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DE1796342A1 - Aus mehreren bestandteilen bestehendes flammspritzmaterial - Google Patents

Aus mehreren bestandteilen bestehendes flammspritzmaterial

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DE1796342A1
DE1796342A1 DE19661796342 DE1796342A DE1796342A1 DE 1796342 A1 DE1796342 A1 DE 1796342A1 DE 19661796342 DE19661796342 DE 19661796342 DE 1796342 A DE1796342 A DE 1796342A DE 1796342 A1 DE1796342 A1 DE 1796342A1
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DE
Germany
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components
spray material
flame
material according
flame spraying
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DE19661796342
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Ferdinand J Dittrich
Arthur P Shepard
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Metco Inc
Original Assignee
Metco Inc
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Publication date
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Description

PATtNTANWAUt
DR.-ING. VON KRESSLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-1NG.-TH. MCYER DR. FUES DIPL-CHCM. ALOK VON KREISLER DIPL.-CKEM. CAROLA KELLER DR.-5NG. KLÖPSCH
Dipl.-Inß.Seiting
KÖLN 1 DEICHMANNH
ßg
KÖLN 1, DEICHMANNHAUS
Köln, 27. Februar 1973 Dr.M/Ws
Metco Inc. 1101 Prospect Avenue, Westbury, New York U.S.A.
Aus mehreren Bestandteilen bestehendes Flammspritzrnaterial.
Ausscheidung aus Patent ............ "
Patentanmeldung A.Z. ρ 1.5 Pl 3^7.3-4-5 ... ··
Die Erfindung betrifft ein aus mehreren Bestandteilen bestehendes Flammspritzmaterial, das mindestens zvrei in der Hitze exotherm unter Ausbildung einer intermetallischen Verbindung reagierende Bestandteile aufweist.
Aus der französischen Patentschrift 1 313 303 ist ein Flammspritzmaterial bekannt, bei welchem nach üblichen Flammspritzmethoden feinverteilte Sinzelteilchen auf die.zu belegende Unterlage aufgespritzt werden, deren Kern den einen Bestandteil .und deren den Kern iimhüllender Überzug einen anderen Bestandteil darstellt. Die beiden sich voneinander unterscheidenden Bestandteile sind befähigt, synergistisch derart ™
exotherm miteinander zu reagieren, dass sie in der Hitze eine intermetallische Verbindung ausbilden. Das bekannte Flammspritzmaterial lässt sich auch in Form von Drähten aufspritzen, die eine Seele aus dem einen und eine Hülle aus dem anderen Material aufweisen.
Die französische Patentschrift 1 209 669 beschreibt ein metallisches Flammspritzpulver, das selbstfliessender Art ist und auch nach bekannten Flammspritzmethoden aufgebracht werden
409 84 1/03 79
kann, wobei auch das Vermischen des selbstfliessenden Metallpulvers mit einer Kunststoffmasse unter ausschliessender Verformung des Materials zu Flammspritzdrähten erwähnt ist.
Es hat sich herausgestellt, dass Flammspritzdrähte der beschriebenen Art häufig dazu neigen, beim Erhitzen an ihrer Spitze Hohlräume oder Blasen auszubilden, eine Erscheinung, die zur Erzeugung uneinheitlicher und fehlerhafter Beläge auf der Unterlage führen kann, insbesondere, wenn solche Flammspritzmaterialien angewandt werden," die mindestens zwei in der Hitze exotherm unter Ausbildung intermetallischen Verbindung reagierende Bestandteile aufweisen. ·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Flammspritzdrähte für derartige Flammspritzmaterialien anzugeben, die beim Erhitzen an der Spitze keine Hohlraum- oder Blasenbildung zeigen/ so dass in allen Fällen einwandfreie Beläge auf der Unterlage erhalten wurden.
