DE102012006998A1 - Producing wear-resistant film useful for producing wear-resistant coatings on components, comprises producing a green film comprising hard material particles, and compacting the green film - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Folienherstellung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zu Herstellung von Verschleißschutzfolien und ein Verbundmaterial, umfassend die aus dem Verfahren erhältliche Verschleißschutzfolie. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Verschleißschutzfolien und Verbundmaterialien zur Herstellung von Verschleißschutzschichten auf Bauteilen. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zu Herstellung von verschleißgeschützten Bauteilen.The present invention relates to the field of film production. In particular, the present invention relates to a process for producing wear protection films and a composite material comprising the wear protection film obtainable from the process. Furthermore, the present invention relates to the use of wear protection films and composite materials for the production of wear-resistant coatings on components. Moreover, the present invention relates to a method for producing wear-resistant components.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Zum Schutz gegen hohe Verschleißbeanspruchung, insbesondere durch Abrasion, erlangt das Beschichten mit Hartstofflegierungen zunehmend an Bedeutung. Das Aufbringen von Verschleißschutzschichten auf mechanisch belastete Bauteile schützt darüber hinaus auch vor Korrosion oder thermischen Beschädigungen. Damit kann die Lebensdauer solcher Bauteile erheblich erhöht und die Betriebskosten können deutlich reduziert werden. Insbesondere kommen Verbundwerkstoffe, sogenannte Metall-Matrix-Composites (MMCs), die aus einer zähen Nickel-, Kobalt- oder Eisenmetallmatrix bestehen, in die Hartmetallstoffe wie Carbide, Boride oder Nitride eingelagert sind zur Anwendung. Eine möglichst gute homogene Verteilung der Hartstoffe in der Metallschmelze und eine gute Anbindung zwischen Hartstoff und Lot sind dabei für die Qualität der resultierenden Verschleißschutzschichten von großer Bedeutung. Die Verteilung der Hartstoffe, sowie die Ausbildung der Grenzfläche zwischen Werkstoff und Lot und die Bildung von Reaktionsphasen in einer geschmolzenen Metalllegierung hängt dabei stark von den zu mischenden Materialien, dem gewünschten Anteil an Hartstoffen bzw. dem Anteil der Metallmatrix an der Hartmetalllegierung und den Prozessbedingungen während des Fertigungsprozesses ab. Daher wurde und wird nach zuverlässigen und einfachen Verfahren gesucht, um solche Verschleißschutzmaterialien bzw. Verschleißschutzbeschichtungen herzustellen.To protect against high wear, in particular by abrasion, coating with hard material alloys is becoming increasingly important. The application of wear protection layers on mechanically loaded components also protects against corrosion or thermal damage. Thus, the life of such components can be increased significantly and the operating costs can be significantly reduced. In particular, composite materials, so-called metal-matrix composites (MMCs), which consist of a tough nickel, cobalt or iron metal matrix in which carbide materials such as carbides, borides or nitrides are incorporated are used. The best possible homogeneous distribution of the hard materials in the molten metal and a good bond between hard material and solder are of great importance for the quality of the resulting wear-resistant layers. The distribution of the hard materials, as well as the formation of the interface between material and solder and the formation of reaction phases in a molten metal alloy depends strongly on the materials to be mixed, the desired proportion of hard materials or the proportion of metal matrix on the hard metal alloy and the process conditions during of the manufacturing process. Therefore, reliable and simple methods have been and are being sought to produce such wear protection materials or wear protection coatings.
So wird z. B. in der Patentschrift
In
In der Offenlegungsschrift
Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Verschleißschutzschichten bekannt. So wird zum Beispiel in
Schlickeraufbereitung: Mischen der Hartstoffe, vorrangig Wolframkarbid (z. B. das H. C. Starck Produkt Makroline), mit gegebenenfalls einem metallischen Binder, der im Sinterprozess gleichzeitig als Lot fungiert (bevorzugt Hochtemperaturlote auf Ni-Basis), mit einem organischen Binder, Lösemitteln und witeren organischen Additiven wie z. B. Plastifizierern. Das entstandene Zwischenprodukt wird als Schlicker bezeichnet. Alternativ wird der metallische Binder nicht in einem Schlicker mit den Hartstoffen verarbeitet, sondern mit den organischen Komponenten zu einem separaten Schlicker verarbeitet. Man erhält somit einen reinen Hartstoffschlicker und einen reinen Schlicker des metallischen Binders. In der Folge wird dann eine separate Hartstoffgrünfolie und eine separate Grünfolie des metallischen Schlicker hergestellt.The prior art discloses various methods for producing wear-resistant coatings. For example, in
Slip preparation: Mixing of the hard materials, primarily tungsten carbide (eg the HC Starck product Makroline), with optionally a metallic binder which simultaneously acts as solder in the sintering process (preferably high-temperature Ni-based solders), with an organic binder, solvents and water organic additives such. B. plasticizers. The resulting intermediate is referred to as slip. Alternatively, the metallic binder is not processed in a slurry with the hard materials, but processed with the organic components to form a separate slip. Thus, a pure hard material slip and a pure slip of the metallic binder are obtained. As a result, a separate hard green sheet and a separate green sheet of the metallic slurry are then produced.
Foliengießen: Der Schlicker wird in einem Gießschuh gefüllt und mittels einem Doctorblade auf eine Trägerfolie gegossen. Die Trägerfolie bewegt sich mit definierter Geschwindigkeit relativ zum Doctorblade. Auf der Trägerfolie bildet sich eine „Grünfolie” mit definierter Dicke. Wie oben beschrieben, kann die Grünfolie neben den organischen Bestandteilen nur die Hartstoffe, nur den metallischen Binder oder auch Mischungen aus Hartstoff und metallischem Binder enthalten.Film casting: The slip is filled in a casting shoe and poured onto a carrier film by means of a doctor blade. The carrier film moves at a defined speed relative to the doctor blade. The carrier foil forms a "green foil" with a defined thickness. As described above, the green sheet In addition to the organic components only the hard materials, only the metallic binder or mixtures of hard material and metallic binder included.
Entbinderung: In einem Entbinderungsprozess, werden die organischen Bestandteile ausgetrieben oder ausgebrannt, so dass eine Schicht nur aus Hartstoffen und/oder Lot und/oder Mischungen dieser Komponenten zurück bleibt. Üblicherweise erfolgt eine Entbinderung durch Lösemittel und/oder durch thermische Prozesse. Für die Produkte gemäß dieser Druckschrift erfolgt eine rein thermische Entbinderung.Debinding: In a debindering process, the organic constituents are expelled or burned out so that a layer remains only of hard materials and / or solder and / or mixtures of these components. Usually, a binder removal takes place by means of solvents and / or by thermal processes. For the products according to this document is a purely thermal debinding.
Sinterung: Im Sinterschritt werden die Schichten aus Hartstoff und/oder metallischem Binder zu einer dichten Schicht aus Hartstoff und metallischem Binder versintert und gegebenenfalls gleichzeitig auf die zu beschichtende Oberfläche aufgelötet. Nach dem Entbindern liegt nur eine Schicht aus einer Mischung von Hartstoffen und metallischem Binder vor, so dass auf diese Weise die Verdichtung im Wesentlichen durch die üblichen Mechanismen des Flüssigphasensinterns erfolgt. Liegen nach dem Entbindern getrennte Zonen bzw. Schichten von Hartstoff und metallischem Binder vor – dies ist der Fall, wenn man Hartstoff und Lot zu getrennten Schlickern und Grünfolien verarbeitet – so erfolgt die Verdichtung durch die Infiltration der Hartstoffschicht mit dem metallischem Binder bevorzugt (Ni-Basis-Lot). Die notwendige Kapillarwirkung wird durch den Abstand der Hartstoffe erzeugt und eingestellt. Zudem hat die Packungsdichte der Carbide einen wesentlichen Einfluss auf die Verschleißeigenschaften der erzeugten Beschichtung bzw. Platte.Sintering: In the sintering step, the layers of hard material and / or metallic binder are sintered to form a dense layer of hard material and metallic binder and optionally simultaneously soldered onto the surface to be coated. After debinding, there is only one layer of a mixture of hard materials and metallic binder, so that in this way the compression takes place essentially by the usual mechanisms of liquid phase sintering. If, after debindering, separate zones or layers of hard material and metallic binder are present-this is the case when hard material and solder are processed into separate slips and green films-densification by infiltration of the hard material layer with the metallic binder is preferred (Ni). based solder). The necessary capillary action is generated and adjusted by the distance between the hard materials. In addition, the packing density of the carbides has a significant influence on the wear properties of the coating or plate produced.
Im Hinblick auf die Optimierung der Verschleißeigenschaften sowie der Herstellbarkeit insbesondere bei Infiltrationsprozessen, dichter Hartstoffschichten, -strukturen und -platten hat sich überraschend gezeigt, dass eine Erhöhung der Carbiddichte (Carbidkonzentration) zu verbesserten Ergebnissen führt. In gewissem Umfang ist dies durch die Reduzierung des Gehaltes der organischen Additive in der Grünfolie möglich.With regard to the optimization of the wear properties and the manufacturability, especially in infiltration processes, dense hard material layers, structures and plates, it has surprisingly been found that an increase in the carbide density (carbide concentration) leads to improved results. To some extent, this is possible by reducing the content of the organic additives in the green sheet.
Ausgehend von den eben aufgeführten Methoden gemäß dem Stand der Technik stellte sich die Aufgabe zur Bereitstellung neuer Verfahren zur Herstellung von Verschleißfolien mit weiter verbesserten Verschleißeigenschaften und einer insgesamt verbesserten Prozessführung.Based on the above-mentioned methods according to the prior art, the object was to provide new processes for the production of wear films with further improved wear properties and an overall improved process control.
Es wurde gefunden, dass sich die Grünfolie überraschend weiter verdichten und damit der Karbidabstand in der Grünfolie weiter verringern lässt, wenn die Grünfolie zusätzlich zu dem oben beschriebenen Verfahren des Standes der Technik einem Verdichtungsschritt, beispielsweise mittels des CIP-Verfahrens (cold isostatic pressing), unterzogen wird. Im Wesentlichen kann dabei ein isostatischer Druck um die Folie aufgebaut werden, der die restliche Porosität der Grünfolie reduziert.It has been found that the green sheet can be surprisingly densified further and thus the carbide distance in the green sheet can be further reduced if the green sheet, in addition to the above-described prior art method, is subjected to a densification step, for example by means of the cold isostatic pressing (CIP) method. is subjected. In essence, an isostatic pressure can be built up around the film which reduces the residual porosity of the green sheet.
Auf diese Weise konnte die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann innerhalb der Grünfolie eine höhere Packungsdichte erreicht werden, die wiederum zu einer verbesserter Kapillarwirkung während des späteren Infiltrations- und Sinterprozesses führt. Verdichtet werden können dabei somit die Grünfolie als einzelne Carbid- und Lotfolie, als Folien mit Lot- und Carbidanteil und als Schichtaufbau (z. B. Laminat) aus Carbid- und Lotfolie.In this way, the object underlying the present invention could be achieved. The inventive method, a higher packing density can be achieved within the green sheet, which in turn leads to an improved capillary action during the later infiltration and sintering process. Thus, the green sheet can be compacted as a single carbide and solder foil, as foils with solder and carbide content and as a layer structure (eg laminate) of carbide and solder foil.
Besonders bei einer Zwei-Tape-Prozessführung (separate Hartstoffgrünfolie, auch mit geringem Metallgehalt wie z. B. Ni und einer separaten Lotfolie, auch mit geringem Hartstoffgehalt; (siehe
Beschreibung der FigurenDescription of the figures
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Verschleißschutzfolien umfassend die Schritte
- a) Herstellung einer Grünfolie umfassend Hartstoffpartikel und
- b) Verdichten der Grünfolie.
- a) production of a green sheet comprising hard material particles and
- b) compacting the green sheet.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Grünfolie in Schritt a) durch
- a-1) Bereitstellung eines Schlickers umfassend Hartstoffpartikel und organischen Komponenten und
- a-2) Gießen des Schlickers zu einer Grünfolie hergestellt.
