0.1% by weight nitrogen.
  • Embodiment 41 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably comprises at least 0.01% by weight, more preferably at least 0.02% by weight and more preferably at least 0.05% by weight nitrogen.
  • Embodiment 42 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably from 0.01 to 0.5% by weight, more preferably from 0.02 to 0.5% by weight, more preferably from 0.05 to 0.5% by weight, more preferably from 0.01 to 0.25% by weight, more preferably from 0.02 to 0.25% by weight, more preferably from 0.05 to 0.25% by weight. -%, more preferably from 0.01 to 0.1% by weight, more preferably from 0.02 to 0.1% by weight, more preferably from 0.05 to 0.1% by weight nitrogen.
  • Embodiment 43 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating more preferably comprises from 0.01 to 0.09% by weight of oxygen.
  • Embodiment 44 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating comprises at least 35% by weight, preferably at least 40% by weight, more preferably at least 50% by weight, of carbides.
  • Embodiment 45 Base body according to embodiment 44, wherein the carbides are selected from titanium carbides and tungsten carbides.
  • Embodiment 46 Base body according to embodiment 45, wherein a proportion of titanium carbide comprises at least 35% by weight, preferably at least 40% by weight, more preferably at least 50% by weight.
  • Embodiment 47 Base body according to one of the preceding embodiments for coating a gray cast iron base body, for example a gray cast iron brake disk.
  • Embodiment 48 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating is designed as a single-layer coating.
  • Embodiment 49 Base body according to one of the preceding embodiments, wherein the coating has a hardness of 350-700 HV0.01.
  • Embodiment 50 Base body, for example cast iron base body, preferably cast iron brake disk, with a coating according to one of the preceding embodiments.
  • Embodiment 51 Powdered material or powdered material mixture for a coating according to one of the preceding embodiments.
  • Embodiment 52 Method for coating a base body with a coating of one of the preceding embodiments and/or a powder material or powder material mixture according to one of the preceding embodiments, by means of build-up welding, for example laser metal deposition [LA] and/or extremely high-speed laser metal deposition [EHLA] at an area rate of at least 850 cm 2 /min.
  • LA laser metal deposition
  • EHLA extremely high-speed laser metal deposition
  • Embodiment 53 Device for a method for coating a base body according to one of the preceding embodiments, the method preferably being a method according to embodiment 52.
  • the layer quality can be assessed using micrographs. From the coated base bodies, for example coated brake discs, large sections are separated using a manual cutting machine. In a water-cooled cutting machine, these pieces are cut into pieces about five millimeters thick, which contain the entire coated surface. These pieces are cut as far away from the first cut edges as possible to ensure that no heat affected sample is examined. The separated samples are embedded in Bakelite in a hot embedding press and then ground and polished in several steps. Finally, images of the coating are taken under a light microscope with a magnification of 200x.
  • the evaluation of the coating is always carried out by means of a microscopic analysis of a micrograph of a cross section through the layers.
  • the micrographs serve as a basis for several analyses. The most important of these is the connectivity assessment.
  • the samples in the relevant areas are compared with reference samples and can be divided into categories, for example according to a rating system.
  • Cracks in the coating are a target for corrosion. They form a passage in the coating into the layer below. Due to their position above the rustable cast iron, cracks in the HS are an exclusion criterion. In the friction layer, their appearance is less critical as long as the cracks that form do not move through the HS.
  • the cracks are checked by comparing micrographs with reference samples and using the same classification as the connection. All images used for reference are from samples using both chromium carbides and tungsten carbides as hard material. Evaluation of pore formation with the aim of high density
  • VDI guideline 3405 An optical analysis based on VDI guideline 3405 was carried out to check the density within the coating. If pores can be seen in a micrograph, for example due to gas inclusions or powder particles that have not and/or partially melted, this has a negative effect on the density (i.e. the proportion of homogeneously melted powder particles) of the coating and thus on the later strength of the coating. Low or no pore formation is therefore to be preferred.
  • the hardness is measured using the Vickers low-load hardness measurement (HV0.01) in accordance with the DIN EN ISO 6507-1 standard. At least five measurements are taken along the surface to evaluate the hardness. The measurements are at least one millimeter apart from each other. The mean value is formed from these. Furthermore, the course of hardness on a completely coated brake disc is examined in the course of the detailed tests.
  • a corresponding test is carried out according to the draft of ISO/DIS 9227:2021 with a duration of 240 hours in a climatic chamber: according to the temperature cycle plan: 6 cycles of 24 hours and then a non-destructive (first) optical evaluation of the coating is carried out . If there are no clear differences to a reference coating, a destructive test is carried out and a microsection is created.
  • the middle layer height is determined with the help of microscopic images by a metallograph on the micrograph.
  • the average layer height is determined using at least five individual measurements in a micrograph. For this purpose, measurements are carried out in the center of the coating in order to ignore the entry and exit areas of the coating if possible.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Beschichtung zum Beschichten eines Grundkörpers, umfassend Eisen; und von 10 Gew.-% bis 25 Gew.-% Chrom; und von 0,3 Gew.-% bis 5 Gew.-% Kohlenstoff; und von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-% Vanadium.