Die Erfindung geht aus von einem aus mehreren Bestandteilen bestehenden Flararnspritzmaterial, das mindestens zwei in der Hitze"exotherm unter Ausbildung einer intermetallischen Verbindung reagierende Bestandteile aufweist und in Form von Körpern vorliegt, deren Einzelteile strukturell derart miteinander verbunden sind, dass sie während des Aufspritzens in inniger Berührung stehen und aufschmelzen. Kennzeichnend ist, dass das Flammspritzmaterial in Form von die Bestandteile erhaltenden Drähten oder Stäben vorliegt, wobei ein aus dem einen Bestandteil bestehender Mantel kleine Teilchen aus mindestens einem weiteren Bestandteil umhüllt und die Mantelsubstanz niedriger schmilzt als die Pulversubstanz .
409841/0379
BAD ORIGINAL
Durch die Erfindung wird es möglich, in einem einzigen Arbeitsgang hochwertige Beläge mit selbstbindenden Eigenschaften abzulagern, die verschleißfest, dicht und oxydationsbeständig sind und ohne eine zwingend erforderliche Oberflächenvorbereitung oder Aufrauhung auf der Unterlage haften. Eine Hohlraumoder Blasenbildung tritt in keinem Fall ein. Die nicht blasenbildenden Drähte der Erfindung bilden, bedingt durch den vorliegenden Schmelzpunktunterschied zwischen Mantelsubstanz und Pulversubstanz, spitz zulaufende oder Deicht abgeschrägte Drahtenden aus, wenn sie zusammengeschmolzen oder aufgespritzt werden.
Der Ausdruck "Grammkalorie je Grammatom" bezeichnet die Anzahl an Grammkalorien, die das durchschnittliche Atomgewicht in Gramm der gebildeten intermetallischen Verbindung bei der Bildung erzeugt. Obgleich die Bestandteile vorzugsweise in den für die Bildung der intermetallischen Verbindung erforderlichen stöchiometrischen Verhältnissen vorliegen sollen, ist es auch möglich, einen Überschuss des einen über den anderen anzuwenden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung setzt man ein Flammspritzmaterial ein, in welchem die miteinander reagierenden Bestandteile mindestens 3000 Grammkalorien je Grammatom, vorzugsweise 7500 Grammkalorien, abgeben und aus folgenden Metallpaaren bestehen:
AO 9 8 4 1/0379 BAD ORIGINAL
Λβ Ce .B Hf Ce In M& Sb Ta Be
Al As -B Nb Ce Ng Mg Sn V Be
Al Au B Ts Ce Pb Na Pb Ti Be
Al B B Th Ce Si Na Sb Mg Te
Al Ba B Ti Ce Sn Na Se Ni Te
Al Ce BV Ce Tl Na Sn Si Th
Al Mo BW .Ce Zn Na Te Si W
Al Nb B Zr Ga Na Na Tl Co Si
φ Al Ti ■ Ba Bi Ga Pr Nb Si Ni Si
Al Se Ba Pb Ga Sb Ni Th Si Ta
Al Ta Ba Sb Ga Te Pb Pr
Al Te Be Co Ga U Pb Pu
Al U Be Cr Ge Mg Pb Se
Al V Be Ni Ge Nb Pb Tl
Al W Be Np Ge Zr Pd U
As Cd Be Pu Li In Pr Sn
As Ga Be U In Te Pr Tl
As In Be Zr In Ru Sb Zr
As Mg Bi Ca K Sb Se Sn
As Zn Bi Ce K Se Se Th
φ BY Bi K K Sn Se Tl
B Ca Bi Li K Tf Cu Te
B Cr Bi Mg La Pb Si U
Al Zr Bi Na La Sb Si V
Bi Se La Sn Si Zr
Bi Te La Tf Sn Te
Bi Th La Zn Sn U
Ca Pb Li Pb Sn Zr
Ca Sn Li Sb Te Zn
Ca Tl Li Sn Mo Be
. Cd Li ' Li Tn Nb Be
Cd Na Li Zn
409841/0379
Zusätzlich kann das Flaramspritzraaterjal der Erfindung noch mindestens ein weiteres Flamraspritzmaterial enthalten.
Besonders bewährt haben sich Flammspritzmaterialien, deren Mantelsubstanz aus Aluminium und deren kleine Teilehen aus Nickel oder Nickel und Aluminium besteht.
Von grosser Wichtigkeit sind auch Materialien, die zusätzlich ein Metallhydrid enthalten,, man kann aber auch Materialien auf-' spritzen, deren einer· metallischer Bestandteil mindestens teilv/ej se in Form eines Metallhydrids vorliegt. Auch kann das aufzuspritzende Material zusätzlich Bor und/oder Silicium enthalten.
Die nachstehenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung. Soweit nichts anderes angegeben, sind alle Mengenangaben als Gewichtsangaben anzusehen.
0 9S417Q37Q
BAD
Beispiel χ
a) Eine Mischung von 6 % Beryllium- und 9zl· % Kobaltpulvcr vmrde kräftig durchmischt und in Form zylindrischer Brikettchen zusammengepreßt, die dann in eine Berylliumröhro von 0,95 cm äußerem Durchmesser eingefüllt wurden, wonach die Rohrenden zugeschweißt wurden. Der Durchmesser vmrde zunächst auf 0,65 cm eingeschnürt, dann sif 0,4-7 cm und schließlich auf einen Enddurchmesser von 0,32 cm gebracht, der dem fertigen Draht entsprach. Der Draht wurde nunmehr entspannt und aufgerollt. Anschließend wurde er unter Ver-Wendung einer üblichen Draht-Flammspritzpistole aufgespritzt. Das Aufspritzen erfolgte unter Verwendung von Ace-
