DE4396402B4

DE4396402B4 - Werkstoff und Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung auf einem Substrat aus einer Kupferbasis-Legierung

Info

Publication number: DE4396402B4
Application number: DE4396402A
Authority: DE
Inventors: Léon Noel
Original assignee: MEC Holding GmbH
Current assignee: MEC Holding GmbH
Priority date: 1992-12-04
Filing date: 1993-12-03
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2013-12-04
Also published as: DE4396402T1; GB9415701D0; US5496391A; GB2279363A; WO1994013426A1; CA2129448A1; FR2698882A1; FR2698882B1; GB2279363B

Abstract

Pulverförmiger metallischer Werkstoff zur Herstellung einer Schutzbeschichtung gegen Erosion und Korrosion bei hoher Temperatur auf einem Substrat aus einer Kupferbasis-Legierung, durch thermisches Spritzen, Plasma-Lichtbogen-Schweissen oder Löten, dadurch gekennzeichnet, dass seine Zusammensetzung (in Gewichtsprozent ausgedrückt) in den folgenden Grenzen liegt: Cu: 5 – 30 P: 0,1 – 4,0 B: 0,5 – 4,0 Si: 0,5 – 4,0 Cr: 0 – 5,0 Fe: 0 – 3,0 C: 0 – 0,3 Ni: Rest

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung einer Schutzbeschichtung gegen Erosion und Korrosion bei hoher Temperatur auf einem Substrat aus einer Kupferbasis-Legierung durch thermisches Spritzen, Plasma-Lichtbogen-Schweissen oder Löten eines metallischen Werkstoffes aus dieses Substrat.

Man hat bereits den Vorteil erkannt, auf der Oberfläche eines Substrats aus einer Kupferbasis-Legierung, die ferner mindestens eines der folgenden Metalle, Aluminium, Zink, Zinn, und Nickel enthält, insbesondere auf der Oberfläche von Gussformen für die Glasindustrie aus einer Kupfer-Aluminium-Legierung, die unter dem Namen Aluminiumbronze bekannt ist, eine Schutzbeschichtung gegen Erosion und gegen Korrosion bei hoher Temperatur durch Aufbringen eines Beschichtungsmaterials herzustellen, welches im Wesentlichen aus einer harten und gegen Abrasion und Korrosion bei hoher Temperatur widerstandsfähigen Legierung besteht, oder welches geeignet ist, eine solche Legierung zu bilden, wobei diese Legierung insbesondere vom Kupfer-Nickel-Bor-Silizium-Typ ist, wie sie beispielsweise aus der JP-601 06691 bekannt ist oder eine Legierung vom Nickel-Kupfer-Chrom-Bor-Silizium-Typ ist, wie er in etwa in der US-PS 3 437 480 angeregt ist.

Aus der europäischen Patentschrift 0 498 989 ist ferner eine Oberflächenlegierungszusammensetzung für eine verschleißfähige Oberflächenbeschichtung bekannt, die Bor, Silizium, Phosphor und Nickel enthält.

Alle in dieser Richtung erfolgten Anstrengungen sind jedoch auf einen Misserfolg hinausgelaufen oder haben zu schwachen Ergebnissen geführt, die anscheinend auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß die Oxydierung des Kupfers und der anderen Komponenten des Substrates bei der Aufbringung des Beschichtungs materials auf das Substrat eine schlechte Benetzung des letzteren ergibt, wodurch es sehr schwierig, wenn nicht unmöglich wird, eine gute Verbindung der Beschichtung mit dem Substrat zu erzielen. Man stellt ferner eine Verschlechterung der Dichte der Beschichtung sowie seiner Bearbeitbarkeit fest, die sich ebenfalls aus der Bildung von Kupferoxyd im Grenzbereich zwischen dem Substrat und dem Beschichtungsmaterial ergeben dürfte.

Es wurde versucht, eine Lösung dieses Problems zu finden, indem man Flussmittel verwendete, um die Benetzung des Substrates durch das Beschichtungsmaterial zu verbessern. Bis jetzt sind solche Versuche jedoch immer gescheitert, insbesondere im Fall eines Substrats aus einer aluminiumhaltigen Kupferlegierung, wie den derzeit üblicherweise verwendeten Legierungen zur Herstellung von Gussformen in der Glasindustrie, wobei die Kanten sich als besonders anfällig für Abnutzung und Erosion beim Kontakt mit geschmolzenem Glas erwiesen.

