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Title:
RELOADING WELDING PROCESS AND ALLOY FOR THE WEAR RESISTANT LAYER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1983/001588
Kind Code:
A1
Abstract:
Deposition of wear resistant layers of strongly allied ferrous filler metal on a base material of iron alloy containing carbon and manganese, said deposition being carried out according to the carbon or manganese content of the base material with or without buffer at low current intensities. The current intensity/filler wire diameter ratio is comprised between 70 and 80 for the wear layer and between 120 and 160 for the buffer. Alloys having a content of 3 to 4 % of Si, 1.5 to 2 % of Mn and C >= 5 % are excellent as filler metals; the alloy containing 5.5 % C, 12.5 % Cr, 2.0 % Mn, 4.0 % Si, 8.0 % Mo, 8.0 % Nb, 2.0 % W, 1.0 % V and 57.0 % Fe is preferred.

Inventors:
KESTING MARINUS C (NL)
Application Number:
PCT/CH1982/000114
Publication Date:
May 11, 1983
Filing Date:
October 28, 1982
Export Citation:
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Assignee:
ALUSUISSE (CH)
International Classes:
B23K9/04; B23K35/20; B23K35/30; (IPC1-7): B23K9/04; B23K35/30
Foreign References:
FR1597006A1970-06-22
FR2364732A11978-04-14
US2818083A1957-12-31
US3002081A1961-09-26
CH548253A1974-04-30
US2292741A1942-08-11
FR2317367A11977-02-04
GB900337A1962-07-04
FR1113591A1956-03-30
Other References:
Automatic Welding, Heft 29, Nr. 3, M{rz 1976, (Abington, GB) I.A. Kondrat'ev et al.: "High-manganese steel railway points reconditioned by hardfacing", Seite 59
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Auftragen von Verschleissschutzschichten aus hochlegierten eisenhaltigen Zusatzwerkstoffen auf Basismaterial aus kohlenstoff und manganhaltigen Ei senlegierungen, die insbesondere in der kohlenstoff er¬ arbeitendenIndustrie Anwendung finden, durch Auftrag schweissen in Umgebungsatmosphäre mit Hilfe von draht förmigem Zusatzwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromstärke je nach Durchmesser des Fülldrahts so gewählt wird, dass der Quotient S = Stromstärke/Durch¬ messer (Ampere/mm) im Bereich von 70 80, vorzugsweise bei 75, liegt und gegebenenfalls bei Verwendung einer Pufferlage der entsprechende Quotient P 120 bis 160, vorzugsweise das doppelte von S, beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Pufferlage und für die Verschleisslage ein Zu¬ satzwerkstoff der gleichen chemischen Zusammensetzung verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Basismaterial mit einem Kohlenstoffgehalt bis maximal 0,22% und einem Mangangehalt grösser/gleich 5mal den Kohlenstoffgehalt die Verschleissschutzschicht direkt auf das Basismaterial aufgetragen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,' dass bei einem Baisismaterial mit einem Kohlenstoffge¬ halt über 0,22% und einem Mangangehalt grösser/gleich 5mal den Kohlenstoffgehalt a) in Fällen, in denen es möglich ist, das Basis¬ material vorrangig zu erhitzen, dieses auf ca. 200 400°C, vorzugsweise auf 180 250°C, vor gewärmt und die Verschleissschutzschicht bei dieser dieser Temperatur direkt auf das Basismaterial aufge¬ tragen wird, b) in Fällen, in denen eine Vorwärmung des Basismate¬ rials nicht möglich ist, dieses mit einer Pufferläge versehen und bei noch erwärmter Pufferläge um 350°C die endgültige Verschleissschutzschicht aufgetragen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Basismaterial mit einem Kohlenstoffge¬ halt über 0,22% und einem Mangangehalt, von weniger als 5mal den Kohlenstoffgehalt, zunächst eine Pufferläge und nach Abkühlen derselben auf Raumtemperatur die Ver¬ schleissschutzschicht aufgetragen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftrag der Verschleissschutzschicht inter¬ mittierend erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Basismaterials mit reduzierenden heissen Gasen gereinigt wird und die Auftragsschweis sung erst nach Abkühlung erfolgt.
8. Hochlegierter eisenhaltiger Zusatzwerkstoff für Ver schleissschutzschichten auf Basismaterial aus Eisen¬ legierungen dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Siliziumgehalt von 3 4,5%, .insbesondere 3,5 4,5%, aufweist.
9. Hochlegierter eisenhaltiger Zusatzwerkstoff für Ver schleissschutzschichten auf Basismaterial aus Eisen¬ legierungen gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Mangangehalt von 1,5 2% aufweist. OMP .
10. Hochlegierter eisenhaltiger Zusatzwerkstoff für Ver schleissschutzschichten auf Basismaterial aus Eisen¬ legierungen gemäss Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass dieser einen Kohlenstoffgehalt von min¬ destens 5% aufweist.
11. Hochlegierter eisenhaltiger Zusatzwerkstoff für Ver schleissschutzschichten auf Basismaterial aus Eisen¬ legierungen gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieser die Zusammensetzung 5,0 6,5% C, 12,0 13,0% Cr, 1,5 — 2,0% Mn, 3,5 4,5% Si, 7,0 8,0% Mo, 7,0 8,0% Nb, 1,5 2,0% W, 1,0 1,5% V, " • 61,0 55,0% Fe aufweist.
12. Hochlegierter eisenhaltiger Zusatzwerkstoff, für Ver schleissschutzschichten auf Basismaterial aus Eisen¬ legierungen gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieser die Zusammensetzung3 DS C, 12,5% Cr, 2,0% Mn, 4,0% Si, 8,0% Mo, 8,0% Nb, 2,0% W, 1,0% V, 57,0% Fe aufweist.
Description:
Auftragsschweissverfahren und Verschleissschutzlegierung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Au tragen von Zu- satz erkstoffen auf stark beanspruchte Oberflächen von Ma¬ schinen- und Apparateteilen aus kohlenstoff- und anganhal- tigen Eisenlegierungen, besonders solchen, die in der kohlen¬ stoffverarbeitenden Industrie, insbesondere bei der Herstel¬ lung von Elektroden für die Schmelzflusselektrolyse von Alu¬ minium nach Hall-Heroult, zum Einsatz kommen, um diese gegen Verschleiss zu schützen, und eine Verschleissschutzlegierung.

