DE4134144A1

DE4134144A1 - Carbide powder for spray coating - has coating containing active carbon@ to prevent oxidn. during spraying in normal atmosphere

Info

Publication number: DE4134144A1
Application number: DE4134144A
Authority: DE
Inventors: Lutz-Michael Dr Berger; Henry Dr Preiss; Agnes Dr Oswald
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1991-10-16
Filing date: 1991-10-16
Publication date: 1993-06-17
Anticipated expiration: 2011-10-17
Also published as: DE4134144C2

Abstract

Carbide powder for spray coating comprises a core of carbides or pore free mixed crystals of carbides and nitrides of IV and V sub-groups, esp. carbides of metals from group VI sub-group together with one or more metals from Fe, Ni and Co. This compsn. is coated with a layer containing at least 1 wt.% C in active form (given as proportion of the whole compsn.). USE/ADVANTAGE - For thermal spraying with plasma, flame or laser to produce wear resistant coatings. The carbon content prevents oxide formation on the powder during spraying in an oxygen atmosphere

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Pulvermetallurgie. Die Anwendung des karbidischen Spritzpulvers erfolgt beim thermischen Spritzen mit Plasma, Flamme oder Laser zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit hoch beanspruchter Bauteile.The invention relates to the field of powder metallurgy. The carbide wettable powder is used for thermal Spraying with plasma, flame or laser to increase the Wear resistance of highly stressed components.

Thermisches Spritzen, insbesondere Plasma- und Flammspritzen, hat vorrangig zum Ziel die Verschleißfestigkeit hoch beanspruchter Bauteile zu erhöhen. Zu diesem Zweck werden Werkstoffe unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung partiell oder ganzflächig auf einen Substratwerkstoff aufgetragen. Zu den häufig verwendeten Werkstoffen gehören die Karbide der IV., V. und VI. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, die sich durch hervorragende physikalisch-chemische Eigenschaften, wie Härte, Verschleiß- und Korrosionsfestigkeit, auszeichnen. Es ist allgemein üblich, diese Karbide zusammen mit Metallen der Gruppe Kobalt, Nickel und Eisen zu spritzen, wobei Metallkarbid und Bindemetall häufig nicht nur mechanisch gemischt und nebeneinander vorliegen, sondern in größeren sekundären Teilchen einen Verbund bilden.Thermal spraying, especially plasma and flame spraying, has primarily the goal is the wear resistance of highly stressed Increase components. For this purpose, materials are different partial or full chemical composition applied to a substrate material. Among the commonly used Materials include the carbides of IV., V. and VI. Subgroup of the periodic table of the elements, which are distinguished by excellent physico-chemical properties, such as hardness, wear and corrosion resistance. It is general usual, these carbides together with metals from the group cobalt, Inject nickel and iron, using metal carbide and binder metal often not only mechanically mixed and coexisting, but form a bond in larger secondary particles.

Während des Spritzprozesses kommt es, hervorgerufen durch die hohe Temperatur des Spritzprozesses und durch die Atmosphäre, in der der Spritzprozeß durchgeführt wird, aber auch - im Falle des Plasmaspritzens - durch das Plasmagas selbst, zu Veränderungen der chemischen und Phasenzusammensetzung der Karbide, was in der Regel eine Verminderung der Gebrauchseigenschaften der Spritzschicht zur Folge hat. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das thermische Spritzen von Karbiden in sauerstoffhaltiger Atmosphäre, zumeist Luft, erfolgt. Aus der Reaktion der Karbide mit Sauerstoff resultiert zunächst ein Kohlenstoffverlust, der, in Abhängigkeit von den chemischen Eigenschaften des Metalls, die Bildung niederer Karbide, den Einbau von Sauerstoff in das Metallkarbidgitter, und/oder die Bildung des Metalls zur Folge hat. In extremen Fällen können auch Metalloxide die Folge des unerwünschten Sauerstoffeinflusses sein.It occurs during the spraying process, caused by the high temperature of the spraying process and through the atmosphere, in the spraying process is carried out, but also - in the case of Plasma spraying - through the plasma gas itself, to changes the chemical and phase composition of the carbides, which in the Usually a reduction in the properties of the spray coating has the consequence. This is particularly the case if thermal spraying of carbides in an oxygen-containing atmosphere, mostly air. From the reaction of the carbides with Oxygen initially results in a loss of carbon, which, in Dependence on the chemical properties of the metal Formation of lower carbides, the incorporation of oxygen into the metal carbide lattice, and / or the formation of the metal. In extreme cases, metal oxides can also result from the undesirable Be influenced by oxygen.