tylen bei einem Druck von etwa 1,05 kg/cm und einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,05 cbm pro Stunde. Sauerstoff
ρ * ' wurde als Oxydationsgas bei einem Druck, von 2,67 kg/cm" und einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,10 cbm/Std. zugeführt. Luft wurde als Blasegas unter einem. Druck von 3}8? kg/em~ zugeführt bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,85 cbn/ϊΓχΐ' Der Draht v.iirde mit einer Geschwindigkeit von 2,5 cm/Sek. aufgespritzt. Das Material wurde auf der Oberfläche eines vorgeschliffenen und maschinell nachgeschliffenen, kalt
ρ gewalzten Stahls mit einer Zugfestigkeit von 270 kg/cm abgelagert. Der aufgespritzte. Überzug ist hart· und dicht.
Er ist verschMß- und oxydationsbeständig und kann auch als Unterlage für das Aufspritzen weiterer Beläge dienen.
Beispiel 2
Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt', dabei jedoch anstelle des Kobaltpulvers Chrom angewandt,-und zwar in Mengen von 2.1V bis 95 %·, bezogen auf -die Gesamtmenge von Beryllium und Chrom. Das Aufspritzen lieferte einen Belag von hoher Qualität, der selbstbindende Eigenschaften aufwies und bei hohen. !Temperaturen oxydationsbeständig war«
-T- A09841/0379 ■-
Beispiel- 3
Die. Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt unter Verwendung von Niobpulvcr anstelle von Kobaltpulver, und zwar in Mengen von 40 bis 90» vorzugsweise 50 "bis 55 %·, bezogen auf den Gesantgehalt an Mob und Beryllium. Der aufgespritzt;c ■Überzug, stellte einen Belag von hoher Qualität dar, der bei hohen Temperaturen oxydationsbeständig ist und dazu benutzt werden kann, Grundlagen aus Tantal und Molybdän gegen Oxydation zu schützen.
Beispiel
Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei Tantalpulver anstelle des Kobaltpulvers angewandt wurde, und zwar in Mengen von 40 bis 90 ^,vorzugsweise 65 bis 75 %, Tantal, bezogen af die Gesamtmenge von Tantal und ■Beryllium. Erhalten wurde ein dichter, hochqualifizierter Belag mit selbstbindenden Eigenschaften, der gegenüber Oxydation bei hohen Temperaturen beständig war.
Beispiel 5 "
Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei anstelle des Berylliumpulvers nunmehr Aluminiumpulver und anstelle des Kobaltpulvers nunmehr Borpulver in Kengen von 40 bis 90 /», bezogen auf die Gesamtmenge an' Bor und Aluminium, angewas-ndt wurde. Der aufgespritzte Belag hatte selbstbindende Eigenschaften und war bei hohen Temperaturen oxydationsbeständig.
Beispiel 6 ·
Die Arbeitsweise des Beispiels "5 wurde wiederholt, dabei jedoch ein Material aufgespritzt, das zusätzlich 0,5 bis 5 %.--Bor und/oder 0,5 bis 5 % Silicium enthielt, bezogen auf die Gesamtmenge der Bestandteile. Der ausgebildete Belag glich dem Überzug nach Beispiel 3. ausgenommen, dnß
409841/0379 ..'.-.
-8 -■■'.
BAD ORIGINAL
beim Erhitzen auf hohe Temperaturen an der Luft an der . Oberfläche der ausgebildeten intermetallischen Verbind\\i\* ein sehr dünner, dichter, festhaftender schützender Oxydfilm entstanden war. Dieser ist infolge Värmeschock splitterfest und erscheint von selbstausgleichender Natur zu sein.
Beispiel 7 -;..-:
Die Arbeitsweise entsprechend Beispiel 1 wurde wiederholt, dabei jedoch 1 bis 10 % und vorzugsweise 1 bis 5 %'» bc^.ö-·' gen auf die Gesamtmenge der Komponenten, Titanhydrid mit einer Teilchengröße unterhalb I50 Mikron, vorzugsweioe unterhalb 44 Mikron, dem Kernmaterial zugesetzt. Die Ergebnisse entsprachen dem Beispiel 1 ausgenommen, daß der ausgebildete überzug eine verbesserte physikalische Pesti^- . keit aufweist und erheblich weniger auf Oxydation .zurückgehende Einflüsse enthält. Anstelle des Titanhydrids können andere Metallhydride angewandt werden.
-9-409841/0379
BAD ORIGINAL

