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DE3011878C2 - Verwendung von durch Plasmaspritzen aufgebrachten Schutzüberzügen aus TiN oder ZrB↓2↓ oder Cr↓2↓O↓3↓ für Keramikteile - Google Patents

Verwendung von durch Plasmaspritzen aufgebrachten Schutzüberzügen aus TiN oder ZrB↓2↓ oder Cr↓2↓O↓3↓ für Keramikteile

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DE3011878C2
DE3011878C2 DE3011878A DE3011878A DE3011878C2 DE 3011878 C2 DE3011878 C2 DE 3011878C2 DE 3011878 A DE3011878 A DE 3011878A DE 3011878 A DE3011878 A DE 3011878A DE 3011878 C2 DE3011878 C2 DE 3011878C2
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Claims (1)

1 2 peraturen von größer 8000C vorzugsweise 1000"C vorPatentansprüche: herrschen sollen. Hierzu werden die Keramikteile in einer Ofenanordnung (bestehend aus zwei gekoppelten
1. Verwendung von durch Plasmaspritzen auf ge- Durchschuböfen, wobei der eine zum langsamen kontibrachten feinkeramischen Schutzüberzügen aus TiN 5 nuierlichen Aufheizen, der andere zum langsamen kon- oder ZrB2 oder Cr2O3 für hochwertige Keramikteile, tinuierlichen Abkühlen dient) aufgeheizt Zwischen den vorzugsweise solche mit einem Al2O3-GeIIaIt um beiden Öfen ist die Plasmapistole installiert so daß die 90%, die in der Hüttenindustrie sehr großer thermo- Keramikteile beim Verlassen des Aufheizofens kontinumechanischer Beanspruchung sowie Heißerosion ierlich mit den sonderkeramischen Schutzüberzügen und -korrosion ausgesetzt sind. 10 versehen und unmittelbar in den Abkühlofen eingescho-
Z Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch ge- ben und langsam abgekühlt werden,
kennzeichnet, daß der Schutzüberzug auf das heiße Durch dieses Vorgehen wird eine weitgehende RiB-
KeramikteQ, dessen Oberflächenrauheit der des Sin- freiheit der Schutzüberzüge und der Werkstßckoberfläterzustandes entspricht aufgebracht und dieses ehe gewährleistet
dann langsam abgekühlt wird. 15 Die Rohdichte der feinkeramischen Schutzüberzüge
liegt im Bereich von 80 bis größer 99% des theoreti-
sehen Wertes der Dichte. Die Oberzugsdicken oetragen
im feingeschliffenen Zustand 1 bis 2 mm, vorzugsweise 1 mm. Überzüge mit größerer Dicke neigen zur Rißbil-
Die Erfindung betrifft die Verwendung von durch 20 dung infolge zu hoher innerer Spannungen und gewähr-Plasmaspritzen aufgebrachten feinkeramischen Schutz- leisten dadurch nicht mehr die notwendige Dichtigkeit überzügen aus Ti N oder ZrB2 oder Cr2O3 für hochwerti- der Schutzschicht gegenüber den Metall- und Schlackege Keramikteile, vorzugsweise solche mit einem schmelzen.
AI2Oj-GehaIt um 90%, die in der Hüttenindustrie sehr
großer thermo-mechanischer Beanspruchung sowie 25 Beispiel
Heißerosion und -korrosion ausgesetzt sind, wie Ausgüsse und Verschlüsse. Tonerdereiche, keramische Teile (AI2O3-GeIIaIt um Bekanntlich werden hochwertige, keramische Form- 90%) werden mit einem plasmagespritzten feinkeramiteile, wie u. a. Tauchausgüsse beim Stranggießen von sehen Überzug aus TiN bzw. Cr2O3 versehen und im Metallschmelzen, Stopfen sowie andere Verschlußteile 30 Kontakt mit einer Baustahlschmelze (0,185% C; 1,14% aus z. B. tonerdereichem Material in der Hüttenindu- Mn, 1,04% Cr) getestet Bei einer Temperatur von strie sehr großen thermomechanischen Beanspruchun- 16000C in neutraler Atmosphäre und einer Kontaktzeit gerrsawie der Heißerosion und -korrosion ausgesetzt, von 60 min konnte sowohl die Resistenz der TiN- als so daß diese Teile nur geringe Standzeiten aufweisen auch der Cr2O3-Schicht nachgewiesen werden. Es zeigte und oft ausgetauscht werden müssen. 35 sich, daß beide Schichten von 1,5 mm Dicke vollständig Der im Anspruch angegebenen Erfindung liegt die heißkorrosionsbeständig waren. Eine zusätzliche Prü-Aufgabe zugrunde, durch Aufbringen eines feinkerami- fung auf Heißerosion, wobei zwei mit jeweils einem der sehen Schutzüberzuges die Lebensdauer der Keramik- vorgenannten Schutzüberzüge versehene Teile unter teile um den eigenen Heißverschleiß des Schutzüberzu- Last gegeneinander bewegt wurden und dabei gleichges zu verlängern und so die Standzeit dieser Teile zu 40 zeitig in Kontakt mit einer Metallschmelze standen, erhöhen. führten zu gleich guten Ergebnissen. Auch hier betrug Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im die Temperatur 1600°C und die Einwirkungszeit 60 min. Anspruch 2 beschrieben.
Schutzüberzüge aus den sonderkeramischen Werkstoffen TiN oder ZrB2 oder Cr2Oj besitzen eine gute 45
chemische Beständigkeit gegenüber Metallschmelzen
und Schlacken bei hohen Temperaturen. Die Beständigkeit gegenüber thermomechanischer Beanspruchung ist
gut, wenn die Schutzüberzüge eine bestimmte Dicke
nicht überschreiten. so
Als Plasmagase werden N2 für das Spritzen von TiN
und Formiergase (95 N2/5 H2) für ZrB2 und Cr2Ü3 verwendet.
Der jeweils vorgesehene sonderkeramische Werkstoff zum Plasmaspritzen der Schutzüberzüge liegt in 55
Pulverform vor mit einer Korngröße (gemäß DIN
32 529, Blatt 1, Pulverförmige Spritzwerkstoffe) im Bereich von + 223 bis —45 μπι. Es ist handelsüblich.
Der Werkstoff wird über einen Pulvergeber in die
Plasmapistole gefördert, im Plasma aufgeschmolzen eo
und auf die heiße Oberfläche des Keramikteils geschleudert, wo er haftet und den entsprechenden Schutzüberzug bildet.
Die Oberfläche der Keramikteile wird weder zusätzlich behandelt noch bearbeitet, so daß die Oberflächen- 65
rauheit der des Sinterzustandes entspricht.
Wesentlich für das Plasmaspritzen des Schutzüberzu- B
ges ist der heiße Zustand der Keramikteile. wobei Tem- ■
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