- a-1) providing a slurry comprising hard material particles and organic components and
- a-2) Pour the slurry into a green sheet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Schlicker eine Bindersuspension, Hartstoffpartikel und gegebenenfalls Bindemetallpartikel.In a further preferred embodiment of the method according to the present invention, the slip comprises a binder suspension, hard material particles and optionally binder metal particles.
Es hat sich gezeigt, dass sich metallumhüllte Hartstoffpartikel zusammen mit Lotmaterialpulvern in Anwesenheit einer Bindersuspension, enthaltend einen organischen Binder und gegebenenfalls einen Plastifizierer, zu einem stabilen Schlicker verarbeiten lassen. Die metallumhüllten Hartstoffpartikel lassen sich besonders gut in die Lotmaterialmatrix einbinden, wobei das Hüllmetall so gewählt wird, dass eine leichte Benetzung mit dem Lotmaterial erfolgt. Bevorzugt werden Metalle als Hartstoffpartikelhülle verwendet, die auch in dem Lotmaterial enthalten sind. Durch die verbesserte Benetzbarkeit der metallumhüllten Hartstoffpartikel entsteht eine verbesserte Einbindung der Partikel in die Lotmaterialmatrix. Zudem kann durch eine geeignete Metallhülle das Reaktionsverhalten des Lotes mit dem Hartstoff gesteuert bzw. vermieden werden. Dies gilt auch im Hinblick auf die weiteren Verarbeitungsschritte, die zur Erzeugung von Verschleißschutzschichten aus den beanspruchten Verschleißschutzfolien notwendig sind.It has been shown that metal-coated hard material particles can be processed together with solder material powders in the presence of a binder suspension containing an organic binder and optionally a plasticizer to form a stable slip. The metal-coated hard material particles can be incorporated particularly well into the solder material matrix, wherein the cladding metal is chosen such that a slight wetting with the solder material takes place. Preferably, metals are used as the hard material particle shell, which are also contained in the solder material. The improved wettability of the metal-coated hard material particles results in improved incorporation of the particles into the solder material matrix. In addition, the reaction behavior of the solder with the hard material can be controlled or avoided by a suitable metal shell. This also applies with regard to the further processing steps that are necessary for the production of wear protection layers from the claimed wear protection films.
Durch das Vergießen des Schlickers zur entsprechenden Grünfolie wird die Verteilung der metallumhüllten Hartstoffpartikel in der Lotmaterialmatrix kaum beeinflusst. Dies kann auf die Verwendung eines organischen Binders zurückgeführt werden, wodurch die gute Hartstoffverteilung in der Metallmatrix während des Herstellungsprozesses der Folien stabilisiert wird. Eine nachgelagerte Trocknung der Folie bzw. eine Entbinderung der Folie bei niedrigen Temperaturen unter 400°C beeinflusst die Partikelverteilung der Folie ebenfalls nicht merklich. Die erhaltene Folie kann weiterhin vorgesintert werden, das heißt, die Folie wird einem Sinterschritt unterworfen, bevor sie auf ein Bauteil aufgetragen wird, um in einem darauffolgenden Schritt die Verschleißschutzschicht zu erzeugen. Durch die Vorsinterung der Folie wird der Folienschwund bei der Herstellung von Verschleißschutzschichten auf dem gewünschten Bauteil reduziert. Dies schließt allerdings nicht aus, dass auch nicht vorgesinterte oder nicht entbinderte Verschleißschutzfolien direkt auf das jeweilige Bauteil aufgetragen und dann entbindert und weiter bearbeitet werden können. Die vorgesinterten Folien können darüber hinaus auch einfach auf ein Bauteil aufgeklebt bzw. unter Verwendung eines Zusatzlotes auf das Bauteil, z. B. mittels Flammlöten, aufgelötet oder aufgeschweißt werden.By pouring the slurry to the corresponding green sheet, the distribution of the metal-coated hard material particles in the solder material matrix is hardly influenced. This can be attributed to the use of an organic binder, whereby the good distribution of hard material in the metal matrix is stabilized during the production process of the films. A subsequent drying of the film or a debindering of the film at low temperatures below 400 ° C also affects the particle distribution of the film also not noticeable. The resulting film may further be presintered, that is, the film is subjected to a sintering step before being applied to a component to produce the anti-wear layer in a subsequent step. The pre-sintering of the film reduces film shrinkage in the production of wear-resistant layers on the desired component. However, this does not rule out that even non-pre-sintered or unbonded wear protection films can be applied directly to the respective component and then debinded and further processed. The pre-sintered films can also be easily glued to a component or using an additional solder on the component, for. B. by means of flame soldering, soldered or welded.
Die hier beschriebenen Verschleißschutzfolien eignen sich somit insbesondere für das Aufbringen auf Bauteile durch Hartlöten oder Hochtemperaturlöten, insbesondere in Vakuumöfen. Im Falle vorgesinterter Verschleißschutzfolien können diese auch aufgeklebt, aufgelötet oder aufgeschweißt werden. Auch nach den hohen Temperaturen während des Sinterns, Vorsinterns, Hartlöt- bzw. des Hochtemperaturlötprozesses zeigen die erhaltenen Verschleißschutzschichten eine nahezu isotrope Mikrostruktur in der Partikelverteilung und eine sehr geringe Porosität, wodurch ein geringer Abrieb und eine hohe Härte über die gesamte zu veredelnde Fläche des Bauteils erreicht wird. Die Porenbildung wird dabei durch die gute Benetzbarkeit der metallumhüllten Hartstoffpartikel durch das Lotmaterial reduziert, da es an der Grenzfläche zwischen den metallumhüllten Hartstoffpartikeln und dem Lotmaterial zu einer guten Anbindung kommt. Insbesondere während des Sinterns, Vorsinterns oder Lötens kann es auch zu Phasenreaktionen oder zu Diffusionsprozessen an der Grenzfläche zwischen der Metallhülle des Hartstoffpartikels und dem Lotmaterial kommen, insbesondere wenn die Hartstoffpartikel eine Hülle aus Metall besitzen. Durch solche Diffusionsprozesse bzw. Phasenreaktionen wird die Verschleißschutzschicht während des Herstellungsprozesses, der eine Behandlung bei hohen Temperaturen umfasst, weiter stabilisiert, die Porenbildung in der Verschleißschutzschicht wird minimiert. Gleichzeitig kann über die Wahl der Metallhülle das Reaktionsverhalten des Lotes mit dem Hartstoff gesteuert bzw. gemindert werden. Zudem sind die erfindungsgemäßen Folien aus einem Schlicker mittels herkömmlicher Foliengießverfahren einfach großtechnisch herzustellen.The wear protection films described here are thus particularly suitable for application to components by brazing or high temperature brazing, especially in vacuum furnaces. In the case of pre-sintered wear protection films, these can also be glued, soldered or welded. Even after the high temperatures during sintering, pre-sintering, brazing or Hochtemperaturlötprozesses the resulting wear protection layers show a nearly isotropic microstructure in the particle distribution and a very low porosity, resulting in low abrasion and high hardness over the entire surface to be refined of the component is reached. The pore formation is reduced by the good wettability of the metal-coated hard material particles by the solder material, since there is a good connection at the interface between the metal-coated hard material particles and the solder material. In particular, during sintering, presintering or soldering, phase reactions or diffusion processes can occur at the interface between the metal shell of the hard material particle and the solder material, in particular if the hard material particles have a metal shell. Through such diffusion processes or phase reactions, the wear protection layer is further stabilized during the manufacturing process, which includes a treatment at high temperatures, the pore formation in the wear protection layer is minimized. At the same time can be controlled or reduced by the choice of the metal shell, the reaction behavior of the solder with the hard material. In addition, the films according to the invention are easy to produce from a slurry by means of conventional film casting processes on an industrial scale.
Somit ist eine Verschleißschutzfolie enthaltend Hartstoffpartikel, die eine metallische Hülle aufweisen und Lotmaterialpartikel, die aus der Gruppe der Weichlote, Hartlote oder Hochtemperaturlote ausgewählt sind, bevorzugt.Thus, a wear protection film containing hard material particles which have a metallic shell and solder material particles selected from the group of soft solders, brazing alloys or high-temperature solders is preferred.
Weiterhin enthält der Schlicker in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung i) 0,1 bis 10 Gew.-% Bindersuspension, wobei die Bindersuspension bevorzugt 1 bis 60 Gew.-% organischer Binder und 0 bis 15 Gew.-% Plastifizierer, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bindersuspension, und ii) 90 bis 99,9 Gew.-% Hartstoffpartikel und gegebenenfalls Bindemetallpartikel enthält, wobei i) und ii) jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht des Schlickers.In a further preferred embodiment of the process of the present invention, the slip further comprises i) from 0.1 to 10% by weight of binder suspension, the binder suspension preferably comprising from 1 to 60% by weight of organic binder and from 0 to 15% by weight of plasticizer, based on the total weight of the binder suspension, and ii) contains 90 to 99.9 wt .-% hard particles and optionally binder metal particles, wherein i) and ii) are each based on the total weight of the slurry.
Die Hartstoffpartikel enthalten bevorzugt Carbide und/oder Boride von Übergangsmetallen mit hohen Schmelzpunkten, insbesondere sind dies Carbide des Wolframs, Titans, Vanadiums, Chroms, Tantals, Niobs, Silizium oder Molybdäns aber auch Boride, Carbonitride oder Nitride dieser Metalle kommen als Hartstoffpartikel in Frage. Besonders bevorzugt sind die Wolframcarbide, z. B. WC und/oder WSC (Wolframschmelzcarbide), wobei das WSC eine Mischung aus WC und W2C ist, das insbesondere ein eutektisches Gefüge aus WC und W2C darstellt, Titancarbide, z. B. TiC, Tantalcarbide, Vanadiumcarbide, z. B. VC, Chromcarbide, z. B. Cr3C2, Cr7C3, Cr23C6, Silizium Carbide, z. B. SiC, Molybdäncarbide, wie z. B. Mo2C oder Titanboride, z. B. TiB2, oder Mischungen der genannten Hartstoffpartikel, wobei die Wolframcarbide gegebenenfalls gemischt mit Wolframboriden, wie z. B. WB, von besonderer Bedeutung sind. Besonders bevorzugte Hartstoffpartikel bestehen aus den eben genannten Carbiden und/oder Boriden. Insbesondere bevorzugt sind Wolframschmelzcarbide der Form W2C/WC, wobei die partikulären Schmelzcarbide eine Partikelhülle aus Wolframcarbid (WC) besitzen. Ein besonders bevorzugtes Wolframschmelzcarbid mit einer WC-Hülle ist das Macroline Wolframcarbid (MWC1 der Amperweld®Pulver Serie der Firma H. C. Starck GmbH). Die beschriebenen Hartstoffe werden im Folgenden auch als Hartmetalle bezeichnet. The hard material particles preferably contain carbides and / or borides of transition metals with high melting points, in particular carbides of tungsten, titanium, vanadium, chromium, tantalum, niobium, silicon or molybdenum but also borides, carbonitrides or nitrides of these metals are suitable as hard material particles. Particularly preferred are the tungsten carbides, z. B. WC and / or WSC (tungsten carbides), wherein the WSC is a mixture of WC and W2C, which is in particular a eutectic structure of WC and W2C, titanium carbides, z. As TiC, tantalum carbides, vanadium carbides, z. B. VC, chromium carbides, z. B. Cr 3 C 2 , Cr 7 C 3 , Cr 23 C 6 , silicon carbides, z. B. SiC, molybdenum carbides, such as. B. Mo 2 C or titanium borides, z. B. TiB 2 , or mixtures of said hard material particles, wherein the tungsten carbides optionally mixed with tungsten borides, such as. As WB, are of particular importance. Particularly preferred hard material particles consist of the abovementioned carbides and / or borides. Particularly preferred are tungsten carbides of the form W2C / WC, wherein the particulate melt carbides have a particle shell of tungsten carbide (WC). A particularly preferred tungsten carbide with a WC shell is the Macroline tungsten carbide (MWC1 the AMPERWELD ® powder series HC Starck GmbH). The hard materials described are also referred to below as hard metals.
