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Title:
WEAR-RESISTANT COATING ON A COMPONENT, AND A METHOD OF PRODUCING IT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1992/021785
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention concerns a wear-resistant coating on a component exposed to high wear loads. The coating is made up of a mixture of at least one metallic material in powder form and an oxide-dissolving non-metallic fluxing agent, also in powder form, this mixture being converted by the addition of a non-corrosive, stable, resin-like binder into a form which can be spread or laid on the component and then fused on to the component.

Inventors:
DUDEL KLAUS (CH)
Application Number:
PCT/EP1992/000867
Publication Date:
December 10, 1992
Filing Date:
April 18, 1992
Export Citation:
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Assignee:
CASTOLIN SA (CH)
International Classes:
B23K35/02; B22F7/04; B23K35/32; B23K35/36; C23C24/10; (IPC1-7): C23CX
Foreign References:
FR1020107A1953-02-02
DE3441266A11985-07-11
US3479231A1969-11-18
US3049435A1962-08-14
FR2193676A11974-02-22
FR2403156A11979-04-13
Attorney, Agent or Firm:
HIEBSCH, G., F. (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Verschleissfeste Schicht auf einem einer hohen Verschleissbelastung ausgesetzten Bauteil, gekennzeichnet durch ein Werkstoffgemisch aus zumindest einem pulverförmigen metallischen Werkstoff und einem nichtmetall isehen oxidlösenden pulverförmigen Flussmittel, das durch die Zugabe eins harzartigen nichtkorrodierenden stabilen Bindemittels in eine Form überführt ist, die durch Aufstreichen oder Auflegen auf das Bauteil aufgebracht und e ngeschmolzen ist. Verfahren zum Herstellen einer verschl eissarmen Schutzschicht auf einem hoher Verschleissbelastung ausgesetzten Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein pulverför iger metallischer Werkstoff und ein nichtmetallisches oxidlösendes pulverförmiges Flussmittel gemischt werden und dem Werkstoffgemisch ein harzartiges ni chtkorrodi erendes stabiles Bindemittel zugegeben wird, wonach dieses binde ittel haltige Werkstoffgemisch auf das Bauteil aufgestrichen oder aufgelegt sowie eingeschmolzen wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffmischung bei einer Temperatur unter 141βC, insbesondere zwischen 80 und 140βC, zu einem Band geformt und ausgehärtet wird. £r 4 Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffmischung mit dem Flussmittel und dem harzartigen wasserlöslichen Bindemittel in eine streichbare Paste überführt wird, die nach dem Auftragen auf das zu beschichtende Teil ausgehärtet wird.
2. 5 Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoffmischung Hartstoffe zugemischt werden, wobei diese bevorzugt zuvor mit Nickel oder mit Kobalt überzogen werden.
3. 6 Schicht nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Ni BSiBasi sLegierung , insbesondere eine Legierung auf NiCrBSiBasi s , als metallischer pul verförmiger Werkstoff, wobei bevorzugt ein Gemisch aus einer NiB Si und einer NiCrBSiBasi sLegi erung als metallischer pul verförmi ger Werkstoff in der Werkstoffmischung vorhanden ist.
4. 7 Schicht nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch Mischpolymersalze der Methacrylate als Bindemittel für die Werkstoffm schung, insbesondere durch wasserlösliche Methacryl säureester , bevorzugt benzinlösliche Methacryl säureester. Schicht nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch ein Polyurethanharz als Bindemittel für die Werkstoffmi schung. ERSATZBLÄΠ 9 Schicht nach Anspruch 1 oder 7, oder 8, gekennzeichnet durch eine Menge des Bindemittels in der Werkstoffmischung unter 16 Vol.%, insbesondere 2 bis 8 Vol.%, bevorzugt 3 bis 6 Vol .%.
5. 10 Schicht nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Flussmittel auf der Basis von BorSauerstoff Verbindungen, insbesondere auf der Basis von Bor Fl uorSaue stoffVerbindungen.
6. 11 Schicht nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Flussmittels in der Werkstoffmischung zwischen 0.5 und 20 Vol .%, insbesondere 1 und 10 Vol.%, bevorzugt 1.5 und 5 Vol.%, liegt.
7. Schicht nach Anspruch 1 oder wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet durch einen Zusatz von Hartstoffen im pulverförmigen Werkstoffgemisch, wobei der Anteil der Hartstoffe in der Werkstoffmasse bevorzugt zwischen 20 bis 90 Vol.%, insbesondere unter 80 Vol .% bzw. unter 60 Vol.% liegt.
8. Schicht nach Anspruch 1 oder 12, gekennzeichnet durch Karbide als HartstoffZusätze, insbesondere durch Hartstoffe in Form von Wolframkarbiden, bevorzugt Wolframschmelzkarbiden und/oder von Hartstoffen in Form von Boriden, Siliciden und/oder Nitriden.
9. Schicht nach Anspruch 1 oder 13, gekennzeichnet durch einen Zusatz von Kobalt. it * .
Description:
Verschleissfeste Schicht auf einem Bauteil sowie Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft eine verschleissfeste Schicht auf einem — einer hohen Verschlei ssl ei stung ausgesetzten ' — Bauteil sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Schicht.