Description

Grundkörper mit einer Beschichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Grundkörper mit einer Beschichtung, einen Pulverwerkstoff für eine Beschichtung und ein Verfahren zum Beschichten eines Grundkörpers.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In der Industrie, beispielsweise der Automobilindustrie, ist die Abwägung von Qualitätskriterien von Bauteilen unter einem hohen Kostenbewusstsein eine immerwährende Herausforderung. Zunehmend gewinnen auch Fragen der Nachhaltigkeit in dieser Gleichung an Relevanz. Auf dem Gebiet der Bremsscheiben, oder anderer beschichteter Teile, welche hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind, wird dieses Problem besonders deutlich.
Bremsscheiben sind im Stand der Technik beispielsweise als kostengünstige Bauteile aus Grauguss gefertigt bekannt. Ein Problem von Gussbremsscheiben ist jedoch, dass sie zu Korrosion neigen und eine nicht ausreichende Abriebfestigkeit zeigen, was zu einem Beitrag erhöhter Feinstaubbelastung führt. Durch den Bremsvorgang von unbeschichteten Gussbremsscheiben werden beispielsweise etwa 15 % der gesamten Feinstaubemission eines Fahrzeugs verursacht. Diese negativen Eigenschaften können durch eine Beschichtung der Bremsscheibengrundkörper vermindert werden. Dabei haben sich Laserbeschichtungsverfahren im Allgemeinen gegenüber Lackbeschichtungen durchgesetzt, weil hierdurch beispielsweise eine Funktionsschicht erzeugbar ist, welche eine höhere Abriebfestigkeit, einen verbesserten Korrosionsschutz und eine Verringerung der Feinstaubemission erreicht.
Ein im Stand der Technik bekanntes Verfahren zum Beschichten von Grundkörpern, beispielsweise Bremsscheiben, ist das Flammspritzen. Hierbei wird ein Schweißzusatzwerkstoff aus Draht oder Pulver in eine Düse eingeführt. Das verwendete Pulvermaterial wird aus dem Pulverbehälter gleichmäßig gefördert und von einem Fördergasstrom durch die Brennerdüse zur Brennerflamme geführt. Hierdurch wird erreicht, dass geschmolzene oder angeschmolzene Partikel auf der zu beschichtenden Oberfläche anhaften. Das Flammspritzen ist ein vergleichsweise einfaches und kostengünstiges Verfahren, wobei die resultierenden Beschichtungen jedoch eine relativ hohe Porosität aufweisen können, eine schmelzmetallurgische Verbindung mit dem Grundkörper fehlt und der Gasverbrauch hoch ist. Eine Alternative stellt das Laserauftragschweißen [LA] dar, bei welchem beispielsweise eine geringere Porosität bei vermindertem Gasverbrauch erreichbar ist. Das LA ist ein Schweißverfahren, welches mittels Laserstrahlung den verwendeten Schweißzusatzwerkstoff, zugeführt in Pulverform oder Drahtform, aufschmelzt.
Dieser Pulverwerkstoff wird mittels Trägergas unter Schutzgasatmosphäre zu einem Bearbeitungspunkt geführt. Der Bearbeitungspunkt ist dabei auf die Grundkörperoberfläche ausgerichtet. Ein Laserstrahl wird auf den Bearbeitungspunkt fokussiert und schmelzt das Substrat sowie den Bearbeitungspunkt passierende Pulverwerkstoff auf. Nicht aufgeschmolzene Pulverpartikel des Pulverwerkstoffs werden im Schmelzbad komplett aufgeschmolzen. Die Pulverdüse wird mittels verfahrbarer Achsen über die Oberfläche bewegt und erzeugt dabei Schweißraupen. Es entsteht eine Beschichtung, welche im Wesentlichen (also unter technischer Toleranz vollständig abgesehen von einem Übergangsbereich, der sogenannten Aufmischungszone) aus dem Pulverwerkstoff besteht. Hierdurch kann beispielsweise auch bei Materialuntersuchungen an der fertigen Beschichtung unmittelbar auf die Zusammensetzung des Pulverwerkstoffs geschlossen werden. Unter der Beschichtung befindet sich die Aufmischungszone die aus Zusatzmaterial und Substratmaterial besteht. Der aufgeschmolzene Pulverwerkstoff sammelt sich über der Aufmischungszone und bildet die Beschichtung.
Ein Fachmann wird dabei unmittelbar anerkennen, dass sich unabhängig von der Schicht und/oder Lagenanzahl ein schmelzmetallurgischer Verbund ausbildet, wobei hierdurch eine technische Verbesserung zu beispielsweise thermisch gespritzten Schichten entsteht. Der schmelzmetallurgische Verbund führt dabei zu einer Aufmischung zwischen Beschichtung und Substrat. Weil die Aufmischungszone jedoch beim LA, im Vergleich zu anderen Schweißverfahren, minimal ist, kann entsprechend an der Beschichtung auf den Beschichtungswerkstoff geschlossen werden.
Aus dem LA ist das Extremhochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen [EHLA] hervorgegangen. Um höhere Vorschubgeschwindigkeiten als beim LA zu erreichen, wird beim EHLA der Schweißzusatzwerkstoff, bereitgestellt als Pulver, bereits vor Eintreffen auf dem Substrat, also über der Substratoberfläche, mittels der Laserenergie aufgeschmolzen. Dies wird erreicht, indem die zu schmelzenden Pulverströme in einem sogenannten Pulverfokus ein oder mehrere Millimeter oberhalb der Substratoberfläche gekreuzt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass das EHLA bevorzugt mit der Schweißeinrichtung im Erdschwerefeld oberhalb des Substrats ausgeführt wird. Dies kann aber in einigen Anwendungen abweichen. Oberhalb bedeutet also zumindest lediglich mit Abstand zu der Substratoberfläche. Das EHLA-Verfahren ist beispielsweise beschrieben in Schopphoven et. al („Experimentelle und modelltheoretische Untersuchungen zum Extremen Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen“, Dissertation am Fraunhofer Institut für Lasertechnik ILT, 2019, online publiziert auf den Internetseiten der Universitätsbibliothek), sowie DE 10 2011 100 456 A1.
Der Pulverfokus wird mit einem Laserstrahl überlagert, sodass Pulverpartikel den Laserstrahl passieren und dabei abschatten. Hierdurch erreicht nicht die gesamte Energie des Lasers die Oberfläche des Substrates. Das Verhältnis der gesamten Laserleistung [LI] zu derjenigen das Substrat erreichenden Laserleistung wird vom Fachmann üblicherweise als Transmissionsgrad berechnet. Durch Einstellen verschiedener Verfahrensparameter und des resultierenden Transmissionsgrades ist mittels EHLA eine Beschichtung als schmelzmetallurgischer Verbund erreichbar.
Die Dokumente WO 2021/007 209 A1 und WO 2021/126 518 A1 offenbaren Beschichtungen. Bei diesen werden die teuren Karbidbildner Titan und Niob und teilweise auch Chrom in großen Mengen verwendet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Grundkörper mit einer Beschichtung mit verbesserten Eigenschaften bereitzustellen. Insbesondere ist es eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, eine kostengünstigere Beschichtung für einen Grundkörper bereitzustellen, wobei die Beschichtung für ihre Verwendung vorteilhafte Eigenschaften aufweist, und bevorzugt nicht übermäßig zur Rissbildung und/oder Porenbildung neigt, eine im Allgemeinen hohe Korrosionsbeständigkeit und Anbindung der Schweißlagen zeigt, sowie eine für ihre Verwendung vorteilhafte Härte aufweist.
Diese und weitere Aufgaben werden durch den Gegenstand der vorliegenden unabhängigen Ansprüche gelöst.
DETAILBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorgenannten Aufgaben werden insbesondere gelöst durch einen erfindungsgemäßen Grundkörper mit einer Beschichtung nach der vorliegenden Erfindung, einen Pulverwerkstoff oder Pulverwerkstoffgemisch nach der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung und eine Vorrichtung zum Beschichten eines Grundkörpers nach der vorliegenden Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele können den abhängigen Ansprüchen, und darüber hinaus der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnungen entnommen werden. Dabei wird der Fachmann erkennen, dass eine jede im Folgenden beschriebene Ausführungsform vom Gegenstand der beigefügten Ansprüche umfasst ist. Die Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt als Beschichtung auf einem Grundkörpers umfasst Eisen; und von 10 Gew.-% bis 25 Gew.-% Chrom; und von 0,3 Gew.-% bis 5 Gew.-% Kohlenstoff; und von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-% Vanadium.
Es soll zunächst verstanden werden, dass alle Mengenangaben mit Hinblick auf den verwendeten Pulverwerkstoff bzw. das Pulverwerkstoffgemisch, sowie der Beschichtung nach der vorliegenden Erfindung in den genannten Mengen in Gewichtsprozent [Gew.-%] bezogen auf ein Gesamtgewicht des entsprechenden Pulverwerkstoffs, beziehungsweise der Beschichtung verstanden werden sollen. Es soll auch verstanden werden, dass in der Beschichtung Eisen als Grundmaterial des Pulverwerkstoffes dient, und bevorzugt jeweils in ausbalancierter Form umfasst ist.
In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Prozentangaben sind als Gewichtsprozent der angegebenen Legierung zu verstehen, sofern nicht explizit eine andere Definition angegeben ist.
Die mittels der hier aufgezeigten Legierung des Schweißmaterials bildbare Legierung der Beschichtung weist hervorragende Verschleißfestigkeit und/oder Abrasionsfestigkeit auf. Hierzu sind in der Beschichtung ausgebildete Karbide, teilweise aber Boride, maßgeblich verantwortlich. Zugleich ist es mit diesem Schweißmaterial möglich, die Beschichtung zu bilden, indem das Schweißmaterial beim Auftragschweißen unmittelbar auf den Grundkörper aufzutragen. Der bekannte Standard ist bisher, dass eine vermittelnde Grundierung vorgesehen werden muss. Mit einem einzigen Schweißmaterial beziehungsweise einer einzigen Schicht auf dem Grundkörper können geringere Prozesszeiten, geringere Fehleranfälligkeiten, dünnere Schichtstärken und gegebenenfalls eine geringere Anzahl von Lagen, also wiederholtes Aufträgen, zum Erzeugen der (einzigen) Schicht der Beschichtung erzielt werden.
Erzielt wird also eine Beschichtung in Form einer korrosionsbeständigen Hartlegierung, wobei also die Eigenschaften Korrosionsschutz und Verschleißschutz miteinander kombiniert sind. Mittels des Einsatzes unterschiedlicher Karbidbildner mit unterschiedlicher Ausscheidungskinetik und damit auch unterschiedlicher Verteilungen führt zu einer guten Beständigkeit gegenüber Verschleißpartikeln (beispielsweise Schmutz zwischen Bremsscheibe und Bremsklotz) unterschiedlichster Größe.
In einer Ausführungsform werden der Beschichtung weiterhin als Bestandteil des Pulverwerkstoffs Hartstoffpartikel beigegeben, wobei diese Hartstoffpartikel an dem Schweißprozess im Wesentlichen nicht teilnehmen. Beispielsweise werden solche Hartstoffpartikel einer gewünschten Korngröße im Prozess des Auftragschweißens einzig oberflächlich angeschmolzen oder einzig erwärmt.
In einer ergänzenden Ausführungsform werden Hartstoffpartikel abhängig von der Lage von einer Mehrzahl von (die Beschichtung bildenden) Lagen zusätzlich beigegeben. In diesem Fall ist zwar die Legierung der Beschichtung durchgehend gleich, jedoch in unterschiedlichen Lagen eine unterschiedliche Menge an beziehungsweise in zumindest einer Lage, bevorzugt der untersten (also Grundkörper-nächsten) Lage oder einer Mehrzahl von (benachbarten) untersten Lagen inklusive der aller untersten Lage keine, Hartstoffpartikeln eingebettet, sowie bevorzugt der obersten (also außenseitigsten) Lage oder einer Mehrzahl von (benachbarten) obersten Lagen inklusive der aller obersten Lage keine, Hartstoffpartikeln eingebettet.
Es sei darauf hingewiesen, dass die hier beschriebene Beschichtung als Legierung des Schweißmaterials beispielsweise als Draht oder Pulver bereitstellbar ist, wobei der Pulverwerkstoff nicht zwangsläufig in jedem Pulverpartikel die beschriebene Zusammensetzung aufweisen muss, gegebenenfalls sogar stark abweichend, sofern verschiedene Grundmaterialien zu einer Pulvermischung zusammengesetzt sind, beziehungsweise in-situ zusammengesetzt werden. In einer Ausführungsform werden auch gegebenenfalls erwünschte Hartstoffpartikel beigemengt, welche aber als nicht teilnehmende Partikel nicht zu dem Schweißmaterial hinzugerechnet werden.
Der Begriff „Pulverwerkstoff“ oder „Pulverwerkstoffgemisch“ wie hierin verwendet, bezeichnet bevorzugt das Schweißmaterial, mit welchem die Beschichtung des Grundkörpers erzeugt wird. Dabei soll verstanden werden, dass das Schweißmaterial bevorzugt für ein Auftragschweißen als Pulverwerkstoff für ein Pulver-Auftragschweißen vorgehalten ist.
Der Begriff „ausbalanciert“, wie hierin verwendet, bezeichnet bevorzugt, dass die Menge an Eisen entsprechend (die 100 % auffüllend) angepasst ist, um die angegebenen Gew.-% Angaben weiterer Bestandteile zu erreichen, so dass der Hauptbestandteil einer hierin vorgeschlagenen Beschichtung eine Eisenbasislegierung darstellt.
Diese Beschichtung stellt eine gegenüber dem Stand der Technik bekannten Beschichtung eine kostengünstige Beschichtung für einen Grundkörper dar. Dies wird insbesondere durch die Verwendung von Vanadium, und bevorzugt das Vermeiden von verhältnismäßig teuren Bestandteilen, insbesondere Niob und/oder Titan erreicht.
Die vorliegenden Erfinder haben überraschenderweise gefunden, dass die hier vorgeschlagene Beschichtung dabei zusätzlich für ihre Verwendung vorteilhafte Eigenschaften aufweist und nicht übermäßig zur Rissbildung und/oder Porenbildung neigt, eine im Allgemeinen hohe Korrosionsbeständigkeit und gute Anbindung der Schweißlagen zeigt, sowie eine für ihre Verwendung vorteilhafte Härte aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung
Eisen; und bevorzugt von 0,5 bis 15,0 Gew.-% Vanadium; und bevorzugt höchstens 4,0 Gew.-% Niob; und bevorzugt weiter höchstens 0,35 Gew.-% Titan; und bevorzugt weiter höchstens 0,3 Gew.-% Nickel; und weiter bevorzugt von 0,3 bis 3,0 Gew.-% Kohlenstoff; und weiter bevorzugt von 10 Gew.-% bis 18 Gew.-% Chrom; und weiter bevorzugt von 1,0 bis 10 Gew.-% Mangan; und weiter bevorzugt von 0,05 bis 1,0 Gew.-% Molybdän; und weiter bevorzugt von 0,25 bis 1,25 Gew.-% Silizium; und weiter bevorzugt höchstens 0,75 Gew.-% Wolfram; und weiter bevorzugt höchstens 0,15 Gew.-% Phosphor; und weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-% Schwefel; und weiter bevorzugt von 0,01 bis 0,5 Gew.-% Stickstoff; und weiter bevorzugt 0,01 bis 0,09 Gew.-% Sauerstoff.
Die vorliegenden Erfinder haben überraschenderweise gefunden, dass die hierin vorgeschlagene Beschichtung mit Vanadium darstellbar ist. Dabei stellt Vanadium im Vergleich zu Niob und/oder Titan einen relativ kostengünstigen Bestandteil dar.
Vanadium dient in der Beschichtung insbesondere als Karbidbildner. Mit dem Einsatz von Vanadium sind teurere Komponenten wie beispielsweise Niob und Titan in deutlich geringerer Menge einsetzbar. Bevorzugt umfasst das Schweißmaterial kein Niob und kein Titan, zumindest nicht über übliche Verunreinigungen hinaus.