Claims (3)

17963A2 Patentansprüche;
1. Aus mehreren Bestandteilen bestehendes Flammspritzmittel, das mindestens zwei in der Hitze exotherm unter Ausbildung einer intermetallischen Verbindung reagierende Bestandteile aufweist und in Form von Körpern vorliegt, deren Einzelteile strukturell derart miteinander verbunden sind, dass sie während des Aufspritzens in inniger Berührung stehen und aufschmelzen, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammspritzmaterial in Form von die Bestandteile enthaltenden Drähten oder Stäben vorliegt, wobei ein aus dem einen Bestandteil bestehender Mantel kleine · Teil chen aus mindestens einem weiteren Bestandteil umhüllt und die Mantelsubstanz niedriger schmilzt als die Pulversubstanz.
2. Flammspritzmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander reagierenden Bestandteile mindestens ^000 Grammkalorien je Grammatom, vorzugsweise 7500 Grammkalorien abgeben und aus folgenden Metallpaaren bestehen:
- 10 -
40984 1/0379
Ag Ce B Hf Ce In Mg Sb Ta Be
Λ1 As B Nb Ce Ng Mg Sn V Be
Λ1 Au BTs Ce Pb Na Pb · Ti Be
Al B B Th Ce SI Na Sb Mg Te
AlBa BTi CeSn NaSe MiTe
Al Ce BV Ce Tl Na Sn Si Th
Al Mo BW · Ce Zn Na Te Si W
Al Nb B Zr Ga Na Na Tl Co Si
Al Ti Ba Bi Ca Pr Nb Si Ni Si
Al Se Ba Pb Ga Sb Hi Th Si Ta
Al Ta Ba Sb Ga Te Pb Pr
Al Te Be Co Ga U Pb Pu
Al U Be Cr Ge Mg Pb Se
Al V Be Ni Ge Nb Pb Tl
Al W Be Np Ge Zr Pd U
As Cd Be Pu Li In Pr Sn
As Ga Be U In Te Pr Tl
As In Be Zr In Ru Sb Zr
As Mg Bi Ca K Sb Se Sn
As Zn Bi Ce K Se Se Th
BY Bi K K Sn Se Tl
B Ca · Bi Li K Tf Cu Te
B Cr Bi Mg La Pb Si U
Al Zr Bi Na La Sb Si V
Bi Se La Sn Si Zr
. Bi Te La Tf Sn Te
Bi Th La Zn Sn U.
Ca Pb Li Pb Sn Zr
Ca Sn Li Sb Te Zn
Ca Tl Li Sn Mo Be
Cd Li Li Tn Nb Be
Cd Na Li Zn
A 0 9 8 U 1 / 0 3 7 9
BAD ORIGINAL
-IX-
3. Flaramspritzmaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelsubstanz aus Aluminium und die kleinen Teilchen aus Nickel oder Nickel und Aluminium bestehen.
K. Flaminsprit zma.terial nach Anspruch 1 bis J, dadurch gekennzeichnet/ dass es zusätzlich ein Metallhydrid enthält oder dass einer der Bestandteile mindestens zum Teil ein Metallhydrid ist.
5· Flämmspritzmaterial nach Anspruch 1 bis ~*>, dadurch gekennzeichnet , dass es zusätzlich Bor und/oder Silicium enthält.
40 9841/0379
BAD
DE1796342A 1965-03-25 1966-02-11 Aus mehreren Bestandteilen bestehendes Flammspritzmaterial Expired DE1796342C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US442727A US3322515A (en) 1965-03-25 1965-03-25 Flame spraying exothermically reacting intermetallic compound forming composites

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1796342A1 true DE1796342A1 (de) 1974-10-10
DE1796342C2 DE1796342C2 (de) 1983-07-21

Family

ID=23757915

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