Aufgrund der hohen Härte ist insbesondere die Verwendung der WSCs (Wolframschmelzcarbide) als Hartstoffpartikel im Hinblick auf die Erzeugung von Verschleißschutzschichten von großem Interesse. Aufgrund der starken Phasenreaktion in Nickel-Basis-Loten wird bevorzugt das thermisch stabilere WSC, das Macroline Wolframcarbid als Hartstoff verwendet. Die Macroline Wolframcarbide besitzen einen Kern aus WSC und eine Hülle aus WC, die dem WSC-Kern weitgehend vor Reaktionen mit dem Nickel-Basis-Lot schützt.Due to the high hardness, in particular the use of WSCs (tungsten carbide carbides) as hard material particles with regard to the production of wear protection layers is of great interest. Due to the strong phase reaction in nickel-based solders, preference is given to using the more thermally stable WSC, the Macroline tungsten carbide, as the hard material. The Macroline tungsten carbides have a core of WSC and a shell of WC, which largely protects the WSC core from reactions with the nickel base solder.
Weiterhin bietet sich die Verwendung von Hartstoffen in sphärischer Form an. Hartstoffe in sphärischer Form sind insbesondere durch Gasverdüsung erhältlich oder werden im Plasma aus agglomerierten Hartstoffen hergestellt.Furthermore, the use of hard materials in spherical form offers. Hard materials in spherical form are in particular obtainable by gas atomization or are produced in plasma from agglomerated hard materials.
Die Hartstoffpartikel sind dabei von einer Metallhülle umgeben, wobei die Metallhülle die Anbindung an das Lotmaterial und die Einarbeitung in den Schlicker unterstützt. Bevorzugt besitzt die Hülle eine ähnliche Zusammensetzung wie das Lotmaterial. Insbesondere sind in der Hülle Metalle enthalten, die auch in dem Lotmaterial enthalten sind. Insbesondere bevorzugte Metalle der Hülle sind Nickel, Kobalt, Chrom, Eisen, Kupfer, Molybdän, Aluminium, Yttrium oder eine Mischung dieser Metalle. Bevorzugte Mischungen vor diesen Hüllmetallen sind Kobalt/Chrom-, Nickel/Chrom-, Nickel/Kobalt-Mischungen. Besonders bevorzugt ist weiterhin die Verwendung von nickelumhüllten, chromumhüllten bzw. kobaltumhüllten Hartstoffpartikeln. Metallumhüllte Hartstoffpartikel sind kommerziell erhältlich, z. B. nickelumhülltes oder kobaltumhülltes Wolframcarbid wird von der Firma H. C. Starck, Deutschland vertrieben. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden Hartstoffpartikel aus Wolframschmelzcarbiden verwendet, die eine WC-Hülle tragen können und die mit einer Nickel-haltigen Schicht umhüllt sind.The hard material particles are surrounded by a metal shell, wherein the metal shell supports the connection to the solder material and the incorporation into the slurry. Preferably, the shell has a similar composition as the solder material. In particular, the shell contains metals which are also contained in the solder material. Particularly preferred metals of the shell are nickel, cobalt, chromium, iron, copper, molybdenum, aluminum, yttrium or a mixture of these metals. Preferred mixtures in front of these cladding metals are cobalt / chromium, nickel / chromium, nickel / cobalt mixtures. Furthermore, the use of nickel-coated, chromium-coated or cobalt-coated hard material particles is particularly preferred. Metal-coated hard material particles are commercially available, for. B. nickel-coated or cobalt-clad tungsten carbide is marketed by H.C. Starck, Germany. In a particularly preferred embodiment, hard material particles of tungsten carbides are used, which can carry a WC shell and which are coated with a nickel-containing layer.
Die verwendeten metallumhüllten Hartstoffe liegen in der Regel pulverförmig vor. Es werden Pulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser von ca. 0,05 μm bis 200 μm, bevorzugt zwischen 10 μm und 150 μm eingesetzt, wobei der ideale Partikeldurchmesser in Abhängigkeit von der Anwendung variiert. Die Hartstoffe sind bevorzugt vollständig mit einer Metallhülle überzogen, wobei auch teilweise metallüberzogene Partikel zur Anwendung kommen können. Die Oberfläche der letztgenannten Partikel sollte allerdings bevorzugt mindestens zu 50% mit einer Metallbeschichtung versehen sein. Die metallische Beschichtung der Hartstoffpartikel erfolgt durch Abscheidung des zur Beschichtung vorgesehenen Metalls auf den Hartstoffpartikeln mit herkömmlichen Verfahren.The metal-coated hard materials used are usually present in powder form. Powders having an average particle diameter of about 0.05 μm to 200 μm, preferably between 10 μm and 150 μm, are used, the ideal particle diameter varying depending on the application. The hard materials are preferably completely coated with a metal shell, although partially metal-coated particles can be used. However, the surface of the latter particles should preferably be provided with at least 50% with a metal coating. The metallic coating of the hard material particles takes place by deposition of the metal intended for the coating on the hard material particles by conventional methods.
Vorteilhafterweise enthalten die Hartstoffpartikel Komponenten oder bestehen aus diesen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wolframcarbid, Titancarbid, Tantalcarbid, Siliziumcarbid, Vanadiumcarbid, Chromcarbid, Molybdäncarbid, Titanborid, Wolframschmelzcarbid, und Wolframschmelzcarbid mit einer WC-Hülle oder einer Hülle aus Chromcarbid sowie beliebige Mischungen hiervon. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung enthalten Komponenten oder bestehen aus diesen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wolframcarbid, Titancarbid, Tantalcarbid, Siliziumcarbid, Vanadiumcarbid, Chromcarbid, Molybdäncarbid, Titanborid, Wolframschmelzcarbid, und Wolframschmelzcarbid mit einer WC-Hülle oder einer Hülle aus Chromcarbid sowie beliebige Mischungen hiervon.Advantageously, the hard particles contain or consist of components selected from the group consisting of tungsten carbide, titanium carbide, tantalum carbide, silicon carbide, vanadium carbide, chromium carbide, molybdenum carbide, titanium boride, tungsten carbide, and tungsten carbide with a WC shell or shell of chromium carbide and any Mixtures thereof. In another preferred embodiment of the process of the present invention, components include or consist of selected from the group consisting of tungsten carbide, titanium carbide, tantalum carbide, silicon carbide, vanadium carbide, chromium carbide, molybdenum carbide, titanium boride, tungsten carbide, and tungsten carbide with a WC shell or a shell of chromium carbide and any mixtures thereof.
In einer weiteren vorteilhaften bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung weisen die Hertstoffpartikel eine metallische Hülle umfassend ein oder mehrere Metalle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nickel, Kobalt, Chrom, Kupfer, Molybdän, Aluminium, Yttrium und Eisen auf.In a further advantageous preferred embodiment of the method of the present invention, the Hertstoffpartikel on a metallic shell comprising one or more metals selected from the group consisting of nickel, cobalt, chromium, copper, molybdenum, aluminum, yttrium and iron.
Weiterhin weist die Grünfolie in einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zusätzlich Bindemetallpartikel auf, welche vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Weichlote, Hartlote und Hochtemperaturlote. Furthermore, in a preferred embodiment of the method of the present invention, the green sheet additionally comprises binder metal particles, which are preferably selected from the group consisting of soft solders, brazing alloys and high-temperature solders.
Bevorzugte Lote im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Hartlote bzw. Hochtemperaturlote. Als Lotmaterialien kommen insbesondere Lotpulver aus der Gruppe der Nickel-, Titan-, Kobalt-, Kupfer-, Zinn- oder Silberlote in Betracht. Geeignete Lote sind z. B. Hartlote, wie Kupfer/Zinn-Lote, Silber/Cadmium/Kupfer-Lote, Silber/Phosphor-Lote. Besonders bevorzugt werden Hochtemperaturlote, wie z. B. Lote auf Nickel- oder Kobalt-Basis, wie Nickel/Chrom-haltige Lote oder Nickel/Kobalt-haltige Lote eingesetzt. Es können allerdings auch Weichlote, insbesondere Weichlote auf Zinnbasis, wie z. B. Zinn/Blei oder Zinn/Silberlote, die darüber hinaus noch weitere Metalle, wie z. B. Antimon, Bismut und/oder Kupfer enthalten können. Weiterhin sind Phosphorzusätze ebenfalls für gebräuchliche Weichlote üblich.Preferred solders in the context of the present invention are brazing alloys or high-temperature solders. In particular, solder powders from the group of nickel, titanium, cobalt, copper, tin or silver solders come into consideration as brazing materials. Suitable solders are z. B. brazing alloys, such as copper / tin solders, silver / cadmium / copper solders, silver / phosphor solders. Particularly preferred are high-temperature solders such. B. solders based on nickel or cobalt, such as nickel / chromium-containing solders or nickel / cobalt-containing solders. However, it can also be soft solders, especially tin-based solder, such. As tin / lead or tin / silver solders, the moreover more metals, such as. As antimony, bismuth and / or copper may contain. Furthermore, phosphorus additives are also common for common soft solders.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden metallumhüllte Hartstoffpartikel in Kombination mit nickelhaltigen Lotmaterialien eingesetzt. Insbesondere die Nickel-Lote mit Zusätzen, wie z. B. Bor, Chrom und Silizium, können Hartstoffpartikel, wie z. B. Wolframcarbide, insbesondere der Wolframschmelzcarbide, angreifen und somit unwirksam machen. Durch die Verwendung von metallumhüllten Hartstoffpartikeln kann die Auflösung des Hartstoffes im Lotmaterial vermindert werden. Im Hinblick auf die Auflösung von Wolframschmelzcarbiden in Nickel-Basis-Loten schafft insbesondere die Umhüllung der WSCs mit einer Wolframcarbid-Hülle (WC-Hülle) Abhilfe. Dementsprechend ist die Verwendung von nickelumhüllten Wolframschmelzcarbiden mit einer WC-Hülle, wie z. B. MWC besonders geeignet, um besonders gute Verschleißschutzschichten zu erzeugen.In a particularly preferred embodiment, metal-coated hard material particles are used in combination with nickel-containing solder materials. In particular, the nickel solders with additives such. As boron, chromium and silicon, hard particles, such as. As tungsten carbides, in particular the tungsten carbides, attack and thus render ineffective. By using metal-coated hard material particles, the dissolution of the hard material in the solder material can be reduced. With regard to the dissolution of tungsten carbides in nickel-based solders, the encapsulation of the WSCs with a tungsten carbide (WC) shell provides a remedy in particular. Accordingly, the use of nickel-coated tungsten carbides with a WC shell, such. B. MWC particularly suitable to produce particularly good wear protection layers.
Die hier beschriebenen Verschleißschutzfolien enthalten in der Regel, bezogen auf dessen Gesamtgewicht der Folie, 5 Gew.-% bis 95 Gew.-%, bevorzugt zwischen 10 Gew.-% und 90 Gew.-% an metallumhüllten Hartstoffpartikeln und 5 Gew.-% bis 95 Gew.-%, bevorzugt 10 Gew.-% bis 50 Gew.-%, an Lotmaterialpartikeln. Besonders bevorzugt enthalten die Folien zwischen 60 Gew.-% und 80 Gew.-% an metallumhüllten Hartstoffpartikeln und zwischen 20 Gew.-% und 40 Gew.-% an Lotmaterial. Das Mischungsverhältnis der enthaltenen Hartstoffe und Lotmaterialien kann dabei in Abhängigkeit von der jeweiligen Verschleißschutzanwendung variiert werden. Die verwendeten Lotmaterialien können, anhand der gewünschten Lottemperatur und anhand des Materials des zu beschichtenden Bauteils ausgewählt werden. Bevorzugt sollten die Lotmaterialien eine Solidustemperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur von eingesetzten organischen Additiven besitzen.The wear protection films described here generally contain, based on the total weight of the film, from 5% by weight to 95% by weight, preferably from 10% by weight to 90% by weight, of metal-coated hard material particles and 5% by weight. to 95 wt .-%, preferably 10 wt .-% to 50 wt .-%, of solder material particles. Particularly preferably, the films contain between 60% by weight and 80% by weight of metal-coated hard material particles and between 20% by weight and 40% by weight of solder material. The mixing ratio of the contained hard materials and solder materials can be varied depending on the respective wear protection application. The solder materials used can be selected based on the desired soldering temperature and on the material of the component to be coated. The solder materials should preferably have a solidus temperature above the decomposition temperature of organic additives used.