Für die Bereitstellung des Masseversatzes zur Herstellung von Elektroden, insbesondere von Anoden für die -Schmelz- flusselektrolyse zur Gewinnung von Aluminium nach dem Hall- Heroult-Verfahren, werden grosse Mengen von kohlenstoffhal¬ tigem Material wie beispielsweise Kokse verschiedener Art', Anodenreste, Teer- und Pechbinder transportiert, gebrochen, gemahlen, klassiert und gemischt. Die zum Einsatz gelangenden Geräte wie Brecher, Mühlen, Mischer, Transportanlagen usw. unterliegen einem intensiven Verschleiss. Man begegnet die¬ sem durch z.T. sehr unterschiedliche Massnahmen.

Bei Maschinen- und Apparateteilen aus Eisenwerkstoffen ist neben Flammspritzen und Auskleiden mit keramischen Materi¬ alien das Aufbringen von verschleissfesten Stoffen mittels elektrischem Flammbogenschweissen bekannt.

Eine der bekanntesten Gegenmassnahmen zur Verhinderung von vorzeitigem Bruch bei mechanisch hoch beanspruchten Teilen ist der Einsatz von Verbundlösungen, insbesondere das Auf- tragsschweissen von Hartstoffen auf zähes Basismaterial.

In jedem Fall ist es nötig, die Zusammensetzung der Schutz¬ lage dem Anwendungsfall anzupassen, wobei sowohl die Art der physikalischen Einwirkung wie Abrasion und/oder Zerrüttung als auch Adhäsion und chemische Eigenschaften - insbesondere in bezug auf tribochemische Reaktionen - des den Verschleiss verursachenden Materials und besonders die Betriebstemperatur von Bedeutung sind.

Ein detailierter Stand der Technik zur Verschleissschutz- technologie wird in Aufbereitungs-Technik Nr. 10, 1979, wie- dergegeben, insbesondere wird das Verfahren der Auftrags- schweissung auf den Seiten 562 - 565 behandelt.

