DE3241377A1

DE3241377A1 - Flammspritzwerkstoff

Info

Publication number: DE3241377A1
Application number: DE19823241377
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 1024 Ecublens Simm; Hans-Theo 1024 Chavannes Steine
Original assignee: Castolin SA
Current assignee: ECG Immobilier SA
Priority date: 1981-11-16
Filing date: 1982-11-09
Publication date: 1983-05-26
Also published as: CH648357A5; GB2109417A; DE3241377C2; GB2109417B; FR2516550B1; FR2516550A1

Description

Flammspritzwerkstoff

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flammspritzwerkstoff, in Form eines Gemisches einer pulverförmigen borhaltigen Matrixlegierung mit einem Schmelzpunkt unterhalb 1000 C mit Teilchen eines metallischen Zusatzwerkstoffes mit einem Schmelzpunkt oberhalb 1500 C.

Es sind bereits Flammspritzwerkstoffe bekannt, die insbesondere zum Herstellen von verschleissfesten Schutzschichten auf metallischen Substraten dienen und die aus einem Gemisch einer borhaltigen Matrixlegierung mit Zusatzwerkstoffen wie Molybdän, Wolfram, Wolframkarbid etc= bestehen.

Üblicherweise liegen die Teilchen des Zusatzwerkstoffes in beliebiger, unregelmässiger, insbesondere kantiger bis blättchenförmiger Kornform vor und die Korngrösse bewegt sich im Bereich unterhalb 20^.m.

Die Schichten werden dabei meist durch Plasma- oder Flammspritzen mit oder ohne nachträglichem Einschmelzen aufgebracht.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Verschleissfestigkeit und die Gleiteigenschaften der üblichen Schichten nicht befriedigend sind und manchmal sogar eine Zerstörung der entsprechenden Maschinenteile erfolgen kann=

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Flammspritzwerkstoff der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Herstellung von Schutzschichten mit wesentlich verbesserten Reibungsverschleiss- und Gleiteigenschaften bei Metall-Metall-Kontakt erlaubt und damit zu einer höheren Lebensdauer der beschichteten Teile führt»

Dies wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil

in'S Patentanspruchs 1 angegebene 1'brm des Werkstoffes erzielt. Π .It» PatientaiHipruchc 2 bis ^r> geben bevoizugte Aiir.-1 ührungsf ornion diese» Werkntof fes an. Patentanspruch 6 belrifft ein bevorzugtet'. Verfahre·!) zur Verwendung do;; erf itidiiii<j:ii|fiiiiü.t.c.iii Vv'ri KMl <·ί f ei,. l>lc I ■! ι f ! ι Μ1111 ig li.it leinet (Mc ti,ich ili Oboiii Veriuhren beschichteten met a 1 I i sehen Teile zum Geg('TlJJtta)Hl.

Die Erfindung geht auf die Erkenntnis zurück, dass bei der Austragung bzw. dem Einschmelzen einer Gehutzschicht der eingangs; genannten Art an der Oberfläche cbr Zuial^wcrk^aTitdlchen, cilfio an der Grenzschicht gegenüber der Matrix legierung, Borid-llartphasen gebildet werden, die zu einer starken Verliprödung führen und Jm Betrieb r.ogur das Ausjbrcehcn dieser Teilchen aus der Schicht hervorrufen können. Die» .ist insbesondere dann der FaJl₁ wenn die Teilchen ntark kantig oder iiogar bJät tchentörmjg ».lud, oder die KorngrÜ!it;u der 'l'eilclien r.o klein 1st, dass bei dem gewühlten therm lachen K\ⁱHi iclitum!;-verfahren, dio Uorid-IIartphaaen das eingelagerte Teilchen bzw. die kantigen Stellen desselben völlig durchsetzen.

Es wurde nun gefunden, dass durch die Verwendung von kugelförmigen Teilchen relativ grossen Durchmessers, d.h. von 20-lDüyxm, vorzugsweise von 35-150^m, die Boridbildung auf (.'ine dünne Oberflächenschicht der Teilchen beschränkt werden kann und dort sehr gleichinässig erfolgt, und dass ferner durch einen Anteil von 30 bis 80, vorzugsweise von 40 bis 60 Gewichtsprozent des Zusiitzwerkstof f es iin Gemisch ausücrst gute Verschleiss- und Gleiteigenschafton erzielbar sind.

Die beigefügte Figur zeigt das Schlei fb.i Id einer erf indungsgemässen Schutzschicht, die aus sphäro'idalen Molybdän-Teilchen mit einer Korngrösse von 45-88/Λ.ηι in einer Matrixlegierung 2 aus, in Gewichtsprozent/1,5B, 2,4Si, 2Fe, 12Cr, Rest Ni, besteht. Am Umfang der Molybdän-Teilchen ist eine dünne Molybdänboridschicht 3 erkennbar.

ORIGINAL

Das Matrixlegierungspulver hatte eine Korngrösse im Bereich von 20-125yO-m und der Anteil der Molybdän-Teilchen betrug 30 Gewichtsprozent des Gemisches.