Eine Möglichkeit die Oxidation der karbidischen Spritzpulver zu vermeiden, besteht darin, den Spritzprozeß in eine Kammer zu verlagern und so den Sauerstoffzutritt zu verhindern. Hierzu existieren verschiedene technische Lösungen, deren wichtigste Vertreter das Vakuum- und Inertgasplasmaspritzen sind. Der Nachteil dieser Lösungen besteht darin, daß die Kammern ein begrenztes Volumen haben und somit das Beschichten an großen Bauteilen mit diesen Methoden nicht möglich ist. Zudem verursachen diese Vorrichtungen hohe Kosten.One way to oxidize the carbide wettable powder avoid is to inject the spraying process into a chamber shift and thus prevent the entry of oxygen. For this there are various technical solutions, the most important of which Representatives are vacuum and inert gas plasma spraying. The disadvantage of these solutions is that the chambers are limited Have volume and thus the coating of large components is not possible with these methods. They also cause Devices high cost.

In der US-Patentschrift 34 19 415 (DE-Patentschrift 16 46 683) wird das Ziel verfolgt, die Schichtbildung durch Flammspritzen ohne Matrixmetall zu erreichen und dabei den Kohlenstoffverlust mittels freiem Kohlenstoff herabzusetzen. Dafür wird ein Überschuß von mindestens 5% Masseanteilen Kohlenstoff, bezogen auf die im Karbid vorliegende oder zu dessen Bildung stöchiometrisch erforderliche Kohlenstoffmenge, benötigt, wobei der Kohlenstoff auch als Hülle um das Karbid oder um das dieses Karbid bildende Metall vorliegen kann. Das Umhüllen erfolgt durch Dispergieren von feinverteiltem Kohlenstoff in einem Bindemittel, dem danach das zu umhüllende Karbid zugegeben wird. Nach Aushärten und Trocknen des Bindemittels unter Umwälzung wird ein fast freifließendes Pulver erhalten. In der europäischen Patentanmeldung EP 03 44 781 wird festgestellt, daß die in der US-Patentschrift 34 19 415 beschriebene Methode keine kommerzielle Bedeutung erlangt hat, da aus Gründen der optimalen Schichtausbildung und Haftfestigkeit in der Praxis des thermischen Spritzens Metallkarbide nur zusammen mit einem Bindemetall verwendet werden. Nachteilig ist außerdem, daß der freie Kohlenstoff zu 95% Masseanteilen aus wenig reaktiven Graphitpartikeln und nur zu 5% Masseanteilen aus filmbildenden Carbonisierungsprodukten besteht. Dies birgt die Gefahr in sich, daß nach dem Spritzprozeß freier Kohlenstoff in der Spritzschicht vorliegt, der sich negativ auf ihre mechanischen Eigenschaften auswirkt. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens ist die Handhabung großer Mengen organischer Lösungsmittel bei der Herstellung der Kohlenstoffschicht.In US Patent 34 19 415 (DE Patent 16 46 683) the goal is pursued, the layer formation by flame spraying without reaching matrix metal and thereby the loss of carbon using free carbon. For that there will be a surplus of at least 5% by mass of carbon, based on the one present in the carbide or stoichiometric for its formation required amount of carbon, needed, the carbon also as a sheath around the carbide or around the one forming this carbide Metal can be present. The coating is done by dispersing of finely divided carbon in a binder, the one after that the carbide to be coated is added. After curing and Drying the binder while circulating becomes an almost free-flowing one Get powder. In the European patent application EP 03 44 781 states that those described in the US patent 34 19 415 described method has no commercial importance has because of the reasons of the optimal layer formation and Adhesion strength in the practice of thermal spraying metal carbides can only be used together with a binding metal. Disadvantageous is also that the free carbon is 95% by mass made of less reactive graphite particles and only 5% by mass consists of film-forming carbonization products. This carries the risk that after the spraying process free carbon is present in the spray layer, which negatively affects their mechanical properties. Another disadvantage of The procedure is the handling of large amounts of organic solvents in the manufacture of the carbon layer.

