DE2829369A1

DE2829369A1 - Verfahren zum ausbilden von harten, verschleissfesten ueberzuegen sowie mit einem derartigen ueberzug versehener gegenstand

Info

Publication number: DE2829369A1
Application number: DE19782829369
Authority: DE
Inventors: Jun Robert Clark Tucker; Merle Howard Weatherly
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1977-07-05
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1979-01-18
Also published as: JPS5445637A; US4163071A; JPS5654391B2; IT7850160A0; FR2396806B1; GB2000815B; FR2396806A1; GB2000815A; DE2829369B2; CA1113317A; DE2829369C3; CH634356A5

Description

UNION CARBIDE CORPORATION 270 Park Avenue, New York, N.Y. 10017, V.St.A.

Verfahren zum Ausbilden von harten, verschleißfesten Überzügen sowie mit einem derartigen Überzug versehener

Gegenstand

Die Erfindung betrifft verschleißfeste Überzüge, die im Plasma- oder Explosionsplattierverfahren aufgebracht werden; sie befaßt sich insbesondere mit Überzügen, die auf ein Substrat aufgebracht werden, das auf eine Temperatur im Bereich von 350° bis 1OOO° C vorerhitzt und auf einer solchen Temperatur gehalten wird, während das Aufbringen des verschleißfesten Überzuges erfolgt.

Eine große Vielzahl von Komponenten in Steuervorrichtungen (Ventilen, Drosseln und dergleichen), Maschinen (Lagern, Zylindern, Kolben usw.] sowie Werkzeugen (Klauenzähnen, Spannfuttern, Rollen und dergleichen) erfordert Oberflächen, die einem schleifenden, adhäsiven und erosiven Verschleiß, häufig in einem korrodierenden Medium, standhalten. Ein spezielles Beispiel ist ein Auslaßventil einer Brennkraftmaschine, das oxidierende Gasströme hoher Geschwindigkeit aushalten muß,, die häufig Kohlen-

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stoffpartikel enthalten und zu starker Erosion führen. Ein anderes Beispiel ist die Spitze einer Gasturbinenschaufel, die nicht nur den heißen korrodierenden Gasen, sondern auch dem schleifenden und adhäsiven Verschleiß widerstehen muß, der durch Stoß und Reiben gegenüber dem Maschinengehäuse verursacht wird. In der Industrie hat man sich diesen Problemen seit Jahren gewidmet. Dabei wurden auf solche Komponenten harte, verschleißfeste Schichten aufgebracht, indem beispielsweise Einsätze aus harten Werkstoffen auf kritischen Bereichen hartverlötet oder, harte Überzüge auf die Oberflächen aufgebracht wurden, und zwar durch Explosionsplattieren, Plasmaspritzen (mit übertragenem und nichtübertragenem Lichtbogen), Schweißen (Gas- oder elektrischem Lichtbogenschweißen), Elektroplattieren, Zerstäuben oder Ionenplattieren. Alle diese Maßnahmen sind gewissen Beschränkungen unterworfen. Die Verwendung von Einsätzen ist kostspielig und mit den meisten der in der Praxis auftretenden Anwendungen nicht kompatibel. Explosionsplattierüberzüge gehören zu den besten Überzügen; sie sind jedoch hinsichtlich der auftragbaren Dicke und der anwendbaren geometrischen Formen beschränkt. Außerdem können sie bei Anwendungen mit hohem Volumen relativ kostspielig sein. Das Zerstäuben und Ionenplattieren ist noch kostenaufwendiger. Das Elektroplattieren ist mit Bezug auf die effektiv anwendbaren Werkstoffe sehr beschränkt, wobei Chrom vielleicht der härteste der Werkstoffe ist, die zur Erzielung von Ver-

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Schleißfestigkeit vorgesehen werden.

Verschiedene Schweißverfahren werden in mehr oder minder großem Umfang benutzt, um Hartauftragwerkstoffe aufzubringen. Diese Werkstoffe haben eine gute Verschleißfestigkeit; sie lassen sich in sehr dicken Schichten auftragen. Das Verfahren unterscheidet sich jedoch von den vorstehend genannten Vorgehen darin, daß der Hartauftragwerkstoff auf der Oberfläche des Substrats geschmolzen wird und es stets zu einer erheblichen Verdünnung mit dem Substratmetall kommt. Dies ist auf eine starke Vermischung des schmelzflüssigen Hartauftragwerkstoffes mit der Oberfläche des Substrats zurückzuführen. Dadurch wird die Verschleißfestigkeit des Auftrags herabgesetzt; kostspieliger Werkstoff geht verloren. Zu weiteren WerkstoffVerlusten kommt es, weil die Steuerung des Prozesses nur in beschränktem Maße möglich ist und sehr rauhe Oberflächen ausgebildet werden, so daß häufig große Werkstoffmengen durch Schleifen beseitigt werden müssen, bevor die Komponente für den vorgesehenen Zweck verwendet werden kann. Daher sind auch die Schleifkosten hoch. Mit übertragenem Lichtbogen arbeitende Plasmaauftragsverfahren sind den anderen Schweißprozessen dahingehend ähnlich, daß die Oberfläche und der Überzug geschmolzen werden. Weil der Prozeß jedoch besser gesteuert werden kann, geht weniger, aber immer noch eine erhebliche Menge an Werkstoff durch Verdünnungsvorgänge verloren. Außerdem kommt es häufig zu

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übermäßiger Rauheit.

Im Plasmaverfahren mit nichtübertragenem Lichtbogen aufgebrachte Überzuge (im folgenden einfach als Plasmaüberzüge bezeichnet) lassen sich in sehr genau beherrschbarer V/eise auftragen, so daß nur sehr wenig Werkstoff verlorengeht. Bei dieser Art der Aufbringung wird der Überzugswerkstoff, der in der Regel als ein Pulver vorliegt, geschmolzen und mittels des raschen Plasmagasstroms beschleunigt sowie gegen ein Substrat gerichtet, das auf einer Temperatur von weniger als ungefähr 150 C gehalten wird. Nach dem Auftreffen auf das Substrat erstarren die Teilchen sofort, ohne daß es in nennenswertem Umfang zu einer Aufheizung des Substrats kommt. Die Verbindung zwischen dem Überzug und dem Substrat ist daher in erster Linie mechanisch, obwohl bei einigen wenigen Überzügen aus Werkstoffen wie Molybdän und Wolfram gewisse Anzeichen für eine sehr dünne metallurgische Reaktionszone gefunden wurden. Für zahlreiche Anwendungsfälle ist das Auftragen eines Überzuges ohne nennenswertes Erhitzen des Substrats ein eindeutiger Vorteil, weil das Substrat zwecks Optimierung seiner mechanischen Eigenschaften wärmebehandelt und auf die Endabmessungen maschinell bearbeitet werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß es während des Aufbringens des Überzuges zu Änderungen der Eigenschaften oder Abmessungen kommt.