Beim Auftragsschweissen ist ein Schutzverfahren bekannt, bei dem auf das Eisen enthaltende Basismaterial zuerst eine so¬ genannte Pufferlage aufgebracht wird, wofür z. B. Röhrchen- drahtelektroden mit einem Durchmesser um 3 mm verwendet wer¬ den und mit einem Schweissström von 300 - 350 Ampere gear¬ beitet wird. Auf die Pufferläge wird die eigentliche Ver- schleisslage aufgebracht.

In der Kohlenstoff verarbeitenden Industrie, insbesondere _. der zur Herstellung von Elektroden für die Aluminiumerzeu¬ gung, werden bei den zum Einsatz kommenden Geräten zur Ver¬ arbeitung von Kohlenstoff in Form von Petrolkoks, Pechkoks und Anthrazit sowie bei der Zerkleinerung von Kunstkohle¬ körpern, hergestellt aus den genannten Rohstoffen unter Ver- wendung von pech- und teerhaltigen Bindemitteln, für die Ver- schleissbekä pfung nach dem oben genannten Stand der Technik zur Auftragsschweissung beispielsweise bei Basismaterial aus Kohlenstoff und Mangan enthaltenden Eisenlegierungen Füll¬ drähte der folgenden Zusammensetzung verwendet:

Q~. ~l

C ca 5,5%,

Cr -= ca 20,0 - 23,0%,

Mn = ca 0,5%,

Si ~~ ca 0,5%,

Mo = ca 6,0 - 8,0%,

Nb = ca. 6,0 - 8,0%,

W = ca. 2,0%,

V = ca, 1,0%,

Fe -= Rest. (Hier und in allen folgenden Prozentangaben sind Gewichts¬ prozente gemeint) .

Mit diesem im Handel erhältlichen 2usatzwerkstoff (z.B. Fa. Kestra Schweisstechnik GmbH & Co. KG, 404 Neuss, BRD) wird eine Härte von 59 - 64 HRC bei Umgebungstemperaturen oder eine Härte von 40 - 44 HRC bei Arbeitstemperaturen von 600°C erreicht. Es kann mit diesem oder einem ähnlichen Werkstoff bei Einsatz geeigneter Schweissgeräte eine Verschleisslage mit guter Verbindung zwischen Basis aterial und Schutzlage hergestellt werden.

Die verschleissmindernde Wirkung der aufgetragenen Schichten befriedigt in der Praxis jedoch nicht. Beim Dauerbetrieb der. Anlagen, wie es in der genannten Industrie üblich ist, trägt sich die aufgebrachte Verschleissschicht schnell ab. Es ist daher erforderlich, schon nach wenigen Wochen den Ver- schleissschutz zu erneuern, was zu erheblichen Unterhalts¬ kosten und, bedingt durch den unerwünschten Anlagenstill¬ stand, zu hohen Betriebskosten führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, den Verschleiss¬ I schutz bei Maschinen- und Apparateteilen aus kohlenstoff- und manganhaltigen Eisenlegierungen, insbesondere von Ge¬ räten, die in der Kohlenstoff verarbeitenden Industrie, vor-

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nehmlich der zur Herstellung von Elektroden für die Alumi¬ niumproduktion, gebraucht werden, zu verbessern, d.h. die Standzeit der Aggregate zu erhöhen.

Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, nach praxisnahen Lösungen zu suchen, die nicht nur von Spezialisten, sondern im Betrieb kurzzeitig und erfolgreich von den allgemeinen Wartungsequipen ausgeführt werden können. Die wirtschaftli¬ chen Aufwendungen sollen jedoch von mit dem analogen Stand der Technik vergleichbarer Grössenordnung sein, da ohne diese Nebenbedingung höhere Technologien zur Lösung der gestellten Aufgabe in Frage kommen, die im praktischen Betrieb nicht eingesetzt werden, weil sie erhebliche Kosten durch den notwendigen Maschinenstillstand verursachen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe kann sowohl von der Ver- fahrensseite als auch- von der Materialseite her erfolgen.