Ein anderer Weg zur Vermeidung der Oxidation während des Spritzprozesses für Wolframkarbid-Kobalt-Verbundpulver wird in der europäischen Patentanmeldung EP 03 44 781 beschrieben, indem ein feines Wolframkarbidpulver, ein zweites grobes Wolframkarbidpulver, ein Kohlenstoffpulver und ein Kobaltpulver miteinander vermischt, verdichtet, gesintert, gemahlen und klassiert werden. Diese Verfahrensweise entspricht in wesentlichen Verfahrensschritten der allgemein bekannten Technologie der Produktion von Hartmetall [Schedler, W. Hartmetall für den Praktiker: Aufbau, Herstellung, Eigenschaften und industrielle Anwendung einer modernen Werkstoffgruppe (Herausgeber: Plansee TIZIT GmbH). - Düsseldorf, VDI-Verlag GmbH, 1988. - 558 S.] und soll laut Patentanmeldung auch zu einer hartmetallartigen Struktur führen. Die Interpretation der während des Sinterprozesses bei der Herstellung des Flammspritzpulvers angeführten Löse- und Ausscheideprozesse des Wolframkarbids in der Kobaltmatrix entspricht aber nicht den Erfahrungen der Hartmetallindustrie, wie in [Schedler, W. Hartmetall für den Praktiker: Aufbau, Herstellung, Eigenschaften und industrielle Anwendung einer modernen Werkstoffgruppe] angegeben, so daß entsprechend der angemeldeten Verfahrensweise ein Flammspritzpulver der angegebenen Struktur nicht hergestellt werden kann. Zudem ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 03 44 781 eine oxidationsmindernde Wirkung während des Spritzprozesses nicht zu erkennen. Da der freie Kohlenstoff, dessen Anteil im Ausführungsbeispiel zwischen 0,33 und 0,5% Masseanteile beträgt, gemäß dem Herstellungsverfahren im wesentlichen innerhalb der Spritzpulverteilchen lokalisiert ist, muß ein wirksamer Oxidationsschutz bezweifelt werden. Der in der Patentanmeldung EP 03 44 781 beschriebene Prozeß der Flammspritzpulversynthese ist außerdem energieaufwendig, da dort erfindungsgemäß gesintertes Hartmetall zerkleinert werden muß, langwierig und teuer.Another way to avoid oxidation during the spraying process for tungsten carbide-cobalt composite powder is used in the European patent application EP 03 44 781 described by a fine tungsten carbide powder, a second coarse tungsten carbide powder, a carbon powder and a cobalt powder mixed together, compacted, sintered, ground and classified. This procedure corresponds to essential process steps the well known technology of producing Hartmetall [Schedler, W. Hartmetall for practitioners: construction, Manufacturing, properties and industrial application of a modern Material group (publisher: Plansee TIZIT GmbH). - Düsseldorf, VDI-Verlag GmbH, 1988. - 558 p.] And according to the patent application also lead to a carbide-like structure. The Interpretation of the during the sintering process during manufacture of the flame spray powder mentioned dissolving and separating processes corresponds to the tungsten carbide in the cobalt matrix not the experience of the carbide industry, as in [Schedler, W. Carbide for the practitioner: structure, manufacture, properties and industrial application of a modern material group] specified so that according to the registered procedure a flame spray powder of the specified structure was not produced can be. It is also from the European patent application EP 03 44 781 an oxidation-reducing effect during the Spray process not recognizable. Because the free carbon, whose share in the exemplary embodiment is between 0.33 and 0.5% Mass fractions is essentially according to the manufacturing process is located inside the wettable powder particles effective oxidation protection can be doubted. The Indian Patent application EP 03 44 781 described process of flame spray powder synthesis is also energy consuming, since there according to the invention sintered hard metal has to be crushed, lengthy and expensive.

