DE102011112435B3 - Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines Cermetpulvers, Verwendung der Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Bauteils, Beschichtetes Bauteil - Google Patents

Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines Cermetpulvers, Verwendung der Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Bauteils, Beschichtetes Bauteil Download PDF

Info

Publication number
DE102011112435B3
DE102011112435B3 DE102011112435A DE102011112435A DE102011112435B3 DE 102011112435 B3 DE102011112435 B3 DE 102011112435B3 DE 102011112435 A DE102011112435 A DE 102011112435A DE 102011112435 A DE102011112435 A DE 102011112435A DE 102011112435 B3 DE102011112435 B3 DE 102011112435B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
weight
metal composition
matrix metal
cermet
cermet powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102011112435A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr. Zimmermann Stefan
Dr. Gries Benno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoganas Germany GmbH
Original Assignee
HC Starck GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE102011112435A priority Critical patent/DE102011112435B3/de
Application filed by HC Starck GmbH filed Critical HC Starck GmbH
Priority to JP2014528949A priority patent/JP6116569B2/ja
Priority to US14/342,538 priority patent/US9540715B2/en
Priority to PCT/EP2012/067210 priority patent/WO2013034544A1/de
Priority to MX2014002409A priority patent/MX359657B/es
Priority to CN201280043321.9A priority patent/CN103781929B/zh
Priority to EP12756700.6A priority patent/EP2753722B1/de
Priority to RU2014113180A priority patent/RU2608112C2/ru
Priority to KR1020147008859A priority patent/KR102032579B1/ko
Priority to AU2012306492A priority patent/AU2012306492B2/en
Priority to CA2845506A priority patent/CA2845506C/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102011112435B3 publication Critical patent/DE102011112435B3/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/052—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 40%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/055—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/067—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds comprising a particular metallic binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Cermetpulver, ein Verfahren zur Herstellung eines Cermetpulvers sowie die Verwendung der Cermetpulver zur Oberflächenbeschichtung und als thermisches Spritzpulver. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Bauteils, umfassend das Auftragen einer Beschichtung durch thermisches Spritzen des Cermetpulvers sowie ein beschichtetes Bauteil, welches erhältlich ist gemäß dem Verfahren.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Cermetpulver, ein Verfahren zur Herstellung eines Cermetpulvers sowie die Verwendung der Cermetpulver als thermisches Spritzpulver zur Oberflächenbeschichtung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Bauteils, umfassend das Herstellen einer Beschichtung durch thermisches Spritzen des Cermetpulvers sowie ein beschichtetes Bauteil, welches erhältlich ist gemäß dem Verfahren.
  • Thermische Spritzpulver werden zur Herstellung von Beschichtungen auf Substraten eingesetzt. Dabei werden pulverförmige Partikel in eine Verbrennungs- oder Plasmaflamme eingebracht, welche auf das (meistens metallische) Substrat gerichtet ist, welches beschichtet werden soll. Dabei schmelzen die Partikel in der Flamme ganz oder teilweise auf, prallen auf das Substrat, erstarren dort und bilden in Form von erstarrten „splats” die Beschichtung. Durch thermisches Spritzen hergestellte Beschichtungen können bis zu mehreren mm Schichtdicke hergestellt werden. Eine häufige Anwendung von thermischen Spritzpulvern ist die Herstellung von Verschleißschutzschichten. Bei thermischen Spritzpulvern handelt es sich typischerweise um eine Unterklasse der Cermet-Pulver, welche zum einen Hartstoffe enthalten, am häufigsten Karbide, wie Wolfram-, Chrom- und Molybdänkarbide, und zum anderen eine Matrix, welche aus Metallen besteht, wie beispielsweise Kobalt, Nickel, und deren Legierungen mit Chrom, seltener auch Eisen-haltige Legierungen. Damit sind thermische Spritzpulver und daraus hergestellte Spritzschichten Verbundwerkstoffe.
  • Beschichtungen zeichnen sich – analog zu Massivwerkstoffen – durch empirisch ermittelbare Eigenschaften aus. Dazu zählen Härte (beispielsweise Vickers-, Brinell-, Rockwell- und Knoop-Härte), Verschleißbeständigkeit (beispielsweise ASTM G65), Kavitationsbeständigkeit, aber auch das Korrosionsverhalten in verschiedenen Medien. Da viele Verschleißschutzschichten in chemisch aggressiven Umgebungen zuverlässig unter sauren Bedingungen bestehen müssen (Beispiele sind der Einsatz in der Öl- und Gas-, Papier-, Chemie- und Lebensmittel- sowie Pharmaindustrie, oft unter Ausschluss von Sauerstoff), tritt die Korrosionsfestigkeit bei der Auswahl der Spitzwerkstoffe zunehmend in den Vordergrund. Dies ist beispielsweise an Ventilschiebern und Kolbenstangen der Fall, wenn saures Erdöl oder Erdgas in Gegenwart von Chloriden oder Meerwasser gefördert werden. Auch in der Lebensmittelindustrie sowie in der Chemieindustrie existieren eine Vielzahl von Anwendungen, wo Verschleiß und Korrosion eine Synergie im negativen Sinne bilden, und somit die Lebensdauer von Verschleißschutzbeschichtungen herabsetzen.