Die Verschleißschutzfolien können auch bezogen auf dessen Gesamtgewicht der Folie, 0.1 Gew.-% bis 99.9 Gew.-%, bevorzugt zwischen 10 Gew.-% und 90 Gew.-% an metallumhüllten Hartstoffpartikeln und 0.1 Gew.-% bis 99.9 Gew.-%, bevorzugt 10 Gew.-% bis 50 Gew.-%, an Lotmaterialpartikeln enthalten. Solche Verschleißschutzfolien können auch enthalten 0.1 Gew.-% bis 20 Gew.-% organischer Binder und Plastifizierer.The wear protection films may also, based on the total weight of the film, 0.1 wt .-% to 99.9 wt .-%, preferably between 10 wt .-% and 90 wt .-% of metal-coated hard material particles and 0.1 wt .-% to 99.9 wt. %, preferably 10 wt .-% to 50 wt .-%, of solder material particles. Such wear protection films may also contain from 0.1% to 20% by weight of organic binders and plasticizers.
Die beschriebenen Verschleißschutzfolien können auch mit weiteren hartstoffhaltigen und/oder lotmaterialhaltigen Lagen laminiert werden. Bevorzugt werden zwei oder mehr erfindungsgemäße Folien, die durch einen unterschiedlichen Gehalt an metallumhüllten Hartstoffpartikeln bzw. an Lotmaterial gekennzeichnet sind, zu einer Verbundfolie laminiert.The described wear protection films can also be laminated with other hard material-containing and / or solder material-containing layers. Preferably, two or more films according to the invention, which are characterized by a different content of metal-coated hard material particles or solder material, are laminated to form a composite film.
Folglich ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung Verbundmaterialien enthaltend mindestens eine der beschriebenen Verschleißschutzfolien, wobei die einzelnen Schichten des Verbundes unterschiedliche Anteile an Hartstoffpartikeln und/oder Lotmaterialpartikeln enthalten. Solche Verbundmaterialien besitzen bevorzugt eine Schicht mit einem Anteil zwischen 40 Gew.-% und 95 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 60 Gew.-% und 90 Gew.-%, an metallumhüllten Hartstoffpartikeln und 5 Gew.-% bis 60 Gew.-% an Lotmaterial. Weiterhin besitzen die Verbundmaterialien noch mindestens eine weitere Schicht, die vor allem Lotmaterial, bevorzugt mit einem Anteil zwischen 40 Gew.-% und 100 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 60 Gew.-% und 90 Gew.-%, enthält. Auch diese Schicht kann Hartstoffpartikel, insbesondere mit einem Gewichtsanteil zwischen 10% und 40% enthalten, die bevorzugt ebenfalls metallumhüllt sind. Auch solche Verbundmaterialien können auf dem Bauteil aufgesintert und/oder vorgesintert werden. Gesinterte Verbundmaterialen können ebenfalls einfach auf das Bauteil aufgeklebt, aufgelötet oder aufgeschweißt werden.Consequently, a further subject matter of the present invention is composite materials comprising at least one of the described wear protection films, wherein the individual layers of the composite contain different proportions of hard material particles and / or solder material particles. Such composite materials preferably have a layer with a proportion of between 40% by weight and 95% by weight, particularly preferably between 60% by weight and 90% by weight, of metal-coated hard material particles and from 5% by weight to 60% by weight. -% of solder material. Furthermore, the composite materials also have at least one further layer, which mainly contains solder material, preferably with a proportion of between 40% by weight and 100% by weight, particularly preferably between 60% by weight and 90% by weight. This layer may also contain hard material particles, in particular with a proportion by weight of between 10% and 40%, which are preferably also coated with metal. Also, such composite materials can be sintered on the component and / or pre-sintered. Sintered composite materials can also simply be glued, soldered or welded onto the component.
In einer weiteren Ausführungsform können die beanspruchten Verschleißschutzfolien, neben anderen Additiven, auch organische Binder und Plastifizierer enthalten. Der Anteil der organischen Binder und Plastifizierer beträgt 0 Gew.-% bis 20 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie. Dabei werden organischer Binder und Plastifizierer bevorzugt in einem Gewichtsverhältnis zwischen 100:0 und 50:50 eingesetzt. Sofern ein organischer Binder in der Verschleißschutzfolie enthalten ist, liegt dieser besonders bevorzugt mit einem Gewichtsanteil zwischen 0,5 Gew.-% und 15 Gew.-%, insbesondere zwischen 2 Gew.-% und 10 Gew.-% vor, der Plastifizierer liegt besonders bevorzugt mit einem Gewichtsanteil zwischen 0,1 Gew.-% und 10 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,5 Gew.-% und 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie vor.In a further embodiment, the claimed wear protection films may include, among other additives, organic binders and plasticizers. The proportion of organic binders and plasticizers is 0 wt .-% to 20 wt .-% based on the total weight of the film. In this case, organic binders and plasticizers are preferably used in a weight ratio between 100: 0 and 50:50. If an organic binder is contained in the wear protection film, this is particularly preferably with a Weight fraction between 0.5 wt .-% and 15 wt .-%, in particular between 2 wt .-% and 10 wt .-% before, the plasticizer is particularly preferably with a weight fraction between 0.1 wt .-% and 10 wt .-%, in particular between 0.5 wt .-% and 5 wt .-%, based on the total weight of the film before.
Bevorzugte organische Binder und Plastifizierer sind solche, die sich bei Temperaturen unter 400°C, bevorzugt unter 350°C zersetzen. Geeignete organische Binder sind z. B. Polymere mit einer niedrigen Ceiling-Temperatur, wie z. B. halogenierte Polyolefine, insbesondere Teflon, Polyacetale, Polyacrylate oder Polymethacrylate oder dessen Copolymere, Polyalkylenoxide, Polyvinylalkohole oder dessen Derivate, Polyvinylacetate oder Polyvinylbutyrale. Besonders bevorzugt sind organische Binder aus der Gruppe der Polyalkylencarbonate, insbesondere Polypropylencarbonat. Der organische Binder dient insbesondere dazu beim Trocknen die einzelnen Feststoffpartikel miteinander zu verbinden. Der Binder sollte im Lösungsmittel gut löslich sein und sich mit weiteren Additiven, wie z. B. Dispergiermitteln vertragen. Vorteilhaft wird durch die Zugabe des Binders die Viskosität des Schlickers kaum erhöht und besitzt stabilisierende Wirkung auf die Suspension erzielt. Der organische Binder sollte bevorzugt bei niedrigen Temperaturen unter 400°C rückstandsfrei ausbrennen.Preferred organic binders and plasticizers are those which decompose at temperatures below 400 ° C, preferably below 350 ° C. Suitable organic binders are z. As polymers with a low ceiling temperature, such. As halogenated polyolefins, in particular Teflon, polyacetals, polyacrylates or polymethacrylates or its copolymers, polyalkylene oxides, polyvinyl alcohols or its derivatives, polyvinyl acetates or polyvinyl butyrals. Particular preference is given to organic binders from the group of the polyalkylene carbonates, in particular polypropylene carbonate. The organic binder is used in particular during drying to connect the individual solid particles with each other. The binder should be readily soluble in the solvent and with other additives, such as. B. tolerated dispersants. Advantageously, the viscosity of the slurry is hardly increased by the addition of the binder and has achieved stabilizing effect on the suspension. The organic binder should preferably burn out without residue at low temperatures below 400 ° C.
Zusätzlich sorgt der Binder für eine verbesserte Haltbarkeit und eine verbesserte Handhabbarkeit der Grünfolie, insbesondere dafür, dass die Bildung von Rissen zum Beispiel bei der Trocknung reduziert wird.In addition, the binder provides improved durability and improved handleability of the green sheet, in particular to reduce the formation of cracks during drying, for example.
Als Plastifizierer (Weichmacher) eignen sich z. B. Phthalate, wie z. B. Benzylphthalat, Leime, Wachse, Gelatine, Dextrine, Gummiarabikum, Öle, wie z. B. Paraffinöl oder Polymere, wie z. B. Polyalkylene, insbesondere Polyethylen. Bevorzugte Plastifizierer sind allerdings Alkylencarbonate, insbesondere Propylencarbonat. Der Plastifizierer soll insbesondere die Herabsetzung der Glastemperatur des polymeren Binders und eine höhere Flexibilität der Grünfolie bewirken. Der Plastifizierer dringt in die Netzstruktur des Binders ein und setzt damit die Viskosität des Schlickers herab. Durch Einstellung eines geeigneten Binder/Plastifiziererverhältnisses und durch Kombination verschiedener Binder und Plastifizierer lassen sich z. B. die Reißfestigkeit und Dehnbarkeit der Grünfolien beeinflussen. Auch die verwendeten Plastifizierer brennen bevorzugt bei niedrigen Temperaturen unter 400°C vollständig aus.As plasticizer (plasticizer) are z. As phthalates, such as. As benzyl phthalate, glues, waxes, gelatin, dextrins, gum arabic, oils, such as. As paraffin oil or polymers, such as. As polyalkylenes, especially polyethylene. However, preferred plasticizers are alkylene carbonates, in particular propylene carbonate. The plasticizer should in particular bring about the reduction of the glass transition temperature of the polymeric binder and a higher flexibility of the green film. The plasticizer penetrates into the network structure of the binder and thus reduces the viscosity of the slurry. By setting a suitable binder / plasticizer ratio and by combining various binders and plasticizers can be z. B. affect the tear strength and ductility of the green sheets. Also, the plasticizers used burn out preferably at low temperatures below 400 ° C completely.
Als weitere Additive, die in den Folien enthalten sein können, kommen metallische Binder, wie z. B. Metallpulver, die bevorzugt Wolfram, Tantal, Niob, Molybdän, Chrom, Vanadium, Titan, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Silber, Cadmium, Aluminium oder Zinn enthalten können, in Frage. Weiterhin können Metalloxide, wie z. B. Silicate, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid oder Titanoxid zugesetzt werden. Solche metallischen Additive sollten einen Anteil von maximal 30 Gew.-% am Gesamtgewicht der Verschleißschützfolie nicht überschreiten.As further additives which may be contained in the films, metallic binders such. As metal powder, which may preferably contain tungsten, tantalum, niobium, molybdenum, chromium, vanadium, titanium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, silver, cadmium, aluminum or tin, in question. Furthermore, metal oxides, such as. For example, silicates, alumina, zirconia or titanium oxide can be added. Such metallic additives should not exceed a proportion of at most 30 wt .-% of the total weight of the wear contactor film.
Die erfindungsgemäßen Verschleißschutzfolien können ebene Folien oder auch dreidimensional geformte Folien sein. Die Schichtdicke der Folien liegt dabei zwischen 10 μm und 3000 μm, insbesondere zwischen 50 μm und 2500 μm, bevorzugt zwischen 200 μm und 2000 μm Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Foliengießverfahren zur Herstellung der Verschleißschutzfolien, das einfach, großtechnisch durchführbar und dementsprechend kostengünstig ist. Dazu wird zuerst eine Bindersuspension enthaltend mindestens ein Lösungsmittel und einen organischen Binder hergestellt.The wear protection films according to the invention may be flat films or else three-dimensionally formed films. The layer thickness of the films is between 10 .mu.m and 3000 .mu.m, in particular between 50 .mu.m and 2500 .mu.m, preferably between 200 .mu.m and 2000 .mu.m. A further subject of the present invention is a film casting process for the production of the wear protection films which is simple, industrially feasible and accordingly inexpensive is. For this purpose, first a binder suspension containing at least one solvent and an organic binder is prepared.
Als Lösungsmittel kommen insbesondere organische Lösungsmittel in Betracht. Allerdings kann auch der Zusatz von Wasser in bestimmten Fällen zweckmäßig sein. Bevorzugte Lösungsmittel sind beispielsweise Ester, Ether, Alkohole oder Ketone, insbesondere Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Diethylether, Butylmethylether, Essigsäuremethylester, Essigsäureethylester, Aceton, Methylethylketon (MEK) oder deren Mischungen. Besonders bevorzugte Lösungsmittel sind Ketone, insbesondere aus der Gruppe der Alkylketone. Als organische Binder kommen bevorzugt die weiter oben genannten Verbindungen, insbesondere Polyalkylencarbonate, zum Einsatz. Weiterhin kann der Bindersuspension auch direkt ein Plastifizierer zugegeben werden. Das erhaltene Gemisch wird in einem Mischaggregat, wie z. B. einer Kugelmühle, durchmischt und homogenisiert.Suitable solvents are in particular organic solvents. However, the addition of water in certain cases may be appropriate. Preferred solvents are, for example, esters, ethers, alcohols or ketones, in particular methanol, ethanol, propanol, butanol, diethyl ether, butyl methyl ether, methyl acetate, ethyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone (MEK) or mixtures thereof. Particularly preferred solvents are ketones, in particular from the group of alkyl ketones. Preferred organic binders are the compounds mentioned above, in particular polyalkylene carbonates. Furthermore, the binder suspension can also be added directly to a plasticizer. The resulting mixture is mixed in a mixing unit, such as. As a ball mill, mixed and homogenized.