Unter Verwendung eines Zusatzwerkstoffes, der nach dem Stand der Technik als anerkannt guter Verschleissschütz für den entsprechenden Zweck gilt, z.B. die oben angeführte Legie¬ rung, wird die Aufgabe einerseits dadurch gelöst, dass die Auftragsschweissung mit Hilfe von Fülldraht mit Gleichstrom in Umgebungsatmosphäre, d.h. ohne Schutzgas, erfolgt und die Stromstärke je nach Durchmesser des zugesetzten Werkstoffs so gewählt wird, dass der Quotient S = Stromstärke/Durch¬ messer (Ampere/mm) im Bereich von 70 - 80, vorzugsweise bei 75, liegt.

Gegebenenfalls bei Verwendung einer Pufferlage soll der ent¬ sprechende Quotient P, d.h. P = Stromstärke zum Aufbringen der Pufferläge/verwendeter Drahtdurchmesser (Ampere/mm) , zwischen 120 und 160 liegen, vorzugsweise das doppelte von S betragen.

Vorteilhaft ist es, sowohl für die Pufferlage als auch für die Verschleissschutzschicht einen Zusatzwerkstoff derselben Zusammensetzung zu verwenden. Ein weiterer Vorteil wird er- ziehlt, wenn das erfinderische Verfahren je nach Kohlenstoff- und Mangangehalt des Basismaterials in folgender Weise durch geführt wird:

1. Kohlenstoffhaltiges Basismaterial mit einem Kohlenstoff- gehalt bis maximal 0,22% und einem Mangangehalt grösser/ gleich 5mal den Kohlenstoffgehalt wird ohne Pufferlage mit der Verschleissschutzschicht versehen,

2. Basismaterial mit einem Kohlenstoffgehalt über 0,22% und einem Mangangehalt grösser/gleich 5mal den Kohlen¬ stoffgehalt wird a) in Fällen, in denen eine Erhitzung möglich ist, vor- rangig auf ca. 200 - 400°C, vorzugsweise 180 - 250°C,

vorgewärmt und die Verschleisslage bei dieser Tem¬ peratur ohne Pufferlage aufgeschweisst, b) in Fällen, in denen eine Vorwärmung nicht möglich ist, mit einer Pufferlage versehen und bei noch erwärmter Pufferläge um 350°C die endgültige Ver- schleissschicht aufgetragen. 3. Basismaterial mit einem Kohlenstoffgehalt grösser/gleich 0,22% und einem Mangangehalt von weniger als 5mal den Kohlenstoffgehalt wird mit einer Pufferlage versehen, auf Raumtemperatur abgekühlt und die Verschleisslage aufgeschweisst.

In den Fällen 1 und 3 muss das Aufbringen der Schutzlage bei möglichst niedriger Temperatur erfolgen, d.h. möglichst bei Temperaturen unter 180°C. Dies kann z.B. durch folgende Massnahmen, einzeln oder kombiniert geschehen:

Wärmeabfuhr durch Einspannen des Werkstückes zwischen gut wärmeleitenden Metallblöcken,

C?.; ""

- intermittierendes Aufbringen der verschleissfesten Lage, wobei der Schweissstelle immer wieder Gelegenheit zum Abkühlen gegeben wird (durch Bearbeitung mehrerer Werk¬ stücke im Kreislauf wird dadurch kaum Zeit verloren) , - pulsierendes Schweissen mit einer Pulsfrequenz von ca. 2,5 Impulsen/Sek.

Die Wirkung des erfinderischen Verfahrens wird wesentlich durch geeignete Abstimmung der Ausbildung des Schweissmate- rials und des Schweissstroms erhöht. Besonders günstig zum Erzielen der oben erwähnten begünstigten niederen Temperatu¬ ren sind möglichst geringe Durchmesser. Durchmesser von le¬ diglich 1,6 mm - dies dürfte der geringste Durchmesser sein, der für die Herstellung hochlegierter Schwelssdrähte heute möglich ist - sind geeignet und erfordern die niedrigsten Stromstärken. Durchmesser von 2,4 mm haben sich s.owohl von der Handhabung als auch von dem erreichten Resultat beson¬ ders gut bewährt. In jedem Fall ist der Schweissstrom zum - Auftragen von Verschleissschutzschicht beim erfinderischen Verfahren niedriger als er nach dem Stand der Technik ange- führt wird. Er liegt deutlich unter dem Schweissstrom, der vom Hersteller des Zusatzwerkstoffs in den VerwendungsVor¬ schriften angegeben wird.