Es wurde überraschend festgestellt, dass sich das Eigenschaftsprofil entsprechender Legierungen durch die abgestimmte Zugabe von Monokarbidbildnern wie Vanadium zielgenau anpassen lässt. Durch eine feine Verteilung (feindisperse Ausscheidung von primären Vanadiumkarbid), in Verbindung mit Kornfeinungseffekten, ist die Risslänge der oftmals stark rissbehafteten Schweißschichten verkürzbar. Eine schlagende Verschleißbeanspruchung führt damit nicht mehr zu sofortigen Ausbrüchen. Somit ergeben sich Vorteile bei abrasiv und schlagenden Verschleißbeanspruchungen. Ein weiterer Vorteil liegt in der enorm hohen Härte und dem hohen Schmelzpunkt von Vanadiumkarbid, welche im Bereich von Titankarbid und oberhalb von Wolframkarbid rangiert. Vanadiumkarbid weist eine Härte von 2950 HVo.oi [zweitausend neunhundertfünfzig Härte-Vickers, mit 0,102 kp [einhundertzwei tausendstel Kilo-Pounds] Prüfkraft und einer normgemäßen Belastungszeit von 10 s [zehn Sekunden] bis 15 s und einen Schmelzpunkt bei 2830 °C [zweitausend achthundertdreißig Grad Celsius] auf.
Die entstehenden Mischkarbide vom Typ (Cr, Fe) 7C3 weisen eine Härte von 1700 HV 10 [eintausendsiebenhundert Härte-Vickers] bis 2100 HV 10 auf. Bor führt ab einem Gehalt von etwa 0,6 % zu einer Härtung der (Cr, Fe) 7C3-Karbide. Die wichtigsten Hartstoffe neben Cr7C3 sind die Chromkarbide Cr3C2 und Cr23C6. Unter Abrasionsverschleiß haben sich vor allem die Cr7C3-Karbide und Cr23C6-Karbide bewährt, welche eine nadelförmige bis plattenförmige Gefügeausbildung aufweisen.
Darüber hinaus führt das Hinzulegieren von Mangan und Silizium neben einer typischerweise deutlichen Verbesserung der Schweißeigenschaften infolge der hohen Sauerstoffaffinität und damit zu einer Desoxidation zu einer Erhöhung der Verschleißbeständigkeit der aufgetragenen Beschichtung.
Durch einen höheren Anteil an Vanadium ist insbesondere eine gesteigerte Härte der Beschichtung erzielbar. Ein zu hoher Anteil an Vanadium kann jedoch dazu führen, dass das Gitter zu stark verspannt.
Es sei darauf hingewiesen, dass die hierin aufgeführten Vergleiche zu einer Zusammensetzung mit einem Weniger beziehungsweise einem Mehr von dem jeweiligen Element in der Beschichtung gezogen ist. Dabei ist zumindest richtig, dass ein Weniger oder Mehr von diesem Element durch ein entsprechendes Mehr oder Weniger von dem Eisen als Basis vorhanden ist. Alternativ oder zusätzlich ist ein Mehr oder ein Weniger von einem anderen der genannten Elemente in einer im Rahmen der genannten Größenordnungen beachtlichen Menge vorhanden. Darauf ist bei einigen Beispielen explizit hingewiesen, sofern das jeweilige Element als Ersatzstoff einsetzbar ist. Es liegt aber auch im fachmännischen Können, zumindest auf Basis der hierin aufgeführten Erläuterungen, eine geeignete Legierung im Rahmen der hier vorgeschlagenen Erfindung zu verwenden, bei welchen die Elemente in einer Kombination vorhanden sind, die hier nicht als explizites Beispiel aufgeführt sind.
Je mehr Vanadium eingesetzt wird, auf desto mehr zusätzliche Karbidbildner kann verzichtet werden, wie beispielsweise Niob und Titan, aber auch Molybdän. Es sei darauf hingewiesen, dass hier nicht ein Ersatz der anderen Karbide in gleicher Menge erforderlich ist, weil Vanadiumkarbid sehr fein verteilt auftritt und aufgrund seiner hohen Härte und seines hohen Schmelzpunktes zu den sehr hochwertigen Karbiden zählt.
Bevorzugt umfasst eine solche Beschichtung mindestens 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 1,6 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 2,5 Gew.-%, und weiter bevorzugt mindestens 5,0 Gew.-% Vanadium.
Gleichsam ist ein verhältnismäßig niedriger Anteil an Vanadium vorteilhaft, weil dadurch die Rissneigung reduzierbar ist. Ein zu geringer Anteil an Vanadium kann jedoch nachteilhaft sein, weil eine ausreichend hohe Härte gegebenenfalls nicht erreicht wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung höchstens 15 Gew.-%, bevorzugt höchstens 12,5 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 12 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 10 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 8 Gew.-% Vanadium.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung: bevorzugt von 0,5 bis 15,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 15,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 15,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,6 bis 15,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 2,5 bis 15,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 5,0 bis 15,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,6 bis 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 2,5 bis 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 5,0 bis 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 12,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 12,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 12,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,6 bis 12,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 2,5 bis 12,0 Gew.-% und weiter bevorzugt von 5,0 bis 12,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 10,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 10,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 10,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,6 bis 10,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 2,5 bis 10,0 Gew.-% und weiter bevorzugt von 5,0 bis 10,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 8,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 8,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 8,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,6 bis 8,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 2,5 bis 8,0 Gew.-% und weiter bevorzugt von 5,0 bis 8,0 Gew.-%Vanadium.
Die Beschichtung umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform einen Anteil an Niob.
Ein Anteil an Niob ist in der Beschichtung als Karbidbildner vorhanden.
Gleichsam ist ein verhältnismäßig niedriger Anteil an Niob vorteilhaft, um die Kosten der Beschichtung gering zu halten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter höchstens 4,0 Gew.-% Niob.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung: bevorzugt höchstens 3,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 2,0 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 1,0 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-% Niob.
Die Beschichtung umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform einen Anteil an Titan.
Ein Anteil an Titan ist in der Beschichtung als Karbidbildner und/oder Korrosionsschutzelement vorhanden.
Gleichsam ist ein verhältnismäßig niedriger Anteil an Titan vorteilhaft, um die Kosten der Beschichtung gering zu halten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter höchstens 0,4 Gew.-% Titan.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung: bevorzugt weiter höchstens 0,35 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-% Titan umfasst.
Die Beschichtung umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform einen Anteil an Nickel. Dabei dient Nickel in der Beschichtung insbesondere einem erhöhten Korrosionsschutz.
Durch einen höheren Anteil an Nickel ist auch die Schweißbarkeit verbessert. Gleichsam ist ein verhältnismäßig niedriger Anteil an Nickel vorteilhaft, um den Anteil gesundheitsbedenklicher Stoffe auf ein Minimum reduzieren zu können, beziehungsweise auch, um moderneren Standards, wie beispielsweise der sogenannten Reach- Verordnung, zu entsprechen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter höchstens 0,5 Gew.-% Nickel, bevorzugt weiter höchstens 0,3 Gew.-%, weiter höchstens 0,2 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-% Nickel.
Die Beschichtung umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform einen Anteil an Kohlenstoff.
Dabei dient Kohlenstoff in der Beschichtung insbesondere als Karbidbildner.
Ein höherer Anteil an Kohlenstoff kann insbesondere nachteilig für die Schweißbarkeit sein. Gleichzeitig kann durch einen höheren Anteil an Kohlenstoff die Härte vorteilhaft angehoben werden.
Gleichsam ist ein verhältnismäßig niedriger Anteil an Kohlenstoff vorteilhaft, um die Schweißbarkeit zu verbessern. Ebenfalls senkt ein verhältnismäßig niedriger Anteil an Kohlenstoff vorteilhaft die Rissbildung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung bevorzugt weiter mindestens 0,3 Gew.-% Kohlenstoff.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung bevorzugt weiter mindestens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 1 ,0 Gew.-% und weiter bevorzugt mindestens 1 ,5 Gew.-% Kohlenstoff.
Ein derart hoher Anteil von Kohlenstoff ist vorteilhaft für die Austenitbildung. Es sei darauf hingewiesen, dass ein hoher Anteil von dem Kohlenstoff im Pulverwerkstoff beim Auftragschweißen reagiert und nicht in der Legierung der Beschichtung ankommt, beispielsweise mit eingedrungenem Luftsauerstoff. Beispielsweise wird in der Legierung der Beschichtung mit der vorgenannten Menge in dem Schweißmaterial ein Anteil von Kohlenstoff in Gewichtsprozent von 0,5 % bis 1,5 % erzielt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 2,5 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 2,0 Gew.-% Kohlenstoff.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung: weiter bevorzugt von 0,3 bis 5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,5 bis 5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,5 bis 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,0 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,5 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 2,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 2,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 2,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 2,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,5 bis 2,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 2,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 2,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 2,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,0 bis 2,0 Gew.-% und weiter bevorzugt von 1 ,5 bis 2,0 Gew.-% Kohlenstoff.
Die Beschichtung umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform einen Anteil an Chrom.
Chrom ist ein wichtiger Bestandteil für die Korrosionsbeständigkeit gegenüber vor allem wasserhaltigen Lösungen, beispielsweise (salzversetztem) Regenwasser. In Verbindung mit Molybdän ist es besonders effektiv gegen Lochfraß korrosion. Je niedriger der Anteil, desto kostengünstiger ist das Schweißmaterial. Ein zu geringer Anteil von Chrom kann die Korrosionsbeständigkeit jedoch immens verschlechtern.
Dabei verhindert Chrom in der Beschichtung insbesondere bei einer (geringen) Sauerstoffexposition effektiv eine Eisenoxid-Bildung - zumal bei der Verarbeitung unter einer Schutzgasatmosphäre. Ein Anteil an Chrom dient in der Beschichtung vorteilhaft einem erhöhten Korrosionsschutz und als Karbidbildner. Daneben aber stellt Chrom in dem vorgeschlagenen Schweißmaterial eine Komponente zur Hartphasenbildung dar.
Durch einen höheren Anteil an Chrom wird insbesondere die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung erhöht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, liegt das Chrom frei in der Matrix vor. Dies ist besonders vorteilhaft, um den Korrosionsschutz gewährleisten zu können. Gebundenes Chrom in Form von Chromkarbiden trägt unter Umständen nicht zum Korrosionsschutz bei. Der Fachmann wird dabei erkennen, dass Vanadium in der hier vorgeschlagenen Beschichtung somit gleichzeitig als Opfer (ausreichend hoch) eingesetzt ist, sodass vorteilhaft Kohlenstoff an Vanadium und nicht an Chrom gebunden wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt mindestens 10 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 13 Gew.-% und weiter bevorzugt mindestens 15,0 Gew.-% Chrom.
Besonders bevorzugt ist ein Anteil an mindestens 12,0 Gew.-% Chrom in der Beschichtung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 25 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 20 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 18 Gew.-% Chrom.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt von 10 Gew.-% bis 25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 12,5 Gew.-% bis 25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 13 Gew.-% bis 25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 15,0 Gew.-% bis 25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 10 Gew.-% bis 20 Gew.-%, weiter bevorzugt von 12,5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, weiter bevorzugt von 13 Gew.-% bis 20 Gew.-%, weiter bevorzugt von 15,0 Gew.-% bis 20 Gew.-%, weiter bevorzugt von 10 Gew.-% bis 18 Gew.-%, weiter bevorzugt von 12,5 Gew.-% bis 18 Gew.-%, weiter bevorzugt von 13 Gew.-% bis 18 Gew.-% und weiter bevorzugt von 15,0 Gew.-% bis 18 Gew.-% Chrom.
Die Beschichtung umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform einen Anteil an Mangan.
Dabei dient Mangan in der Beschichtung insbesondere der Verbesserung der Schweißbarkeit, der Festigkeit und Verschleißbeständigkeit, sowie zur Optimierung der Härtbarkeit.
Vorteilhaft ist ein ausgeprägtes Gleichgewicht and Mangan, um höhere Anteile von spröden Phasen zu vermeiden.
Der Kohlenstoff zusammen mit dem Mangan unterstützt die Ausbildung von Austenit (kubisch-flächenzentrierte Gitterstruktur einer Eisen-Legierung) und damit eine gewünschte Zähigkeit der Beschichtung. Der Anteil von Mangan ist zudem ein effektiver Kaltverfestiger.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt mindestens 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 1 ,25 Gew.-% und weiter bevorzugt mindestens 1 ,4 Gew.-%, Mangan.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 10 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 7,5 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 6,5 Gew.-% Mangan.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt von 1,0 bis 10 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,25 bis 10 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,4 bis 10 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,0 bis 7,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,25 bis 6,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,4 bis 6,5 Gew.-% und weiter bevorzugt von 1,4 bis 6,5 Gew.-%, Mangan.
Die Beschichtung umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform einen Anteil an Molybdän.
Dabei dient Molybdän in der Beschichtung insbesondere vorteilhaft der Verbesserung der Schweißbarkeit und Feinkornbildung.