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Wenn jedes Teilchen auf die Oberfläche auftrifft und dort während des Plasmaauftragverfahrens erstarrt, erzeugt es eine gewisse Restspannung. Es ist noch nicht möglich, die Restspannung zu berechnen, die bei einer vorgegebenen Kombination von Überzug und Substrat zu erwarten ist. Als rohe Annäherung kann jedoch davon ausgegangen werden, daß die thermischen Spannungen dadurch erzeugt werden, daß zunächst der Überzug von seinem Schmelzpunkt auf die Temperatur des Teils während der Beschichtung abgekühlt und das beschichtete Teil dann seinerseits auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird.

Dies stellt jedoch eine große Vereinfachung dar, insbesondere weil bei jedem Überlaufen der Oberflache durch den Plasmabrenner das Plasmagas zu einem vorübergehenden Temperaturanstieg an der Oberfläche des Substrats (oder des Überzuges, falls es sich nicht um die erste Beschichtungslage handelt) kommt und die aufprallenden Pulverteilchen vermutlich einen noch größeren kurzzeitigen Temperaturanstieg verursachen. Bei jedem Durchgang des Brenners wird ferner eine Reihe von Teilchenschichten aufgetragen, was zu einem zusätzlichen Temperaturgradienten innerhalb der Teilchenschichten führt. Die maximale Dicke eines gegebenen Überzuges, die aufgetragen werden kann, ist daher eine komplexe Funktion der Bindungsfestigkeit zwischen Überzug und Substrat. Die Restspannung wird von Faktoren wie der Auftragsgeschwindigkeit, den Wärmeausd=hnungskoeffi-

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zienten des Überzugs und des Substrats, deren Wärmekapazitäten, der Wärmeleitfähigkeit, den mechanischen Eigenschaften, den vor dem Aufprall herrschenden Temperaturen und dergleichen beeinflußt. Bei Anwendung von konventionellen Plasmaauftragverfahren werden etwa die folgenden
Werte für die größten Dicken von mehreren Arten von häufig vorgesehenen Überzügen auf flachen Oberflächen erreicht :

reines Ni	über 2,50	mm
Ni-2OCr *	O,51	mm
Co-Basis Iegierungen im allgemeinen	0,38	mm
Stelliteo **	0,25	mm
LCO-8 **	O.25	mm
WC-12 Co *	0,38	mm
Cr₃C₂-I5 (Ni-20Cr)*	0,38	mm
Al₂O₃	0,76	mm
^Cr2°3	0,30	mm

* Gewichtsprozent ** im folgenden definiert

Es ist allgemein üblich, ein Substrat vor dem Aufbringen eines Plasmaüberzugs "vorzuerhitzen", um adsorbiertes Wasser und Gase auszutreiben. Dies geschieht normalerweise
unter Verwendung des Plasmabrenners selbst, ohne daß PuI-

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ver fließt. Das Teil wird nicht über 150° C erhitzt; dieses Vorgehen hat, wenn überhaupt, wenig Einfluß auf die Restspannung. Es wurde gefunden, daß durch Vorerhitzen des Substrats auf höhere Temperaturen Überzüge aufgetragen werden können, die mehr als fünfmal dicker als Überzüge sind, die unter konventionellen Bedingungen gefertigt werden können. Das Vorerhitzen erfolgt in diesem Fall auf eine wesentlich höhere Temperatur als das vorstehend erwähnte Vorerhitzen; außerdem, wird das Substrat während des gesamten Beschichtungsverfahren^ auf einer erhöhten Temperatur gehalten. Der Kürze halber wird dieses Vorerhitzen und das Aufbringen des Überzuges bei erhöhter Temperatur im folgenden als "Warmauftrag" bezeichnet. Die Mindesttemperatur, die für eine vorgegebene Kombination aus Überzug und Substrat notwendig ist, wird für gewöhnlich empirisch bestimmt. Der Warmauftrag erwies sich als besonders geeignet für Kobältbasislegierungen, weil bei diesen Werkstoffen unter normalen Auftragsbedingungen sehr hohe Spannungen auftreten.

Die Russen Doroyhkin und Kuznetsov haben ferner den Einfluß der Substrattemperatur auf die Dichte und die Bindung eines selbstgehenden Überzugs aus 8O Ni-Cr-3B-Si (genaue Zusammensetzung nicht angegeben) auf einen 0,9 %-18 % Cr-Stahl untersucht ("Plasma Spraying of Self-Fluxing Alloys onto Heated Substrates", Poroshkovaya Metallurgiya, Nr. 12 (144), Seiten 51-56, Dezember 1974). Selbstgehende

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Legierungen werden normalerweise mit einer Thermosprüheinrichtung aufgetragen und anschließend auf dem Substrat geschmolzen, beispielsweise mit einem Acetylen-Sauerstoff-Brenner oder durch Behandlung im Ofen. Das B und Si neigen zur Bildung eines Flußmittels, das Oxide auflöst, die während des Auftragens gebildet werden, und das zusätzliche Oxidation während des Schmelzens beschränkt. Diese Werkstoffe wurden früher als im Plasmaverfahren aufgetragene Überzüge vorgeschlagen, jedoch zur Verwendung unter normalen Bedingungen bei einer auf ungefähr 15O° C beschränkten Substrattemperatur. Bei derartiger Anwendung führen sie, wie berichtet wird, zu einem etwas dichteren Überzug, als er normalerweise erzielt wird. Dieser Effekt ist vermutlich auf den niedrigeren Schmelzpunkt und die höhere Fließfähigkeit zurückzuführen, die durch die B- oder Si-Zusätze verursacht werden, sowie auf deren Flußmitteleigenschaften .