Als Stromquelle muss ein Gleichrichter mit einer flachen Spannungscharakteristik verwendet werden, um den niedrigen Schweissstrom aufrecht erhalten zu können.

Das für das Aufbringen des VerschleissSchutzes vorgesehene Werkstück muss von Verunreinigungen befreit werden. Insbe¬ sondere ist auf eine intensive Reinigung von anhaftendem Kohlenstoffprodukten zu achten, da diese bei nicht sorg- fältiger Entfernung den Kohlenstoffgehalt auf der Oberfläche des Basismaterials erhöhen und damit andere Schweissbedin- gungen schaffen. Zur Reinigung eignen sich erfindungsgemäss heisse reduzierende Gase, z.B. Flammen mit geringem Ueber- schuss von Propan, wobei sich das Werkstück auf Temperaturen

bis ca. 300°C aufwärmen kann. Die Reinigung ist bis zum Be¬ enden der Gasbildung der Zersetzungsprodukte fortzusetzen. Gegebenenfalls erfolgt nachträglich die bisher übliche me¬ chanische Nachbehandlung, z.B. Sandstrahlen, zur Entfernung der anhaftenden Zersetzungsrückstände.

Bei Versuchen zur Lösung der gestellten Aufgabe von der Materialseite her hat sich herausgestellt, dass in Ver- schleissschutzlegierungen ein Gehalt an Silizium in der Grössenordnung von 3 - 4,5%, insbesondere 4 - 4,5%, die Standzeit der AuftragsschweissSchicht in überraschenderweise erhöht. Weiterhin zeigte sich, dass eine Steigerung der Standzeit zu erreichen ist, wenn zusätzlich der Mangangehalt im Bereich von 1,5 - 2% liegt. Die Wirkung des angeführten

Silizium- oder Silizium- und Mangangehalts ist besonders « vorteilhaft, wenn gleichzeitig Kohlenstoff in der Grössen¬ ordnung von grösser/gleich 5,5% zugegen ist.

Eine weitere Erhöhung der Standzeit konnte dadurch erreicht werden, dass man das erfinderische Verfahren mit Zusatzwerk¬ stoffen durchführte, die die genannten Elemente, einzeln oder erfolgreicher in Kombination, in den angeführten Men¬ gen enthalten.

Erfindungsgemäss bietet eine Schweisslegierung im Bereich der folgenden Zusammensetzung C = 5,5 - 6,5%,

Cr = 12,0 - 13,0%,

Mn = 1,5 - 2,0%,

Si = 3,5 - 4,5%,

Mo = 7,0 - 8,0%,

Nb = 7,0 - 8,0%,

W = 1,5 - 2,0%,

V = 1,0 - 1,5%,

Fe = 61,0 - 54,5 S

einen hervorragenden Verschieissschutz, wobei insbesondere die LegierungsZusammensetzung C = 5,5%,

Cr = 12,5%,

Mn = 2,0%, Si = 4,0%,

Mo = 8,0%,

Nb = 8,0%,

W = 2,0%,

V = . 1,0%, " Fe = 57,0%

bevorzugte verschleissmindernde Eigenschaften aufweist.

Die angeführten Grenzen sind durch Herstellungsschwankungen bedingt. Der Einsatz einer derartigen Legierung empfiehlt sich besonders bei Gebrauchstemperaturen bis 800°C und dort, wo die reduzierte selbstpolierende Eigenschaft, die für diese Legierung typisch ist, in Kauf genommen werden kann.

Das erfinderische Verfahren unter Verwendung der erfindungs- ge ässen Schweisslegierung als Zusatzwerkstoff ergibt einen optimalen Verschleissschutz für Maschinen- und Appärate- teile aus kohlenstoff- und manganhaltigen Eisenwerkstoffen, insbesondere solche, die in der kohlenstoffverarbeitenden Industrie Anwendung finden.