Die Patentschrift DD 2 24 057 sieht den Zusatz von freiem Kohlenstoff bis zu 3% Masseanteile in ein Spritzpulver auf der Basis von Titankarbid vor, mit dem Ziel die Oxidation beim Spritzprozeß in sauerstoffhaltiger Atmosphäre herabzusetzen. Ein örtlich zielgerichtetes Eintragen des freien Kohlenstoffs wird aber in der Patentschrift nicht beschrieben. Eigene Versuche haben gezeigt, daß das Vorhandensein von freien Kohlenstoff, insbesondere wie in den Ausführungsbeispielen der Patentschrift angeführt, in der Form von Graphit nicht ausreichend ist um eine Oxidation des Karbids während des Spritzprozesses zu verhindern.The patent specification DD 2 24 057 provides the addition of free carbon up to 3% by weight in a wettable powder base of titanium carbide, with the aim of oxidation during the spraying process in an oxygen-containing atmosphere. A local Targeted entry of the free carbon is in not described in the patent. Our own experiments have shown that the presence of free carbon, in particular as stated in the exemplary embodiments of the patent specification, in the shape of graphite is not sufficient to oxidize the Prevent carbides during the spraying process.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein technologisch einfach herzustellendes und preiswertes Spritzpulver auf der Basis von Karbiden vorzuschlagen, bei dem Oxidationserscheinungen während thermischen Spritzens in sauerstoffhaltiger Atmosphäre weitestgehend vermieden werden.The object of the present invention is a technologically simple Manufactured and inexpensive wettable powder on the basis of carbides to propose during the oxidation phenomena thermal spraying in an oxygen-containing atmosphere as far as possible be avoided.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein karbidisches Spritzpulver, wie es in den Ansprüchen 1 bis 6 beschrieben ist, gelöst. Als Ausgangsmaterial zur Herstellung des erfindungsgemäßen Spritzpulvers eignen sich alle durch verschiedene Granulierverfahren erhaltene Metallkarbid-Bindemetallverbunde. Darunter fallen auch Granalien von zu geringer Größe aus der Hartmetallindustrie, die innerhalb der Technologie der Hartmetallproduktion entstehen und die für eine weitere Verwendung im technologischen Prozeß ungeeignet sind.According to the invention, the object is achieved by a carbide wettable powder, as described in claims 1 to 6, solved. As a starting material for the production of the invention Spray powders are all suitable through various granulation processes metal carbide binder metal composites obtained. This includes also granules of too small size from the carbide industry, those within the technology of carbide production arise and for further use in technological Process are unsuitable.