  • Die Korrosion von Spritzschichten im flüssigen sauren Milieu und in Gegenwart von Chloriden erfolgt nach dem gleichen bekannten Prinzip wie bei Hartmetallen: die Matrixlegierung wird angegriffen, so dass Tonen der Matrixmetalle freigesetzt werden. Die Hartstoffe der Spritzschicht werden dadurch freigegeben, und es kommt zum Abtrag der Spritzschicht. Überlagert mit tribologischem Verschleiß, kommt es dann zu einer negativen Synergie von Verschleiß und Korrosion. Verschärft wird das Korrosionsverhalten dadurch, dass es zur Kontaktkorrosion zwischen den Hartstoffen und der Matrix kommen kann, so dass die Matrix im Verbundwerkstoff korrosionsempfindlicher ist, als sie es alleine wäre. Dies wird in Hartmetallen ebenfalls beobachtet.
  • Als thermische Spritzpulver zur Herstellung von Spritzschichten für die oben genannten Anwendungen sind verschiedene Werkstoffe etabliert, beispielsweise WC-CoCr 86/10/4 oder WC-CoNiCr 86/9/1/4, WC-Cr3C2-Ni und Cr3C2-NiCr. Allen vorgenannten ist gemein, dass sie Cr in der Matrix enthalten, da dieses deren Korrosionsfestigkeit sicherstellt.
  • Ein weiterer Werkstoff ist WC-NiMoCrFeCo 85/15, welcher kommerziell als thermisches Spritzpulver erhältlich ist (Amperit® 529 von H. C. Starck GmbH, D). Dessen Matrix besteht aus einer Legierung, die ähnlich Hastelloy® C ist. Obwohl Hastelloy® C in sauren Medien mit gutem Erfolg eingesetzt wird, fehlt dieser Legierung die Verschleißbeständigkeit. Als Matrixlegierung im Verbundwerkstoff „Spritzpulver” oder „Spritzschicht” zeigen sich jedoch schlechtere Eigenschaften.
  • Analoges gilt, für die marktüblichen Chromkarbid-NiCr(80/20)-Werkstoffe. Auch hier lässt sich die gute Säurebeständigkeit eines NiCr 80/20 nicht in das thermische Spritzpulver mit Chromkarbiden oder die daraus hergestellte Spritzschicht überführen.
  • Fe-basierte Matrixlegierungen, beispielsweise abgeleitet von austenitischen Edelstählen wie 316 L, oder auf FeCrAl 70/20/10-Basis gemäß DE 10 2006 045 481 B3 , versagen im sauren Milieu bei niedrigen pH-Werten. Alle oben genannten Werkstoffe zeigen als verdichtete Spritzpulver bei Auslagerung in Salzsäure, Schwefelsäure und Zitronensäure Schwächen in mindestens einem dieser Medien, oder Schwächen in den mechanischen Kennwerten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Cermetpulver bereitzustellen, welches als thermisches Spritzpulver geeignet ist und welches in allen drei Medien beständige Beschichtungen liefert, ohne gravierende Einbußen in den mechanischen Kennwerten Verschleiß- und Kavitationsbeständigkeit oder in der Beständigkeit in Gegenwart von Chlorid.
  • Die Korrosionsfestigkeit wird dabei unter realen Bedingungen in Form von Emissionen der Matrixmetalle bestimmt, anstelle von elektrochemischen Methoden wie Potentiogrammen, welche keine Quantifizierung der Standzeit unter realen Bedingungen erlauben.
  • Überraschend wurde nun gefunden, dass die zuvor genannten Probleme durch ein Cermetpulver, umfassend einen oder mehrere Hartstoffe und eine spezielle Matrixmetallzusammensetzung, gelöst werden können.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Cermetpulver umfassend
    • a) 50 bis 90 Gew.-% eines oder mehrerer Hartstoffe(s) und
    • b) 10 bis 50 Gew.-% einer Matrixmetallzusammensetzung, wobei sich die Gewichtsangaben auf das Gesamtgewicht des Cermetpulvers beziehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixmetallzusammensetzung folgendes umfasst: i) 40 bis 75 Gew.-% Eisen und Nickel, ii) 18 bis 35 Gew.-% Chrom, iii) 3 bis 20 Gew.-% Molybdän, iv) 0,5 bis 4 Gew.-% Kupfer, wobei die Gewichtsangaben der Metalle i) bis iv), jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Matrixmetallzusammensetzung und wobei das Gewichtsverhältnis von Eisen zu Nickel im Bereich von 3:1 bis 1:3 liegt.
