DE1483483A1 - Pulver zum Schweissen oder UEberziehen von Metallstuecken - Google Patents

Description

• Pulver zum Schweißen oder Überziehen von Metallstücken Die Erfindung betrifft ein Pulver zur Bildung einer aus in einem metallischen Bindemittel eingebetteten harten Körnern bestehenden Schicht, die mittels Spritzen auf zu überziehende oder zwischen miteinander zu verschweißende metallische Teile aufgetragen wird. Wenn ein Pulver dieser Art auf Metallteile aufgespritzt wird, sucht man im allgemeinen diese Teile mittels einer sehr harten verschleißfesten Schicht zu erneuern, die unter allen Umständen die gleiche Härte wie die Teile selbst aufweist. Leider erzielt man nicht immer dieses Ergebnis, insbesondere dann, wenn das Pulver aus einer chemischen Verbindung, z.B. Karbiden oder Oxyden, besteht. In diesem Falle tritt nämlich häufig während des Auftragens ein Zerfall (Dekomposition) auf. Das ist beispielsweise auch bei Wolframkarbid der Fall, das während des Auftragenszerfällt, wobei Kohlenstoff nach der Gleichung und sogar entweicht. Dies bringt es dann mit sich, daß die erzielte Auftrags. schicht nicht die gewünschte Zusammensetzung und Härte aufweist. Um diesen Mangel zu beheben, hat man bereits versucht, die Körner von Wolframkarbid gemischt mit Körnern eines Metalles, z.B. Kobalt, zu verwenden, das als Bindemittel dient. Die erzielten Ergebnisse waren jedoch nicht zufriedenstellend, da sich dabei nicht nur ein Zerfall des Wolframkarbids ergab, sondern, auch noch große Unregelmäßigkeiten hinsichtlich des Verhältnisses zwischen dem Kobalt und dem Wolframkarbid an verschiedenen Stellen der Auftragzone festgestellt wurden, die sichlaus Entmischungen der Mischung in dem Pulververteiler ergaben.
• Das Pulver gemäß der Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß das Bindemittel eine Überzugschicht im die harten Körner bildet, bevor das Pulver verwendet wird. Es wurde festgestellt) daß bei Benutzung eines solchen Pulvers die die harten Körner umgebendE Schicht sich während des Aufspritzens teilweise verflüchtigt, daß aber die harten Körner nicht zerfallen, wie dies der Fall ist, wenn daa#Pulver allein aus diesen Körnern bestehen würde, oder wie es bei einer Mischung von harten Körnern und Bindemittelkörnern der Fall ist.
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bindemittelschicht ausschließlich die harten Körner umhüllt. Diese Ausführungsform. ist dann anzuraten, wenn die Korngröße der festen Körner eine Mehrzahl von Mikron beträgt. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die harten Körner durch Agglomeration mit den Körnern des metallischen Bindemittels Teilchen bilden. Außerdem sieht diese Ausgestaltung vor, daß eine metallische Bindemittelschicht diese Teilnhen umhüllt. Diese Ausführungsform eignet sich dann am besten, wenn die harten Körner eine Korngröße von etwa 1 Mikron besitzen, In diesem Falle ist es im übrigen vorteilhaft, die harten Körner mit den Körnern des metallischen Bindemittels so zu agglomerieren, daß die gebildeten Teilchen eine Korngröße von 5 bis 10 Mikron erhalten. Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung, die in schematischer Weise Ausführungsbeispiele des Pulvers gemäß der Erfindung wiedergibt.
• In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein mit einer Bindemittelschicht umgebenes hartes Korn, Fig. 2 ein Teilchen bestehend aus einer Agglomeration harter Körner mit Metallkörnern, die als Bindemittel dienen, und Fig. 3 ein Teilchen gemäß Fig. 2, das zusätzlich noch von einer Schicht aus Bindemittel umgeben ist.
• In den verschiedenen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.
• In Fig. 1 ist ein hartes Korn 2, z.B. aus Wolframkarbid, dargestellt. Dieses Korn 2 ist von einer Bindemittelschicht 3 umgeben, die das harte Korn vor einem Zerfall unter Wärmeeinwirkung während des Spritzens auf ein Metallteil schützen soll, das erneuert oder geschweißt werden soll, wobei das Spritzen bei hoher Temperatur, z.B. in einem elektrischen Lichtbogen, erfolgt.