Prinzipiell sind alle Karbide oder lückenlose Mischkristalle der Karbide und Nitride der Metalle der IV. und V. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente beziehungsweise die Karbide der Metalle der VI. Nebengruppe als Komponenten für ein Spritzpulver gemäß vorliegender Patentschrift geeignet, insbesondere aber aufgrund ihrer Eigenschaften und ökonomischer Gesichtspunkte die Karbide des Wolframs und des Titans, beziehungsweise Titankarbonitrid Ti(C, N), ein lückenloser Mischkristall aus Titankarbid und Titannitrid. Im Titankarbid und im Titankarbonitrid kann ein Teil des Titans im Kristallgitter durch andere Metalle, wie zum Beispiel Wolfram, ersetzt sein. In Fällen, in denen die Karbide des Verbundpulvers nicht die größtmögliche Stöchiometrie aufweisen, wie zum Beispiel W₂C, kann der Kohlenstoff in aktiver Form auf der Hülle auch mit ihnen reagieren und das Kohlenstoff/Metallverhältnis erhöhen. Das Gleiche gilt auch für die lückenlosen Mischkristalle der Karbide und Nitride der IV. und V. Nebengruppe, wie das Ti(C, N), wobei in diesem Fall der Stickstoff aus dem Kristallgitter verdrängt und durch Kohlenstoff ersetzt wird.In principle, all carbides or solid mixed crystals are the Carbides and nitrides of the metals of the IV. And V. subgroup of the Periodic table of the elements or the carbides of the Metals of the VI. Sub-group as components for a wettable powder suitable according to the present patent specification, but in particular due to their properties and economic aspects the Carbides of tungsten and titanium, or titanium carbonitride Ti (C, N), a complete mixed crystal made of titanium carbide and Titanium nitride. A part can be found in titanium carbide and titanium carbonitride of titanium in the crystal lattice by other metals, such as Tungsten, be replaced. In cases where the carbides of the Composite powder does not have the greatest possible stoichiometry, such as W₂C, the carbon can be in an active form the shell also react with them and the carbon / metal ratio increase. The same applies to the gapless mixed crystals the carbides and nitrides of subgroups IV and V., such as the Ti (C, N), in which case the nitrogen from the crystal lattice is displaced and replaced by carbon.

Dem umhüllten Spritzpulver können zusätzlich zur weiteren Verbesserung der Eigenschaften der durch thermisches Spritzen zu erhaltenden Schicht mechanisch weitere Metalle oder Legierungen, wie zum Beispiel Eisen-Basis Legierungen oder Nickel-Chrom-Bor-Silizium, beigemischt werden.The coated wettable powder can also be used for further improvement the properties of those to be obtained by thermal spraying Layer mechanically other metals or alloys, such as for example iron-based alloys or nickel-chromium-boron silicon, be added.

Die Granalien können bereits vor dem Umhüllen im Temperaturbereich von 1000 bis 1500°C in reduzierender oder inerter Atmosphäre gesintert werden um die für Hartmetalle typische Struktur zu erzeugen. Ebenso kann das Umhüllen der Granalien mit Kohlenstoff vor dem Sintern, nachdem aber das im Granuliervorgang benötigte organische Bindemittel, wie zum Beispiel häufig verwendet Paraffin, durch eine Temperaturbehandlung von 300 bis 600°C unter Inertgas entfernt wird, erfolgen, hierbei wird die noch vorhandene Porosität der Granalien ausgenutzt und eine bessere Haftung der Kohlenstoffschicht erreicht.The granules can already be in the temperature range before coating from 1000 to 1500 ° C in a reducing or inert atmosphere are sintered around the structure typical of hard metals to create. Coating the granules with carbon can also be done before sintering, but after that in the granulation process organic binders, such as commonly used Paraffin, through a temperature treatment from 300 to 600 ° C is removed under inert gas, this will still existing porosity of the granules exploited and better Adhesion of the carbon layer reached.