Die so hergestellte Bindersuspension wird nun mit den Hartstoffpartikeln, die eine metallische Hülle aufweisen, und dem Lotmaterial versetzt und zu einem Schlicker verarbeitet. Dies kann z. B. in einem Taumelmischer oder in einer Kugelmühle erfolgen, wobei die Kugelmühle mit Mahlkörpern befüllt wird, die bevorzugt eine höhere Dichte als die zu verarbeitenden Hartstoffpartikel haben. Die Bindersuspension wird bevorzugt in der Kugelmühle vorgelegt, kann aber auch nachträglich zugegeben werden. Weiterhin werden das metallumhüllte Hartstoffpulver und das Lotmaterialpulver in die Kugelmühle gefüllt, wobei die erhaltene Mischung solange gemahlen und gerührt wird, bis ein stabiler Schlicker entsteht. Bei Verwendung einer Kugelmühle dauert eine ausreichende Durchmischung und Homogenisierung des Schlickers im Allgemeinen zwischen 4 Stunden und 48 Stunden. Der Schlicker kann dann im Anschluss bei Unterdruck entgast werden. Die Lagerung, Entgasung bzw. anderweitige Verarbeitungsschritte werden bevorzugt unter ständigem Rühren vorgenommen, um eine Sedimentation der Feststoffbestandteile des Schlickers zu verhindern.The binder suspension thus prepared is then mixed with the hard material particles, which have a metallic shell, and the solder material and processed into a slurry. This can be z. B. in a tumble mixer or in a ball mill, wherein the ball mill is filled with grinding media, which preferably have a higher density than the hard material particles to be processed. The binder suspension is preferably initially introduced in the ball mill, but can also be added later. Furthermore, the metal-coated hard material powder and the solder material powder are filled in the ball mill, wherein the resulting mixture is ground and stirred until a stable slurry is formed. When using a ball mill, sufficient mixing and homogenization of the slurry generally takes between 4 hours and 48 hours. The slip can then be degassed at low pressure. The storage, degassing or other processing steps are preferably carried out with constant stirring in order to prevent sedimentation of the solid constituents of the slurry.
In alternativen Ausführungsformen können natürlich auch die Hartstoff- und/oder Lotmaterialpartikel vorlegiert und die Bindersuspension zugesetzt werden. Auch eine kontinuierliche oder portionsweise Zugabe der Bindersuspension während der Schlickerherstellung ist denkbar.Of course, in alternative embodiments, the hard material and / or solder material particles may also be pre-alloyed and the binder suspension added. A continuous or portionwise addition of the binder suspension during the slip production is conceivable.
Der erhaltene Schlicker kann dann zu einer Folie mit herkömmlichen Foliengießverfahren vergossen werden.The resulting slip can then be cast into a film using conventional film casting techniques.
Zur Herstellung des Schlickers werden bevorzugt 5 Gew.-% bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, der Bindersuspension bezogen auf das Gesamtgewicht des Schlickers (inklusive Lösungsmittel) eingesetzt. Die Bindersuspension umfasst zumindest 1 Gew.-% bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 5 Gew.-% und 40 Gew.-%, an organischem Binder bezogen auf das Gesamtgewicht der Bindersuspension und 0 Gew.-% bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 2 Gew.-% und 10 Gew.-%, an Plastifizierer bezogen auf das Gesamtgewicht der Bindersuspension (inklusive Lösungsmittel). Die Bindersuspension enthält eine ausreichende Menge an Lösungsmittel, um zumindest eine Suspension der einzelnen Bestandteile der Bindersuspension zu gewährleisten. Der Verwendung größerer Mengen Lösungsmittel, die für die Suspension der Hartstoffpartikel und der Lotmaterialpartikel benötigt werden, steht dem nicht entgegen. Allerdings kann während des gesamten Herstellungsprozesses des Schlickers bei Bedarf auch weiter Bindersuspension bzw. Lösungsmittel hinzugegeben werden. Bevorzugt wird die Menge des Lösungsmittels so dosiert, dass Schlicker mit einem hohen Feststoffgehalt entstehen.For the preparation of the slip, preference is given to using from 5% by weight to 60% by weight, preferably from 10% by weight to 30% by weight, of the binder suspension, based on the total weight of the slip (including solvent). The binder suspension comprises at least 1 wt .-% to 60 wt .-%, more preferably between 5 wt .-% and 40 wt .-%, of organic binder based on the total weight of the binder suspension and 0 wt .-% to 15 wt. -%, more preferably between 2 wt .-% and 10 wt .-%, of plasticizer based on the total weight of the binder suspension (including solvent). The binder suspension contains a sufficient amount of solvent to ensure at least a suspension of the individual components of the binder suspension. The use of larger amounts of solvent, which are needed for the suspension of the hard particles and the Lotmaterialpartikeln, is not contrary. However, binder slurry or solvent may also be added throughout the slurry production process as needed. Preferably, the amount of the solvent is metered so that slips arise with a high solids content.
Weiterhin werden 40 Gew.-% bis 95 Gew.-%, bevorzugt 70 Gew.-% bis 90 Gew.-% an Hartstoffpartikeln und Lotmaterialpartikeln, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schlickers, der Bindersuspension zugesetzt. Das Gewichtsverhältnis zwischen Hartstoffpartikeln und Lotmaterialpartikeln liegt dabei bevorzugt zwischen 40:60 und 90:10, das heißt der Schlicker enthält bevorzugt ca. zwischen 25 Gew.-% und 90 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 50 Gew.-% und 80 Gew.-%, an Hartstoffpartikeln und ca. zwischen 5 Gew.-% und 60 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 10 Gew.-% und 40 Gew.-%, an Lotmaterialpartikeln. Die Hartstoffpartikel und Lotmaterialpartikel können dabei gemeinsam oder getrennt zugesetzt werden. Die Partikel können sowohl als Feststoff der Bindersuspension zugeführt werden oder auch in vorsuspendierter Form.Furthermore, 40 wt .-% to 95 wt .-%, preferably 70 wt .-% to 90 wt .-% of hard material particles and Lotmaterialpartikeln, based on the total weight of the slurry, added to the binder suspension. The weight ratio between hard material particles and solder material particles is preferably between 40:60 and 90:10, that is, the slurry preferably contains approximately between 25% by weight and 90% by weight, particularly preferably between 50% by weight and 80% by weight % of hard material particles and approximately between 5% by weight and 60% by weight, particularly preferably between 10% by weight and 40% by weight, of solder material particles. The hard material particles and solder material particles can be added together or separately. The particles can be supplied both as solid to the binder suspension or in pre-suspended form.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Grünfolie so hergestellt werden, dass
- i) eine Bindersuspension enthaltend ein Lösemittel und einen organischen Binder hergestellt wird,
- ii) die in Schritt i) hergestellte Bindersuspension mit Hartstoffpartikeln und Lotmaterialpartikeln ausgewählt aus der Gruppe der Hartlote oder Hochtemperaturlote versetzt und zu einem Schlicker verarbeitet werden und
- iii) der erhaltene Schlicker zu einer Folie gegossen wird, wobei dass zur Herstellung des Schlickers bezogen auf dessen Gesamtgewicht –0.1 Gew.-% bis –30 Gew.-% der Bindersuspension, wobei die Bindersuspension 0.1 Gew.-% bis 60 Gew.-% an organischem Binder bezogen auf das Gesamtgewicht der Bindersuspension und 0 Gew.-% bis 15 Gew.-% an Plastifizierer bezogen auf das Gesamtgewicht der Bindersuspension enthält und 60 Gew.-% bis 99.9 Gew.-% an Hartstoffpartikeln und Lotmaterialpartikeln eingesetzt werden, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen Hartstoffpartikeln und Lotmaterialpartikeln zwischen 0:100 und 100:0 liegt, eingesetzt werden.
- i) a binder suspension containing a solvent and an organic binder is prepared,
- ii) the binder suspension prepared in step i) is mixed with hard material particles and solder material particles selected from the group of brazing alloys or high-temperature solders and processed into a slurry, and
- iii) the slip obtained is poured into a film, wherein for the production of the slip based on its total weight -0.1 wt .-% to -30 wt .-% of the binder suspension, wherein the binder suspension 0.1 wt .-% to 60 wt. % of organic binder based on the total weight of the binder suspension and 0 wt .-% to 15 wt .-% of plasticizer based on the total weight of the binder suspension and 60 wt .-% to 99.9 wt .-% of hard material particles and Lotmaterialpartikeln be used wherein the weight ratio between hard particles and Lotmaterialpartikeln between 0: 100 and 100: 0 are used.
Dem Schlicker bzw. der Bindersuspension können weitere nützliche Additive, insbesondere Dispergiermittel, Entschäumer oder Schutzkolloide, wie z. B. Polyester/Polyamin-Kondensationspolymere, Alkylphosphatverbindungen, Polyvinylalkohole, Dextrine oder Celluloseether sein.The slip or the binder suspension may contain other useful additives, in particular dispersants, defoamers or protective colloids, such. Example, polyester / polyamine condensation polymers, alkyl phosphate compounds, polyvinyl alcohols, dextrins or cellulose ethers.
Beim Foliengießen durch ein Schlickergussverfahren können übliche Foliengießbänke verwendet werden. Dabei wird der Schlicker in einen Vorratsbehälter gefüllt unter dem ein Kunststoffträger verläuft, der kontinuierlich mit geregelter Geschwindigkeit unter dem Behälter durchgeführt wird. Der Schlicker wird dabei aus dem Vorratsbehälter auf die Kunststofffolie gegossen und mit einem Gießrakel auf eine bestimmte Dicke abgestrichen. Dadurch wird eine glatte und ebene Folie erzeugt, die im Anschluss in der Regel bei variablen Temperaturen getrocknet, gegebenenfalls von der Kunststofffolie abgezogen und aufgerollt oder weiterbearbeitet bzw. konfektioniert wird. Das beschriebene Verfahren zeichnet sich durch eine hohe Produktionsgeschwindigkeit und damit durch günstige Herstellungskosten aus, wobei die Qualität der hergestellten Folien eine gute Konstanz aufweist. Weiterhin können einfach unterschiedliche Foliendicken, insbesondere im Bereich zwischen 10 μm und 3000 μm und Folienbreiten eingestellt werden. Die maximale Folienbreite wird dabei von der eingesetzten Foliengießanlage vorgegeben. Aufgrund des ausgeprägten pseudoplastischen Verhaltens des Schlickers können allerdings Folienbreiten von bis zu 400 mm problemlos hergestellt werden. Die Foliendicke und -breite kann dabei durch folgende Parameter eingestellt werden: Schneidenhöhe des Rakels, Füllhöhe und damit Gießdruck des Schlickers in der Gießkammer, Ziehgeschwindigkeit der Kunststoffunterlage, Gießschuhbreite und Viskosität des Schlickers. Die Foliendickenschwankung in der Breite und Länge sind bei diesem Verfahren üblicherweise kleiner 10%. Werden als Gussunterlage strukturierte Kunststoffträger eingesetzt, können auch einfache Strukturen in die Verschleißschutzfolie eingebracht werden.When film casting by a slip casting method conventional film casting can be used. In this case, the slurry is filled into a reservoir under which a plastic carrier runs, which is carried out continuously at a controlled speed under the container. The slurry is poured from the reservoir onto the plastic film and coated with a casting squeegee to a certain thickness. As a result, a smooth and flat film is produced, which is then usually dried at variable temperatures, optionally stripped from the plastic film and rolled up or further processed or assembled. The method described is characterized by a high production rate and thus by low production costs, the quality of the films produced has a good consistency. Furthermore, simply different film thicknesses, in particular in the range between 10 .mu.m and 3000 .mu.m and film widths can be set. The maximum film width is determined by the specified Foliengießanlage specified. Due to the pronounced pseudoplastic behavior of the slurry, however, film widths of up to 400 mm can be produced without difficulty. The film thickness and width can be adjusted by the following parameters: cutting height of the doctor blade, filling height and thus casting pressure of the slip in the casting chamber, pulling speed of the plastic backing, casting shoe width and viscosity of the slip. The film thickness variation in width and length are usually less than 10% in this method. If structured plastic carriers are used as the casting base, even simple structures can be introduced into the wear protection foil.