Die Nachteile, die sich aus dem soeben erwähnten Problem ergeben, sind umso stärker ausgeprägt, als sich die Schmelzpunkte oder Schmelzbereiche der metallischen Materialien, die man bis jetzt zu verwenden versuchte, um eine Schutzbeschichtung auf dem Substrat aus einer Kupferbasis-Legierung herzustellen, nur wenig von denen dieser letzteren Legierungen unterscheiden. Daraus folgt, dass beim Aufbringen dieser metallischen Materialien auf diesen Substraten die letzteren unvermeidlich auf Temperaturen gebracht werden, die nahe ihrem Schmelzbereich liegen, was ihre Verformung nach sich ziehen kann und in jedem Fall die Bildung und die Diffusion von Kupferoxyden gegen die Oberflächenbereiche des Substrates hin zu fördern.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen.

Zu diesem Zweck ist der Gegenstand der Erfindung ein metallisches Beschichtungsmaterial zur Herstellung einer Schutzbeschichtung gegen Erosion und Korrosion bei hoher Temperatur auf einem Substrat aus einer Kupferbasis-Legierung, durch thermisches Spritzen, Plasma-Lichtbogen-Schweissen oder Löten, wobei dieses Beschichtungsmaterial eine Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) in den folgenden Grenzen aufweist:

Cu:	5 – 30
P:	0,1 – 4,0
B:	0,5 – 4,0
Si:	0,5 – 4,0
Cr:	0 – 5,0
Fe:	0 – 3,0
C:	0 – 0,3
Ni:	Rest

Ein besonders vorteilhafter Zusammensetzungsbereich innerhalb der oben genannten Grenzen entspricht den folgenden engeren Grenzen (in Gewichtsprozent):

Cu:	8,0 – 20,0
P:	0,5 – 2,5
B:	0,8 – 3,0
Si:	1,0 – 3,5
Cr:	0 – 2,0
Fe:	0 – 2,0
C:	0 – 0,2
Ni:	Rest

und ein noch vorteilhafterer Zusammensetzungsbereich entspricht folgenden Grenzen (in Gewichtsprozent):

Cu:	12 – 15
P:	1 – 2
B:	1,2 – 1,7
Si:	2,0 – 2,5
Cr:	0 – 0,5
Fe:	0 – 1,0
C:	0 – 0,1
Ni:	Rest

Vorteilhafterweise besteht dieses metallische Beschichtungsmaterial aus einer Legierung oder aus einer Mischung von mindestens zwei metallischen Legierungspulvern.

Mit Vorteil liegt das Material in Form von Teilchen vor, die jeweils aus einem Agglomerat von mindestens zwei metallischen Legierungspulvern bestehen.

Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht dieses Material aus einer Mischung eines Pulvers einer Nickel-Phosphor-Legierung und eines Legierungspulvers, welches unter den Nickel-Bor-Silizium- und Nickel-Chrom-Bor-Silizium-Legierungen ausgewählt wird.

Gemäss einer anderen vorteilhaften Ausführungsform besteht das Material aus einer Mischung eines Pulvers einer Nickel-Chrom-Phosphor-Legierung und eines Legierungspulvers, welches unter den Nickel-Bor-Silizium- und Nickel-Chrom-Bor-Silizium-Legierungen ausgewählt wird.

Ferner kann das Material vorteilhafterweise aus einer Mischung eines Pulvers einer Kupfer-Phosphor-Legierung und eines Pulvers einer Legierung, die unter den Nickel-Bor-Silizium- und Nickel-Chrom-Bor-Silizium-Legierungen ausgewählt wird.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Herstellungsverfahren für das soeben beschriebene Beschichtungsmaterial. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die genannten metallischen Legierungen getrennt in Form von Schmelzen, ausgehend von ihren Legierungselementen und/oder von Legierungen, welche diese Elemente enthalten, herstellt und daraufhin die so erhaltenen Legierungen zum Erstarren und in Pulverform bringt und schliesslich die so gebildeten Pulver untereinander vermischt.

Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform dieses Verfahrens bringt man die Legierungen dadurch in Pulverform, dass man die aus der Erstarrung der entsprechenden geschmolzenen Legierungen hervorgehenden festen Legierungsmassen bricht oder zerreibt.

Gemäss einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann man die Legierungen durch Zerstäuben und Abkühlen direkt aus dem geschmolzenen Zustand in Pulverform bringen. Zu diesem Zweck kann man insbesondere eine Einrichtung zur Zerstäubung und Abkühlung verwenden, in der in an sich bekannter Weise eine Legierung mit Hilfe von Düsen in Form von feinen Tröpfchen zerstäubt wird und diese Tröpfchen sofort einer drastischen Abkühlung unterworfen werden, um sie zum Erstarren zu bringen.

In dem Fall, in dem das Material durch eine einzige Legierung gebildet wird, wird gemäss einem besonders vorteilhaften Herstellungsverfahren die genannte Legierung in Form einer Schmelze hergestellt, ausgehend von den Legierungselementen und/oder von Legierungen, welche diese Elemente enthalten, worauf man die so erhaltene Legierung zum Erstarren und in Pulverform bringt.

Zu diesem Zweck kann man die Legierung vorteilhafterweise durch Brechen und/oder Zerreiben mindestens einer festen Legierungsmasse, die aus der Erstarrung der Legierung hervorgeht, herstellen, oder man kann die Legierung durch Zerstäuben und Abkühlen aus dem geschmolzenen Zustand in Pulverform bringen.

Gemäss einer anderen vorteilhaften Ausführungsform werden mindestens zwei metallische Legierungspulver getrennt in einer der oben beschriebenen Weisen hergestellt, worauf man Teilchen bildet, die jeweils aus einem Agglomerat von mindestens zwei der so hergestellten metallischen Legierungspulver bestehen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung gegen Erosion und Korrosion bei hoher Temperatur auf einem Substrat aus einer Kupferbasis-Legierung durch thermisches Spritzen, durch Plasma-Lichtbogen-Schweissen oder durch Löten eines metallischen Materials auf Nickel-Basis, das Bor und Silizium enthält, wonach man auf das Substrat mindestens eine Zwischenschicht aufbringt, die eine Flussmittelverbindung und eine Phosphor enthaltende Substanz aufweist, und man auf diese Schicht den metallischen Schutzbeschichtungswerkstoff aufbringt.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens ist der metallische Schutzbeschichtungswerkstoff der Werkstoff, dessen Zusammensetzung weiter oben angegeben ist.

Gemäss einer anderen Ausführungsform wird der verwendete metallische Schutzbeschichtungswerkstoff unter den Nickel-Bor-Silizium- und Nickel-Chrom-Bor-Silizium-Legierungen ausgewählt.

Gemäss dem vorliegenden Verfahren wird auf das Substrat vorzugsweise eine Mischung einer Flussmittelverbindung mit mindestens einer Phosphor enthaltenden Substanz aufgebracht, oder man bringt einerseits mindestens eine Schicht einer Phosphor enthaltenden Substanz und andererseits mindestens eine Schicht einer Flussmittelverbindung oder einer Mischung aus einer Flussmittelverbindung mit dieser Phosphor enthaltenden Substanz auf.

Vorteilhafterweise enthält die genannte Phosphor enthaltende Substanz mindestens eine Metall-Legierung, die Phosphor in Form eines Legierungselements enthält, oder es besteht diese Substanz aus zumindest einer solchen Legierung.

Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der genannten Phosphor enthaltenden Metall-Legierung, die in Mischung oder zusammen mit der genannten Flussmittelverbindung verwendet wird, 20 bis 80 Gewichtsprozent, und insbesondere 30 bis 70 Gewichtsprozent, im Verhältnis zum Gesamtgewicht dieser Legierung und dieser Substanz.

Vorteilhafterweise ist der Korngrössenbereich der genannten Metall-Legierung –150/+5 μm und vorzugsweise –100/+5 μm.