Die erfindungsgemäss aufgetragenen Verschleissschichten, ins¬ besondere unter Verwendung der erfindungsge ässen Legierun- gen, sind weniger hart als bei Anwendung der üblichen Ver- arbeitungsvorschriften. So werden bei Verwendung der zuletzt genannten erfindungsgemässen LegierungsZusammensetzung unter Anwendung der bekannten Auftragstechnik bei Umgebungstempe¬ ratur Härten in der Grössenordnung von 60 HRC und mehr er- reicht, gemäss dem erfinderischen Verfahren jedoch nur ca. 50 HRC. Weiterhin ist eine Folge der erfindungsgemässen Auf-

tragstechnik bei Verwendung der erfindungsgemässen Legierung dass die Schweisslage weniger schön aussieht, d.h. ungleich- massig ausgebildet ist und den Eindruck erweckt, die" Schweisslage sei kaum mit dem Basismaterial verbunden. Die Praxis zeigt jedoch, dass die Verbindung genügt und ein Ab¬ fallen oder Abspringen einerseits nicht auftritt und ande¬ rerseits die verschleisshemmenden Eigenschaften der Schutz¬ lage nicht durch Aufmischen von Basismaterial nachteilig be- einflusst werden.

Sowohl das erfinderische Verfahren als auch die erfindungs- ge ässe Legierung sind derartig vorteilhaft, dass es nicht unbedingt nötig ist, die dem Verschleiss unterworfenen Ma¬ schinenteile aus einem hochlegierten Basiswerkstoff zu fer¬ tigen. Es genügt, die ' Maschinenteile aus billigem Eisenwerk- stoff herzustellen und nach dem erfindungsgemässen Verfahren mit einer Verschleissschutzschicht, bestehend aus einem be¬ kannten, oder vorteilhafter aus dem erfindungsgemässen Zu- satzwerkstoff - zu versehen.

Anhand vergleichender Beispiele soll folgend die Erfindung erläutert werden.

Vergleichsbeispiel 1

Bei der Zerkleinerung von Petrolkoks und Anodenresten in ei¬ ner Hammermühle tritt hauptsächlich schlagender und schieben¬ der Verschleiss auf.

Bei einem Durchsatz von 5 t Koks pro Stunde waren die Ori¬ ginalhämmer - bestehend aus C35-Stahl mit 0,35% Kohlenstoff und 0,35% Mangan, oberflächlich 1 mm tief gehärtet - mit ei¬ nem Loch von 50 mm Durchmesser und von je 200 mm Länge, 100 mm Breite, 30 mm Dicke und einem Gewicht von 4,3 kg nach 240 Stunden derart stark verschlissen, dass ein weiterer Ein-

satz nicht möglich war. Das Gewicht des Hammers reduzierte sich auf 2,4 kg (Mittelwert) .

a) Ein gleicher Hammer, jedoch nicht gehärtet und an den beiden Längsseiten sowie an der Stirnseite je 5 mm ab- geschliffen, sodass dieser die Masse 195 mm Länge, 90 mm Breite und 30 mm Dicke aufweist, wurde auf der Stirn¬ fläche und zur Hälfte auf den beiden Längsflächen mit einer Verschleissschutzschicht, bestehend aus einem Zu¬ satzwerkstoff F - EH Cr 65, dessen Zusammensetzung etwa der auf Seite 3 genannten Legierung entspricht, der

Firma Kestra versehen, wodurch das ursprüngliche Mass des Hammers an diesen Stellen wieder hergestellt wurde. Der Auftrag erfolgte mit einem Draht des Durchmessers von 2,4 mm. ach Anweisung der Herstellerfirma des Zu- satzwerkstoffs mit 250 Ampere, was einen Quotient S von 104 ergibt. Nach 2000 Betriebsstunden bei einem Durch¬ satz von 5 t Koks pro Stunde hatte sich das Gewicht des Hammers von ursprünglich 4,3 kg auf 3,1 kg reduziert, wobei nur ein geringer Anteil des Gewichtsverlusts auf die Ausdünnung des ungeschützten Hammerteils zurückzu¬ führen ist.