Doroyhkin und Kuznetsov berichten, daß durch Vorerhitzen des Substrats auf über 800° C Überzüge mit einer Porosität von weniger als 2 % erhielt werden konnten. Es ist wichtig,festzuhalten, daß sie diese hohe Dichte dem Fließen von schmelzflüssigem Material auf der Oberfläche während des Auftragens zuschreiben. Sie geben eine stetig zunehmende Überzugsdichte bei steigenden Substrattemperaturen zwischen 2O und 8O0° C an, berichten jedoch, daß die Härte des Überzugs konstant blieb. Wenn die Substrat-

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temperatur 800° C überschritt, nahm die Härte des Überzugs ab.

Bei allen insoweit diskutierten Arbeiten hatten das Vorerhitzen des Substrats und/oder der Warmauf trag den Zweck, entweder die Restspannung im Überzug zu beherrschen oder die Überzugsdichte zu erhöhen; bei allen Überzügen handelte es sich um konventionelle metallische Mischkristalllegierungen, die gegebenenfalls intermetallische Phasen gebildet haben können. Erfindungsgemäß wurde dagegen festgestellt, daß bei Überzügen, die Karbide enthalten, eine überraschende Steigerung der Härte und der Verschleißfestigkeit durch Warmauftrag erreicht werden können. Das Substrat wird normalerweise auf eine Temperatur zwischen 35O und 1OOO C vorerhitzt und während des Auftragens innerhalb dieses Temperaturbereichs gehalten. Die exakte Temperatur innerhalb dieses Bereichs ist dabei eine Funktion der Zusammensetzung von Überzug und Substrat. Auf Grund dieses Vorgehens wird zusätzlich zu Karbiden, die sich gegebenenfalls bei normalem Kaltauftrag ergeben, eine feine Ausscheidungsdispersion von Karbiden gebildet. Die im einzelnen erhaltene Karbidzusammensetzung hängt naturgemäß von der Zusammensetzung des Überzugs ab. Der Mechanismus der Verfestigung auf Grund von Warmauftrag ist noch nicht völlig geklärt; er ist jedoch offenbar mit dem erhaltenen besonderen Mikrogefüge verbunden. Von zusätzlichem Vorteil ist, daß bei einem

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Warmauftrag Karbidüberzüge von größerer Dicke und bei höherer Auftragsleistung als bei konventionellem Vorgehen hergestellt werden können.

Beispiele

Die Grunderkenntnis läßt sich am besten veranschaulichen, wenn man die in der untenstehenden Tabelle I angegebenen Überzüge im Falle von Warmauftrag und Kaltauftrag vergleicht, d. h._f wenn der Auftrag erfolgt, nachdem dem Substrat eine erhebliche Wärmemenge zuvor zugeführt wurde und während das Substrat auf der Vorheiztemperatur gehalten wird, im Gegensatz zu einem auf konventionelle Weise vorgenommenen Auftrag. Die speziellen Warmauftragtemperaturen wurden so gewählt, daß das Anhaften eines 1 mm dicken Überzugs auf einem Substrat aus rostfreiem Stahl 3O4 (Fe-I⁰Cr-IONi) gewährleistet war. Die NiCr + Al^O-g-Überzüge bildeten dabei eine Ausnahme, weil ein 1 mm dicker Überzug aus diesem Werkstoff bei Raumtemperatur aufgebracht werden kann. Die Vergleichseigenschaften der Überzüge sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt, und zwar sowohl für nicht nachbehandelte als auch für wärmebehandelte Überzüge.

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Tabelle I

NennZusammensetzung
Überzug des Überzugs, Gew.% Temperatur, C

1- 28 Cr, 1,1" C, 1 ,O Si, 540-590

4,O W, 3,O Fe*, 3.O Ni* Rest Co

11,5 Co, 4,0 C₁ Rest W 37O-48O

1O Al₂O₃**+ 22,5 Cr₁ 59O-7OO 6,3 Al, 9 Ta, 0,7 Y,

O,6 C, O,6 Si, Rest Co

75 Al₂O **+ 18,5 Cr, 17O-22O Rest Ni

* maximal

** Al₂O- vorliegend als ein mechanisches Pulvergemisch mit der vorlegierten metallischen Legierung

Anmerkungen: Der Überzug 1 bildet überwiegend eine

Wolframkarbidausscheidung; diese Überzugszusammensetzung wird im Handel als Stellite 6 (Warenzeichen der Cabot Corporation) bezeichnet;

der Überzug 2 bildet Wolframkarbide; der Überzug 3 bildet Tantalkarbide; der Überzug 4 bildet keine Karbide. Bei dem Substrat handelte es sich in allen Fällen .um rostfreien Stahl 304 (19Cr-1ONi-O,O8C*-2Mn*-1Si*-Rest Fe).

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Überzug

Tabelle II

Vor/nach
4-stündg.

Wärmebehdlg. Dichte
Verfahren bei 1080° C (g/cm³) % theor

Härte (Vickers Härte-Z.)

1	üblich	vor	7,5	89 %	441
	üblich	nach			382
	warm	vor	8,1	97 %	755
	warm	nach			443
4	üblich	vor	6,9	88 %	277
	üblich	nach	7,0	90 %	28O
	warm	vor	7,3	93 %	313
	warm	nach			228
2	üblich	vor	12,5	84 %	724
	üblich	nach	13,0	88 %	786
	warm	vor	13,9	94 %	1231
	warm	nach	13,6	92 %	1264
3	üblich	vor	6,6	90 %	614
	üblich	nach*	6,9	93 %	505
	warm	vor	7,0	96 %	948
	warm	nach*³	7,0	96 %	661

Die theoretische Dichte wurde der Literatur für gegossene oder geschmiedete Werkstoffe entnommen.

Infolge einer Störung des Ofens erfolgte die Wärmebehandlung 4 Stunden lang bei 1120°C.

Infolge einer Störung des Ofens erfolgte die Wärmebehandlung 3 Stunden lang bei 1O8O°C.