Mit Vorteil wird die genannte Phosphor enthaltende Metall-Legierung ausgewählt unter den Nickel-Phosphor-Legierungen mit einem Gehalt an Phosphor von 8 bis 15 Gewichtsprozent und vorzugsweise 9 bis 13 Gewichtsprozent, unter den Kupfer-Phosphor-Legierungen mit einem Gehalt an Phosphor von 2 bis 10 Gewichtsprozent und vorzugsweise von 3 bis 8 Gewichtsprozent, und unter den Nickel-Chrom-Phosphor-Legierungen mit einem Gehalt an Phosphor von 7 bis 15 Gewichtsprozent und vorzugsweise 8 bis 13 Gewichtsprozent.

Vorzugsweise verwendet man als Flussmittelverbindung eine Verbindung einer an sich bekannten Art, im wesentlichen bestehend aus Verbindungen, insbesondere aus Salzen, von Kalium, Bor und Fluor, welche auch Chlorverbindungen enthalten.

In dem Fall, in dem man eine Mischung einer Flussmittelverbindung und einer pulverförmigen metallischen Legierung verwendet, liegt diese Mischung vorteilhafterweise in Form von Körnern vor, die jeweils aus einem Agglomerat von Teilchen einer solchen Verbindung und einer solchen Legierung gebildet sind.

Vorteilhafterweise führt man das Aufbringen der genannten Flussmittelverbindung durch Verwendung dieser Verbindung in Pastenform durch.

Mit Vorteil führt man das Aufbringen des pulverförmigen metallischen Beschichtungswerkstoffs mit Hilfe eines autogenen thermischen Spritzverfahrens unter gleichzeitigem Einschmelzen dieses Werkstoffs durch, zumindest auf dem grösseren Teil der Oberfläche des Substrats, die mit der genannten Flussmittelverbindung, mit der genannten Mischung oder den genannten Schichten dieser Verbindung oder dieser Mischung und der Phosphor enthaltenden Substanz beschichtet ist.

Gemäss noch einer anderen, besonders vorteilhaften Ausführungsform bringt man das pulverförmige metallische Beschichtungsmaterial durch thermisches Spritzen mit Hilfe eines Plasmabrenners oder durch Plasma-Lichtbogen-Schweissen auf mindestens dem grösseren Teil der Substratoberfläche auf, die vorher mit der genannten Flussmittelverbindung oder der genannten Mischung oder auch verschiedenen Schichten dieser Verbindung oder dieser Mischung und der genannten Phosphor enthaltenden Substanz beschichtet wurde.

Die Erfindung bezweckt insbesondere die Verwendung des soeben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer Schutzbeschichtung gegen Erosion und Korrosion bei hoher Temperatur auf einem metallischen Teil aus einer Kupferbasis-Legierung, die zumindest eines der folgenden zusätzlichen Legierungselemente aufweist: Aluminium, Zink, Zinn und Nickel.

Im besonderen betrifft die Erfindung die Verwendung dieses Verfahrens zur Herstellung einer Schutzbeschichtung auf mindestens einem Teil der Innenwand einer Gussform für die Glasindustrie aus Kupfer-Aluminium-Bronze, die Nickel und Zink als Legierungselemente enthält.

Obwohl die Vorgänge, die bei der Bildung einer Schutzbeschichtung mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens ablaufen, zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht vollständig geklärt sind und die Reichweite der Erfindung in jedem Fall durch die Natur dieser Vorgänge keineswegs beschränkt ist, kann man die vorteilhaften Auswirkungen, die sich aus der Erfindung ergeben, zumindest teilweise dadurch erklären, dass der im Beschichtungswerkstoff und/oder in der in Mischung mit der Flussmittelverbindung oder zusammen mit dieser verwendeten Substanz enthaltene Phosphor durch Reaktion mit mindestens einem Teil des Kupferoxyds und gegebenenfalls anderen Metalloxyden, die ebenfalls in der Oberflächenzone des Substrats anwesend sind, eine Oxydation erfährt, wobei die so gebildeten Phosphorverbindungen, insbesondere das Pentoxyd und die Phosphorsäure, Flussmitteleigenschaften beziehungsweise eine Flussmittelwirkung besitzen oder die Bildung einer bezüglich dieser Metalloxyde selbstfliessenden Substanz bewirken. Die Benetzbarkeit des Substrats gegenüber dem Beschichtungswerkstoff wird somit beträchtlich verbessert.