Das Umhüllen der Granalien erfolgt mit einer 2-20prozentigen wäßrigen Lösung der nach DE-Patentanmeldung P 41 18 342.8 hergestellten organischen "Pechsäuren" und anschließender Pyrolyse im Vakuum oder unter Inertgas bei einer Temperatur von 500-1000°C. Diese Kohlenstoffhülle schützt die Granalien während des atmosphärischen Spritzprozesses durch seine Lokalisation: der Kohlenstoff reagiert mit dem in den Plasmastrahl eintretenden Sauerstoff und schützt somit die Karbide des Verbundpulvers vor Kohlenstoffverlust. Dies geschieht besonders wirkungsvoll dadurch, daß der Kohlenstoff in einer sich wesentlich vom reaktionsträgen Graphit unterscheidenden Modifikation vorliegt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des beschriebenen Umhüllungsprozesses ist es, daß durch Variieren der Konzentration der Pechsäuren in der wäßrigen Lösung die Dicke der Kohlenstoffhülle reguliert werden kann.The granules are wrapped with a 2-20 percent aqueous solution of the prepared according to DE patent application P 41 18 342.8 organic "pitch acids" and subsequent pyrolysis in Vacuum or under inert gas at a temperature of 500-1000 ° C. This carbon shell protects the granules during the atmospheric Spraying process due to its location: the carbon reacts with the oxygen entering the plasma jet and thus protects the carbides of the composite powder against carbon loss. This is done particularly effectively by that the carbon is essentially different from inert Graphite distinguishing modification is present. Another A major advantage of the coating process described is it that by varying the concentration of the Pech acids in the aqueous solution to regulate the thickness of the carbon shell can.

Mittels Röntgenphasenanalyse konnten in den gespritzten Schichten höhere Anteile der entscheidenden Härteträger wie WC und TiC für die Fälle nachgewiesen werden, in denen die Spritzpulver mit Kohlenstoff in aktiver Form umhüllt wurden. Durch Verschleißtests wurde gefunden, daß diese höheren Anteile von Härteträgern auch zu besseren Schichteigenschaften führen.Using X-ray phase analysis, the sprayed layers were able to higher percentages of decisive hardness carriers such as WC and TiC for the cases in which the wettable powder is detected Carbon was encased in active form. Through wear tests it was found that these higher proportions of hardness carriers as well lead to better layer properties.

Durch die einfache Technologie ist es möglich das Pulver sehr preisgünstig herzustellen.Thanks to the simple technology, the powder is very possible inexpensive to manufacture.

Alle erfindungsgemäßen Pulver sind für das thermische Spritzen mit Plasma, Flamme oder Laser geeignet.All powders according to the invention are for thermal spraying suitable with plasma, flame or laser.

Das erfindungsgemäße karbidische Spritzpulver ist in nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher beschrieben.The carbide wettable powder according to the invention is as follows Embodiments described in more detail.

1st embodiment

Die Fraktion -90 µm +63 µm eines Sprühtrocknungsgranulats der Hartmetallproduktion mit der Zusammensetzung Wolframmonokarbid und 6% Masseanteile Kobalt wurde in einem Kohlerohrkurzschlußofen (Tammanofen) unter strömendem Wasserstoff bei 1400°C 30 min gesintert. Leicht zusammengesinterte Granalien wurden durch kurzzeitiges Mahlen in einer Scheibenschwingmühle voneinander getrennt. Eine metallographische Untersuchung der Granalien zeigte die für Hartmetalle der Zusammensetzung WC-Co typische Struktur.The fraction -90 µm +63 µm of a spray drying granulate Tungsten carbide production with the composition tungsten monocarbide and 6% by weight cobalt was in a coal tube short furnace (Tammanofen) under flowing hydrogen at 1400 ° C Sintered for 30 min. Granules were slightly sintered together by briefly grinding each other in a vibrating disc mill Cut. A metallographic examination of the granules showed the typical for hard metals of the composition WC-Co Structure.

Zur Umhüllung der Granalien mit Pechsäure wurden diese in einer 10%igen wäßrigen Pechsäurelösung bei 80°C umgewälzt. Die Menge der Pechsäurelösung war so bemessen, daß nach Trocknung und Pyrolyse ein Anteil von freiem Kohlenstoff in aktiver Form von 0,3% von der Gesamtmasse vorlag. Durch Trocknung und anschließendes schonendes Zerkleinern konnte ein frei fließendes Pulver erhalten werden, welches bei 550°C unter strömenden Stickstoff einem Pyrolyseprozeß unterworfen wurde. Metallographische Untersuchungen wiesen eine weitgehend zusammenhängende Kohlenstoffhülle um die Granalien aus.To cover the granules with pitchic acid, these were in a 10% aqueous pechic acid solution circulated at 80 ° C. The amount The pechic acid solution was so dimensioned that after drying and pyrolysis active carbon content of 0.3% of the total mass. By drying and then gentle crushing could get a free flowing powder be, which one at 550 ° C under flowing nitrogen Pyrolysis process has been subjected. Metallographic examinations identified a largely coherent carbon shell the granules.