Ein alternatives Verfahren stellt das Vakuumschlickerguss-Verfahren dar, das insbesondere zur Herstellung dreidimensional geformter Verschleißschutzfolien geeignet ist. Beim Vakuumschlickerguss wird durch Anlegen eines Unterdrucks der Prozessablauf wesentlich beschleunigt. Bei diesem Verfahren wird der Schlicker in eine poröse Form gegossen, durch die das vorhandene Lösungsmittel durch Unterdruck abgesaugt wird. Die im Schlicker enthaltenen Feststoffe lagern sich dabei auf der Formoberfläche ab und bilden so eine dreidimensional geformte Folie aus, die nach Trocknung aus der Form gelöst werden kann. Mit dem Vakuumverfahren können insbesondere sehr dünne Folien von bis zu 1 μm Dicke erhalten werden, das abgezogene Lösungsmittel kann zudem wiederverwendet werden. Das Vakuumverfahren ist ebenfalls großtechnisch nutzbar.An alternative method is the vacuum slip casting method, which is particularly suitable for the production of three-dimensionally shaped wear protection films. With vacuum slip casting, the process flow is considerably accelerated by applying a negative pressure. In this method, the slurry is poured into a porous mold, through which the solvent present is sucked by vacuum. The solids contained in the slurry deposit on the mold surface and thus form a three-dimensionally shaped film, which can be released from the mold after drying. In particular, very thin films of up to 1 μm in thickness can be obtained by the vacuum process, and the solvent removed can also be reused. The vacuum process can also be used industrially.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens wird eine Suspension aus Lösemittel, wie z. B. einem Alkylketon, einem Binder, bevorzugt Polypropylencarbonat und einem Plastifizierer, bevorzugt Propylencarbonat in einer Kugelmühle mehrere Tage homogenisiert und gemischt. Die hergestellte Mischung der organischen Additive stellt die Grundlage für den Foliengießschlicker dar. Im nächsten Schritt wird eine Kugelmühle mit Mahlkörpern befüllt und die hergestellte Bindersuspension eingewogen. Die Menge der verwendeten Mahlkörper sollte auf die Feststoffmenge im Schlicker abgestimmt werden und die Mahlkörper sollten eine höhere Dichte als das verwendete Hartstoffmaterial aufweisen. Danach werden die Hartstoff und Lotpulver eingewogen. Als Hartstoffwerkstoffe werden bevorzugt verschiedene mit Nickel umhüllte Wolframkarbide eingesetzt. Als Lötmaterialien werden vor allem Nickel/Chrom-Lotpulver, bevorzugt NICROBRAZ-Lotpulver (Wall Colmonoy) verwendet. Der erhaltene Schlicker wird unter ständigem Rühren zwischen 0,5 h und 24 h gemischt. Danach wird der gemischte Schlicker in ein spezielles Gießgefäß umgefüllt und entgast. Aufgrund der hohen Dichte der verwendeten Pulver muss der Schlicker ständig langsam gerührt werden, so dass eine Sedimentationen der Feststoffbestandteile vermieden wird. Danach wird der entgaste Schlicker auf einer kommerziellen Gießanlage zu einer festen und flexiblen Hartmetallfolie vergossen. Als Auflage wird bevorzugt ein Kunststoffträger verwendet, insbesondere eine silikonbeschichtete Kunststofffolie beispielsweise aus PET, die den Zugkräften während des Gießprozesses widerstehen und eine geringe Haftung zu dem getrockneten Schlicker bzw. der Grünfolie aufweisen soll, so dass sie einfach wieder entfernt werden kann. Die erzeugte nasse Folie wird in einem Umlufttrocknungskanal, bevorzugt bei Temperaturen zwischen 25°C und 85°C getrocknet. Mit dem beschriebenen Verfahren können insbesondere grüne Folien mit einer Dichte zwischen 2,5–15 g/cm3 erzeugt werden. Der Anteil der festen organischen Additive in der grünen Folie liegt bevorzugt zwischen 1 Gew.-% und 25 Gew.-%, insbesondere zwischen 2 Gew.-% und 10 Gew.-% der Masse der Grünfolie.In a preferred embodiment of the manufacturing process, a suspension of solvent, such as. Example, an alkyl ketone, a binder, preferably polypropylene carbonate and a plasticizer, preferably propylene carbonate homogenized in a ball mill for several days and mixed. The prepared mixture of organic additives is the basis for the Foliengießschlicker. In the next step, a ball mill is filled with grinding media and weighed the binder suspension produced. The amount of grinding media used should be adjusted to the amount of solids in the slurry and the media should have a higher density than the hard material used. Then the hard material and solder powder are weighed. As hard materials, various tungsten carbides coated with nickel are preferably used. The soldering materials used are above all nickel / chromium solder powder, preferably NICROBRAZ solder powder (Wall Colmonoy). The resulting slurry is mixed with continuous stirring between 0.5 h and 24 h. Thereafter, the mixed slurry is transferred to a special casting vessel and degassed. Due to the high density of the powders used, the slurry must be constantly stirred slowly, so that sedimentation of the solid components is avoided. Then the degassed slurry is poured on a commercial casting machine to a solid and flexible carbide foil. As a support preferably a plastic carrier is used, in particular a silicone-coated plastic film, for example made of PET, which withstand the tensile forces during the casting process and should have low adhesion to the dried slurry or the green sheet, so that they can be easily removed. The produced wet film is dried in a circulating air drying channel, preferably at temperatures between 25 ° C and 85 ° C. With the described method, in particular green films with a density of between 2.5-15 g / cm 3 can be produced. The proportion of solid organic additives in the green film is preferably between 1 wt .-% and 25 wt .-%, in particular between 2 wt .-% and 10 wt .-% of the mass of the green sheet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt das Verdichten der Grünfolie durch Verpressen, vorzugsweise durch kaltisostatisches Verpressen. Dabei erfolgt dieses Verpressen, insbesondere das kaltisostatische Verpressen, in einer vorteilhaften Ausgestaltung durch kaltisostatisches Pressen bei Drucken zwischen 1000 und 3000 bar, vorzugsweise zwischen 1500 und 2500 bar und besonders bevorzugt zwischen 1600 und 1800 bar. Bevorzugt ist dabei weiterhin, dass das Verdichten durch kaltisostatisches Pressen innerhalb von 5 bis 120 min, bevorzugt 10 bis 60 min, besonders bevorzugt zwischen 20 und 30 min erfolgt.In a further preferred embodiment of the method according to the present invention, the green sheet is compacted by pressing, preferably by cold isostatic pressing. In this case, this pressing, in particular the cold isostatic pressing, in an advantageous embodiment by cold isostatic pressing at pressures between 1000 and 3000 bar, preferably between 1500 and 2500 bar and more preferably between 1600 and 1800 bar. It is furthermore preferred that the densification is carried out by cold isostatic pressing within 5 to 120 minutes, preferably 10 to 60 minutes, more preferably between 20 and 30 minutes.
Alternativ kann die Grünfolie auch durch axiales Pressen oder Walzprozesse verdichtet werden.Alternatively, the green sheet can be compacted by axial pressing or rolling processes.
In einer speziell bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Verdichtung der Grünfolie bei einer Temperatur, die oberhalb der Gasübergangstemperatur der organischen Binder, beispielsweise oberhalb von 40°C, bevorzugt oberhalb von 50°C, insbesondere oberhalb von 60°C, z. B. zwischen 70°C und 200°, liegt. Die erhöhten Temperaturen erleichtern die Umlagerungsprozesse während der Verdichtung und führen zu verbesserten Ergebnissen.In a particularly preferred embodiment, the densification of the green sheet is carried out at a temperature above the gas transition temperature of the organic binder, for example above 40 ° C, preferably above 50 ° C, in particular above 60 ° C, z. B. between 70 ° C and 200 °. The elevated temperatures facilitate the rearrangement processes during compaction and lead to improved results.
Besonders bevorzugt führt die Verdichtung der Grünfolie in Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Erhöhung der Dichte um mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 20%, besonders bevorzugt mindestens 25% und insbesondere mindestens 30%.The densification of the green sheet in step b) of the process according to the invention particularly preferably leads to an increase in the density of at least 10%, preferably at least 20%, particularly preferably at least 25% and in particular at least 30%.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verschleißschutzfolie, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhältlich ist. Another object of the present invention relates to a wear protection film obtainable by the method of the present invention.
Des Weiteren betrifft ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung Verbundmaterialien enthaltend mindestens eine Verschleißschutzfolie gemäß des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schichten des Verbundes unterschiedliche Anteile an Hartstoffpartikeln und/oder Bindemetallpartikeln enthalten.Furthermore, a further subject matter of the present invention relates to composite materials comprising at least one wear protection film according to the subject matter of the present invention, characterized in that the individual layers of the composite contain different proportions of hard material particles and / or binder metal particles.
In einer bevorzugten Ausführungsform davon ist mindestens eine Schicht des Verbundes eine Grünfolie, die Bindemetallpartikel in einer Menge von mehr als 70 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 80 Gew.-% und besonders bevorzugt mehr als 90 Gew.-%, insbesondere mehr als 95 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Grünfolie, aufweist, und wobei die Folie vorzugsweise verdichtet wurde.In a preferred embodiment thereof, at least one layer of the composite is a green sheet, the binder metal particles in an amount of more than 70 wt .-%, preferably more than 80 wt .-% and particularly preferably more than 90 wt .-%, in particular more than 95 wt .-%, each based on the total weight of the green sheet, and wherein the film was preferably compacted.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der Verschleißschutzfolien oder von Verbundmaterialien oder daraus hergestellten vorgesinterten Verschleißschutzfolien zur Herstellung von Verschleißschutzschichten auf Bauteilen.Another object of the present invention relates to the use of wear protection films or composite materials or pre-sintered wear protection films prepared therefrom for the production of wear protection coatings on components.
Die Herstellung von Verschleißschutzfolien mit Hilfe des Foliengießens hat vielerlei Vorteile. So können z. B. unter Verwendung eines organischen Binders große Mengen an Hartstoffpartikeln bei der Schlickerherstellung in eine Matrix aus Lotmaterial problemlos eingemischt werden. Durch Verwendung eines organischen Binders wird weiterhin die erhaltene Folie stabilisiert, insbesondere gegenüber einer mechanischer Beanspruchung, dadurch erhöhte sich die Handhabbarkeit der Folie, insbesondere erleichtert sich dadurch die Weiterverarbeitung der Folie.The production of wear protection films by means of film casting has many advantages. So z. B. using an organic binder, large amounts of hard material particles are easily mixed in the production of slip in a matrix of solder material. By using an organic binder, the film obtained is further stabilized, in particular against a mechanical stress, thereby increasing the handling of the film, in particular facilitates the further processing of the film.