Über die vorhergehend beschriebenen Eigenschaften hinaus hat Molybdän die Eigenschaft, dass eine Korrosionsbeständigkeit gegenüber nicht oxidierenden Lösungen, wie beispielsweise Salzsäure geschaffen ist, welche auch in der Umwelt in nicht zu vernachlässigenden Mengen vorkommen. Molybdän ist zudem ein weiterer Karbidbildner.
Durch einen höheren Anteil an Molybdän ist demnach insbesondere die Korrosionsbeständigkeit erhöht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt mindestens 0,05 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 0,1 Gew.-% und weiter bevorzugt mindestens 0,25 Gew.-%Molybdän.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,75 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,6 Gew.-% Molybdän.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt von 0,05 bis 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,1 bis 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,25 bis 1,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,05 bis 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,1 bis 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,25 bis 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,05 bis 0,6 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,1 bis 0,6 Gew.-% und weiter bevorzugt von 0,25 bis 0,6 Gew.-% Molybdän.
Die Beschichtung umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform einen Anteil an Silizium.
Durch einen höheren Anteil an Silizium wird insbesondere die Verschleißfestigkeit und die Festigkeit der Beschichtung vorteilhaft erhöht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt mindestens 0,1 Gew.-% Silizium.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt mindestens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 0,3 Gew.-%, und weiter bevorzugt mindestens 0,5 Gew.-% Silizium.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 1 ,25 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 1 ,0 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,7 Gew.-% Silizium.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt von 0,25 bis 1 ,25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 1 ,25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 1 ,25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,25 bis 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,25 bis 0,7 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 0,7 Gew.-%, und weiter bevorzugt von 0,5 bis 0,7 Gew.-% Silizium.
Die Beschichtung umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform einen Anteil an Wolfram.
Wolfram ist bereits in sehr geringen Mengen vorteilhaft als Karbidbildner (beispielsweise für eine hoch-reibfeste und/oder hoch-warmfeste Oberfläche). Besonders aber ist es in bereits geringen Mengen als Misch kristall-Verfestiger und für die Hochtemperatur- Beständigkeit der Beschichtung vorteilhaft.
Wolfram karbide haben sich hier im Stand der Technik, insbesondere bei sogenannten Dual-Layer Systemen, als effektiver Hartstoffzusatz erwiesen. Sie erhöhen die Härte einer aufgeschweißten Schicht signifikant. Nachteil ist, dass sie den Schweißprozess erschweren, weil für eine gleichmäßige Verteilung der Karbide in der Schmelze gesorgt werden muss. Zusätzlich sollte ein Aufschmelzen der Karbide verhindert werden, um den technologischen Vorteil der Karbide zu nutzen und die Gefahr einer Versprödung der Matrix zu reduzieren. Außerdem ist ihr hoher Preis ein Problem für die Wirtschaftlichkeit.
Durch einen höheren Anteil an Wolfram wird insbesondere die Warmfestigkeit der Beschichtung vorteilhaft erhöht. Wolfram dient zudem vorteilhaft als Karbidbildner. Ein hoher Anteil an Wolfram kann jedoch aufgrund hoher Materialkosten unwirtschaftlich sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,6 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,05 Gew.-%, und weiter bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-% Wolfram.
Die Beschichtung umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform einen Anteil an Phosphor.
Dabei ist ein verhältnismäßig niedriger Anteil an Phosphor vorteilhaft, weil Phosphor als Stahlschädling nachteilig ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 0,15 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,05 Gew.-%, und weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-% Phosphor.
Die Beschichtung umfasst in einer Ausführungsform einen Anteil an Schwefel.
Dabei ist ein verhältnismäßig niedriger Anteil an Schwefel vorteilhaft. Der Fachmann wird dabei erkennen, dass Schwefel durch Mangan gebunden wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-%, Schwefel.
Die Beschichtung umfasst in einer Ausführungsform einen Anteil an Stickstoff.
Im Stand der Technik kommen vermehrt stickstofflegierte Stähle zum Einsatz. Der Fachmann wird im Allgemeinen Stickstoff jedoch als Stahlschädling betrachten und den Anteil an Stickstoff möglichst gering halten. Stickstoff kann als Legierungsbestandteil verwendet werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, und weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-% Stickstoff.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt mindestens 0,01 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 0,02 Gew.-% und weiter bevorzugt mindestens 0,05 Gew.-% Stickstoff.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,02 bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,05 bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,01 bis 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,02 bis 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,05 bis 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,01 bis 0,1 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,02 bis 0,1 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,05 bis 0,1 Gew.-% Stickstoff.
Die Beschichtung umfasst in einer Ausführungsform einen Anteil an Sauerstoff.
Dabei ist ein verhältnismäßig niedriger Anteil an Sauerstoff vorteilhaft, weil dieser zu einer Versprödung und weiteren negativen Eigenschaften führen kann. Erwähnenswerter Weise können einige der weiteren beschriebenen Legierungsbestandteile gegebenenfalls auch desoxidierend wirken. Der Fachmann wird insoweit anerkennen, dass Sauerstoff vorteilhaft vermieden werden sollte, und andere Legierungsbestandteile auch darauf ausgelegt sein können, Sauerstoffverunreinigungen entgegenzuwirken.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, umfasst die Beschichtung weiter bevorzugt 0,01 bis 0,09 Gew.-% Sauerstoff.
Es soll verstanden werden, dass sich die Beschichtung nach der vorliegenden Erfindung zum Beschichten eines jeden Grundkörpers eignen kann, welcher einen Verschleißschutz und Korrosionsschutz benötigt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung betrifft der Begriff Grundkörper bevorzugt ein Bauteil, welches einen Verschleißschutz und Korrosionsschutz benötigt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, ist die Beschichtung zum Beschichten eines Grauguss-Grundkörpers, insbesondere einer Grauguss-Bremsscheibe.
Grauguss-Grundkörper sind besonders vorteilhaft als Grundkörper, weil sie sich kostengünstig herstellen lassen. Allerdings weisen Graugusswerkstoffe einen sehr hohen Kohlenstoffanteil auf und gelten von daher als relativ schwer schweißbar Nach Erkenntnis der vorliegenden Erfinder sind Grauguss-Grundkörper im Allgemeinen keine vorteilhaften Werkstoffe zum Beschichten. Grauguss-Grundkörper kommen jedoch bei vielen Anwendungen zum Einsatz, beispielsweise dann, wenn Verschleiß und Temperatur eine Rolle spielen, beispielsweise in der Anwendung als Bremsscheiben.
Durch die schlechte Korrosionsbeständigkeit und die erschwerte Schweißbarkeit, sind Grauguss-Grundkörper besonders vorteilhaft im EHLA-Verfahren einsetzbar und für die Beschichtung mittels EHLA-Verfahren geeignet. Dabei haben die vorliegenden Erfinder erkannt, dass nur bei Einhaltung einer geringen Aufmischung mit dem Grundwerkstoff und einer geringen thermischen Belastung Grauguss-Grundkörper nahezu Rissfrei geschweißt beziehungsweise beschichtet werden können.
Die vorliegenden Erfinder haben weiter überraschend gefunden, dass die hierin vorgeschlagene Beschichtung als einlagige Beschichtung ausgebildet verwendbar, also unmittelbar auf dem Grundkörper auftragbar, ist. Hierdurch wird das Verfahren zur Herstellung von beschichteten Grundkörpern deutlich vereinfacht und damit kostengünstiger.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, ist die Beschichtung als einlagige Beschichtung ausgebildet.
Der Begriff „einlagige Beschichtung“ wie hierin verwendet, bezeichnet dabei bevorzugt, eine Beschichtung, welche als eine Lage auf den Grundkörper aufgebracht ist, wobei auf eine sogenannte Pufferschicht [PS] beziehungsweise Haftschicht [HS] verzichtet wurde. Nicht gemeint ist damit, dass eine solche Lage zwangsläufig in einem einzigen Durchgang aufgeschweißt wird beziehungsweise worden ist.
Es ist dabei dem Fachmann bekannt, dass anhand eines Schnittbildes das Vorliegen einer einlagigen Beschichtung bestimmbar ist. Hierbei kommen im Stand der Technik bekannte metallografische Analysen zum Einsatz. Insbesondere kann nach einer Präparation und Ätzung unter dem Lichtmikroskop durch Inaugenscheinnahme unmittelbar auf eine Lagenanzahl geschlossen werden.
Es soll verstanden werden, dass im Vergleich zu im Stand der Technik beschriebenen Beschichtungssystemen die einlagige Beschichtung aus der eigentlichen Funktionsschicht, welche im Einsatz bei einer Bremsscheibe und ähnlichen Anwendungen üblicherweise als Reibschicht [RS] bezeichnet wird, besteht und diese nicht auf einer sogenannten PS beziehungsweise HS aufgebracht ist. Dabei weiß der Fachmann, dass Werkstoffe sich in ihrer Schweißeignung unterscheiden. Ein Kriterium dabei ist der Kohlenstoffgehalt des Werkstoffs. Allgemein gilt, je höher der Kohlenstoffanteil, desto schwerer ist ein Werkstoff schweißbar. Um eine Schicht aus oder auf einen schwer schweißbaren Werkstoff zu schweißen, wird deshalb im Stand der Technik empfohlen, zuerst eine PS (auch als HS bezeichnet) aufzuschweißen. Dabei wird eine sogenannte PS oder HS aus einem gut schweißbaren Werkstoff zwischen das Substrat und die eigentliche Schweißnaht gesetzt. Das PS-Material wird so ausgewählt, dass es sowohl eine schmelzmetallurgische Anbindung an das Substrat erzielt als auch eine Anbindung an die darüber liegende Schicht erzeugen kann.
Hiernach wird die eigentliche Funktionsschicht aufgebracht. Diese im Stand der Technik aus einer Keramik-Metall-Mischung bestehende Schicht wird im Folgenden als Reibschicht bezeichnet. Durch eine Reibschicht aus widerstandsfähigem Material wird die Abriebfestigkeit von Bremsscheiben erhöht.
Damit stellen die Ausführungsformen der Beschichtung, bei denen die Beschichtung als einlagige Beschichtung ausgebildet ist eine Abkehr vom Stand der Technik dar, weil sie auf das Aufbringen einer solchen PS beziehungsweise HS verzichten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Grundkörpers mit der Beschichtung, weist die Beschichtung eine Härte von 350 - 700 HV0.01 auf.
Insbesondere weist die erfindungsgemäße Beschichtung bevorzugt eine Härte von mindestens 350 HV0.01, weiter bevorzugt von mindestens 400 HV0.01, weiter bevorzugt mindestens 450 HV0.01 und weiter bevorzugt mindestens 500 HV0.01 auf.
Insbesondere weist die erfindungsgemäße Beschichtung bevorzugt eine Härte höchstens 700 HV0.01 und weiter bevorzugt von höchstens 600 HV0.01 auf.
Dabei erreicht eine höhere Härte vorteilhaft eine verbesserte Verschleißbeständigkeit der Beschichtung. Gleichzeitig kann eine zu hohe Härte eine unerwünschte Rissbildung begünstigen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die angegebenen Werte sich in einer Ausführungsform auf das reine Schweißmaterial beziehen.
Die oben beschriebenen Aufgaben werden ebenfalls gelöst durch einen Grundkörper nach der vorliegenden Erfindung, welcher insbesondere ein Graugussgrundkörper, bevorzugt Graugussbremsscheibe, ist, mit einer Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Dabei wird der Fachmann unmittelbar erkennen, dass ein solcher Grundkörper von der Beschichtung profitieren kann, welcher erhöhtem Verschleiß, Reibung oder anderen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Beschichtung vorteilhaft für Grundkörper, welche als Bremseinrichtungen, beispielsweise Bremsscheiben dienen. Bremsscheiben sind in besonders hohem Maße Verschleiß und Korrosion ausgesetzt. Die erfindungsgemäße Beschichtung wirkt besonders vorteilhaft Verschleiß und Korrosion entgegen und schützt den Grundkörper. Weiterhin vorteilhaft wird mittels der Beschichtung ein Grundkörper erreicht, welcher auch eine besonders vorteilhafte, wie die beispielsweise in EURO7 geforderte, Feinstaubreduktion erreicht.
Die oben beschriebenen Aufgaben werden ebenfalls gelöst durch einen Pulverwerkstoff für eine Beschichtung nach der vorliegenden Erfindung und/oder eines Grundkörpers nach der vorliegenden Erfindung.
Der erfindungsgemäße Pulverwerkstoff ist vorzugsweise der Ausgangsstoff, welcher zum Erzeugen einer Beschichtung bereitgestellt wird. Insbesondere ist der Pulverwerkstoff in einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendbar, um eine Beschichtung zu erzeugen. Dabei ist der Pulverwerkstoff als Stoffgemisch verschiedener Komponenten bereitgestellt. Der Fachmann versteht unmittelbar, dass die Bestandteile des Pulverwerkstoffs in sich mit Hinblick auf die Bestandteile der Beschichtung und ihrer jeweils enthaltenen relativen Menge nicht oder bis auf geringfügige Verunreinigungen aus der Umgebung, beispielsweise Luftsauerstoff und/oder Luftstickstoff, nicht verändern. Eine solche Verunreinigung liegt im Bereich von weniger als 0,1 Gew.-%. In anderen Worten, die angegebene elementare Zusammensetzung verändert sich zwischen dem Pulverwerkstoff oder Pulverwerkstoffgemisch als Ausgangsstoff vor dem Schweißverfahren und der verschweißten Beschichtung nicht, sofern der Prozess geeignet geführt worden ist, beispielsweise wie hierin beschrieben. Vor allem das enthaltene Eisen wird (technisch) nicht mit Sauerstoff reagieren. Der Fachmann wird dabei erkennen, dass der zugeführte Pulverwerkstoff gegebenenfalls nicht vollständig an der Schweißreaktion teilnimmt, beziehungsweise nicht vollständig verbraucht wird. So ist es beispielsweise üblich, dass etwa 90 Gew.-% des zugeführten Pulverwerkstoffes verschweißt werden. Je nach Verfahrensaufbau wird der Großteil des überschüssig zugeführten (also entsprechend beispielsweise 10 Gew.-%) Pulverausgangswerkstoffes rückgeführt.