b) Ein gleicher Hammer wurde mit dem gleichen Verschleiss- schutz wie im vorgehenden Beispiel in erfindungsgemässer Weise aufgetragen. Pufferlage und Verschleissschutz- schicht bestanden aus demselben Drahtmaterial mit Durch¬ messer von 2,4 mm. Die Pufferlage wurde mit 360 Ampere und die Verschleisslage nach Abkühlen des Werkstücks mit 180 Ampere aufgetragen, was Quotienten von P = 150 und S = 75 ergibt. Nach 2000 Betriebsstunden bei gleichen Durchsatzbedingungen wie bei (a) reduzierte sich das an¬ fängliche Gewicht des Hammers von 4,3 kg auf 3,5 kg. Die Standzeit verbesserte sich wesentlich gegenüber Bei¬ spiel (a) .

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Vergleichsbeispiel 2

a) An einem Hammer mit den gleichen Massen und zum selben Zweck wie in Vergleichsbeispiel 1, jedoch aus Normal¬ stahl, enthaltend 0,12% Kohlenstoff und 0,7% Mangan, wurden die analogen Flächen mit einer 5 mm dicken Ver- schleissschicht des Zusatzwerkstoffes F - EH Cr 65 der Firma Kestra versehen, wobei nach Anweisung des Her¬ stellers mit einem Draht von 2,4 mm bei 300 Ampere ge¬ arbeitet wurde, was einem Quotient S von 125 entspricht. Nach 2000 Betriebsstunden unter gleichen Durchsatzbe¬ dingungen wie im Vergleichsbeispiel 1 reduzierte sich das Gewicht des Hammers von anfänglich 4,3 kg auf 3,3 kg

b) Bei einem gleichen Hammer unter Verwendung des gleichen Zusatzwerkstoffes wie in (a) wurde der Zusatzwerkstoff ebenfalls 5 mm dick nach dem erfindungsgemässen Ver¬ fahren bei nur 175 Ampere aufgetragen, was einem Quo¬ tienten S von 73 entspricht. Nach 2000 Betriebsstunden bei analogem Durchsatz wie in den vorgehenden Beispielen reduzierte sich das Gewicht des Hammers nur auf 3,7 kg. Somit hat sich die Standzeit gegenüber dem vorherigen Beispiel deutlich erhöht. c) Hammer und Vorgehensweise waren gleich wie in Beispiel (b) . Es wurde jedoch der erfindungsgemässe Zusatzwerk¬ stoff der Zusammensetzung C = 6,5%, Cr = 13%, Mn = 2%, Si = 4,5%, Mo = 8%, Nb = 8%, W = 2%, V = 1,5%,

Fe = 54,5% verwendet. Nach 2000 Betriebsstunden hatte der Hammer die ursprüngliche Form beigehalten; von Auge beobachtete man praktisch keinen Verschleiss. Der Ge¬ wichtsverlust, der praktisch nur auf Verschleiss des ungeschützten Hammerteils beruhte, betrug nur 100 g. Der Hammer konnte ohne Wartungsarbeit weiter einge¬ setzt werden.

Vergleichsbeispiel 3

Kokneter werden bei der Herstellung von Anoden für die Alu¬ miniumindustrie zum innigen Vermischen von kohlehaltigen Massen bei Temperaturen von 250 - 280°C verwendet. Die sich auf einer Welle befindlichen Kneterflügel bestehen im Ori- ginalzustand aus Stahl mit 0,46% Kohlenstoff und 0,7% Man¬ gan. Das gleiche Material wird für die Kneterzähne, die sich auf rohrförmig angeordneten Panzerplatten befinden, verwen¬ det. Die Originalpanzerplatten sind aus Stahl 1-20 Mn 12 mit 1,2% Kohlenstoff und 12% Mangan.