Die hier beschriebenen Verschleißschutzfolien eignen sich insbesondere für die Erzeugung von Verschleißschutzschichten mittels Hartlötens bei über 450°C, bevorzugt durch Hochtemperaturlöten bei über 900°C, wobei die Erzeugung einer festen Verbindung der Folie mit dem Bauteil durch Flüssigphasensintern, wodurch sich eine Diffusionszone an der Grenzfläche ausbildet, erfolgt. Dabei entstehen besonders schlüssige Verbindungen zwischen der Verschleißschutzschicht und dem Bauteil. Das Flüssigphasensintern wird üblicherweise unter Schutzgas und/oder unter vermindertem Druck durchgeführt, wobei als Oxidationsschutz oft eine geringe Menge Wasserstoff zugemischt wird. Mit Hilfe des Hartlötens und des Hochtemperaturlötens lassen sich vor allem metallische Bauteile beschichten, die eine Oberfläche aus Stahl besitzen oder die eine Metalloberfläche haben, enthaltend z. B. Eisen, Kupfer, Molybdän, Chrom, Nickel, Aluminium, Silber oder Gold, wobei die Schmelztemperatur der Oberfläche bzw. deren Solidustemperatur oberhalb der Liquidustemperatur des in der Verschleißschutzfolie enthaltenen Lotmaterials liegen sollte.The wear protection films described here are particularly suitable for the production of wear protection layers by brazing at over 450 ° C, preferably by high temperature brazing at over 900 ° C, wherein the production of a solid compound of the film with the component by liquid phase sintering, thereby forming a diffusion zone at the interface training takes place. This results in particularly coherent connections between the wear protection layer and the component. The liquid phase sintering is usually carried out under protective gas and / or under reduced pressure, with a small amount of hydrogen being often mixed in as oxidation protection. With the help of brazing and high-temperature brazing can be coated in particular metallic components that have a steel surface or have a metal surface, containing z. As iron, copper, molybdenum, chromium, nickel, aluminum, silver or gold, wherein the melting temperature of the surface or its solidus temperature should be above the liquidus temperature of the solder material contained in the wear protection film.
Die binderhaltigen Verschleißschutzfolien können zur Herstellung einer Verschleiß-Schutzschicht direkt auf ein Bauteil aufgebracht, entbindert und dann zu der entsprechenden Schutzschicht weiterverarbeitet werden. Bevorzugt werden die Verschleißschutzfolien allerdings vorab entbindert und vorgesintert, um der Folienschwund bei der Herstellung der Verschleißschutzschicht auf dem Bauteil zu minimieren. Entbinderung bedeutet die möglichst rückstandsfreie Entfernung der zum Foliengießen benötigten organischen Bestandteile. Falls allerdings Rückstände in Form von Kohlenstoff zurückbleiben führt dies im folgenden Sinterprozess zur Bildung von Carbiden, was nicht unbedingt störend sein muss. Die Entbinderung erfolgt thermisch nach einem geeigneten Temperatur-/Zeitprofil. Der Temperaturanstieg sollte dabei nicht über 400°C gehen. Üblicherweise erfolgt die Entbinderung unter Stickstoff oder Argon zum Teil mit einem geringen Wasserstoffanteil, um etwaig vorhandenen Sauerstoff aus der Atmosphäre zu entfernen. Die vollständige Entbinderung der Folie kann dabei bis zu einem Tag in Anspruch nehmen.The binder-containing wear protection films can be applied directly to a component for the production of a wear-protection layer, debinded and then processed into the corresponding protective layer. However, the wear protection films are preferably pre-debinded and pre-sintered in order to minimize film shrinkage during the production of the wear protection layer on the component. Debinding means removal of the organic constituents required for film casting as far as possible without residue. However, if residues remain in the form of carbon, this leads to the formation of carbides in the following sintering process, which does not necessarily have to be troublesome. Debinding is carried out thermally according to a suitable temperature / time profile. The temperature rise should not exceed 400 ° C. Usually, the binder removal under nitrogen or argon takes place partly with a low hydrogen content in order to remove any oxygen present from the atmosphere. The complete debinding of the film can take up to a day.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzfolie entbindert, vorzugsweise bei Temperaturen unterhalb von 400°C, bevorzugt unterhalb von 300°C und gegebenenfalls im Anschluss vorgesintert wird.A further preferred embodiment of the method of the present invention is characterized in that the wear protection film is debindered, preferably pre-sintered at temperatures below 400 ° C., preferably below 300 ° C. and optionally subsequently.
Im Folgenden werden beispielhaft zwei Herstellungsverfahren von Verschleißschutzschichten auf einem Bauteil beschrieben. Das erste Verfahren geht von einer grünen, mit Lotmaterial gefüllten Hartstofffolie aus. Die grüne Folie wird entsprechend der Bauteilgröße passend zugeschnitten und auf die Bauteiloberfläche angebracht. Das Anbringen der Folie kann ohne weitere Hilfsmittel erfolgen, es können aber auch Klebstoffe verwendet werden, die sich bevorzugt durch thermische Zersetzung entfernen lassen. Insbesondere kann auch die Bindersuspension als Klebstoff für das Aufbringen der Folie auf das Bauteil verwendet werden. Danach wird das Bauteil mit der grünen Folie thermisch behandelt. Im ersten thermischen Behandlungsschritt wird der Entbinderungsprozess bevorzugt bei niedrigen Temperaturen von unter 350°C, durchgeführt. Die Entbinderungstemperatur liegt in bevorzugten Ausführungsformen unterhalb der Liquidustemperatur des Lotmaterials in der Verschleißschutzfolie. Die eingesetzten organischen Additive werden dabei bevorzugt bei reduziertem Druck (unter einem bar) möglichst restlos entfernt. Im anschließenden Sinterschritt wird die entbinderte Folie im Hochvakuum bei ca. 10–4–10–6 mbar auf die Bauteiloberfläche aufgesintert. Die maximale Temperatur und die Haltezeit hängen vom verwendeten Lotmaterial ab, wobei zumindest die Liquidustemperatur des Lotmaterials erreicht werden muss. Die Liquidustemperatur des Lotmaterials sollte dabei unter der Schmelztemperatur des Hartstoffes liegen. Die Sintertemperaturen liegen normalerweise in einem Bereich von 800°C und 2000°C, insbesondere zwischen 1000°C und 1500°C, bevorzugt zwischen 1050°C und 1200°C. Das eingesetzte Lotmaterial wird bei der vorgegebenen Sintertemperatur flüssig und benetzt die Hartmetallteilchen und die Bauteiloberfläche. Das angelegte Hochvakuum begünstigt die Benetzung der Hartmetallteilchen und des Trägers mit dem flüssigen Lot und reduziert die Porosität in der erzeugten Verschleißschutzschicht. Zwischen der Bauteiloberfläche und der hergestellten Verschleißschutzschicht bildet sich dabei eine ausgeprägte Diffusionsschicht. Die Diffusionsschicht bestimmt die Haftung der Verschleißschutzschicht auf der Bauteiloberfläche.Two production methods of wear protection layers on a component will be described below by way of example. The first method is based on a green, filled with solder material hardfoil. The green foil is cut to size according to the component size and attached to the component surface. The attachment of the film can be done without further aids, but it can also be used adhesives, which can be removed preferably by thermal decomposition. In particular, the binder suspension can be used as an adhesive for applying the film to the component. Thereafter, the component is thermally treated with the green film. In the first thermal treatment step, the debinding process is preferably carried out at low temperatures of less than 350 ° C. The Debinding temperature is in preferred embodiments below the liquidus temperature of the solder material in the wear protection film. The organic additives used are preferably removed as completely as possible at reduced pressure (below one bar). In the subsequent sintering step, the debindered film is sintered onto the component surface in a high vacuum at about 10 -4 -10 -6 mbar. The maximum temperature and the holding time depend on the solder material used, wherein at least the liquidus temperature of the solder material has to be achieved. The liquidus temperature of the solder material should be below the melting temperature of the hard material. The sintering temperatures are normally in a range of 800 ° C and 2000 ° C, especially between 1000 ° C and 1500 ° C, preferably between 1050 ° C and 1200 ° C. The solder material used becomes liquid at the predetermined sintering temperature and wets the hard metal particles and the component surface. The applied high vacuum promotes the wetting of the hard metal particles and the carrier with the liquid solder and reduces the porosity in the generated wear protection layer. In this case, a pronounced diffusion layer is formed between the component surface and the produced wear protection layer. The diffusion layer determines the adhesion of the wear protection layer on the component surface.
Beim zweiten Verfahren wird aus der, analog zu dem eben beschriebenen Verfahren hergestellten, flexiblen grünen Folie, in einem ersten Schritt ein vorgesintertes Verschleißschutzteil hergestellt. Das Vorsintern der grünen Folie wird z. B. auf einer keramischen Sinterunterlage, wie Al2O3 oder ZrO2 durchgeführt. Nach dem Entbinderungszyklus bis 400°C wird ein Hochvakuum angelegt und die Hartmetallfolie auf der Sinterunterlage zum festen Partikelverbundwerkstoff gesintert. Die so vorgesinterte Verschleißschutzfolie kann dann auf das Bauteil aufgebracht und durch Flüssigphasensintern analog dem vorhergehenden Verfahren zur Verschleißschutzschicht verarbeitet werden. Alternativ kann das vorgesinterte Material auch einfach auf die Oberfläche des Bauteils geklebt bzw. unter Verwendung eines Zusatzlotes aufgelötet oder aufgeschweißt werden.In the second method, a presintered wear protection part is produced in a first step from the flexible green film produced analogously to the method just described. The pre-sintering of the green sheet is z. B. performed on a ceramic sintered substrate, such as Al 2 O 3 or ZrO 2 . After the debindering cycle up to 400 ° C., a high vacuum is applied and the hard metal foil is sintered on the sintered substrate to form the solid particle composite material. The thus pre-sintered wear protection film can then be applied to the component and processed by liquid phase sintering analogous to the previous method for wear protection layer. Alternatively, the presintered material can also simply be glued to the surface of the component or soldered or welded using an additional solder.
Die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verschleißschutzfolien erzeugbaren Verschleißschutzschichten zeichnen sich durch eine geringe Porosität von bevorzugt unter 5%, besonders bevorzugt von unter 1,5%, insbesondere von unter 1% aus. Die Porosität kann an einem Verschleißschutzschicht-Schnitt optisch bestimmt werden, wobei das Verhältnis des Flächenanteils der Poren zu dem Flächenanteil der Feststoffe auf der Schnittfläche bestimmt wird. Bevorzugte Verschleißschutzschichten, die mit den beschriebenen Verfahren hergestellt werden können, weisen eine Dichte zwischen 2,5 g/cm3 und 25 g/cm3, bevorzugt zwischen 5 g/cm3 und 15 g/cm3, auf. Die erzeugten Verschleißschutzschichten zeichnen sich durch eine hohe Härte aus. Es können ohne Probleme Verschleißschutzschichten mit einer Rockwellhärte zwischen 40 HRC und 70 HRC erzeugt werden, bevorzugte Verschleißschutzschichten weisen eine Rockwellhärte von über 50 HRC auf. Die Verschleißschutzbeständigkeit der hergestellten Schichten kann durch eine Zweikörperabrasivverschleißprüfung nach
Insbesondere die Kombination von organischen Additiven, einschließlich von organischen Bindern und Plastifizierern mit niedriger Zersetzungstemperatur, und Lotmaterialien mit einer Liquidustemperaturen die über der Zersetzungstemperatur der organischen Zusätze liegt, können in Verbindung mit den metallumhüllten Hartstoffpartikeln, die in der Lotmaterialmatrix gleichmäßig verteilt sind, Verschleißschutzschichten mit geringer Porosität und hoher Härte erzeugt werden. Bevorzugt liegt die Liquidustemperatur des Lotmaterials über 100°C, besonders bevorzugt über 200°C, insbesondere über 400°C höher als die Zersetzungstemperatur des organischen Binders bzw. Plastifizierers. Dies gelingt mit Verschleißschutzfolien, die einfach großtechnisch herstellbar sind und einfach durch thermische Behandlung, insbesondere durch getrennte Entbinderung bei niedrigen Temperaturen und anschließendem Hartlöten, Hochtemperaturlöten bzw. Flammlöten bei hohen Temperaturen, zu den jeweiligen Verschleißschutzschichten verarbeitet werden können.In particular, the combination of organic additives, including organic binders and plasticizers having a low decomposition temperature, and solder materials having a liquidus temperature which is above the decomposition temperature of the organic additives may provide lower wear protection layers in conjunction with the metal-coated hard material particles evenly distributed in the solder material matrix Porosity and high hardness are generated. The liquidus temperature of the solder material is preferably above 100 ° C., more preferably above 200 ° C., in particular above 400 ° C., higher than the decomposition temperature of the organic binder or plasticizer. This is possible with wear protection films that are easy to produce on an industrial scale and can be easily processed by thermal treatment, in particular by separate debbbing at low temperatures and subsequent brazing, high temperature brazing or flame brazing at high temperatures to the respective wear protection layers.