Die oben beschriebenen Aufgaben werden ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Beschichten eines Grundkörpers mit einer Beschichtung nach der vorliegenden Erfindung und/oder einem Pulverwerkstoff nach der vorliegenden Erfindung, mittels Auftragschweißens, beispielsweise LA und/oder EHLA bei einer Flächenrate von wenigstens 850 cm2/min [achthundertfünfzig Quadrat-Zentimeter pro Minute].
Es soll verstanden werden, dass eine Flächenrate von wenigstens 850 cm2/min den Beschichtungsprozess besonders wirtschaftlich gestaltet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine „Flächenrate“ dabei bevorzugt auf eine Schichthöhe von 100 pm [einhundert Mikrometern] normiert.
Die vorliegende Beschichtung ist beispielsweise mittels eines wie im Stand der Technik bekannten EHLA-Verfahren auf den Grundkörper aufbringbar. Hierbei wird bevorzugt eine Flächenrate von wenigstens 850 cm2/min bei einer Schichthöhe von 100 pm [einhundert Mikrometer] erreicht, was mit Hinblick auf Verfahren zum Beschichten eines Grundkörpers besonders wirtschaftlich ist. Insbesondere in Ausführungsformen, bei denen die erfindungsgemäße Beschichtung als einlagige Beschichtung ausgebildet ist, ist bereits im Vergleich zu Zweischichtsystemen mit ähnlichen Flächenraten (850 cm2/min bei einer Schichthöhe von 100 pm) eine deutliche Steigerung der Wirtschaftlichkeit erzielbar, weil die Herstellung im Stand der Technik bekannter zweilagiger Beschichtungen durch die entsprechend größere Lagenanzahl und/oder ein nötiges Umrüsten der Vorrichtung für einen anderen Pulverwerkstoff länger brauchen. Es soll jedoch verstanden werden, dass die Beschichtung nach der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist, als einlagige Beschichtung ausgebildet zu sein.
Die oben beschriebenen Aufgaben werden ebenfalls gelöst durch eine Vorrichtung für ein Verfahren zum Beschichten eines Grundkörpers nach der vorliegenden Erfindung. Eine solche Beschichtungsvorrichtung ist beispielsweise zum Versehen eines Grundkörpers mittels Auftragschweißen mit einer Beschichtung nach der vorliegenden Erfindung eingerichtet. Eine solche Vorrichtung weist bevorzugt zumindest die folgenden Komponenten auf: zumindest eine Schweißeinrichtung zum Erzeugen eines Schweißstrahls; zumindest eine Zuführeinrichtung zum Ausbringen des Schweißmaterials; und eine Zustellaktorik zum Bewegen von dem Schweißstrahl und/oder von dem Schweißmaterial relativ zu einem Grundkörper, wobei zum Versehen einer zu beschichtenden Oberfläche eines Grundkörpers mit der Beschichtung, das von der Zuführeinrichtung zugeführte Schweißmaterial von dem Schweißstrahl angeschmolzen oder aufgeschmolzen wird, sodass das zugeführte Schweißmaterial mittels des Schweißstrahls stoffschlüssig mit der Oberfläche verbindbar ist, wobei die Beschichtung mittels eines Schweißmaterials nach der vorliegenden Erfindung gebildet ist, wobei bevorzugt der Schweißstrahl von einem Laser erzeugt ist, und/oder wobei bevorzugt die Zuführeinrichtung eine Pulver-Düse ist, wobei besonders bevorzugt die Beschichtungsvorrichtung zum Ausführen von EHLA eingerichtet ist.
Alle beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen wenigstens eine, bevorzugt mehrere, mehr bevorzugt alle der folgenden Eigenschaften: eine geringe Neigung der Beschichtung Risse zu bilden, also beispielsweise geringe oder bevorzugt keine Rissbildung bei bevorzugt gleichzeitig gegenüber im Stand der Technik bekannten Beschichtungen erhöhter Härte. Die Prüfung der Rissbildung ist mit dem Fachmann bekannten Methoden, beispielsweise im metallografischen Querschliff leicht vornehmbar, beispielsweise durch Farbeindringprüfung. Gleichzeitig kennt der Fachmann Verfahren zur Prüfung der Härte über genormte Härtemessungsverfahren; eine hohe Korrosionsbeständigkeit, welche mit dem Fachmann bekannten Methoden, beispielsweise einer Analyse über Salzsprühnebelkammer und Klimakammertest nach diversen Normen bestimmbar ist; eine gute Anbindung der Schweißlagen, welche mit dem Fachmann bekannten Methoden, beispielsweise Metallografie und EDX-Verfahren [EDX (engl. Energy Dispersive X-ray spectroscopy)], Haftzugversuche, sowie EDX/REM [RasterElektronenMikroskopJ-Analyse und im metallografischen Querschliff bestimmbar ist; einen Pulverwirkungsgrad von über 90 Gew.-%, welcher mit dem welche mit dem Fachmann bekannten Methoden, beispielsweise gravimetrischer Messung vor und nach dem Beschichten bestimmbar ist;
Poren in nur geringer Zahl, welche mit dem Fachmann bekannten Methoden, beispielsweise einer Analyse über metallografischen Querschliff bestimmbar ist; eine hohe Härte, welche mit dem Fachmann bekannten Methoden, beispielsweise einer Analyse mittels genormtem Härtemessverfahren bestimmbar ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, aus denen sich weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile ableiten lassen. Dabei zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Beschichtungsvorrichtung;
Fig. 2: ein Schliffbild einer mittels des Schweißmaterials 1 gebildeten Beschichtung;
Fig. 3a: ein erstes Schliffbild einer mittels des Schweißmaterials 1 gebildeten Beschichtung;
Fig. 3b: ein zweites Schliffbild einer mittels des Schweißmaterials 1 gebildeten Beschichtung;
Fig. 4a: eine fotographische Abbildung von Bremsscheibe und Bremsbelag gemäß Beispiel 11 , und zwar beidseitig;
Fig. 4b: eine fotographische Abbildung von Bremsscheibe und Bremsbelag gemäß Beispiel 12, und zwar beidseitig;
Fig. 5: eine Energiedispersive Röntgenspektroskopie des Schliffbilds aus Fig. 2;
Fig. 6: eine Härtemessung nach Vickers auf einem Schliffbild mit der Beschichtung nach Fig. 2;
Fig. 7a: das Ergebnis einer Korrosionsprüfung einer Bremsscheibe mit einer Beschichtung;
Fig. 7b: das Ergebnis einer Korrosionsprüfung einer Bremsscheibe mit der Beschichtung nach Fig. 2; und
Fig. 8: ein Schliffbild durch die rechte Bremsscheibe nach Figur 7b.
BEISPIELE
Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung
In Fig. 1 ist eine Beschichtungsvorrichtung 6 mit einem Grundkörper 3, beispielsweise einer Bremsscheibe 10, in einer schematischen Ansicht gezeigt. Die hier gezeigte Beschichtungsvorrichtung 6 umfasst (hier zwei) Vorratsbehälter 12 für das Schweißmaterial 1 , beispielsweise für ein Pulver gemischt aus zwei
Pulverkomponenten 13. Das Pulver ist beispielsweise zu einem Teil metallisch und zu einem anderen Teil ein Zuschlagstoff, beispielsweise Hartstoffpartikel, welche beispielsweise in einer Reibbeschichtung einer Bremsscheibe 10 eingesetzt werden. Eine Zuleitung 14 ist an die Vorratsbehälter 12 angeschlossen und mündet in einer Zuführeinrichtung 8, hier einer Ringspaltdüse. Hier ist optional dargestellt, dass eine Durchfluss-Messung 15 bei einer ByPass-Leitung 16 angeordnet ist und somit mittels der Durchfluss-Messung 15 der Durchfluss in der Zuleitung 14 (extrapoliert aus den Daten der ByPass-Leitung 16) erfassbar ist. Die Zuführeinrichtung 8 (hier Ringspaltdüse) ist derart ausgerichtet, dass das (hier pulverförmige) Schweißmaterial 1 in einen Fokus zuführbar ist und mittels einer Zustellaktorik 9 (hier einzig schematisch für eine einzige Vorschubrichtung in der 25 Bildebene von rechts nach links angedeutet) der Fokus definiert bewegbar ist. Die Beschichtungsvorrichtung 6 umfasst weiterhin eine Schweißeinrichtung 7, hier beispielsweise ein Laser zum LA, bevorzugt zum EHLA. Die Schweißeinrichtung 7 ist derart eingerichtet, dass das Schweißmaterial 1 (hier von dem Laser) in dem Fokus angeschmolzen oder aufgeschmolzen wird, sodass das Schweißmaterial 1 (bevorzugt in einem Schmelzbad) in der Region (darstellungsgemäß) unterhalb des Fokus in der zu beschichtenden Oberfläche 4 des Grundkörpers 3 auftrifft und somit (nach dem Aushärten) eine Beschichtung 2 auf dem Werkstück gebildet wird.
Herstellung von Ausführungsformen
Der Pulverwerkstoff wird mittels einer Vorrichtung, wie bspw. schematisch in Fig.1 gezeigt, in einem EHLA-Verfahren eingesetzt und als Beschichtung auf einen Grauguss- Grundkörper aufgebracht.
Die eingesetzten Hartstoffpartikel, welche den Verschleißschutz verbessern, sollen dabei durch naturharte Materialien ersetzt werden. Die Eisenbasislegierung soll dabei das im Stand der Technik verwendete Wolframcarbid als Hartstoff ersetzen. Für die PS, sofern vorhanden, wird beispielsweise AISI 316 verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass der hier genannte Pulverwerkstoff unmittelbar auf die zu beschichtende Oberfläche des Grauguss-Grundkörpers aufbringbar ist oder auf eine zuvor aufgebrachte PS (auch als HS bezeichnet). Dabei ist unbeachtlich, ob die jeweilige Schicht in einer einzigen oder in mehreren Durchgängen (das heißt mehrlagig) gebildet ist. Bei einer geeigneten Prozessführung sind die Schweißlagen und damit deren Anzahl in einer Schicht mit einem einzigen Pulverwerkstoff nicht mehr erkennbar. Die Anzahl der Lagen in einer Schicht sind bestimmt für eine geforderte Mindestdicke und/oder für eine garantierte Überdeckung aufgrund der Spurbreite der verfahrensbedingt seitlich gerundeten Schweißraupen.
Zur Durchführung verschiedener Vergleichsexperimente wurden (Ausfüh rungs-) Beispiele 1 bis 9 der vorliegenden Beschichtung erstellt und auf ihre chemische Zusammensetzung hin analysiert. Die Ergebnisse der chemischen Analyse zeigt Tabelle 2.
Tabelle 2 - Chemische Analyse von als Beschichtung auf einem Grundkörper aufgebrachtem Schweißmaterial in Gewichtsprozent
Figure imgf000026_0001
In Tabelle 2 sind die Ausführungsbeispiele Nr 1 bis Nr 9 der vorliegenden Erfindung und Nr W und Nr H als Abgrenzungen und nicht der Erfindung zugehörig dargestellt, welche durch chemische Analyse auf ihre Zusammensetzung hin untersucht wurden. Die Tabelle zeigt die Zusammensetzung nach Elementen und in Gewichtsprozent. Eisen (Fe) liegt dabei in ausbalancierter (bal) Menge vor.
Herstellung von Ausführungsformen nach Zweischicht-Modell
In einem Zweischicht-Modell werden auf die PS (auch als HS bezeichnet) Beschichtungen nach der vorliegenden Erfindung als Funktionsschicht (in diesem Fall als Reibschicht ausgeführt) aufgebracht, welche einen hohen Anteil an Titankarbiden umfassen. Die PS ist hier ein AISI 316-Stahl. Die Reibschicht ist die hierin vorgeschlagene Beschichtung, nämlich in diesem Beispiel gemäß obigem Beispiel Nr 2 (vergleiche Tabelle 2). In der nachfolgenden Tabelle 3 sind verschiedene Beispiele (Nr 10 bis Nr 13) aufgezeigt und nachfolgend hinsichtlich Ihrer Eigenschaften im Einsatz mit einer Grauguss-Bremsscheibe miteinander verglichen. In Tabelle 3 sind die Schichten beschrieben, sowie der Karbidanteil und die Korngröße der Karbide des Karbidanteils dargestellt. Der Karbidanteil der Tabelle 3 bezeichnet dabei solche Karbide, welche zusätzlich zu dem Pulverwerkstoff, welcher als Reibschicht aufgetragen wird, beim Schweißprozess (mittels EHLA) zugegeben werden. Es soll verstanden werden, dass dies also nicht auf die Karbide bezogen ist, wie sie gemäß obiger Beschreibung in dem Pulverwerkstoff vorhanden sind oder sich beim Schweißprozess bilden. Es sei darauf hingewiesen, dass diese zusätzlichen Karbide in den Pulverfokus eingegeben werden und somit unmittelbar in das flüssige Material eingegeben werden. Die Karbide selbst, sofern sie die angegebene Korngröße aufweisen, werden dabei nicht angeschmolzen, weil die jeweilige intrinsische Schmelztemperatur deutlich über den Prozesstemperaturen liegen. Die Karbide sind als Pulvermaterial mit der angegebenen Korngröße beziehungsweise dem Korngrößenfenster erhältlich.
Tabelle 3 - Liste der Beispiele von Beschichtungen versetzt mit Karbiden
Figure imgf000027_0001
PS steht in der Tabelle 3 für Pufferschicht, welche aus dem unten angegebenen AISI 316- Stahl gebildet ist. RS steht in der Tabelle 3 für die Funktionsschicht, also hier der Reibschicht, welche mit dem jeweiligen Karbid versetzt ist, also in der jeweiligen Schicht 50 Gew.-% beziehungsweise (in Beispiel Nr 10 und Nr 11) 60 Gew.-% ausmacht. Die Karbide sind TiC [Titankarbid]. Alternativ ist teilweise oder teilweise ersetzend WC [Wolframkarbid] eingesetzt. Die Korngrößenfenster sind annähernd als Gaußverteilung anzusehen, bei welchen eine vernachlässigbare Menge des Pulvers kleiner als der minimale Wert und größer als der maximale Wert des Korngrößenfensters ist. Die Korngrößenfenster sind von den Herstellern in der Regel durch Siebung erzielt. Beispiel-Produkt von Hersteller wie Durum Verschleißschutz GmbH, H.C. Starck Tungsten GmbH, Gesellschaft für Wolfram Industries mbH oder Höganäs Germany GmbH.
Die PS ist aus einem Werkstoff gebildet, welcher gemeinhin als austenitisch rostfreier Stahl bezeichnet wird. Es handelt sich um die Legierung 1.4404 auch als 316L beziehungsweise AISI 316 bekannt, der aufgrund seines hohen Chromgehalts und hohen Molybdängehalts in Verbindung mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit aufweist. Die Festigkeit im geglühten Zustand beträgt bei großen Durchmessern etwa 600 MPa [sechshundert Mega-Pascal], kann aber bei kleinen Abschnitten durch Kaltverformung erhöht werden. Als RS_1 ist die Reibschicht bezeichnet, welche aus einem Edelstahl besteht, hier genauer die Legierung 1.4016 oder auch als 430L. Als RS_2 (in Beispielen Nr 11 und Nr 12) ist die Reibschicht bezeichnet, welche aus dem gleichen Werkstoff wie die PS gebildet ist. Die Werte sind angegeben nach DIN EN 10095:2018, Anhang D. Als RS_3 ist die Reibschicht (in Beispiel Nr 13) bezeichnet, welche aus dem Werkstoff von Beispiel Nr 2 (vergleiche Tabelle 2) gebildet ist.
Versuchsergebnisse
In einem weiteren Versuch wurde, wie in Fig. 2 ersichtlich, ein Schliffbild einer Ausführungsform nach Beispiel Nr 3 gemäß obiger Tabelle 2 der hierin vorgeschlagenen Beschichtung erzeugt, bei welcher die folgenden Parameter erzielt wurden:
Verfahrensparameter:
• Strahlintensität: etwa 1300 W/mm2 [eintausend dreihundert Watt pro Quadrat-Millimeter]
• Energiedichte: 1 ,3 J/mm3 [dreizehn Zehntel Joule pro Kubik-Millimeter]
• Pulvermassendichte: 0,2 mg/mm3 mg/mm3 [einhundertzwölf Zehntel Milligramm pro Kubik-Millimeter]
• Qualitativ hochwertige Beschichtung ohne Schichtdefekte (Bindung, Poren, Risse)
• Härte etwa 400 bis 440 HV0.01
• Cr-Gehalt > 12 Gew.-%
Die Figuren 3 zeigen Schliffbilder zweier weiterer Beschichtungen. Fig. 3a zeigt eine Ausführungsform der Beschichtung, welche aus einem Pulverwerkstoff erstellt ist. Fig. 3a zeigt im Ergebnis Beispiel Nr H gemäß Tabelle 2 eine erhöhte Hartphase aufgrund eines erhöhten Chromanteils im Vergleich zu der Beschichtung aus Figur 2, welche zu Spannungen führt, welche zur Rissbildung und / oder Abplatzen führen könnten. Durch die erhöhte Hartphase steigt die Schichthärte auf > 450 HV0.01.