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Vergleicht man die Eigenschaften der nicht nachbehandelten Überzüge entsprechend Tabelle II, so zeigt sich sofort,daß der Warmauftrag die Härte der drei karbidbildenden Kobaltbasislegierungsüberzüge 1, 2 und 3 wesentlich steigert, daß dies jedoch bei dem Überzug 4 mit Mischkristallgefüge nicht der Fall ist. Dies gilt, Obwohl die Dichte des Überzugs 4 ungefähr in der gleichen Weise zunimmt wie im Falle des Überzugs 3. Festzuhalten ist ferner, daß ein Vergleich der Überzüge 3 und 4 zeigt, daß die AlpO^-Dispersion, obwohl sie die Verschleißfestigkeit gegenüber der Mischkristallegierung verbessern kann, das Ansprechverhalten auf Warmauftrag nicht beeinflußt. Eine Prüfung des Mikrogefüges der Überzüge offenbart einen deutlichen Gefügeunterschied zwischen der Warm- und der Kaltversion der Überzüge 1, 2 und 3, was jedoch nicht für den Überzug 4 gilt. Im Falle der drei erstgenannten Überzüge wird während des Auftragens eine metastabile, sehr sehr feine Ausscheidung gebildet, bei der es sich um Karbide (Wolfram, Tantal und/oder Chrom, je nach der Zusammensetzung des Überzuges) handeln dürfte, während bei dem vierten Überzug keine Ausscheidung zu beobachten ist. Während bei dem Überzug2das Pulver aus Wolframkarbidteilchen in einem metallischen Kobaltgefüge besteht, schmilzt und/oder löst sich der größte Teil des im Pulver vorhandenen WC in dem Gefüge, während sich das Pulver in dem Plasma befindet. Beim Auftreffen erlaubt das extrem rasche Abkühlen, zu dem es beim normalen Kaltauftrag kommt, daß sich nur ein

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Teil des W als WC ausscheidet; eine zusätzliche Menge kann als W_C (Co₁ W)^C oder ein metastabiles Karbid ausgeschieden werden; eine beträchtliche Menge scheint jedoch in Lösung zu bleiben;(mindestens kann sie unter Verwendung von Lichtoptiken nicht als Ausscheidung aufgelöst werden). Wenige große Teilchen können den vollständigen Beschichtungsprozeß in ungeschmolzenem Zustand durchlaufen. Beim Warmauftrag bildet sich, wie im Falle der Überzüge 1 und 2, eine sehr feine Ausscheidung zusätzlich zu den nach Kaltauftrag beobachteten Ausscheidungen. Es scheint daher, daß der wesentliche Härteanstieg auf die karbidbildende Art des Überzuges und die Größe der Ausscheidungen oder Ausfällungen zurückzuführen ist. Während es sich bei dem speziellen Beispiel des Überzugs 2 um Wolframkarbid mit 11,5 % Co handelt, werden ähnliche Ergebnisse bei der allgemeinen Klasse von Wolframkarbidwerkstoffen erzielt, die zwischen 2 % und ungefähr 2O % Co enthalten, und zwar einschließlich der Werkstoffe, die außer dem Wolframkarbid Zusätze an Titan-, Tantal-, Vanadium-, Niob- und Chromkarbiden aufweisen, um die mechanischen Eigenschaften oder die Verschleißfestigkeit des Wolframkarbids zu verbessern. Ein solcher Zusatz kann bis zu 2O Gew.% des Wolframkarbids in Form einer Mischung oder Verbindung mit dem Wolframkarbid oder als eine auf dem Wolframkarbid befindliche Schicht ersetzen. Ähnliche Ergebnisse werden ferner mit anderen Einzel-, Misch- oder Verbindungskarbidsystemen erzielt,

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beispielsweise bei Titankarbid in einem Nickelgefüge oder Titan- und Tantalkarbiden in Nickel-, Kobalt- oder Eisengef Ligen.

Bei den meisten der vorliegenden Überzüge ist es nicht notwendig, mit einer Überzugstemperatur zu arbeiten, die so hoch liegt, daß es zu einer beträchtlichen Diffusion zwischen dem Überzug und dem Substrat kommt. Solch hohe Temperaturen während des Auftragens können für die Härte des Überzugs nachteilig sein. Dessen ungeachtet kann es für einige Anwendungen des Überzuges vorteilhaft sein, eine gewisse Interdiffusion nach dem Aufbringen des Überzugs herbeizuführen, um die Bindungsfestigkeit zu verbessern. In der Tabelle II sind die Auswirkungen einer derartigen Wärmebehandlung (4 Stunden bei 1O8O°C im Vakuum) auf die warm und kalt aufgetragenen Überzüge gezeigt. Wiederum liegt ein Unterschied zwischen dem Überzug 4 und den drei anderen Überzügen vor. Im Falle der karbidbildenden Überzüge nimmt die Härte beim Warm- oder Kaltauftrag auf Grund der Wärmebehandlung zu oder leicht ab. Die Warmüberzüge bleiben den Kaltüberzügen jedoch überlegen. Im Falle des Überzugs 4 bleibt der kalt aufgetragene Überzug ungeändert, während der warm aufgetragene Überzug etwas weicher wird; zwischen den nach den beiden Verfahren hergestellten Überzügen bestehen wenig Unterschiede. Infolgedessen ist der Warmauftrag von karbidbildenden Überzügen selbst dann von Vorteil, wenn diese Überzüge nach

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dem Aufbringen wärmebehandelt werden müssen.

Eine Wärmebehandlung kann in Abhängigkeit von der vorgesehenen Zeitdauer und Temperatur zu erheblichen Änderungen des Mikrogefüges der Überzüge führen, unabhängig davon, ob diese warm oder kalt aufgetragen sind. Bei Überzügen, wie dem Überzug 4, die einfache Dispersionen einer unlöslichen Phase, beispielsweise Al₂O^, in einer einfachen Mischkristallmatrix, beispielsweise Ni-Cr, sind, treten keine wesentlichen Änderungen auf, bis die Zeit/Temperatur-Parameter lang bzw. groß genug sind, um Rekristallisation und Kornwachstum zu gestatten. Andererseits kann es bei komplexeren Überzügen, beispielsweise den karbidbildenden Überzügen 1, 2 und 3, zu weiterer Ausscheidung kommen, wenn der Auftrag kalt erfolgt ist (oder wenn der Auftrag warm erfolgt ist und nicht der gesamte Kohlenstoff in Kombination gegangen ist); die Karbide neigen zur Bildung größerer Teilchen. Dieses Verhalten wurde für die Überzüge 1, 2 und 3 beobachtet, wenn diese in der oben beschriebenen Weise wärmebehandelt wurden. Es versteht sich, daß diese einzige Wärmebehandlung möglicherweise für keinen der Überzüge das Optimum darstellt und daß eine geeignete Diffusionsbindung mit geringerem Härteverlust bei niedrigerer Wärmebehandlungstemperatur (Temperaturen unter ungefähr 800°C sind jedoch für gewöhnlich innerhalb vernünftiger Zeitspannen nicht effektiv) erzielt werden kann, sowie daß die Überzüge durch

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andere thermomechanische Behandlungen noch weiter verbessert werden können.