Es ergibt sich daraus, dass die schliesslich gemäss der Erfindung erhaltene Schutzschicht wesentlich besser mit dem Substrat verbunden ist als dies bei den Versuchen, die gemäss den früheren Techniken durchgeführt wurden, der Fall ist. Ferner ist festzustellen, dass die genannte Schutzschicht auch eine wesentlich verbesserte Dichte und wesentlich verbesserte Bearbeitungseigenschaften besitzt im Vergleich zu denjenigen der Beschichtungen, die gemäss dem Stand der Technik erhalten wurden.

Die Erfindung ermöglicht die Erzielung von ausgezeichneten Ergebnissen, insbesondere was die Güte der Verbindung zwischen der Schutzschicht und dem Substrat, sowie die Dichte und die Bearbeitungseigenschaften der Schutzschicht betrifft, speziell im Fall, in dem das Substrat durch eine Kupfer-Aluminium-Legierung des üblicherweise als "Aluminiumbronze" bezeichneten Typs gebildet wird, welche eine Zusammensetzung innerhalb der folgenden Grenzen (in Gewichtsprozent) besitzt:

Al:	0,1 – 15
Ni:	0 – 12
Zn:	0 – 12
Cu:	Rest

Die folgenden Beispiele, die keine Beschränkung darstellen, veranschaulichen die Ausführung der Erfindung.

Beispiel 1
Zum Verschleiss-Schutz insbesondere der Ränder einer Glasform aus Aluminiumbronze mit folgender Zusammensetzung (in Gewichtsprozent ausgedrückt):

Al: 6 – 9

Ni: 9 – 12

Zn: 9 – 12

Cu: Rest

verfährt man wie folgt.
Nach mechanischer Reinigung und sorgfältiger Entfettung der zu beschichtenden Oberfläche wird auf diese Oberfläche bei Raumtemperatur eine dünne Schicht einer Paste aufgetragen, die aus einer Mischung enthaltend 40 Gewichtsprozent einer Flussmittelverbindung von bekannter Art aus Kalium- und Borverbindungen sowie aus Fluoriden und 60 Gewichtsprozent eines Nickel-Phosphor-Legierungspulvers zu 11 Gewichtsprozent Phosphor.
Sodann wird jede Gussform rasch vorgeheizt, so dass die gesamte Gussform auf eine Temperatur von 600° C gebracht wird, ohne dass irgendein Teil der inneren Fläche der Gussform diese Temperatur übersteigt und es wird mit Hilfe einer autogenen Flammspritzpistole auf die Teile der Innenfläche der Gussform, die von der Flussmittelpastenschicht bedeckt sind, ein Pulver des Auftragswerkstoffs aufgespritzt, das aus Legierungsteilchen von folgender Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) besteht:

Si: 2,2

B: 1,3

Cu: 13,5

Fe: 0,34

Cr: 0,08

C: 0,08

P: 1,5

Ni: Rest
Die Auftragung wird in der gewünschten Dicke mit gleichzeitigem Einschmelzen des Auftragswerkstoffs durchgeführt, wobei mit dem Aufspritzen auf die stärksten Teile des Werkstücks begonnen wird.
Im Zuge des Aufspritzvorgangs werden die infolge der Erhitzung des Substrats gebildeten Kupferoxyde im Verlauf ihrer Entstehung durch die gemeinsame Wirkung des üblichen Flussmittels und der im metallischen Auftragslegierungspulver vorhandenen Phosphoroxydationsprodukte aufgelöst, und die Substratoberfläche somit von der flüssigen Masse, die aus dem Schmelzen der Flussmittelverbindung und der metallischen Auftragslegierung hervorgegangen ist, benetzt.
Nach Abkühlung und Erstarrung der Beschichtung wird die entsprechende Schicht durch Bearbeitung auf eine Dicke von ungefähr 2 mm gebracht.
Man stellt fest, dass man damit eine homogene und dichte Beschichtung erhält, die tadellos auf dem Substrat haftet und deren Härte zwischen 350 und 400 Hv liegt.
Beispiel 2
Zur Erhöhung der Lebensdauer der Kontaktfläche einer Presse zum Schweissen von Folien aus Plastikmaterial unter Druck wird auf diese Oberfläche eine verschleissfeste Schutzschicht aus einer Nickel-Chrom-Legierung aufgebracht.
Das Substrat besteht aus einer Aluminiumbronze mit folgender Zusammensetzung (in Gewichtsprozent):