Fig. 3b zeigt eine Ausführungsform der Beschichtung nach Beispiel Nr W gemäß Tabelle 2, welche aus einem Pulverwerkstoff erstellt ist. Fig. 3b zeigt im Ergebnis eine reduzierte Hartphase mit qualitativ hochwertigem Schichtergebnis. Aufgrund der reduzierten Hartphase liegt die Härte bei etwa 350 HV0.01.
In Fig. 5 ist eine Vergrößerung des Schliffbilds aus Fig. 2 mit der gleichen Werkstoffkombination und in Bezug auf eine Anzeige der Länge von 100 pm dargestellt. Die Querschnittsprobe wurde mittels Energiedispersive Röntgenspektroskopie EDX (engl. Energy Dispersive X-ray spectroscopy) [nach DIN ISO 22309 nach dem Stand November 2015] analysiert. Dabei verlief die Messung in axialer Richtung der Bremsscheibe, von oben nach unten bis zum Grundkörper (vergleiche dazu die mittlere Darstellung). Innerhalb der beschichteten Oberfläche wurde dabei eine nahezu defektfreie Beschichtung und ein Schmelzmetallurgischer Verbund festgestellt, zudem wurde mittels EDX-Analyse eine Inhomogenität festgestellt. Die spektroskopische Analyse ist rechts gezeigt und verdeutlicht den Übergang von Grundkörper zu der Beschichtung.
In Fig. 6 ist eine Härtemessung nach Vickers [nach EN ISO 6507-1 :2018] auf einem Querschnitt einer Bremsscheibe mit einer beschichteten Oberfläche nach Figur 2 in Bezug auf eine Anzeige der Länge von 30 pm in einer rasterelektronenmikroskopischen Darstellung gezeigt. Links unten ist ein Ausschnitt des polierten Querschnitts gezeigt. Links unten und rechts sind kreuzförmig auf den Querschnitten die Eindrückungen des Vickers-Prüfkörpers zu erkennen. Die Härteprüfung verlief hier axial durch die Beschichtung hindurch und orthogonal, ungefähr mittig innerhalb der Beschichtung dazu. Die Prüfparameter waren hier 10 Ponds Eindrückkraft mit einem 15-sekündigen Anstieg der Kraft und einer Haltezeit von 20 Sekunden.
Die ermittelte Vickershärte über die horizontale Messreihe ist darstellungsgemäß links oben gezeigt. Hierbei verläuft die Vickers-Härte nahezu konstant mit dem Wert 400 HV0.01 entlang der Horizontalen.
Für Ausführungsbeispiele Nr. 10, Nr. 11., Nr. 12 und Nr. 13 gemäß Tabelle 3 nach Zweischicht-Modell wurde ein Performanz-Test durchgeführt. Der Performanz-Test wurde im Einklang mit dem sogenannten WLTP-Standard durchgeführt. WLTP [engl.: Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure] ist ein internationaler Fahrzyklus-Standard der EU, gültig ab 1. September 2017, in der zum Anmeldetag gültigen aktuellen Fassung durchgeführt werden. Das Ergebnis wird für Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung positiv sein.
Tabelle 4 - Übersicht der Performanz der in Tabelle 3 aufgezeigten Beispiele
Figure imgf000030_0001
In Tabelle 4 sind die Ergebnisse des Performanz-Tests dargestellt. Dabei steht das Symbol O für eine durchschnittliche, Symbol - für eine schlechte, Symbol -- für eine sehr schlechte und Symbol + für eine gute bis sehr gute Performanz.
Bewertungskriterien für die Performanz der Bremsscheibe sind der Abrieb in Form von einer Profilhöhenvarianz über den Radius der Bremsscheibe, also dem Abstand zwischen dem höchsten und niedrigsten Punkt auf der Oberfläche der Bremsscheibe. Eine Profilhöhenvarianz von weniger als 3 pm [drei Mikrometer] wird als gut bewertet, von 7 pm als schlecht. Ein Durchschnittsreibwert von 0,48 [achtundvierzig Hundertstel] wird hierin als sehr gut bewertet, wobei ein Druck von 20 bar [zwanzig Bar], 30 bar und 40 bar auf einen Kolben mit 57 mm [siebenundfünfzig Millimeter] Durchmesser auf eine Bremsscheibe mit 330 mm [dreihundertdreißig Millimeter] aufgegeben worden ist. Ein durchschnittlicher Reibwert von unter 0,45 wird hierin als schlecht bewertet.
Bewertungskriterien für die Performanz der Bremsbeläge ist, ob sich dort Körner aus der Bremsscheibe eingefressen haben, welche zu einer Riefenbildung in der Oberfläche der Bremsscheibe führen und ob sich auf den Bremsbelägen selbst Riefen gebildet haben. Dies geschieht nach Sichtprüfung. Zum Vergleich ist ein in diesem Zusammenhang als schlecht bewerteter Zustand eines Bremsbelags in Fig. 6a (Beispiel Nr. 12) gezeigt. Ein in diesem Zusammenhang als sehr gut bewerteter Zustand eines Bremsbelags ist in Fig. 6b (Beispiel Nr. 13) gezeigt.
Figuren 4 zeigen Fotographien von Bremsscheibe und Bremsbelag (jeweils auf einem Bremsklotz) in einem Bremssystem. Die beiden Reihen an Abbildungen der Figuren 4 zeigen das Ergebnis innenseitig (untere Reihe) und außenseitig (obere Reihe), wobei das jeweils rechte Bild die Bremsscheibe zeigt und das jeweils linke Bild den zu der rechts gezeigten Seite der Bremsscheibe zugehörigen Bremsbelag.
Die Fotographien zeigen das Bremssystem nach einem Fahrzyklus. Ein solcher Fahrzyklustest kann gemäß dem oben genannten WLTP [engl.: Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure, gültig ab 1. September 2017] durchgeführt werden. Das Ergebnis wird für Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung positiv sein.
Insbesondere kann ein Fahrzyklus-Test über 7 Tage durchgeführt werden. Bei Verwendung einer Beschichtung nach Beispiel 12 und Beispiel°13 gemäß Tabelle 3 werden sich im Wesentlichen die folgenden Ergebnisse erzielen lassen:
Die beiden Reihen an Abbildungen der Fig. 4b zeigen das Ergebnis innenseitig und außenseitig bei Verwendung einer Beschichtung nach Beispiel Nr 13. Dabei ist die Eignung der Beschichtung nach Beispiel Nr 13 gegenüber der Beschichtung nach Beispiel 12 deutlich verbessert (siehe eingekreist und durch Pfeil hervorgerufene Beschädigungen in Fig. 4a). Die Vergleiche nach visueller Bewertung der in Beispiel 12 und 13 getesteten Beschichtungen zeigt eindeutig, dass die Beschichtung nach
Beispiel 13 in allen getesteten Parametern den im Stand der Technik gezeigten Beispielen überlegen ist.
In den Figuren 7 sind zwei Bremsscheiben jeweils vor und nach einer Korrosionsbeständigkeitsprüfung [nach dem Entwurf der ISO/DIS 9227:2021] von beiden Seiten gezeigt, wobei oben jeweils die Außenseite und unten die Innenseite dargestellt ist. Links in Fig. 7a ist eine Bremsscheibe mit einer Beschichtung, welche nicht auf der Erfindung basiert, gezeigt. Der Topf der Bremsscheibe ist dabei frei einer Beschichtung. Diese Bremsscheibe ist ein am Markt verfügbares Produkt und lediglich als Vergleich auf ihr Korrosionsverhalten geprüft, wobei hier herausgefunden werden sollte, ob die hier vorgeschlagene Beschichtung ein ähnlich gutes Ergebnis erzielen kann.
Es ist hier klar zu erkennen, dass der Topf einer deutlich stärkeren Korrosionsbildung unterliegt als die Kontaktfläche der Bremsscheibe.
Rechts in Fig. 7b ist eine Bremsscheibe mit einer Beschichtung auf Basis der Erfindung, nämlich in einem einschichtigen Aufbau ohne PS [Pufferschicht] und mit RS [Reibschicht] (also unmittelbar auf dem Grundkörper aufgetragen) gemäß Beispiel Nr 3 in Tabelle 2 gezeigt. Analog zu der linken Bremsscheibe ist auch hier der Topf frei einer Beschichtung, sodass auch diese eine ähnliche oder gleiche Korrosion unterliegt wie die linke Bremsscheibe. Beide Kontaktflächen der Bremsscheiben weisen lediglich eine geringe bis keine Korrosion in dieser Ansicht auf.
In Fig. 8 ist ein Schliffbild durch die rechte Bremsscheibe nach Fig. 7b in einer mikroskopischen Nahaufnahme gezeigt. Hier ist gut ersichtlich, dass die Beschichtung an ihrem oberen Ende lediglich Oberflächenrost aufweist (siehe oberen Pfeil), dieser sich jedoch nicht oder nur zu einem sehr geringen Anteil in die Beschichtung ausgebreitet hat.
Am darstellungsgemäß linken Ende, dem Randbereich der Bremsscheibe, ist diese nicht beschichtet und weist dort eine Unterkorrosion auf, sodass der Grundkörper angegriffen wurde (siehe unteren Pfeil). Diese Unterkorrosion ist jedoch in einem akzeptablen Zielbereich, welche unter den Standards zum Zeitpunkt der Korrosionsbeständigkeitsprüfung vorlagen, und innerhalb der vom Markt geforderten Anforderungen liegt. Weitere Ausführungsformen
Ausführungsform 1. Schweißmaterial beziehungsweise Beschichtung (1) für ein Auftragschweißen, wobei das Schweißmaterial beziehungsweise die Beschichtung (1) Eisen und folgende Elemente, in der genannten Menge in Gewichtsprozent aufweist: Kohlenstoff mit 0,3 % bis 5 %; Chrom mit 13 % bis 50 %; Mangan mit 1,4 % bis 6,5 %; Molybdän mit 0,1 % bis 0,6 %;
Silizium mit 0,3 % bis 0,7 %; und Vanadium mit 1,6 % bis 12 %.
Ausführungsform 2. Schweißmaterial beziehungsweise Beschichtung (1) für ein Auftragschweißen nach Ausführungsform 1 , wobei in Gewichtsprozent der Anteil von Kohlenstoff bei 1,5 % bis 2,5 % liegt.
Ausführungsform 3. Schweißmaterial beziehungsweise Beschichtung (1) für ein Auftragschweißen nach Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2, wobei in Gewichtsprozent der Anteil von Vanadium bei 5 % bis 12 % liegt.
Ausführungsform 4. Schweißmaterial beziehungsweise Beschichtung (1) für ein Auftragschweißen nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Schweißmaterial beziehungsweise die Beschichtung (1) weiterhin zumindest eines der folgenden Elemente, in der genannten Menge in Gewichtsprozent aufweist:
Bor mit weniger als 0,01 %, bevorzugt 80 ppm bis 100 ppm;
Wolfram mit weniger als 0,75 %, wobei bevorzugt der Rest von Eisen, sowie unvermeidbaren Verunreinigungen, gebildet ist.
Ausführungsform 5. Schweißmaterial beziehungsweise Beschichtung (1) für ein Auftragschweißen nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Schweißmaterial (1) als Pulver für ein Pulver-Auftragschweißen vorgehalten ist.
Ausführungsform 6. Schweißmaterial beziehungsweise Beschichtung (2) für einen Grundkörper (3), wobei eine zu beschichtende Oberfläche (4) eines Grundkörpers (3) mit der Beschichtung (2) versehbar ist, indem ein zugeführtes Schweißmaterial (1) mittels eines Schweißstrahls (5) stoffschlüssig mit der Oberfläche (4) verbunden wird, wobei die Beschichtung (2) mittels eines Schweißmaterials (1) nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen unter einer Schutzgasatmosphäre gebildet ist. Ausführungsform 7. Verfahren zum Auftragschweißen, wobei eine zu beschichtende Oberfläche (4) eines Grundkörpers (3) mit einer Beschichtung (2) versehen wird, indem ein zugeführtes Schweißmaterial (1) mittels eines Schweißstrahls (5) stoffschlüssig mit der Oberfläche (4) verbunden wird, wobei das Schweißmaterial (1) nach einer der Ausführungsformen 1 oder 2 gebildet ist, wobei bevorzugt beim Auftragschweißen unter einer Schutzgasatmosphäre eine Beschichtung (2) nach Ausführungsform 6 erzeugt wird.
Ausführungsform 8. Beschichtungsvorrichtung (6) zum Versehen eines Grundkörpers (3) mit einer Beschichtung (2) mittels Auftragschweißen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten: zumindest eine Schweißeinrichtung (7) zum Erzeugen eines Schweißstrahls (5); zumindest eine Zuführeinrichtung (8) zum Ausbringen des Schweißmaterial beziehungsweise Beschichtung s (1); und eine Zustellaktorik (9) zum Bewegen von dem Schweißstrahl (5) und/oder von dem Schweißmaterial beziehungsweise Beschichtung (1) relativ zu einem Grundkörper (3), wobei zum Versehen einer zu beschichtenden Oberfläche (4) eines Grundkörpers (3) mit der Beschichtung (2), das von der Zuführeinrichtung (8) zugeführte Schweißmaterial (1) von dem Schweißstrahl (5) angeschmolzen oder aufgeschmolzen wird, sodass das zugeführte Schweißmaterial (1) mittels des Schweißstrahls (5) stoffschlüssig mit der Oberfläche (4) verbindbar ist, wobei die Beschichtung (2) mittels eines Schweißmaterial s (1) nach einem von Ausführungsform 1 bis Ausführungsform 5 gebildet ist, wobei bevorzugt der Schweißstrahl (5) von einem Laser erzeugt ist, und/oder wobei bevorzugt die Zuführeinrichtung (8) eine Pulver-Düse ist, wobei besonders bevorzugt die Beschichtungsvorrichtung (6) zum Ausführen von Extremhochgeschwindigkeits- Laserauftragschweißen [EHLA] eingerichtet ist.
Ausführungsform 9. Grundkörper (3) mit einer Beschichtung (2), wobei die Beschichtung (2) mittels eines Verfahrens nach Ausführungsform 7 oder Ausführungsform 3 erzeugt ist, wobei bevorzugt die beschichtete Oberfläche (4) eine Teilfläche des Grundkörpers (3) ist.
Ausführungsform 10. Grundkörper (3) nach Anspruch 9, wobei der Grundkörper (3) eine Bremsscheibe (10) ist, wobei bevorzugt zumindest eine, besonders bevorzugt einzig die, zu beschichtende Oberfläche (4) eine Reibfläche für einen Bremseingriff eines Bremsmittels (11) ist.
Ausführungsform 11. Grundkörper mit einer Beschichtung, die Beschichtung umfassend Eisen; und von 10 Gew.-% bis 50 Gew.-% Chrom; und von 0,3 bis 5 Gew.-% Kohlenstoff; und von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-% Vanadium. Ausführungsform 12. Grundkörper nach Ausführungsform 11, die Beschichtung umfassend Eisen; und bevorzugt von 0,5 bis 15,0 Gew.-% Vanadium; und bevorzugt höchstens 4,0 Gew.-% Niob; und bevorzugt weiter höchstens 0,35 Gew.-% Titan; und bevorzugt weiter höchstens 0,3 Gew.-% Nickel; und weiter bevorzugt von 0,3 bis 3,0 Gew.-% Kohlenstoff; und weiter bevorzugt von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% Chrom; und weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 10 Gew.-% Mangan; und weiter bevorzugt von 0,05 bis 1,0 Gew.-% Molybdän; und weiter bevorzugt von 0,25 bis 1,25 Gew.-% Silizium; und weiter bevorzugt höchstens 0,75 Gew.-% Wolfram; und weiter bevorzugt höchstens 0,15 Gew.-% Phosphor; und weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-% Schwefel; und weiter bevorzugt von 0,01 bis 0,5 Gew.-% Stickstoff; und weiter bevorzugt 0,01-0,09 Gew.-% Sauerstoff.
Ausführungsform 3. Grundkörper nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung höchstens 15,0 Gew.-%, bevorzugt höchstens 12,5 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 12 Gew.-% Vanadium umfasst.
Ausführungsform 14. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung bevorzugt von 0,5 bis 15,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 15,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,0 bis 15,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,6 bis 15,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 2,5 bis 15,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 5,0 bis 15,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,0 bis 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,6 bis 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 2,5 bis 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 5,0 bis 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 12,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 12,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,0 bis 12,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,6 bis 12,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 2,5 bis 12,0 Gew.-% und weiter bevorzugt von 5,0 bis 12,0 Gew.-% Vanadium umfasst