• Das erfindungsgemäße Pulver kann ausschließlich aus komplexen Körnern 4 dieser Art bestehen, wenn die harten Körner 2 eine Korngröße von mehreren Mikron haben. Das in Fig. 1 dargestellte Korn 4 entspricht beispielsweise einem Wolframkarbidkorn von etwa 30 Mikron, das von einer Kobaltschicht umhüllt ist. Der Kobaltant#ell beträgt bei diesem Korn beispielsweise etwa 30 % des Gesamtgewichts. Nach dem Aufspritzen eines aus komplexen Körnern oder Teilchen diesr Art bestehenden Pulvers auf ein Metallteil mit Hilfe eines elektrischen Lichtbogens findet man beispielsweise' 2/3 des Kobalts in der Auftragsschicht, während das Wolframkarbidpraktisch nicht zerfallen und vollständig vorhanden ist.
• In Fig. 2 sind Wolflpkarbidkörner oder Aluminiumoxydkörner 2 dargestellt, deren Korngröße wesentlich kleiner ist, als diejenige der harten Körner gemäß Fig. 1. Diese Körner 2 haben beispielsweise eine Korngröße von einem Mikron. Sie sind mit Körnern 3t aus Metall agglomeriert, das als Bindemittel in der aufgespritzten Auftraksschicht dienen soll. Die Teilchen 5, die sich durch diese Agglomerierung ergeben, sind außerdem von einer Bindemittels:hicht 3 umhüllt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Man erhält auf diese Weise ein Teilchen 4t. Die Agglomerierung der Körner 2 und 3,v gemäß Fig. 2 kann beispielsweise durch Sintern der Körner 37 erfolgen. Letztere bestehen aus Kobalt, Kupfer oder Nickel oder aus Legierungen dieser Metalle.
• Die auf diese Weise gebildeten,Teilchlen besitzen eine mittlere Korngröße zwischen 5 und 10 Mikron. Die harten Körner mit einer Korngröße von etwa 1 Mikron können außerdem beispielsweise mit Hilfe eines Metalles der Gruppe, die Nickel, Chrom, Bor und Silizium oder eine ,Legierung dieser Metalle,enthält, durch Sintern agglomeriert werden. Die auf diese Weise erhaltenen Teilchen können anschließend mit Nickel in einem Verhältnis umhüllt werden, bei welchem das Bindemittel insgesamt 50 bis 80 % Nickel enthält, während der Rest des Bindemittels aus mindestens einem der drei Metalle Chrom, Bor und Silizium besteht.
• Die harten.Körner können außerdem aus Titankarbid oder Tantalkarbid allein oder gemischt mit Wolframkarbid bestehen. Als harte Körner können ferner Diamantkörner verwendet werden* Diese werden von Bindemitteln umhüllt, wie sie in der Herstellung von Diamanten bestückten Werkzeugen verwendet werden. Ein solches Bindemittel beruht beispielsweise auf der Basis.von Kobalt.
• Der Bindemittelanteil in dem Pulver gemäß der Erfindung beträgt vorteilhaft 5 bis 50 % des Gesamtgewichts.
• Das Aufbringen einer Bindemittelschicht auf die harten Körner oder die in Frage stehenden Teilchen kann unter Verwendung an sich bekannter Verfahren erfolgen. Beispielsweise kann man zur Ausbildung einer regelmäßigen Metallschicht, die jedes Korn umhüllt, auf diese Körner Metalldämpfe aufkondensieren, einen elektrolytischen Auftrag durchführen, die Schichtbildung durch den Zerfall von Salzen unter Anwendung eines Autoklaven vornehmen oder das Kobalt oder Nickel durch Dekomposition eines Karbonyls wie z.B. des Co (Co) 4 oder Ni (CO) 4 auftragen.
