DE1237881B - Schweisspaste zur Erzielung einer duennen verschleissfesten Oberflaeche auf Metallenmittels aufschmelzen im elektrischen Lichtbogen oder durch Induktionserwaermung - Google Patents

Description

• Schweißpaste zur Erzielung einer dünnen verschleißfesten Oberfläche auf Metallen mittels aufschmelzen im elektrischen Lichtbogen oder durch Induktionserwärmung Die Erfindung betrifft eine Schweißpaste, die :nach Auftragen und Aufschmelzen eine hochverschleißfeste Schutzschicht auf metallischen Werkstücken - insbesondere auf Stahl - ergibt.
• Es ist bekannt, daß beim Gleiten von Mineralien auf Metallen der Verschleiß sehr groß ist. Es wurden deshalb zur Erhöhung derVerschleißfestigkeit Legierungen zum autogenen und elektrischen Auftragsschweißen entwickelt, deren Verschleiß jedoch für den vorliegenden Verschleißfall immer noch zu groß ist. Lediglich bei dem Auftragswerkstoff aus Sinterhartmetall und hochgekohlter Chrom-Eisen-Legierung ist der Verschleißwiderstand befriedigend.
• Mit den genannten Verfahren ist es allerdings nicht möglich, geringe Auftragshöhen (s _G 3 mm) zu erreichen. Ebenfalls ist die Gleichmäßigkeit der Auftragungen bei diesen Verfahren unbefriedigend. Für viele Verwendungszwecke ist es jedoch notwendig, dünnere Auftragungen vorzunehmen.
• Auftragungen mit Hartmetall sind hinsichtlich ihres Anschaffungspreises des Zusatzwerkstoffes. sehr teuer. Außerdem ist die Verarbeitung in bezug auf rißfreie Auftragungen wegen der notwendigen Vorwärmtemperatur von über 700° C besonders schwierig und ergibt eine hohe physische Belastung des Schweißers. Ähnliches gilt mit Ausnahme des hohen Anschaffungspreises auch für die hochgekohlten Chrom-Eisen-Legierungen.
• In neuerer Zeit wurde im Ausland eine nickelhaltige Paste in den Handel gebracht, die 70 Gewichtsprozent eines Cr-B-Ni-Eutektikums mit bis zu 75% Ni, 20% Cr und 5 % B enthält und aus 30 Teilen einer keramischen Masse besteht, welche mit 5 Teilen Staub und 40 Teilen Wasser bindefähig gemacht wird. Im einzelnen besteht das Cr-B-Ni-Eutektikum aus 65 bis 75'% Ni, 13 bis 20% Cr, 3 bis 511/o B, maximal 109/o Fe, Si und C, während die keramische Masse 44 Gewichtsprozent Ba0, 37,5% SiO2, 6,5'% B203, 59/o ZnO, 3,59/o Ca0, 2,5'% ZrO2 und 19/o A1203 enthält. Der Staub ist Kaolin, Emaille oder Porzellan-Email-Staub. Die Paste wird auf die Oberfläche eines Metalls gestrichen und ergibt nach dem Einbrennen eine Schutzschicht, die gegen Korrosion, Witterungseinflüsse, Abnutzung, Temperatur usw. beständig sein soll.
• Wie jedoch aus neueren Arbeiten bekanntgeworden ist, ergibt sich bei Verwendung einer solchen hochnickelhaltigen Legierung mit mindestens 65% Nickel ein Verschleißverhalten gegen Metall-Mineral-Trocken-Gleitverschluß, welches zwar 3,8ma1 besser als bei den Normalstählen (St 37) ist, jedoch nur ein Zehntel der Verschleißfestigkeit von mit Hartmetall verschleißfest gemachten Oberflächen erreicht. Nachteilig ist weiterhin, daß Nickel, welches bis zu 7511/o in der erwähnten Paste enthalten ist, zu den Sparmetallen gehört.
• Des weiteren wurde eine Paste erfunden, die zum Auftragen von Hartmetall dient und als Bindemittel Kunstharz enthält. Der Nachteil dieser Paste ist, daß die bei Hartmetall geschilderten Schwierigkeiten auftreten, relativ hohe Kosten vorliegen und die Verwendung von Bindemitteln erfolgt, die erst bei 150 bis 200° C aushärten.
• Die gleichen Schwierigkeiten treten auf, wenn Wasserglas als Bindemittel verwendet wird. Auch hier ist eine Trocknung der aufgetragenen Paste bei Temperaturen um 100° C erforderlich. Wasserglas wird als Bindemittel für die Herstellung einer Paste für Schnellstahl empfohlen.