Ausführungsform 15. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter höchstens 4,0 Gew.-% Niob umfasst.
Ausführungsform 16. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung bevorzugt höchstens 3,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 2,0 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-% Niob umfasst.
Ausführungsform 17. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter höchstens 0,4 Gew.-% Titan umfasst.
Ausführungsform 18. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung bevorzugt weiter höchstens 0,35 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-% Titan umfasst.
Ausführungsform 19. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung bevorzugt weiter höchstens 0,3 Gew.-%, weiter höchstens 0,2 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-% Nickel umfasst.
Ausführungsform 20. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung bevorzugt weiter mindestens 0,3 Gew.-% Kohlenstoff umfasst.
Ausführungsform 21. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung bevorzugt weiter mindestens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 1,0 Gew.-% und weiter bevorzugt mindestens 1,5 Gew.-% Kohlenstoff umfasst.
Ausführungsform 22. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 2,5 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 2,0 Gew.-% Kohlenstoff umfasst
Ausführungsform 23. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt von 0,3 bis 5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,5 bis 5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,5 bis 4,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,5 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 2,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 2,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 2,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 2,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,5 bis 2,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 2,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 2,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,75 bis 2,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 2,0 Gew.-% und weiter bevorzugt von 1 ,5 bis 2,0 Gew.-% Kohlenstoff umfasst
Ausführungsform 24. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt mindestens 10 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 13 Gew.-% und weiter bevorzugt mindestens 15,0 Gew.-% Chrom umfasst.
Ausführungsform 25. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 50 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 40 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 30 Gew.-% Chrom umfasst.
Ausführungsform 26. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt von 10 Gew.-% bis 50 Gew.-%, weiter bevorzugt von 12,5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, weiter bevorzugt von 13 Gew.-% bis 50 Gew.-%, weiter bevorzugt von 15,0 Gew.-% bis 50 Gew.-%, weiter bevorzugt von 10 Gew.-% bis 40 Gew.-%, weiter bevorzugt von 12,5 Gew.-% bis 40 Gew.-%, weiter bevorzugt von 13 Gew.-% bis 40 Gew.-%, weiter bevorzugt von 15,0 Gew.-% bis 40 Gew.-%, weiter bevorzugt von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, weiter bevorzugt von 12,5 Gew.-% bis 30 Gew.-%, weiter bevorzugt von 13 Gew.-% bis 30 Gew.-% und weiter bevorzugt von 15,0 Gew.-% bis 30 Gew.-% Chrom umfasst.
Ausführungsform 27. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt mindestens 1,0 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 1,25 Gew.-% und weiter bevorzugt mindestens 1,4 Gew.-%, Mangan umfasst.
Ausführungsform 28. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 10 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 7,5 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 6,5 Gew.-% Mangan umfasst.
Ausführungsform 29. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt von 1 ,0 bis 10 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,25 bis 10 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,4 bis 10 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1,0 bis 7,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,25 bis 6,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 ,4 bis 6,5 Gew.-% und weiter bevorzugt von 1,4 bis 6,5 Gew.-%, Mangan umfasst.
Ausführungsform 30. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt mindestens 0,05 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 0,1 Gew.-% und weiter bevorzugt mindestens 0,25 Gew.-%Molybdän umfasst.
Ausführungsform 31. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 1,0 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,75 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,6 Gew.-% Molybdän umfasst.
Ausführungsform 32. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt von 0,05 bis 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,1 bis 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,25 bis 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,05 bis 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,1 bis 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,25 bis 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,05 bis 0,6 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,1 bis 0,6 Gew.-% und weiter bevorzugt von 0,25 bis 0,6 Gew.-% Molybdän umfasst.
Ausführungsform 33. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt mindestens 0,1 Gew.-% Silizium umfasst
Ausführungsform 34. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt mindestens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 0,3 Gew.-%, und weiter bevorzugt mindestens 0,5 Gew.-% Silizium umfasst
Ausführungsform 35. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 1,25 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 1 ,0 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,7 Gew.-% Silizium umfasst
Ausführungsform 36. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt von 0,25 bis 1 ,25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 1,25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 1,25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,25 bis 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,25 bis 0,7 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,3 bis 0,7 Gew.-%, und weiter bevorzugt von 0,5 bis 0,7 Gew.-% Silizium umfasst.
Ausführungsform 37. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 0,75 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,6 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,05 Gew.-%, und weiter bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-% Wolfram umfasst.
Ausführungsform 38. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 0,15 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,05 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, und weiter bevorzugt höchstens 0,15 Gew.-% Phosphor umfasst.
Ausführungsform 39. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-%, Schwefel umfasst.
Ausführungsform 40. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, und weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-% Stickstoff umfasst.
Ausführungsform 41. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt mindestens 0,01 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 0,02 Gew.-% und weiter bevorzugt mindestens 0,05 Gew.-% Stickstoff umfasst.
Ausführungsform 42. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,02 bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,05 bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,01 bis 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,02 bis 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,05 bis 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,01 bis 0,1 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,02 bis 0,1 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,05 bis 0,1 Gew.-% Stickstoff umfasst.
Ausführungsform 43. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung weiter bevorzugt von 0,01 bis 0,09 Gew.-% Sauerstoff umfasst.
Ausführungsform 44. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung mindestens 35 Gew.-%, bevorzugt mindestens 40 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 50 Gew.-% Karbide umfasst.
Ausführungsform 45. Grundkörper nach Ausführungsform 44, wobei die Karbide ausgewählt sind aus Titankarbiden und Wolframkarbiden. Ausführungsform 46. Grundkörper nach Ausführungsform 45, wobei ein Anteil an Titankarbid mindestens 35 Gew.-%, bevorzugt mindestens 40 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 50 Gew.-% umfasst.
Ausführungsform 47. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen zum Beschichten eines Grauguss-Grundkörpers, beispielsweise einer Grauguss-Bremsscheibe.
Ausführungsform 48. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung als einlagige Beschichtung ausgebildet ist.
Ausführungsform 49. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Beschichtung eine Härte von 350 - 700 HV0.01 aufweist.
Ausführungsform 50. Grundkörper, beispielsweise Graugussgrundkörper, bevorzugt Graugussbremsscheibe, mit einer Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen.
Ausführungsform 51. Pulverwerkstoff oder Pulverwerkstoffgemisch für eine Beschichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen.
Ausführungsform 52. Verfahren zum Beschichten eines Grundkörpers mit einer Beschichtung einer der vorhergehenden Ausführungsformen und/oder einem Pulverwerkstoff oder Pulverwerkstoffgemisch nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, mittels Auftragschweißen, beispielsweise Laserauftragschweißen [LA] und/oder Extremhochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen [EHLA] bei einer Flächenrate von wenigstens 850 cm2/min.
Ausführungsform 53. Vorrichtung für ein Verfahren zum Beschichten eines Grundkörpers nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Verfahren bevorzugt ein Verfahren nach Ausführungsform 52 ist.
Die in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Beispielen und/oder Figuren offenbarten Merkmale und Merkmalskombinationen der vorliegenden Erfindung können sowohl einzeln als auch in jedweder Kombination für die Erfindung wesentlich sein. MATERIALIEN UND METHODEN
Erstellung von Schliffbildern
Durch Schliffbilder kann die Schichtqualität beurteilt werden. Aus den beschichteten Grundkörpern, beispielsweise beschichteten Bremsscheiben, werden mittels einer Handtrennmaschine großflächige Teilstücke ausgetrennt. In einer wassergekühlten Trennmaschine werden aus diesen Stücken etwa fünf Millimeter dicke Stücke ausgetrennt, welche die gesamte beschichtete Oberfläche enthalten. Diese Stücke werden in einer möglichst großen Entfernung zu den ersten Schnittkanten ausgetrennt, um sicherzugehen das keine durch Wärme beeinflusste Probe untersucht wird. Die ausgetrennten Proben werden in einer Warmeinbettpresse in Bakelit eingebettet und anschließend in mehreren Schritten geschliffen sowie poliert. Unter einem Lichtmikroskop werden zum Schluss mit 200-facher Vergrößerung Aufnahmen der Beschichtung erstellt.
Bewertung der Schicht/Schweißqualität
Bewertung der Anbindung zum Grundwerkstoff mit dem Ziel keine Bindefehler zu erzeugen
Die Bewertung der Beschichtung erfolgt grundsätzlich mittels mikroskopischer Analyse eines Schliffbilds eines Querschnitts durch die Schichten. Die Schliffbilder dienen dabei mehreren Analysen als Grundlage. Die wichtigste davon ist die Bewertung der Anbindung. Zur Bewertung der Anbindung werden die in relevanten Bereichen (beispielsweise an den radialen Enden der Beschichtung) mit Referenzproben verglichen, und können, beispielsweise nach einem Notensystem, in Kategorien eingeteilt werden.
Bewertung nach Rissbildung mit dem Ziel der Rissfreiheit
Risse in der Beschichtung sind ein Angriffspunkt für Korrosion. Sie bilden einen Durchgang in der Beschichtung in die darunter liegende Schicht. Aufgrund ihrer über dem rostfähigen Gusseisen liegender Position sind Risse in der HS ein Ausschlusskriterium. In der Reibschicht ist ihr erscheinen weniger kritisch, solange die entstehenden Risse sich nicht durch die HS bewegen.
Die Überprüfung der Risse erfolgt wie die der Anbindung über einen Vergleich von Schliffbildern mit Referenzproben und bedient sich derselben Einteilung wie die Anbindung. Alle als Referenz verwendeten Bilder stammen von Proben, bei denen als Hartstoff sowohl Chromkarbide als auch Wolframkarbide verwendet wurden. Bewertung der Porenbildung mit dem Ziel einer hohen Dichte
Zur Prüfung der Dichte innerhalb der Beschichtung ist auf Basis der VDI-Richtlinie 3405 eine optische Analyse durchgeführt worden. Sind in einem Schliffbild Poren zu erkennen, beispielsweise aufgrund von Gaseinschlüssen oder nicht und/oder teil -aufgeschmolzenen Pulverpartikeln, ist dies negativ für die Dichte (also dem Anteil homogenaufgeschmolzener Pulverpartikel) der Beschichtung und damit für die spätere Festigkeit der Beschichtung. Eine geringe bis keine Porenbildung ist daher zu favorisieren.
Bestimmung von Härte
Die Härtemessung erfolgt mit der Kleinlasthärtemessung nach Vickers (HV0.01) nach der Norm DIN EN ISO 6507-1. Zur Bewertung der Härte werden jeweils mindestens fünf Messungen entlang der Oberfläche durchgeführt. Die Messungen haben jeweils mindestens einen Millimeter Abstand zueinander. Aus diesen wird der Mittelwert gebildet. Des Weiteren wird im Laufe der Detailversuche der Härteverlauf auf einer komplett beschichteten Bremsscheibe untersucht.
Bestimmung von Korrosionsbeständigkeit
Zur Kontrolle der Korrosionsbeständigkeit wird eine entsprechende Prüfung nach dem Entwurf der ISO/DIS 9227:2021 mit einer Dauer von 240 Stunden in einer Klimakammer: gemäß Temperaturzyklusplan: 6 Zyklen ä 24 Stunden ausgeführt und im Anschluss eine zerstörungsfreie (erste) optische Auswertung der Beschichtung ausgeführt. Sind keine klaren Unterschiede zu einer Referenz-Beschichtung ersichtlich, erfolgt eine zerstörende Prüfung und Erstellung eines Schliffbildes.
Bestimmung von Schichthöhe
Die mittlere Schichthöhe wird mithilfe von Mikroskopie-Aufnahmen durch einen Metallografen am Schliffbild ermittelt. Dabei wird die mittlere Schichthöhe über mindestens fünf Einzelmessungen in einem Schliffbild bestimmt. Hierzu werden Messungen im Zentrum der Beschichtung durchgeführt, um den Einfahrbereich und Ausfahrbereich der Beschichtung nach Möglichkeit zu ignorieren. Bezugszeichenliste
1 Schweißmaterial
2 Beschichtung
3 Grundkörper
4 zu beschichtende Oberfläche
5 Schweißstrahl
6 Beschichtungsvorrichtung
7 Schweißeinrichtung
8 Zuführeinrichtung
9 Zustellaktorik
10 Bremsscheibe
11 Bremsmittel
12 Vorratsbehälter
13 Pulverkomponente
14 Zuleitung
15 Durchfluss-Messung
16 ByPass-Leitung
17 Oberflächenrost