• Der zur Erzeugung von Nßtalldämpfen, die dazu bestimmt sind, die harten Körner zu umhüllen, verwendete Ofen, kann unter Vakuum oder atmosphärischen Druck arbeiten. Im letzten Falle wird empfohlen» einen Plasmabrenner zu verwenden, in welchen das zu verdampfende Metall in den heißesten Zonen der Rohrleitung eingeführt wird, während die zu umhüllenden Körner in den Dampfstrahl an einer Stelle und während einer Zeit eingeführt-werden, wo .-ein Zerfall dieser Körner während des Aufkondensierens der Metalldämpfe auf jedes Korn nicht eintreten kann. In dem Falle, in welchem Körner mit einer Korngröße von etwa einem Mikron agglomeriert uder gesintert werden, ist es vorteilhaft, das Verfahren unter Bedingungen durchzuführen, bei denen die erhaltenen Teilchen eine Korngröße von 5 bis 10 Mikron und praktisch genau sphärische Form erhalten, um hierdurch den Durchgang des Pulvers durch die Verteilgeräte zu begünstigen. Diese Teilchen können nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren mit Metall überzogen werden.
• Gemäß einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens können die harten Körner zum Uberziehen derselben während einer sehr kurzen Zeit auf eine über dem Schmelzpunkt des Metalles oder der Legierung, das bzw. die die Karbid- oder Oxydkörner umgeben soll, liegenden Temperatur gebracht werden, derart, daß nur der äußere Teil der Körner geschmolzen wird. Dieser Vorgang kann dadurch verwirklicht werden, daß das Pulver durch eine Plasmaflamme oder einen Plasmastrahl geführt wird.

Claims (1)

1. ,P a t e n t a n s p r ü c h e Pulver zur Bildung einer aus in einem metallischen Bindemittel eingebetteten harten Körnern bestehenden Schicht, die mittels Spritzen auf zu überziehende oder zwischen miteinander zu verschweißende metallische Teile aufgetragen wird, d a d u r c h "-. ta (1 g e k e n n z e i c h n e t, daß das Bindemittel (3) vor der. Verwendung des Pulvers eine die harten Körner (2) umhüllende Schicht bildet. 2.Pulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelschicht (3) ausschließlich die harten Körner (2) umhüllt. 3. Pulver nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Körner (2) eine Korngröße von mehreren Mikron besitzen. 4. Pulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Körner (2) durch Agglomeration mit Körnern Ot) des metallischen Bindemittels Teilchen (5) bilden, die von einer Schicht (3) aus metallischem Bindemittel umhüllt sind. 5. Pulver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner (37) des metallischen Bindemittels, die mit den harten Körnern (2) zur Bildung der Teilchen (5) agglomeriert sind, mindestens aus einem Metall der Gruppe, die Nickel, Chrom, Bor oder Silizium umfaßt, oder aus einer Legierung dieser Metalle bestehen. 6. Pulver nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Körner (2) eine Korngröße von etwa 1 Mikron besitzen und mit Körnern (31) aus Bindemittel zu Teilchen (5) mit einer Kornv größe von etwa 5 bis 10 Mikron agglomeriert sind. 7. Pulver nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Körner (2) aus Karbiden eines oder mehrerer Metalle der Gruppe bestehen, die Wolfram, Titan und Tantal umfaßt. 8. Pulver nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,. daß die harten Körner .(2) aus Aluminiumoxyd bestehen. 9. Pulver nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Körner.(2) oder Teilchen (5) von einer Bindemittelschicht (3) umhüllt sind, die aus Kobalt, Kupfer und Nickel besteht. 10. Pulver nach den Ansprüchen 5 und 8 bzw. 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen (5), die durch Agglomeration harter Körner (2) mit Körnern (31) aus Nickel, Chrom, Bor oder Silizium oder einer Legierung dieser Metalle gebildet sind, von einer Schicht (3) aus Nickel umhüllt sind, deren Schichtdicke so gewählt ist, daß der gesamte Bindemittelanteil 50 bis 80 % Nickel umfaßt, während der Rest aus mindestens einem der drei Metalle Chrom, Bor oder Silizium besteht. 11. Pulifer nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen (4, 4t) eine etwa genau sphärische Form besitzen. 12. Pulver nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Körner (2) aus Diamant bestehen. 13. Pulver nach einem der Ansprüche 1 bis 12, damdurch gekennzeichnet, daß der Bindemittelanteil 5 bis 50 % des Gesamtgewichts des Teilchens (4, 41) ausmacht.