Im Originalzustand sind unter normalen Betriebsbedingungen die Flügel und Zähne nach 1500 Drehstunden total verschlissen; das gesamte Material ist abgetragen, so dass der Kneter nicht mehr arbeitsfähig ist. Die Panzerplatten halten etwas länger. Nach 1800 Drehstunden sind sie durchgeschlissen und voll¬ kommen unbrauchbar. Die Reparatur erfordert eine zweitägige Stillstandzeit, weil sowohl Platten als auch Flügel und Zähne vollständig ersetzt werden müssen, was den Ausbau der Welle notwendig macht. '

a) Eine gemäss Anwendungsvorschrift bei 300 Ampere auf

Panzerplatten aufgebrachte Verschleissschutzschicht aus drahtförmigem Zusatzwerkstoff Typ F - EH Cr 65 des Durchmessers 2,4 mm der Firma Kestra,"was einen Quo¬ tienten S von 125 ergibt, war nach 9000 Betriebsstunden lokal total verschwunden. Teilweise wiesen die Platten Löcher auf. Derartige Platten mussten erneuert werden, die anderen konnten am Ort durch eine erneute Auftrags- schweissung wieder geschützt werden. Eine analoge Verschleissschicht wurde in gleicher Weise auf einen Flügel aufgetragen. Nach 9000 Betriebsstunden war'der Flügel eintgekürzt und machte eine erneute Auf- tragsschweissung notwendig.

-13- b) Sowohl Platten als auch Flügel und Zähne wurden mit ei¬ ner 5 mm starken Schicht des Zusatzwerkstoffs F - EH Cr 65 der Firma Kestra nach dem erfindunggesmässen Ver¬ fahren versehen. Zur Anwendung kam Fülldraht des Durch- essers 1,6 mm und Gleichstrom, geliefert von einem

Gleichrichter mit flacher Spannungscharakteristik. In allen Fällen wurde zunächst eine Pufferlage von etwa 3 mm bei 250 Ampere, aufgetragen, was einen Quotienten P von 156 ergibt. Bei den Platten wurde anschliessend die Verschleissschutzschicht aus demselben Zusatzwerk¬ stoff bei noch erwärmter Pufferschicht - 337oc, ge¬ messen mit einem Kontaktthermometer zu Beginn des Ver- schleissschutzsauftrags - , bei den Flügeln und Zähnen erst nach Abkühlen der Werkstücke auf Raumtemperatur aufgebracht, wobei immer mit 125 Ampere gearbeitet wurde was einen Quotienten S von 78 = 0,5«P ergibt. Durch alternierende Bearbeitung der Flügel und Zähne im Kreis¬ lauf konnte eine starke Erwärmung der Werkstücke verhin¬ dert werden. Nach 9000 Betriebsstunden überdeckte die Verschleissschicht noch vollkommen alle Teile. Erst nach 12'000 Betriebsstunden liess sich auf den Platten lokaler Abtrag der Verschleissschicht feststellen. Die Flügel zeigten bei 12'000 Betriebsstunden etwa den gleichen Zustand wie die des Beispiels (a) nach 9000. Betriebsstunden. Die Zähne waren nach 12*000 Betriebs- stunden ebenfalls eingekürzt. Jedoch konnten sowohl Flügel wie Zähne in diesem Zustand erneut mit einer Verschleissschicht versehen werden, wozu die Teile vor¬ gängig erfindungsgemäss mit einer Propan im Ueberschuss enthaltenden Flamme gereinigt wurden. Ein Ausbau der Welle war nicht notwendig.

Platten als auch Flügel und Zähne wurden in analoger

Weise behandelt wie im vorgehenden Beispiel (b) , jedoch mit dem Unterschied, dass der erfindungsgemässe Zusatz- Werkstoff mit der Zusammensetzung C = 5,5%, Cr = 12,5% c

Mn ~~~ 2,0%, Si = 4,0%, Mo = 8,0%, Nb = 8,0%, W = 2,0%, V = 1,0%, Fe = 57,0% verwendet wurde. Bei Kontrollen nach 9000 und 12'000 Betriebsstunden war an allen Teilen praktisch kein Verschleiss festzustellen. Erst nach 16*000 Betriebsstunden wurde Verschleiss beobachtet. Je¬ doch war die Verschleissschicht an keiner Stelle durch¬ brochen, so dass ein weiterer Betrieb möglich gewesen wäre. Vorsorglich wurde aber ohne Pufferlage eine er¬ neute Verschleissschutzschicht aufgetragen.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren unter Verwendung des erfindungsgemässen Zusatzwerkstoffs konnte der Aufwand für die Revision gegenüber der von Beispiel (a) bezüglich Zeit um ca. 50%, bezüglich Personal sogar um 65% eingeschränkt werden.