Die Schicht wurde nach dem unter dem Markennamen "EUTALLOY-Verfahren" der Firma Castolin SA bekannten Flammspritzverfahren in einer Lage von 3mm Dicke mit gleichzeitigem Einschmelzen auf einen Grundkörper aus Stahl vom Typ CrMo4 aufgebracht. Es zeigte sich, dass die Schicht

gegenüber Gleitreibung bis zu einem Druck von 5 kg/mm einsetzbar ist, während bei üblichen Schutzschichten ähnlicher

Art bereits bei 1 kg/mm Reibungsdruck ein Ausbrechen der Molybdän-Teilchen erfolgt.

Es hat sich gezeigt, dass beim Flammspritzen mit gleichzeitigem Einschmelzen besonders gute Ergebnisse erzielt werden, da die Kontaktzeit der Zusatzwerkstoffteilchen in der geschmolzenen Matrixlegierung dabei vergleichsweise kurz ist, wodurch eine sehr schwache und gleichmässige Diffusion des Bors an der Oberfläche der Teilchen mit Ausbildung von Borid-Phasen entsteht. Bei einem nachträglichen EinschmelzVorgang ist diese Kontaktzeit wesentlich länger, während bei einer durch Plasmaspritzen oder Flammspritzen ohne Einschmelzen erzeugten Schicht eine weniger gute metallische Verbindung derselben mit dem Grundmaterial sowie zwischen der Matrixlegierung und den eingelagerten Zusatzwerkstoffteilchen zustande kommt.

Molybdän ist der bevorzugte Zusatzwerkstoff für die meisten Anwendungen, bei denen gute Gleiteigenschaften gefordert werden. Es kommen jedoch auch Wolfram, Wolfram-Karbid oder Mischungen verschiedener Zusatzwerkstoffe für das erfindungsgemässe Flammspritzmaterial in Betracht. Als Matrixlegierungen werden vorzugsweise Legierungen folgender Zusammensetzungen, in Gewichtsprozent, verwendet :

6.

1-4	B
1,5-5	Si
0-10	Fe
0-20	Cr
0-10	W und/oder Mo
0-5	Cu
Rest	Ni
0,5-3,5	B
0,5-4,5	Si
0-5	Fe
5-30	Cr
0-12	W und/oder Mo
30-40	Ni
Rest	Co

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass die Erfindung es ermöglicht, eine Schicht mit sehr guten Gleiteigenschaften und gleichzeitig sehr hoher Verschleissfestigkeit auf metallischen Substraten zu erzeugen, insbesondere auf Maschinenteilen, die starker Gleitreibungsbeanspruchung im Kontakt mit metallischen Gegenkörpern ausgesetzt sind, wodurch die Standzeit dieser Teile wesentlich erhöht werden kann.

Claims

NACHGEREiCHT

Haft · Bemgryber · Czybuita - . Patentanwl

Castolin S.A., 1025 Saint-Sulpice, Schweiz

Flaramspritzwerkstof f

Patentansprüche

Flammspritzwerkstoff in Form eines Gemisches einer pulverförmigen borhaltigen Matrixlegierung mit einem Schmelzpunkt unterhalb 1000⁰C mit Teilchen eines metallischen Zusatzwerkstoffes mit einem Schmelzpunkt oberhalb 1500⁰C, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen des Zusatzwerkstoffes kugelförmig sind, im Korngrößenbereich von 20 bis 150 μΐη liegen und der Anteil des Zusatzwerkstoffes 30 bis 80 Gewichtsprozent des Gemisches beträgt.

2. Flammspritzwerkstoff nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Zusatzwerkstoffes 40 bis 60 Gewichtsprozent des Gemisches beträgt=

3. Flammspritzwerkstoff nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixlegierung folgende Zusammensetzung, in Gewichtsprozent, aufweist:

1 - 4 B
1,5 - 5 Si
0 -10 Fe
0 -20 Cr

0 -10 W und/oder Mo
0 - 5 Cu
Rest Ni.

4. Flammspritzwerkstoff nach Patentanspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dann die Mdtrlxlegierung folgende Zuiuumiionuotzuny, in (kiWichLsproZunt, aufweist : 0,5-3,5 B
0,5-4,5 Si
0-5 Fe
5-30 Cr

0-12 W und/oder Mo
30-40 Ni
Rest Co.

^rj. Flammspritzwerkstoff nach einem der vorhergehenden

Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dann Molybdän al.s Zuisatzwerkstoff verwendet- wird.

(.. I'l.muimpi ltzwcrkslofi nach einem dci vcm hergehenden

l'atentansprücho, dadurch gekennzeichnet, dass Wolfram, Wtili r.irnkarbid oder eine Mischunq von Molybdän und/oder WoI ir um und/cdtT WoI f ramk.irbid als '/,uBatzwerkstoi ί verwendet wciden.

7. Verwendung des Flammspritzwerkstoffes nach einem der

vorhergehenden Patentansprüche zur Herstellung einer gegenüber Metall-Metall-Gleitreibungsbeanspruchung beständigen Schutzschicht auf einem metallischen Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht durch Flammspritzen des Werkstoffes mit gleichzeitigem Einschmelzen auf das Substrat aufgebracht wird.

8. Metallische Teile, die mit einer gem'ass Patentanspruch 7 hergestellten Schutzschicht versehen sind.

BAD ORIGINAL