Weitere Hinweise auf die Wirksamkeit des vorliegend erläuterten Vorgehens ergeben sich aus der untenstehenden Tabelle III, in welcher die mechanischen Eigenschaften des Überzugs 3 bei Warm- und Kaltauftrag verglichen sind. Der Warmauftrag führt offensichtlich zu einer drastischen Steigerung der Bruchfestigkeit und des Elastizitätsmoduls des Überzugs, Außerdem erweisen in der Tabelle IV zusammengestellte Ergebnisse von Verschleißversuchen wiederum die Überlegenheit des Warmauftrags fur karbidbildende Überzüge, jedoch nicht für Mischkristallüberzüge, d. h. den Überzug 4.

Tabelle III

Mechanische Eigenschaften des Überzugs 3, gemessen im Vierpunkt-Biegeversuch

Warmauftrag

herkömml. Auftrag

(nicht nachbeh■) (nicht nachbeh.)

Bruchmodul (C max.)

Bruchdehnung (£ max.)

Elastizitätsmodul (E)

Anzahl der getesteten Versuchsproben

*s = Streuung

556 N/mm

s* = 48 N/mm

2,98 mm/m
s = O,1 mm/m

186OOO N/mm² , s = 1CXX)O N/mm*

372 N/mm s = 41 N/mm

4,48 mm/m s = O,3 mm/m 83OOO N/mm² „ s = 130OO N/mm

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co cn -j

	Überzug	1 Überzug 4	Überzug 2**	(1O~⁶ cm³)
Tabelle IV	9O 133	100 33	3,4 8,3	Überzug 3**
		3560 1141		nicht getestet Überzug durchge schliffen
.. -χ· Überzugsverschleißnarbenvolumen		1516 163

Versuchsbedingungen Belastung 300 # (20 bar)

Nicht nachbehand. Block Warmauftrag herkömmlicher Auftrag

Wärmebehandelter Block Warmauftrag herkömmlicher Auftrag

Belastung 45O *fc (31 bar)

Warmauftrag herkömmlicher Auftrag

Belastung 6OO =& (41 bar)

Nicht nachbehand. Block Warmauftrag herkömmlicher Auftrag

Wärmebehandelter Block Warmauftrag herkömmlicher Auftrag

* Verschleißnarbenvolumen nach 54OO Umdrehungen (bei 180 1/min) von Ringen aus Stahl 462O gegenüber überzogenen Blöcken in einer Block/Ring-Verschleißtestmaschine unter Verwendung von Hydraulikfluid gemäß U.S. Military Specification MILH56O6A. Für jede Gruppe von Bedingungen wurden zweifache Versuche durchgeführt; die Ergebnisse wurden gemittelt. Die Blocknarbenvolumen wurden aus der projizierten Narbenfläche berechnet.

** Zusammensetzungen entsprechend Tabelle

22	34
31	Überzug durchge
	schliffen bei Be
	lastung 300 #
	(20 bar)
	44
	153

CO K) CD U) CX)

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Als praktische Anwendung des vorliegenden Verfahrens wurden Auslaßventile von Brennkraftmaschinen mit Stellite 6 (siehe Tabelle V bezüglich der chemischen Zusammensetzung) überzogen, nachdem das Ventil auf eine bestimmte erhöhte Temperatur gebracht war-. Eine Anzahl von unterschiedlichen Maßnahmen kann zum Vorerhitzen des Ventils vorgesehen werden, beispielsweise induktives Erhitzen, Erhitzen mit der Plasmavorrichtung selbst ohne Pulverfluß und/oder Erhitzen mit einem zusätzlichen Acetylen-Sauerstoff-Brenner. Die beiden letztgenannten Maßnahmen wurden versucht; sie erwiesen sich als befriedigend. Nach dem Vorerhitzen des Ventils auf die für das Überziehen vorgesehene Mindesttemperatur wurde das im Plasma niedergeschmolzene Material in einer höheren als der normalen Zufuhrmenge aufgebracht (beispielsweise 6O g/min gegenüber 3O g/min). Die Geschwindigkeit der Bewegung des Teils vor der Plasmaeinrichtung war gleichfalls viel viel geringer als normal; sie betrug beispielsweise 1,26 bis 1,03 m/min gegenüber 254 bis 508 m/min für die meisten konventionellen Plasmaüberzüge. Der Brenner selbst wurde an der zu beschichtenden Stirnseite entlanggefahren, während das Ventil gedreht wurde, um innerhalb des gewünschten Bereichs eine gleichförmige Dicke aufzubringen. Es wurden verschiedene Vorrichtungen getestet, um während des Vorheizvorganges und auch während des Beschichtens für eine inerte Atmosphäre zu sorgen und damit eine Oxidation des Substrats und des Überzugs zu verhindern. Es zeigte sich jedoch, daß Ventile in Luft

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ohne übermäßige Oxidation vorerhitzt werden können und daß das Beschichten nur unter Verwendung eines Plasmabrenners mit Argonschutzhülle erfolgen kann, wie er aus den US-PSen 3 470 347 und 3 526 362 bekannt ist. Es ist recht gut möglich, daß etwas auf Kosten der Reinheit des Überzugs selbst auf diese Schutzhülle verzichtet werden kann.

Als spezielle Beispiele dieses Vorgehens wurden Kraftfahrzeugauslaßventile aus den drei in der Tabelle V angegebenen Substratwerkstoffen beschichtet, nachdem sie auf eine Anzahl von unterschiedlichen Temperaturen vorerhitzt waren, um die Mindesttemperatur zu ermitteln, bei welcher sich die Ventile beschichten lassen, ohne daß Wärmerisse auftreten oder der Überzug sich abhebt. Diese Mindestbeschichtungstemperaturen sind in der folgenden Tabelle V zusammengestellt.