• Wird das Bindemittel weggelassen und nur mit Pulvergemischen gearbeitet, so wird eine gleichmäßige Pulveraufschüttung bei den in nicht waagerechter Lage befindlichen und nicht ebenen Werkstücken, nicht erreicht. Das Pulvergemisch fällt weiterhin von den Kanten herunter. Es müßten besondere Sicherungsmaßnahmen getroffen werden. Außerdem bläst der Lichtbogen das Pulvergemisch von der zu schweißenden Stelle, und Entmischungen sind schwer zu verhindern. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine nickel- und hartmetallfreie bzw. hartmeitallarme Auftragspaste zu antwickeln, die nach Aufstreichen und Trocknen bei Raumtemperatur innerhalb von 5 bis 10 Stunden ;ine derartig feste und gut haftende Schicht ergibt, welche nach dem Aufschmelzen mit dem elektrischen Lichtbogen oder durch Induktionserwärmung in seinem Verschleißverhalten dem Hartmetall nähekommt.
• Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß mit einer Schweißpaste, welche hauptsächlich aus Ferrochrom, Eisen, kohlenstoffbildenden Stoffen ohne oder mit geringen Zusätzen an Metallkarbiden und/oder -boriden sowie einem aus Zellulosenitrat und organischen Lösungsmitteln bestehenden Bindemittel zusammengesetzt ist (ohne Verwendung von Nickel), nach Auftragen und Einschmelzen, vorzugsweise mit dem Kohlelichtbogen, ein relativ glatter, dünner und hochverschleißfester Überzug, welcher in seinem Verschleißverhalten dem Hartmetall nahekommt, erzielt wird. Das Einschmelzen der aufgetragenen, angetrockneten Paste kann vorzugsweise mit dem elektrischen Lichtbogen erfolgen, wobei infolge der einfachen Handhabung das Kohlelichtbogenverfahren am günstigsten erscheint und außerdem mit dieser Methode die geringsten Kosten entstehen. Das Einschmelzen mit dem WIG-Lichtbogen ergibt zwar qualitativ bessere Überzüge, weil der Ausbrand an den einzelnen Legierungskomponenten geringer ist, andererseits ist jedoch das WIG-Verfahren teurer.
• Auch das induktive Einschmelzen ist möglich; es erfordert aber teuere Anlagen und ist nur für die Serienfertigung in Betracht zu ziehen.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Metallkarbid- und nickelfreie, flußmittelhaltige, im Bindemittel mit organischen Lösungsstoffen versehene Schweißpaste für verschleißfeste Auftragungen auf metallischen Werkstücken zum Aufstreichen und Einschmelzen mit dem elektrischen Lichtbogen oder durch Induktionserwärmung in das Grundmaterial zwecks Erzielung einer relativ glatten, dünnen und hochverschleißfesten Oberfläche, welche im Verschleißverhalten dem Hartmetall nahekonunt, d a -durch gekennzeichnet, daß sie aus folgenden Komponenten besteht: 20 bis 70 % Ferrochrom- oder Chrommetall- pulver, 10 bis 30% Eisenpulver, 0,5 bis 10 9/o reiner Kohlenstoff, z. B. Graphit- pulver, 2 bis 100% handelsübliches Flußmittel und 10 bis 15 9/a kunstharz- und metallfreies, bei Raumtemperatur aushärtendes Bindemittel auf Zellulosenitratbasis, welches vorzugsweise 10 bis 20% Zellulosenitrat, 80 bis 90% organi- sche Lösungsmittel und 1 bis 2% Weichmacher enthält. 2. Schweißpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich bis 109/o Chromboridpulver und/oder bis 1011/o gekörntes Metallkarbid enthält. 3. Schweißpaste nach Anspruch 1 und 2, jedoch ohne Eisenpulver, dadurch gekennzeichnet, daß sie in genau definierter Dicke auf nach Zündung selbstabschmelzende Plattenelektroden aufgestrichen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Patentschriften Nr. 6690, 7042 und 7038 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands; USA.-Patentschrift Nr. 2 794 051; »Schweizer Archiv«, 1958, Heft 7, S. 218 bis 230, und Heft 8, S. 248 bis 263; »Transactions of the A. S. M.«, 41 (l.949), S. 819 bis 869; »Svarocuoe Proizvodstvo«, 1960, S. 20 bis 24; I. E. Kosmatschow und B. W. Maximow, »Automatische Auftragsschweißung auf mehrschneidige Werkzeuge«, VEB Carl Marhold Verlag, Halle, 1955.