Al: 9,0 – 12,0

Ni: 2,0 – 3,0

Cu: Rest
Indem man einer analogen Verfahrensweise wie der in Beispiel 1 beschriebenen folgt, nimmt man des Aufspritzen auf des Substrat einer metallischen Auftragslegierung von folgender Zusammensetzung (ausgedrückt in Gewischtsprozent) vor:

Cu: 10

P: 3,5

B: 1,6

Si: 2

Cr: 4,5

Fe: 1,5

C: 0,2

Ni: Rest
Vor dem thermischen Aufspritzen des Auftragslegierungspulvers auf das Substrat bringt man auf dieses letztere bei Raumtemperatur eine pastenförmige Mischung aus 70 Gewichtsprozent der gleichen Flussmittelverbindung wie der in Beispiel 1 angegebenen, und 30 Gewichtsprozent eines Kupfer-Phosphor-Legierungspulvers auf, welches 6 Gewichtsprozent Phosphor enthält und eine Korngrösse von weniger als 100 Mikron aufweist.
Man erhält damit eine kompakte und homogene Schutzschicht, die in vollkommener Weise auf dem Substrat haftet.

Claims

Pulverförmiger metallischer Werkstoff zur Herstellung einer Schutzbeschichtung gegen Erosion und Korrosion bei hoher Temperatur auf einem Substrat aus einer Kupferbasis-Legierung, durch thermisches Spritzen, Plasma-Lichtbogen-Schweissen oder Löten, dadurch gekennzeichnet, dass seine Zusammensetzung (in Gewichtsprozent ausgedrückt) in den folgenden Grenzen liegt: Cu: 5 – 30 P: 0,1 – 4,0 B: 0,5 – 4,0 Si: 0,5 – 4,0 Cr: 0 – 5,0 Fe: 0 – 3,0 C: 0 – 0,3 Ni: Rest
Werkstoff nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass seine Zusammensetzung in den folgenden Grenzen liegt: Cu: 8,0 – 20,0 P: 0,5 – 2,5 B: 0,8 – 3,0 Si: 1,0 – 3,5 Cr: 0 – 2,0 Fe: 0 – 2,0 C: 0 – 0,2 Ni: Rest
Werkstoff nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass seine Zusammensetzung in den folgenden Grenzen liegt: Cu: 12 – 15 P: 1 – 2