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Tabelle V

σ co oo

o co cn

Ventillegierungstyp

Silchrom Silchrom XBC Inconel 21-2N

Überzug Stellite

Nennzusammensetzung

Wärmeausdenng. koef f izient

19Cr-8Ni-3Si-1 ,05Mn-O₁BeC-ReSt Fe 20Cr-1,3Ni-2,35Si-O,4Mn-O,81C-Rest Fe 15,5Cr-2,5Ti-O,7Al-7Fe-Rest Ni

2OCr-8,25Mn-2,1Ni-O₁SSC-O₁ISSi-O₁3N-O.O6S

28Cr-1,1C-1,OSi-4,CW-3,OFe*-3,ONi*- Rest Co 17,3x1O"⁶/°C 11 ,9x1O~⁶/°C 12,4-1 6, 7x1O"⁶/°C

Beschichtungstempe ratur, ⁰C

570 720 42Ο 570

16,0x1 O ⁶/°C

* maximal

In allen Fällen zeigte es sich, daß die Temperatur während des Beschichtungsvorgangs auf mindestens 815 C ansteigen konnte, ohne daß es während des Auftragens zu übermäßiger Oxidation kommt. Die Ventillegierungen gemäß Tabelle V sind sowohl austenitisch als auch ferritisch; sie haben Wärmeausdehnungskoeffizienten, die sowohl größer als auch kleiner als derjenige von Stellite 6 sind.

Zusätzlich zu den vorstehenden Versuchen wurde eine weitere Legierung, nämlich SAE 1547 (Fe-O,22Si-O,45C-1,47Mn) mit Erfolg beschichtet, indem das Ventil zunächst auf 85O°C vorerhitzt wurde. Es wurde jedoch kein Versuch unternommen, die Optimaltemperatur für die Beschichtung dieses Ventils zu ermitteln. In ähnlicher Weise wurden andere Überzüge, bestehend aus Stellite 6 plus 2O Gew.% Cr-^Cr23^C6 ^{und stellite} 6 plus FeCr, auf die Legierung SAE 1547 aufgebracht.

Im Rahmen einer eingehenderen Untersuchung des Überzuges von Auslaßventilen aus dem Stahl 21-4N (Fe-9Mn-21Cr-3,9Ni-O,4N-O,2Si-O,O6S-O,52C) wurden Stellite-6-Überzüge (Überzug 1) nach einem Vorerhitzen auf Temperaturen von 65O°C bis über 9OO°C aufgetragen. Die Temperatur der Oberfläche wurde während des Beschichtens entweder konstant gehalten oder man ließ sie etwas ansteigen. Für das Überziehen dieser speziellen Legierung wurden die folgenden optimalen Beschichtungsparameter im Hinblick auf gute

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Überzügsmikrogefüge, Härte, Bindung und minimale Oxidation gefunden: Vorerhitzen auf eine Temperatur von 8OO C und dann Beschichten unter ständiger weiterer Wärmezufuhr derart, daß die Endtemperatur ungefähr 1000 C betrug, oder Halten des Teils auf ungefähr 8OO°C während des gesamten Beschichtungsvorgangs. Es ist hervorzuheben, daß die Ventile sowohl aus dem Stahl 21-4N als auch dem Stahl 2T-2N (Tabelle V) unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Schwierigkeit beschichtet wurden, während das Auftragen unter Benutzung konventioneller Hartauftragschweißverfahren mit dem Acetylen-Sauerstoff-Brenner oder mit übertragenem Plasmalichtbögen in der Regel nicht erfolgreich ist, weil es zu einem Ausgasen des geschmolzenen Substrats kommt, was eine Blasenbildung des Überzugs bewirkt. Bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung tritt kein Schmelzen des Substrats ein, so daß die Chromnitride oder andere Stickstoffquellen keinen gasförmigen Stickstoff freisetzen.

Zur Verbesserung der Bindung zwischen dem Überzug und dem Ventil kann es, wie oben diskutiert, in manchen Fällen ratsam sein, das Teil nach der Beschichtung wärmezubehandeln. Dies geschah in den obigen Fällen in der Weise, daß das Teil im Vakuum auf eine Temperatur von 1O8O°C erhitzt und vier Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten wurde. Diese Art der Wärmebehandlung ist nicht unbedingt für alle Anwendungsfälle notwendig.

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Um den thermischen Ermüdungswiderstand oder die Dauerfestigkeit dieser Überzüge zu demonstrieren, wurden Segmente aus einem ferritischen Ventil (SAE 1547), die mit Stellite 6 plus Cr-Cr_p^C^ beschichtet waren, über 3OOmal von jeweils 850 C auf Raumtemperatur gebracht, ohne daß eine interne Oxidation des Überzugs oder eine Verschlechterung der Grenzfldchenbindung zu erkennen waren.

Die wesentlichen wirtschaftlichen Vorteile des vorliegend erläuterten Verfahrens gegenüber einem Acetylen-Sauerstoff-Schweißen für das Beschichten von Auslaßventilen ergeben sich auch aus den Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1a und 1b das Profil eines typischen im Acetylen-Sauerstof f-Verfahren hartauftraggeschweißten Motorventils mit Stellite 6 vor und nach dem Schleifen, sowie

Fig. 2a und 2b ein ähnliches Motorventil (jedoch von unterschiedlicher Größe), das mittels des vorliegenden Verfahrens beschichtet wurde.

Zwei Dinge sind aus der Zeichnung klar zu erkennen. Zum einen ist die Werkstoffmenge, die nach dem Beschichtungsvorgang beseitigt werden muß, bei dem Acetylen-Sauerstoff-Verfahren wesentlich größer, weil dem Profil des Ventils

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nicht so genau gefolgt werden kann, wie dies bei dem Plasmaauftrag der Fall ist. Zum anderen ist bei dem Acetylen-Sauerstoff-Verfahren auch deutlich sichtbar, daß es zu einer starken Verdünnung und damit zu einer entsprechenden Verschlechterung der Eigenschaften des Überzuges kommt. Im Falle des im Plasmaverfahren aufgetragenen Werkstoffes trat nur eine ausreichende Interdiffusion zwischen dem Überzug und dem Substrat während der Wärmebehandlung ein, um eine gute metallurgische Bindung zu gewährleisten.