  • Die Cermetpulver der vorliegenden Erfindung eignen sich hervorragend als thermische Spritzpulver. Diese können zur Oberflächenbeschichtung, insbesondere von Metallsubstraten, verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Cermetpulver können hier beispielsweise durch thermische Spritzverfahren, wie Plasmaspritzen oder Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF), Flammspritzen, Lichtbogenspritzen, Laserspritzen oder Auftragsschweißen, wie beispielsweise das PTA-Verfahren, auf unterschiedlichste Bauteile aufgetragen werden, um dem jeweiligen Bauteil die gewünschten Oberflächeneigenschaften zu verleihen.
  • Die erfindungsgemäßen Cermetpulver umfassen einen oder mehrere Hartstoff(e) in einer Menge von 50 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 60 bis 89 Gew.-%, insbesondere 70 bis 88 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Cermetpulvers. Die erfindungsgemäßen Cermetpulver können typische Hartstoffe aufweisen. Bevorzugt als Hartstoff sind jedoch Metallcarbide, insbesondere bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus WC, Cr3C2, VC, TiC, B4C, TiCN, SiC, TaC, NbC, Mo2C sowie deren Mischungen.
  • Insbesondere bevorzugt sind die Hartstoffe WC und/oder Cr3C2.
  • Ein weiterer wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Cermetpulver ist die Matrix-Metallzusammensetzung, die in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-%, vorzugweise 11 bis 40 Gew.-%, insbesondere 12 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Cermetpulvers, vorliegt. Die Matrixmetallzusammensetzung ist maßgeblich für die hervorragenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Cermetpulver.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung einer Matrixzusammensetzung umfassend:
    • i) 40 bis 75 Gew.-% Eisen und Nickel,
    • ii) 18 bis 35 Gew.-% Chrom,
    • iii) 3 bis 20 Gew.-% Molybdän,
    • iv) 0,5 bis 4 Gew.-% Kupfer, wobei die Gewichtsangaben der Metalle i) bis iv) jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Matrixmetallzusammensetzung und wobei das Gewichtsverhältnis von Eisen zu Nickel im Bereich von 3:1 bis 1:3 liegt, zur Herstellung eines Cermetpulvers.
  • Die Matrix-Metallzusammensetzung enthält in einer bevorzugten Ausführungsform als zusätzliches Metall
    • v) Kobalt, insbesondere in einer Menge bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Matrixmetallzusammensetzung.
  • Die Matrixmetallzusammensetzung kann darüber hinaus zusätzlich
    • vi) Modifizierungsmittel, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al, Nb, Ti, Ta, V, Si, W, und Mischungen hiervon umfassen.
  • Die Modifizierungsmittel liegen dabei üblicherweise in einer Menge bis zu 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Matrixmetallzusammensetzung, vor.
  • In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die erfindungsgemäß zu verwendende Matrixmetallzusammensetzung im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten:
    • i) 40 bis 75 Gew.-% Eisen und Nickel,
    • ii) 18 bis 35 Gew.-% Chrom,
    • iii) 3 bis 20 Gew.-% Molybdän,
    • iv) 0,5 bis 4 Gew.-% Kupfer,
    • v) gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% Kobalt,
    • vi) gegebenenfalls bis zu 5 Gew.-% eines oder mehrerer Modifizierungsmittel,
  • wobei die Gewichtsangaben der Metalle i) bis vi) jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Matrixmetallzusammensetzung und wobei das Gewichtsverhältnis von Eisen zu Nickel im Bereich von 3:1 bis 1:3 liegt.
  • Hervorragende Eigenschaften können mit einer Matrixmetallzusammensetzung erzielt werden, die 15 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 45 Gew.-% Eisen umfasst.
  • Weiter bevorzugt umfasst die Matrixmetallzusammensetzung 15 bis 50 Gew.-%, weiter bevorzugt 20 bis 45 Gew.-% Nickel.
  • Auch das Vorliegen von Chrom, Molybdän und Kupfer in der Matrixmetallzusammensetzung spielt eine wesentliche Rolle zur Erzielung der exzellenten Eigenschaften des Cermetpulvers bzw. der daraus hergestellten Oberflächenbeschichtungen.
  • Die Matrixmetallzusammensetzung weist vorzugsweise 20 bis 33 Gew.-%, weiter bevorzugt 20 bis 31 Gew.-%, Chrom auf.
  • In einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst die Matrixmetallzusammensetzung 4 bis 15 Gew.-% Molybdän, insbesondere 5 bis 10 Gew.-% Molybdän.