Claims

Patentansprüche
1. Grundkörper mit einer Beschichtung, die Beschichtung umfassend Eisen; und von 10 Gew.-% bis 25 Gew.-% Chrom; und von 0,3 Gew.-% bis 5 Gew.-% Kohlenstoff; und 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-% Vanadium.
2. Grundkörper nach Anspruch 1 , wobei die Beschichtung weiter höchstens 0,5 Gew.-%, bevorzugt 0,3 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,2 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-% und weiter bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-% Nickel umfasst.
3. Grundkörper nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschichtung weiter mindestens 10 Gew.-%, bevorzugt mindestens 12,5 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 13 Gew.-% und weiter bevorzugt mindestens 15,0 Gew.-% Chrom umfasst.
4. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung weiter mindestens 1 ,0 Gew.-%, bevorzugt mindestens 1 ,25 Gew.-% und weiter bevorzugt mindestens 1,4 Gew.-%, Mangan umfasst.
5. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung weiter mindestens 0,1 Gew.-% Silizium umfasst
6. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung weiter höchstens 0,75 Gew.-%, bevorzugt höchstens 0,6 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,05 Gew.-%, und weiter bevorzugt höchstens 0,01 Gew.-% Wolfram umfasst.
7. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung weiter höchstens 0,15 Gew.-%, bevorzugt höchstens 0,1 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,05 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 0,25 Gew.-%, und weiter bevorzugt höchstens 0,15 Gew.-% Phosphor umfasst.
8. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung mindestens 35 Gew.-%, bevorzugt mindestens 40 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 50 Gew.-% Karbide umfasst.
42
9. Grundkörper nach Anspruch 8, wobei die Karbide ausgewählt sind aus Titankarbiden und/oder Wolframkarbiden.
10. Grundkörper nach Anspruch 8 oder 9, wobei ein Anteil an Titankarbid mindestens 35 Gew.-%, bevorzugt mindestens 40 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 50 Gew.-% umfasst.
11. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Beschichten eines Grauguss-Grundkörpers, bevorzugt einer Grauguss-Bremsscheibe.
12. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung als einlagige Beschichtung ausgebildet ist.
13. Grundkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung eine Härte von 350 HVo.oi bis 700 HVo.oi aufweist.
14. Grundkörper, bevorzugt Graugussgrundkörper, bevorzugt Graugussbremsscheibe, mit einer Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
15. Pulverwerkstoff oder Pulverwerkstoffgemisch für einen Grundkörper mit einer Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14.
16. Verfahren zum Beschichten eines Grundkörpers mit einer Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und/oder einem Pulverwerkstoff oder Pulverwerkstoffgemisch nach Anspruch 15, mittels Auftragschweißen, bevorzugt Laserauftragschweißen und/oder Extremhochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen [EHLA], bevorzugt bei einer Flächenrate von wenigstens 850 cm2/min.
43
PCT/DE2022/100944 2021-12-10 2022-12-12 Grundkörper mit einer beschichtung WO2023104251A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020247021148A KR20240122789A (ko) 2021-12-10 2022-12-12 코팅을 가지는 베이스 본체
MX2024007029A MX2024007029A (es) 2021-12-10 2022-12-12 Cuerpo base que tiene un revestimiento.
CN202280086230.7A CN118475711A (zh) 2021-12-10 2022-12-12 具有涂层的基体
EP22839627.1A EP4444925A1 (de) 2021-12-10 2022-12-12 Grundkörper mit einer beschichtung

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021132698 2021-12-10
DE102021132698.2 2021-12-10
DE102022123072.4 2022-09-11
DE102022123072 2022-09-11
DE102022128075.6 2022-10-24
DE102022128075 2022-10-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023104251A1 true WO2023104251A1 (de) 2023-06-15

Family

ID=84888713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2022/100944 WO2023104251A1 (de) 2021-12-10 2022-12-12 Grundkörper mit einer beschichtung

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4444925A1 (de)
KR (1) KR20240122789A (de)
MX (1) MX2024007029A (de)
WO (1) WO2023104251A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024051897A1 (de) * 2022-09-11 2024-03-14 HPL Technologies GmbH Grundkörper mit einem beschichtungssystem

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011100456A1 (de) 2011-05-04 2012-11-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Extremes Hochgeschwindigkeitslaserauftragsschweißverfahren
CN108103499A (zh) * 2017-12-22 2018-06-01 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 一种用于超高速激光熔覆的颗粒增强铁基金属粉末
JP2020032449A (ja) * 2018-08-30 2020-03-05 山陽特殊製鋼株式会社 Fe基合金粉末
WO2021007209A1 (en) 2019-07-09 2021-01-14 Oerlikon Metco (Us) Inc. Iron-based alloys designed for wear and corrosion resistance
WO2021126518A1 (en) 2019-12-18 2021-06-24 Oerlikon Metco (Us) Inc. Iron-based high corrosion and wear resistance alloys
DE102020112100A1 (de) * 2020-05-05 2021-11-11 Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg Bauteil einer Bremse für ein Fahrzeug und Verfahren zu seiner Herstellung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011100456A1 (de) 2011-05-04 2012-11-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Extremes Hochgeschwindigkeitslaserauftragsschweißverfahren
CN108103499A (zh) * 2017-12-22 2018-06-01 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 一种用于超高速激光熔覆的颗粒增强铁基金属粉末
JP2020032449A (ja) * 2018-08-30 2020-03-05 山陽特殊製鋼株式会社 Fe基合金粉末
WO2021007209A1 (en) 2019-07-09 2021-01-14 Oerlikon Metco (Us) Inc. Iron-based alloys designed for wear and corrosion resistance
WO2021126518A1 (en) 2019-12-18 2021-06-24 Oerlikon Metco (Us) Inc. Iron-based high corrosion and wear resistance alloys
DE102020112100A1 (de) * 2020-05-05 2021-11-11 Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg Bauteil einer Bremse für ein Fahrzeug und Verfahren zu seiner Herstellung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024051897A1 (de) * 2022-09-11 2024-03-14 HPL Technologies GmbH Grundkörper mit einem beschichtungssystem

Also Published As

Publication number Publication date
MX2024007029A (es) 2024-08-22
KR20240122789A (ko) 2024-08-13
EP4444925A1 (de) 2024-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69229821T2 (de) Aufschweisslegierungen auf Chrom-Basis
EP3620546B1 (de) Bremsscheibe und verfahren zum herstellen einer bremsscheibe
DE602004011631T2 (de) Verschleissfeste legierung auf kupferbasis
CH647818A5 (de) Pulverfoermiger beschichtungswerkstoff zum thermischen beschichten von werkstuecken.
CH667469A5 (de) Verfahren zum aufbringen von schutzschichten.
WO2007131599A1 (de) Gleitlager, verfahren zur herstellung sowie verwendung eines derartigen gleitlagers
DE4342436C2 (de) Gleitlager mit einer Lagerschale
EP3930998A1 (de) Metallische materialzusammensetzung für additiv hergestellte teile
DE102009036343A1 (de) Anti-Frettingschicht und Verfahren zu ihrer Abscheidung
WO2023104251A1 (de) Grundkörper mit einer beschichtung
DE102018212908B4 (de) Beschichteter Ventilsitzbereich eines Verbrennungsmotors
WO2007131743A2 (de) Verschleissschutzeinrichtung und verfahren zur herstellung einer solchen
DE69906782T2 (de) Stahl, verwendung des stahls, daraus hergestelltes produkt und verfahren zu dessen herstellung
DE102020115049A1 (de) Stahlmaterial zum Formen von Bauteilen durch additive Fertigung und Verwendung eines solchen Stahlmaterials
DE69501473T2 (de) Ventil für Brennkraftmaschine
DE102009032564A1 (de) Verfahren zur Panzerung von Bauteilen aus einem TiAI-Basiswerkstoff, sowie entsprechende Bauteile
EP3321001B1 (de) Werkstoff sowie verwendung eines solchen
DE4010076A1 (de) Materialsysteme fuer den einsatz in bei hoeherer temperatur einsetzbaren strahltriebwerken
DE69423391T2 (de) Verschliessfeste Legierung
DE102024101348A1 (de) Grundkörper mit einem Beschichtungssystem
WO2024051897A1 (de) Grundkörper mit einem beschichtungssystem
EP2455180A1 (de) Eisen-Chrom-Molybdän-Mangan Legierung, eine Verwendung dieser Legierung, ein Verfahren zur Erstellung dieser Legierung, eine Rolle für eine Walzanlage mit einer Oberfläche aus dieser Legierung sowie eine Rolle für eine Walzanlage mit einer Oberfläche, die mit einem Verfahren zur Erstellung dieser Legierung erstellt ist
DE102018220222A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Werkstoffverbundes, Werkstoffverbund und seine Verwendung
DE202022101372U1 (de) Bauteil für die Bereitstellung eines Wälzlagers
DE69509511T2 (de) Hochchromhaltige Nickellegierung mit hervorragendem Widerstand gegen Verschleiss und Korrosion durch Blei sowie Motorventile

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22839627

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2024/007029

Country of ref document: MX

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20247021148

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022839627

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022839627

Country of ref document: EP

Effective date: 20240710