Als weiteres Beispiel einer praktischen Anwendung des vorliegenden Verfahrens wurde das Problem angegangen, das mit den Spitzen der Turbinenschaufeln verbunden ist, die in dem Turbinenabschnitt von Gasturbomotoren vorgesehen werden. Der Turbinenabschnitt ist so aufgebaut, daß zwischen den Spitzen der rotierenden Schaufeln und der äußeren Luftabdichtung (Mantel oder umgebendes Gehäuse) ein möglichst kleines Spiel besteht, um den Leistungsgrad des Motors zu steigern. Wegen der unterschiedlichen Erwärmungs- oder Abkühlgeschwindigkeiten zwischen den Schaufeln und dem Mantel, Verformungen des Mantels während harter Landungen und dergleichen reiben aber gewöhnlich die Schaufelspitzen zeitweise an dem Mantel, was einen Verschleiß sowohl an den Schaufelspitzen als auch am Mantel zur Folge hat. Das Problem wird dadurch noch kritischer, daß durch diesen Verschleiß konventionelle dünne

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(0,076 bis 0,178 mm dicke) Nickelaluminid- oder MCrAl-Überzüge beseitigt werden, die vorgesehen sind, um die Turbinenschaufeln gegen übermäßige Oxidation oder Korrosion in den Heißgasen zu schützen, die in diesem Abschnitt des Motors anzutreffen sind. Die MCrAl-Legierungen stellen eine Familie von Überzügen oder Decklagen mit hervorragendem Korrosionswiderstand dar, wobei es sich bei M, dem Grundbestandteil der Legierung, um Ni, Co, Fe oder eine beliebige Kombination dieser Werkstoffe handeln kann, Cr in Mengen von ungefähr 1O bis 40 Gew.% sowie Al in Mengen von ungefähr 5 bis 2O Gew.% vorhanden sind, während kleine Mengen (0,3 bis 5 %) an Elementen wie Y, Hf, Pt, Rh und dergleichen zugesetzt sein können. Bereits ein recht leichtes Reiben zwischen der Schaufelspitze und dem Mantel zerstört einen derartig dünnen Überzug, so daß die blanke Turbinenschaufel freigelegt wird. Durch eine rasche Korrosion der Schaufelspitze wird das Spiel zwischen der Spitze und dem Mantel erweitert; der Leistungsgrad des Motors sinkt ab. Eine derartige Korrosion kann schließlich einen wesentlichen Teil der Schaufel zerstören, so daß ein frühzeitiger Austausch notwendig wird. In dem Bemühen, dieses Problem zu lösen, wurden zunächst Versuche mit sehr dicken (0,76 bis 2,29 mm) Überzügen aus MCrAl gemacht. Die Kriechbeständigkeit solcher Überzüge war jedoch angesichts der hohen Zentrifugalkraft unzureichend, die durch das Rotieren der Schaufeln erzeugt wird. Weil diese Überzüge so weich waren, hatten

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sie ferner die Neigung zu verschmieren und sich durch Reibung abzunutzen, was zu übermäßigem Verschleiß führt.

Dagegen zeigte es sich, daß erfindungsgemäß ausgebildete Überzüge eine ausreichende Kriechbeständigkeit haben und auch für einen Korrosionsschutz sorgen. Vor Motorentests wurden Hochtemperatur-Kriechversuche durchgeführt, um die Gangbarkeit des Konzepts zu demonstrieren. Für diese Kriechversuche wurden simulierte Schaufelspitzen aus einer Nickelbasissuperlegierung gefertigt, auf ungefähr 590 C vorerhitzt und dann in der erfindungsgemäßen Weise beschichtet, während die Temperatur langsam auf ungefähr 815 C anstieg. Diese Proben wurden dann vier Stunden lang bei 1Ο8Ο C im Vakuum wärmebehandelt, wie dies normalerweise bei Turbinenschaufeln geschieht. Aus den Überzügen wurden kleine Stäbe hergestellt, indem die simulierte Schaufel abgeschnitten und der Überzug auf eine Länge von 19 mm, eine Breite von 6,35 mm und eine Dicke von 1,27 mm bis 2,O3 mm geschliffen wurde. Die Stäbe wurden im Dreipunkt-Biegeversuch bei erhöhter Temperatur in Luft unter einer statischen Belastung getestet. Die mit mehreren erfindungsgemäßen Überzügen erzielten Ergebnisse sind den Werten für einen typischen konventionellen MCrAl-Überzug aus 00-23Cr-ISAl-O₁OSY in der untenstehenden Tabelle VI gegenübergestellt.

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	Tabelle	VI	Belastung (N/mm²)	Zeit (h)	Kriech winkel	I	I
Zusammensetzung des Überzugs	Temp.	13,8	12	49,1	U
Co-23Cr-13Al-O₁75Y	982	13,8	12	2,6	I
Co-25Cr-7,5Al-IOTa-O,75C- O,75Si-O,75Y	982	13,8	12	1,4
Überzug 7 + 1OAIpO^	982	13,8	12	1 ,5
Überzug 7 + 16AIpO	982	3,4	12	>17
siehe oben	1O8O	3,4	12	2,1
siehe oben	1080	13,8	12	14,8
siehe oben	1O8O	13,8	12	8,2
siehe oben	1O8O	13,8	150	17
siehe oben··	1O8O	13,8	150	8
siehe oben	1O8O	13,8	15O	5,6
Überzug 7+22 Al₀O₀	1O8O

Überzug Nr.

8* 9 6 7

* gleich wie Überzug 3 der Tabelle I

ho OD NJ CO CO CD to

Aus einem Vergleich der Überzüge 6 und 7 bei 982 C/13,8 N/mm oder 1O8O C/3,4 N/mm folgt, daß die erfindungsgemäßen Überzüge eine wesentlich größere Kriechbeständigkeit als konventionelle MCrAl-Überzüge haben. Es ist ferner zu erkennen, daß eine gewisse zusätzliche Kriechbeständigkeit erzielt werden kann, wenn den erfindungsgemäßen Überzügen eine Oxiddispersion zugesetzt wird; dies folgt insbesondere aus einem Vergleich des Überzugs 7 mit dem Überzug 8 unter den ersten drei Versuchsbedingungen. Die größere Langzeitstabilität des Überzuges 8 sowie zusätzlicher Varianten entsprechend den Überzügen 9 und 1O zeigt sich nach 15O Stunden bei 1O8O°C unter 13,8 N/mm . Der bevorzugte Bereich des ΑΙρΟ-,-Zusatzes liegt im Bereich von 1O Gew.% bis 25 Gew.%.