Zum Beschichten von Teilen oder Werkstücken sind viele Verfahren im Einsatz wie etwa das thermische Spritz-, CVD-, PVD- und galvanische Verfahren.

Bekannt sind auch Verfahren, bei denen der zu beschichtende Werkstoff als Paste aufgestri chen oder bei denen er als Band aufgelegt wird. Allerdings können diese dann nur im Vakuum oder unter einem reduzierenden Schutzgas eingeschmolzen werden.

Alle diese Verfahren sind wegen eines grossen apparativen Aufwandes mit sehr hohen Kosten verbunden, weshalb solche Beschichtungen nur in den dafür ausgestatteten Werkstätten durchgeführt werden können.

Zum Erzeugen von einfachen und preiswerten Massenteilen ist es daher notwendig, für das Aufbringen von korrosions- und verschlei ssbeständigen Schichten ein Verfahren zu finden, welches es erlaubt, die Kosten für eine Schutzbeschichtung so niedrig wie möglich zu halten.

fc-RSATZBLATT

Zur Lösung dieser vom Erfinder gesehenen Aufgabe führen die Lehren nach den Patentansprüchen 1 und/oder 2; durch den Einsatz einer pasten- oder bandförmigen Werkstoffmasse, die aus Metallpulver — ohne oder mit Hartstoffe/n — einem Flussmittel und einem harzartigen Bindemittel besteht, ist es möglich, den aufgebrachten Werkstoff ohne Beachtung der Umgebungsatmosphäre etwa unter Luft und mit einer autogenen Flamme oder in einem Muffelofen ohne Schutzgas einzuschmelzen.

ERSATZBLATT

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie nachfolgenden Beispielen zu entnehmen.

BEISPIEL 1

Auf ein Stahlblech wurde zum Herstellen einer sich selbstschärfenden Messerschneide eine pastenförmige Werkstoffmasse mit einem Pinsel aufgestrichen , die aus einem Gemisch von einem Ni-Cr-B-Si-Legierungspulver mit 25 Gew.-% Chrom, 0.2 bis 2.0 Vol .- Flussmittel und 4 bis 6 Vol.-% eines wasserl slichen Methacrylats bestand. Nach dem Trocknen und Aushärten wurde diese Schicht mit der Flamme ei ngeschmolzen .

Die so hergestellte Beschichtung zeigte nach dem Einschmelzen eine saubere und glatte Oberfläche, die sich durch eine gute Korrosionsbeständigkeit auszeichnete.