B: 1,2 – 1,7 Si: 2,0 – 2,5 Cr: 0 – 0,5 Fe: 0 – 1,0 C: 0 – 0,1 Ni: Rest
Werkstoff nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Mischung eines Nickel-Phosphor-Legierungspulvers und eines Pulvers einer aus den Nickel-Bor-Silizium- und Nickel-Chrom-Bor-Silizium-Legierungen gewählten Legierung besteht.
Werkstoff nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Mischung eines Nickel-Chrom-Phosphor-Legierungspulvers und eines Pulvers einer aus den Nickel-Bor-Silizium- und Nickel-Chrom-Bor-Silizium-Legierungen gewählten Legierung besteht.
Werkstoff nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Mischung eines Kupfer-Phosphor-Legierungspulvers und eines Pulvers einer aus den Nickel-Bor-Silizium- und Nickel-Chrom-Bor-Silizium-Legierungen gewählten Legierung besteht.
Werkstoff nach einem der Patentansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Nickel-Phosphor-Legierung einen Phosphorgehalt von 8 bis 15 Gewichtsprozent und vorzugsweise von 9 bis 13 Gewichtsprozent aufweist, dass die genannte Nickel-Chrom-Phosphor-Legierung einen Phosphorgehalt von 7 bis 15 Gewichtsprozent und vorzugsweise von 8 bis 13 Gewichtsprozent aufweist, und die genannte Kupfer-Phosphor-Legierung einen Phosphorgehalt von 2 bis 10 Gewichtsprozent und vorzugsweise von 3 bis 8 Gewichtsprozent aufweist.
Werkstoff nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Legierung besteht oder aus einer Mischung von mindestens zwei metallischen Legierungspulvern.
Werkstoff nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Legierungspulver in Form von Agglomeraten vorliegen.
Verfahren zur Herstellung eines Werkstoffs nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die genannten Metall-Legierungen getrennt, in Form von Schmelzen herstellt, ausgehend von den Elementen, aus denen sie bestehen, und/oder von Legierungen, welche diese Elemente enthalten, und dass man sodann die so erhaltenen Legierungen zum Erstarren und in Pulverform bringt, und dass man schliesslich die so hergestellten Pulver untereinander vermischt.
Verfahren zur Herstellung des Werkstoffs nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die genannte Legierung, in Form einer Schmelze herstellt, ausgehend von den Elementen, aus denen sie besteht, und/oder von Legierungen, welche diese Elemente enthalten, und dass man sodann die so erhaltene Legierung zum Erstarren und in Pulverform bringt.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass man den Vorgang des Inpulverformbringens der Legierung oder der Legierungen durch Brechen und/oder Zermahlen mindestens einer festen Legierungsmasse durchführt, welche aus der Erstarrung der entsprechenden geschmolzenen Legierungen hervorgeht.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass man die Legierung oder die Legierungen durch Zerstäubung und Abkühlung direkt aus dem Schmelzzustand in Pulverform bringt.
Verfahren zur Herstellung einer Schutzbeschichtung gegen Erosion und Korrosion bei hoher Temperatur auf einem Substrat aus einer Kupferbasis-Legierung durch thermisches Spritzen, Plasma-Lichtbogen-Schweissen oder Löten eines metallischen Beschichtungswerkstoffes auf Nickelbasis mit einem Gehalt an Bor und Silizium, dadurch gekennzeichnet, dass man auf das Substrat mindestens eine Zwischenschicht aufbringt, die eine Flussmittelverbindung und eine Phosphor enthaltende Substanz aufweist, und dass man auf diese Schicht den metallischen Beschichtungswerkstoff aufbringt.
Verfahren nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete metallische Beschichtungswerkstoff der Werkstoff gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 9 ist.
Verfahren nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete metallische Beschichtungswerkstoff aus den Nickel-Bor-Silizium- und Nickel-Chrom-Bor-Silizium-Legierungen ausgewählt ist.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass man auf das Substrat eine Mischung von Flussmittelverbindung und mindestens einer Phosphor enthaltenden Substanz aufbringt.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass man auf das Substrat einerseits mindestens eine Schicht einer Phosphor enthaltenden Substanz, und andererseits mindestens eine Schicht einer Flussmittelverbindung oder einer Mischung von Flussmittelverbindung mit dieser Phosphor enthaltenden Substanz aufbringt.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Phosphor enthaltende Substanz mindestens eine Metall-Legierung aufweist, die Phosphor in Form eines Legierungselements enthält, oder aus mindestens einer solchen Legierung besteht.
Verfahren nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der genannten Phosphor enthaltenden Legierung zwischen 20 und 80, und vorzugsweise zwischen 30 und 70 Gewichtsprozent, im Verhältnis zum Gewicht der Gesamtheit von Flussmittelverbindung und Phosphor enthaltender Legierung liegt.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Korngrössenbereich der genannten Metall-Legierung –150/+5 μm, und vorzugsweise –100/+5 μm, ist.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Phosphor enthaltende Metall-Legierung aus den Nickel-Phosphor-Legierungen mit einem Phosphorgehalt von 8 bis 15 und vorzugsweise 9 bis 13 Gewichtsprozent, den Kupfer-Phosphor-Legierungen mit einem Phosphorgehalt von 2 bis 10 und vorzugsweise 3 bis 8 Gewichtsprozent, und den Nickel-Chrom-Phosphor-Legierungen mit einem Phosphorgehalt von 7 bis 15 und vorzugsweise 8 bis 13 Gewichtsprozent, gewählt ist.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Mischung von Flussmittelverbindung und Phosphor enthaltender Metall-Legierung in Form von Körnern vorliegt, deren jedes von Teilchen dieser Verbindung und dieser Legierung gebildet ist.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussmittelverbindung im wesentlichen aus einer Substanz auf der Basis von Kalium, Bor und Fluor besteht, die auch Chloride enthält.
Verfahren nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Zwischenschicht in Form einer Paste aufgebracht wird.