Die umhüllten Granalien wurden vor dem Spritzen mit 26% Masseanteilen einer Eisen-Basislegierung mechanisch gemischt. Das Spritzen mit und ohne Matrixwerkstoff erfolgte atmosphärisch mit der Plasmaspritzanlage PLANCER PN 120 unter Anwendung eines Argon- Wasserstoff-Plasmas. Durch Röntgenphasenanalyse wurde in den erhaltenen Spritzschichten ein höherer Anteil von Wolframmonokarbid gefunden als in Schichten, die unter gleichen Spritzbedingungen durch nicht mit Kohlenstoff in aktiver Form umhüllte Granalien mit ansonsten gleicher Zusammensetzung erhalten wurden. Die gespritzten Schichten zeigten im Modellverschleiß einen mit konventionellen Wolframkarbid-Kobalt-Spritzpulvern, deren Kobaltgehalt zwischen 10 und 20% Masseanteilen lag, vergleichbaren Verschleißwiderstand und einen höheren Verschleißwiderstand gegenüber Schichten, die unter gleichen Spritzbedingungen durch nicht mit Kohlenstoff in aktiver Form umhüllte Granalien gleicher Zusammensetzung erhalten wurden.The coated granules were 26% by mass before spraying an iron-based alloy mechanically mixed. The splash with and without matrix material was carried out atmospherically with the Plasma spraying system PLANCER PN 120 using an argon Hydrogen plasma. X-ray phase analysis was used in the spray layers obtained a higher proportion of tungsten monocarbide found as in layers under the same spray conditions due to granules not coated with carbon in active form were otherwise obtained with the same composition. The Sprayed layers showed one with conventional wear in the model Tungsten carbide cobalt wettable powders, their cobalt content between 10 and 20% by mass, comparable wear resistance and a higher resistance to wear Layers that do not pass under the same spray conditions Granules of the same composition coated with carbon in active form were obtained.

2nd embodiment

Das für den Granuliervorgang benötigte organische Bindemittel der Fraktion -90 µm +63 µm eines Sprühtrocknungsgranulats der Hartmetallproduktion mit der Zusammensetzung Wolframmonokarbid und 6% Masseanteile Kobalt wurde durch eine Temperaturbehandlung von 450°C unter Inertgas entfernt. Anschließend wurden die Granalien in einer 10%igen wäßrigen Pechsäurelösung bei 80°C umgewälzt. Durch Trocknung und anschließendes schonendes Zerkleinern konnte ein frei fließendes Pulver erhalten werden. Die Menge der Pechsäurelösung beim Umhüllen war so bemessen, daß nach Trocknung, Pyrolyse und Sinterung, die in einem Prozeßschritt im Kohlerohrkurzschlußofen (Tammannofen) unter strömenden Wasserstoff bei 1400°C 30 min vorgenommen wurden, ein Anteil von freiem Kohlenstoff in aktiver Form von 0,3% von der Gesamtmasse vorlag. Metallographische Untersuchungen zeigten die für Hartmetalle der Zusammensetzung WC-Co typische Struktur und eine weitgehend zusammenhängende Kohlenstoffhülle um die Granalien.The organic binder required for the granulation process Fraction -90 µm +63 µm of a spray drying granulate from hard metal production with the composition tungsten monocarbide and 6% Mass proportions of cobalt were subjected to a heat treatment of 450 ° C removed under inert gas. Then the granules circulated in a 10% aqueous pechic acid solution at 80 ° C. Through drying and subsequent gentle crushing a free flowing powder can be obtained. The amount of the Pech acid solution when wrapping was such that after drying, Pyrolysis and sintering in one process step in the coal tube short-circuit furnace (Tammannofen) under flowing hydrogen 1400 ° C for 30 min, a portion of free carbon was in active form of 0.3% of the total mass. Metallographic Investigations showed that for hard metals Composition WC-Co typical structure and a largely coherent Carbon shell around the granules.