Die vorstehenden Erläuterungen beziehen sich auf im Plasmaverfahren aufgebrachte Überzüge. Die wesentlichen Gesichtspunkte der Erfindung gelten jedoch auch für Explosionsplattierüberzüge. Pulver mit der gleichen Zusammensetzung wie der Überzug 3 wurden mit und ohne den Al₂O₃-Zusatz im Explosionsplattierverfahren sowohl auf ein kaltes Substrat (herkömmlicher Auft.rag) als auch auf ein "warmes" Substrat (d.h. ein auf den oben beschriebenen Temperaturbereich vorerhitztes Substrat) aufgebracht. Die warm aufgetragenen Überzüge erwiesen sich als härter als der herkömmliche Überzug. Sie hatten Mikrogefügemerk-

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male ähnlich den oben erläuterten Überzügen, die im Plasmaverfahren warm aufgetragen wurden.

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Claims

Ansprüche

f. 1 .; Verfahren zum Ausbilden von harten, verschleißfesten Überzügen auf metallischen Substraten, dadurch gekennzeichnet, daß

(α) das Substrat auf eine Temperatur im Bereich von 35O°C bis 1OOO°C vorerhitzt und .

(b) im Plasma- oder Explosionsplattierverfahren eine Zusammensetzung aufgebracht wird, die im wesentlichen aus Kohlenstoff, mindestens einem ersten Metall aus der Eisen, Nickel, Kobalt und deren Legierungen umfassenden Gruppe sowie aus mindestens einem zweiten Metall aus der Chrom, Wolfram, Tantal, Silizium, Niob, Molybdän, Vanadium, Titan, Zirkonium und Hafnium umfassenden, Karbide bildenden Gruppe von Metallen besteht, wahrend das Substrat innerhalb des genannten Temperaturbereichs gehalten wird, wobei unter Erzeugung des harten, verschleißfesten Überzuges eine feine, gleichförmige Dispersion von Karbidteilchen innerhalb des Überzuges ausgebildet wird.

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ORIGINAL.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusammensetzung im wesentlichen bestehend aus Kohlenstoff, mindestens einem ersten Metall aus der Eisen, Nickel, Kobalt und deren Legierungen bestehenden Gruppe und mindestens einem zweiten Metall aus der Chrom, Wolfram, Tantal, Silizium, Niob, Molybdän, Vanadium, Titan, Zirkonium und Hafnium umfassenden, Karbide bildenden Gruppe von Metallen sowie zusätzlich mindestens einem Oxid aus der Aluminiumoxid, Chromoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid, Thoroxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Berylliumoxid, Calciumoxid, Nioboxid, Oxide der Seltenerdmetalle und deren Verbindungen umfassenden Gruppe verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Gewichtsprozent im wesentlichen aus 28 % Cr, 1,1 % C, 1,O % Si, 4,0 % W₁ 3,O % Fe, 3,O % Ni, Rest Co bestehende Zusammensetzung verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen aus Wolframkarbiden und 2 bis 2O Gew.% Kobalt bestehende Zusammensetzung verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Gew.% im wesentlichen aus (25 % Cr, 7,5 % Al, 10 % Ta, 0,75 % Y, 0,75 % C, 0,75 % Si, Rest Co) plus

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1O bis 25 % Al₂O₃ bestehende Zusammensetzung verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der aufgebrachte Überzug zusätzlich bei einer Temperatur von mehr als 800 C warmebehandelt wird.
7. Beschichteter Gegenstand mit einem metallischen Substrat und einem Überzug, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug im wesentlichen aus einem Metallgefüge aus mindestens einem der Metalle Eisen, Nickel, Kobalt und deren Legierungen besteht, in dem sich eine feine, gleichförmige Dispersion von Teilchen mindestens eines Karbids aus der die Karbide von Chrom, Wolfram, Tantal, Silizium, Niob, Molybdän, Vanadium, Titan, Zirkonium und Hafnium umfassenden Gruppe befindet.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Gewichtsprozent im wesentlichen aus (25 % Cr, 7,5 % Al, 1O % Ta, O,75 % Y, 0,75 % C, O,75 % Si, Rest Co) plus 16 % Al₂O₃ bestehende Zusammensetzung verwendet wird.
9. Verfahren zum Ausbilden eines harten, verschleißfesten Überzugs auf einem Motorventil aus einer aufgestickten Eisenbasislegierung, dadurch gekennzeichnet, daß das

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Motorventil auf eine Temperatur von 65O°C bis 1CXX)⁰C vorerhitzt und im Plasma- oder Explosionsplattierverfahren eine in Gew.% im wesentlichen aus 28 % Cr, 1,1 % C, 1 ,O % Si, 4,0 % W, 3,0 % Fe, 3,0 ?έ Ni, Rest Co bestehende Zusammensetzung aufgebracht wird, wobei unter Erzeugung des harten, verschleißfesten Überzuges eine feine gleichförmige Dispersion von Karbidteilchen innerhalb des Überzuges ausgebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 20 Gew.% des Wolframkarbids durch mindestens ein Karbid aus der Tantalkarbid, Titankarbid, Niobkarbid, Vanadiumkarbid, Chromkarbid und deren Verbindungen umfassenden Gruppe ersetzt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat aus einer aufgestickten Eisenbasislegierung verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat aus einer aufgestickten Eisenbasislegierung verwendet wird.
13. Gegenstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat ein Motorventil vorgesehen ist.

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14. Gegenstand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorventil aus einer aufgestickten Eisenbasislegierung gefertigt ist.
15. Verfahren zum Ausbilden eines harten, verschleißfesten und kriechbeständigen Überzuges auf der Spitze einer Turbinenschaufel, dadurch gekennzeichnet, daß

(α) das Substrat auf eine Temperatur im Bereich von 35O°C bis 1CXDO⁰C vorerhitzt und

(b) im Plasma- oder Explosionsplattierverfahren eine Zusammensetzung aufgebracht wird, die im wesentlichen aus Kohlenstoff, mindestens einem ersten Metall aus der Eisen, Nickel, Kobalt und deren Legierungen umfassenden Gruppe und mindestens einem zweiten Metall aus der Chrom, Wolfram, Tantal, Silizium, Niob, Molybdän, Vanadium, Titan, Zirkonium und Hafnium umfassenden, Karbide bildenden Gruppe von Metallen sowie zusätzlich mindestens einem Oxid aus der Aluminiumoxid, Chromoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid, Thoroxid, Titanoxid, Hafniumoxid, Berylliumoxid, Calciumoxid, Nioboxid, Oxide der Seltenerdmetalle und deren Verbindungen umfassenden Gruppe besteht.

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16. Gegenstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat eine Turbinenschaufel vorgesehen ist.

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