BEISPIEL 2

Einer pastenförmi gen Werkstoffmasse aus einem Werkstoffgemisch, das ein Ni-Cr-B-Si-Legierungspul ver und ein Wolframkarbidpulver mit einem Mischungsverhältnis 50/50 umfasste, wurden zur Darstellung der pastenförmigen Werkstoffmasse 0.1 bis 1.5 Vol.-% Flussmittel und 5 bis 7 Vol.-% Methacylat beigegeben.

Das Herstellen der Beschichtung auf einem Verschl ei sstei 1 erfolgte wie beim Beispiel 1. Die fertige Schicht hatte eine hohe Verschlei ssbeständi gkeit.

c KSATZBLAT!

BEISPIEL 3

Es wurde eine Beschichtung wie bei Beispiel 1 hergestellt unter Verwendung einer pastenför igen Werkstoffmasse eines Gemisches aus einem Ni-B-SI-Legierungspulver und Chromboriden im Mischungsverhältnis 70/30. Diesem Gemisch wurden 2.5 bis 4.5 Vol.-% Flussmittel und 3 bis 10 Vol .-% eines wasserlöslichen Methacrylats beigesetzt.

Die damit hergestellte Beschichtung hatte eine gute Korrosions- und Verschlei ssbeständi gkeit.

BEISPIEL 4

Auf ein intensiver Hochtemperatur-Verschlei ssbel astung ausgesetztes Werkzeug sollte eine Beschichtung aufgebracht werden. Auf die beanspruchte Fläche wurde eine bandförmige Werkstoffmasse aus einem Gemisch von 20 Gew.-% eines Ni-Cr- B-SI-Legierungspulvers und 80 Gew.-% Chrom-Karbidpulver aufgebracht, die mit 2.2 bis 5.1 Vol-% benzinlöslichen Methacrylats und 1 bis 3 Vol.-% Flussmittel gemischt wurden. Die so entstandene dicke Paste wurde nun zu einem Band ausgewalzt, getrocknet und ausgehärtet. Das Band wurde nun auf die zu beschichtende Stelle des Werkzeuges aufgelegt und in einem Muffelofen ohne Schutzgas eingeschmolzen.

Die so hergestellte Beschichtung — einer Schichtdicke von 2 mm — zeigte eine gute Hochtemperatur- Verschlei ssbeständigkeit.

BEISPIEL 5

Auf die Oberfläche eines Bauteiles, das teilweise mit einer Beschichtung aus einem korrosionsfesten Werkstoff versehen werden sollte, wurde eine bandförmige Werkstoffmasse aufgebracht, die aus einer Mischung aus einem Ni-Cr-B-Si- Legierungspul ver mit einem Chromgehalt von 16 Gew.-%, 4 bis 5 Vol.-? Flussmittel und 4 bis 6 Vol.-% benzinlöslichem Methacrylat bestand. Zum Einschmelzen der auf das Bauteil aufgelegten bandförmigen Werkstoffmasse wurde eine Induktionslötanlage verwendet.

Die aufgebrachte Schicht entsprach den gestellten Ansprüchen in Hinsicht auf die Korrosionsbeständigkeit.

BEISPIEL 6

Das Beschichten erfolgte wie bei den Beispielen 4 und 5 mit dem Unterschied, dass die Mischung für die bandförmige Werkstoffmasse aus einem Gemisch von 50 Gew.-% eines Ni-Cr- B-Si-Legierungspul vers sowie mit 50 Gew.-% eines Hartstoffgemisches mit 25 Gew.-% Wo! framkarbi d und 75 Gew.- % Chromkarbid bestand, dem 4 bis 6 Vol .-% Flussmittel und 3 bis 5.5 Vol.-% benzinlösliches Methacrylat zugesetzt wurde.

Die so hergestellte Paste wurde nun ausgewalzt und ausgehärtet. Die Anwendung entsprach jener des Beispieles 4.

ER8ATZBLATT