Die umhüllten Granalien wurden vor dem Spritzen mitt 26% Masseanteilen einer Eisen-Basislegierung mechanisch gemischt. Das Spritzen mit und ohne Matrixwerkstoff erfolgt atmosphärisch mit der Plasmaspritzanlage PLANCER PN 120 unter Anwendung eines Argon- Wasserstoff-Plasmas. Durch Röntgenphasenanalyse wurde in den erhaltenen Spritzschichten ein höherer Anteil von Wolframmonokarbid gefunden als in Schichten, die unter gleichen Spritzbedingungen durch nicht mit Kohlenstoff in aktiver Form umhüllte Granalien mit ansonsten gleicher Zusammensetzung erhalten wurden. Die gespritzten Schichten zeigten im Modellverschleiß einen mit konventionellen Wolframkarbid-Kobalt-Spritzpulvern, deren Kobaltgehalt zwischen 10 und 20% Masseanteilen lag, vergleichbaren Verschleißwiderstand und einen höheren Verschleißwiderstand gegenüber Schichten, die unter gleichen Spritzbedingungen durch nicht mit Kohlenstoff in aktiver Form umhüllte Granalien gleicher Zusammensetzung erhalten wurden.The coated granules were 26% by mass before spraying an iron-based alloy mechanically mixed. The splash with and without matrix material takes place atmospherically with the Plasma spraying system PLANCER PN 120 using an argon Hydrogen plasma. X-ray phase analysis was used in the spray layers obtained a higher proportion of tungsten monocarbide found as in layers under the same spray conditions due to granules not coated with carbon in active form were otherwise obtained with the same composition. The Sprayed layers showed one with conventional wear in the model Tungsten carbide cobalt wettable powders, their cobalt content between 10 and 20% by mass, comparable wear resistance and a higher resistance to wear Layers that do not pass under the same spray conditions Granules of the same composition coated with carbon in active form were obtained.

Claims

1. Carbide wettable powder containing carbides of the metals of IV., V. and VI. Subgroup of the Periodic Table of the Elements, both only one or more metals present side by side, and / or mixed carbides of these metals, in combination with one or more metals from the group iron, nickel and cobalt, characterized in that the core of the wettable powder consists of carbides or complete Mixed crystals of carbides and nitrides of metals from subgroups IV and V., or from carbides of metals from VI. Subgroup, together with one or more metals from the group iron, nickel and cobalt and that this composite is moved with a layer of less than 1% by mass of carbon in an active form, based on the composition of the overall composition.

2. Carbide wettable powder according to claim 1, characterized in that that the core material consists of granules, which also come from the usual technology of hard metal production can.

3. Carbide wettable powder according to claim 1 to 2, characterized in that carbides of tungsten of different stoichiometry alone or together in a cobalt and / or nickel containing matrix are embedded.

4. Carbide wettable powder according to claim 1 to 2, characterized in that complete mixed crystals of titanium carbide and Titanium nitrides, which also contain oxygen in their crystal lattice can contain in a nickel and / or iron and / or cobalt containing matrix are embedded.

5. Carbide wettable powder according to claim 1 and 4, characterized in that titanium in the crystal lattice of titanium carbide or of a complete mixed crystal of titanium carbide and titanium nitride is partially replaced by other metals.

6. Carbide wettable powder according to claim 1 to 5, characterized in that mechanically in the carbide wettable powder admixed metals or alloys are contained, which then in even distribution alongside those covered with carbon Composite particles are present.