In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Verwendung wird die binderhaltige Verschleißschützfolie direkt auf das Bauteil aufgebracht und dann bei Temperaturen unter 400°C entbindert oder vor Aufbringung auf das Bauteil bei Temperaturen von unter 400°C entbindert und danach vorgesintert und im Anschluss daran durch Flüssigphasenlöten die Verschleißschutzschicht auf dem Bauteil erzeugt.In a preferred embodiment of the use according to the invention, the binder-containing wear protection film is applied directly to the component and then debinded at temperatures below 400 ° C or debiased before application to the component at temperatures below 400 ° C and then pre-sintered and then by liquid phase brazing the wear protection layer generated on the component.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von verschleißgeschützten Bauteilen, wobei eine vorgesinterte Verschleißschutzfolie gemäß eines Gegenstandes der vorliegenden Erfindung oder von Verbundmaterialien gemäß weiterer Gegenstände der vorliegenden Erfindung auf das Bauteil aufgeklebt, aufgelötet oder aufgeschweißt werden.Another object of the present invention relates to a method for the production of wear-resistant components, wherein a pre-sintered wear protection film according to an article of the present invention or of composite materials according to further articles of the present invention are adhered to the component, soldered or welded.
Beispiel example
Die organischen Bestandteile (Lösemittel, ggf. Plastifizierer, organischer Binder (siehe
Im Anschluss werden für die Hartstofffolie Ni-beschichtete Wolframcarbide (Macroline) der Bindersuspension zugegeben und die Komponenten zum Schlicker homogenisiert. Für die Lotfolie wird die Bindersuspension entsprechend mit einem metallischen Binder, in diesem Fall Ni-Basis-Lot, zum Schlicker vermischt. Die beiden Schlicker werden dann über das Foliengießverfahren zu einzelnen Grünfolien verarbeitet.Subsequently, Ni-coated tungsten carbides (Macroline) are added to the binder suspension for the hard-material film, and the components are homogenized to give the slip. For the solder foil, the binder suspension is mixed with a metallic binder, in this case Ni-base solder, to the slip. The two slips are then processed by the Foliengießverfahren to individual green sheets.
Typische Zusammensetzung einer Hartstofffolie:Typical composition of a hard-material film:
- Hartstoff: 98,2 Massen-% (z. B. Macroline)Hard material: 98.2 mass% (eg Macroline)
- Plastifizierer: 0,2 Massen-%Plasticizer: 0.2% by mass
- Binder: 1,6 Massen-%Binder: 1.6% by mass
Typische Zusammensetzung einer Lotfolie:Typical composition of a solder foil:
- Ni-Basis-Lot: 97,7 Massen-%Ni base solder: 97.7 mass%
- Plastifizierer: 0,3 Massen-%Plasticizer: 0.3 mass%
- Binder: 2,0 Massen-%Binder: 2.0% by mass
Die Lotfolie, bei der als Ni-Basis-Lot Nicrobraze 130 verwendet wird, wird in der nachfolgenden Tabelle 3 als ”Ni-130” bezeichnet.The solder foil using Nicrobraze 130 as Ni base solder is referred to as "Ni-130" in Table 3 below.
Anschließend werden die grünen Hartstofffolien zusätzlich einem CIP-Prozess unterzogen und so isostatisch verdichtet. Der dabei aufgewendete Druck beträgt 1800 bar.Subsequently, the green Hartstofffolien additionally undergo a CIP process and so isostatically densified. The pressure used is 1800 bar.
Die verdichtete Hartstofffolie und unverdichtete Lotfolie werden dann aufeinander gelegt (laminiert) und einem zusätzlichen CIP-Prozess unterzogen unter Ausbildung eines Hartstoff- und Lotfolienlaminats.The compacted hardfoil and uncompacted solder foil are then stacked (laminated) and subjected to an additional CIP process to form a hard and solder foil laminate.
Der Verbund der verdichteten Grünfolien wird anschließend direkt auf einer Sinterunterlage entbindert und gesintert oder es werden auf einem zu beschichtenden Bauteil die Ofenprozesse durchlaufen. Im ersten Fall entsteht eine Verschleißschutzplatte, im zweiten eine Verschleißschutzbeschichtung.The composite of compacted green sheets is then debinded and sintered directly on a sintered substrate or the furnace processes are run through on a component to be coated. In the first case, a wear protection plate, in the second a wear protection coating.
In diesem Beispiel werden die Grünfolien lediglich in folgender Abfolge auf ein Stahlsubstrat gelegt: Stahl – Hartstofffolie (Karbidtape (Ni-haltig)) – Lotfolie (Lottape); Eine umgekehrte Tapefolge ist ebenfalls denkbar.In this example, the green sheets are laid on a steel substrate only in the following sequence: steel - hard-material film (carbide tape (Ni-containing)) - solder film (Lottape); A reverse tape sequence is also conceivable.
Der Aufbau wird in einem Ofenprozess unter Wasserstoff entbindert und im Vakuum (10–4 mbar bis 10–6 mbar) zu einer dichten Beschichtung gesintert und gleichzeitig auf den Stahl gelötet. Die Endsintertemperatur liegt zwischen 1000°C und 1200°C.The structure is debindered in a furnace process under hydrogen and sintered in a vacuum (10 -4 mbar to 10 -6 mbar) to a dense coating and soldered simultaneously to the steel. The final sintering temperature is between 1000 ° C and 1200 ° C.
Es ergibt sich eine dichte Verschleißschutzschicht aus Wolframkarbiden (Ni-umhüllt) und Ni-Basis-Lot auf einem Stahlsubstrat, wie auch in
Damit konnte gezeigt werden, dass durch den erfindungsgemäß eingesetzten CIP-Prozess die Grünfoliendichte (Grüntapedichte) einer Hartstoff-haltigen Folie erhöht wird, wodurch die Porosität und der Abstand der Hartstoffe verringert wird. In Verschleißtests nach
Die Schlickerzusammensetzungen aus Tabelle 1 enthalten als Feststoff die in Tabelle 2 bezeichneten Pulver 1 bis 3, als organische Additive die in Tabelle 2 bezeichneten Plastifizierer und Binder sowie zusätzlich als Lösungsmittel Methylethylketon (MEK) Die in Tabelle 1 bezeichneten Schlickerzusammensetzungen werden mittels des Doktor-Blade-Verfahrens zu Folien geformt und anschließend getrocknet, wobei das Lösungsmittel verdampft. Die Folienzusammensetzung ist in Tabelle 2 wiedergegeben.The slip compositions of Table 1 contain as solids the powders 1 to 3 designated in Table 2, as organic additives the plasticizers and binders indicated in Table 2 and additionally as solvent methyl ethyl ketone (MEK). The slip compositions indicated in Table 1 are prepared by means of the doctor blade. Formed into films and then dried, the solvent evaporated. The film composition is shown in Table 2.
Das Gewichtsverhältnis von Pulver 1 zu Pulver 2 für WC-Tape 1 beträgt 7:3.The weight ratio of powder 1 to powder 2 for toilet tape 1 is 7: 3.
Das Gewichtsverhältnis von Pulver 1 zu Pulver 2 zu Pulver 3 ist 70:15:15 für WC-Tape 3.The weight ratio of powder 1 to powder 2 to powder 3 is 70:15:15 for WC-tape 3.
Das Gewichtsverhältnis von Pulver 1 zu Pulver 2 für WC-Tape 4 beträgt 7:3.The weight ratio of powder 1 to powder 2 for toilet tape 4 is 7: 3.
In Tabelle 3 sind Folienlaminate bestehend aus den Hartstofffolien gemäß Tabelle 2 und jeweils einer Lotfolie wiedergegeben. Das Laminat wird einem CIP-Prozess bei 1800 bar unterzogen. Das Verhältnis der Dicke der Lotfolie zur Hartstofffolie beträgt 1:2. Die Folienlaminate wurden für 15 bis 30 Minuten bei 1050°C bis 1100°C bei einem Druck von 10 mbar gesintert. Als Substratmaterial, das mit den Folienlaminaten versehen wurde, wurde niedrig legierter Baustahl gewählt.Table 3 shows film laminates consisting of the hard-material films according to Table 2 and in each case one solder film. The laminate is subjected to a CIP process at 1800 bar. The ratio of the thickness of the brazing foil to the hard-material foil is 1: 2. The film laminates were sintered for 15 to 30 minutes at 1050 ° C to 1100 ° C at a pressure of 10 mbar. As the substrate material provided with the film laminates, low alloyed structural steel was selected.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 6649682 B1 [0003] US 6649682 B1 [0003]
- US 5594931 [0004] US 5594931 [0004]
- US 2007/0017958 A1 [0005] US 2007/0017958 A1 [0005]
- WO 2007/147792 [0005] WO 2007/147792 [0005]
- WO 2010040498 A [0006, 0014, 0073] WO 2010040498 A [0006, 0014, 0073]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- ASTM G132-96 [0069] ASTM G132-96 [0069]
- ASTM G65-04 [0069] ASTM G65-04 [0069]
- ASTM G65/04 [0082] ASTM G65 / 04 [0082]
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113523719A (en) * | 2021-07-10 | 2021-10-22 | 上海泽超实业有限公司 | Machining process of helical blade |
| CN117947386A (en) * | 2024-03-26 | 2024-04-30 | 成都晨发泰达航空科技股份有限公司 | High-density EB-PVD metal coating and preparation method thereof |
| US12331382B2 (en) | 2019-05-06 | 2025-06-17 | Kennametal Inc. | Sintered alloy articles and methods of making the same |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3864124A (en) * | 1969-04-23 | 1975-02-04 | Composite Sciences | Process for producing sintered articles from flexible preforms containing polytetrafluoroethylene and at least about 85 volume percent of sinterable particulate material |
| US5164247A (en) * | 1990-02-06 | 1992-11-17 | The Pullman Company | Wear resistance in a hardfaced substrate |
| US5594931A (en) | 1995-05-09 | 1997-01-14 | Newcomer Products, Inc. | Layered composite carbide product and method of manufacture |
| US6649682B1 (en) | 1998-12-22 | 2003-11-18 | Conforma Clad, Inc | Process for making wear-resistant coatings |
| US20070017958A1 (en) | 1999-06-29 | 2007-01-25 | Hasz Wayne C | Method for coating a substrate and articles coated therewith |
| WO2007147792A1 (en) | 2006-06-22 | 2007-12-27 | H.C. Starck Gmbh | Process for producing shaped refractory metal bodies |
| WO2010040498A1 (en) | 2008-10-09 | 2010-04-15 | H.C. Starck Ceramics Gmbh & Co. Kg | Novel wear-resistant films and a method for the production and for the use thereof |
-
2012
- 2012-04-10 DE DE201210006998 patent/DE102012006998A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3864124A (en) * | 1969-04-23 | 1975-02-04 | Composite Sciences | Process for producing sintered articles from flexible preforms containing polytetrafluoroethylene and at least about 85 volume percent of sinterable particulate material |
| US5164247A (en) * | 1990-02-06 | 1992-11-17 | The Pullman Company | Wear resistance in a hardfaced substrate |
| US5594931A (en) | 1995-05-09 | 1997-01-14 | Newcomer Products, Inc. | Layered composite carbide product and method of manufacture |
| US6649682B1 (en) | 1998-12-22 | 2003-11-18 | Conforma Clad, Inc | Process for making wear-resistant coatings |
| US20070017958A1 (en) | 1999-06-29 | 2007-01-25 | Hasz Wayne C | Method for coating a substrate and articles coated therewith |
| WO2007147792A1 (en) | 2006-06-22 | 2007-12-27 | H.C. Starck Gmbh | Process for producing shaped refractory metal bodies |
| WO2010040498A1 (en) | 2008-10-09 | 2010-04-15 | H.C. Starck Ceramics Gmbh & Co. Kg | Novel wear-resistant films and a method for the production and for the use thereof |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ASTM G132-96 |
| ASTM G65/04 |
| ASTM G65-04 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12331382B2 (en) | 2019-05-06 | 2025-06-17 | Kennametal Inc. | Sintered alloy articles and methods of making the same |
| CN113523719A (en) * | 2021-07-10 | 2021-10-22 | 上海泽超实业有限公司 | Machining process of helical blade |
| CN117947386A (en) * | 2024-03-26 | 2024-04-30 | 成都晨发泰达航空科技股份有限公司 | High-density EB-PVD metal coating and preparation method thereof |
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