  • Insbesondere auch im Zusammenspiel mit dem speziellen Eise-Nickel-Verhältnis spielt der Kupferanteil eine bedeutende Rolle hinsichtlich der Korrosionseigenschaften. Hervorragende Korrosionsergebnisse konnten mit einer Matrixmetallzusammensetzung erzielt werden, die vorzugsweise 0,7 bis 3 Gew.-%, insbesondere 0,9 bis 2,0 Gew.-% Kupfer umfasst.
  • Ebenso trägt das Gewichtsverhältnis von Eisen zu Nickel in der Matrixzusammensetzung zur Korrosionsbeständigkeit des erfindungsgemäßen Cermetpulvers bei.
  • Bevorzugt ist das Gewichtsverhältnis von Eisen zu Nickel in der Matrixmetallzusammensetzung 1:2 bis 2:1, weiter bevorzugt 1:1,5 bis 1,5:1.
  • Die erfindungsgemäßen Cermetpulver werden bevorzugt als thermische Spritzpulver verwendet. Hier haben sich bestimmte Partikelgrößen als besonders geeignet herausgestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen Cermetpulver eine mittlere Teilchengröße von 10 bis 100 μm, bestimmt mittels Laserbeugung gemäß ASTM C1070, auf.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Cermetpulvers.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung in einer weiteren Ausführungsform ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines Cermetpulvers umfassend die Schritte:
    • a) Vermischen oder Vermahlen eines oder mehrerer Hartstoffpulver mit einer pulverförmigen Matrixmetallzusammensetzung, die folgendes umfasst: i) 40 bis 75 Gew.-% Eisen und Nickel, ii) 18 bis 35 Gew.-% Chrom, iii) 3 bis 20 Gew.-% Molybdän, iv) 0,5 bis 4 Gew.-% Kupfer, wobei die Gewichtsangaben der Metalle i) bis iv), jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Matrixmetallzusammensetzung und wobei das Gewichtsverhältnis von Eisen zu Nickel im Bereich von 3:1 bis 1:3 liegt,
    • b) Sinterung der Pulvermischung und
    • c) gegebenenfalls Pulverisieren der in Schritt b) gesinterten Mischung.
  • Das Vermischen oder Vermahlen in Schritt a) des erfindungsgemäßen Cermetpulver-Herstellungsverfahrens kann beispielsweise durch Dispergieren der pulverförmigen Härteträger (Hartstoffe) sowie der pulverförmigen Matrixmetallzusammensetzung in einer Flüssigkeit erfolgen. Im Falle einer Vermahlung wird diese Dispersion dann einem Vermahlungsschritt, beispielsweise in einer Kugelmühle oder einem Atrittor, vermahlen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Matrixmetallzusammensetzung als Legierungspulver vor.
  • Das erfindungsgemäße Cermetpulver-Herstellungsverfahren ist vorzugsweise gekennzeichnet dadurch, dass sich an das Vermischen durch Dispergieren in einer Flüssigkeit, ggegebenfalls gefolgt von einer Vermahlung, durch Abtrennung der Flüssigkeit ein Granulationsschritt anschließt, der weiter bevorzugt durch Sprühtrocknung erfolgt. Nachfolgend kann das Sprühgranulat klassiert und in einem folgenden thermischen Verfahrensschritt so weit versintert werden, dass das Granulat eine mechanische Festigkeit aufweist, welche ausreichend ist, dass das Granulat während des thermischen Spritzprozesses insoweit nicht zerfällt, dass eine prozesssichere Durchführung des thermischen Spritzprozesses möglich ist. Die Sinterung der Pulvermischung erfolgt vorzugsweise unter vermindertem Druck und/oder in Gegenwart von Schutzgasen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Argon, Stickstoff und Mischungen hiervon, bei beliebigem Druck.
  • Bei Verwendung eines die Oxidation vermeidenden Schutzgases kann die Sinterung auch in etwa im Bereich des Normaldrucks durchgeführt werden. Im Anschluss an den Sinterungsschritt wird üblicherweise ein Pulver erhalten oder ein locker versinterter Kuchen, der leicht wieder in Pulver zu überführen ist. Die erhaltenen Pulver ähneln in Größe. und Aussehen dem Sprühgranulat. Agglomerierte/gesinterte Spritzpulver sind besonders vorteilhaft, da sie große Freiheit in der Wahl der Komponenten bieten (beispielsweise deren Gehalte und Partikelgrößen) und sich aufgrund ihrer guten Fließfähigkeit im Spritzprozess gut dosieren lassen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden für die erfindungsgemäßen Cermetpulver und im Rahmen des erfindungsgemäßen Cermetpulver-Herstellungsverfahrens sehr feinteilige Härteträger eingesetzt, die vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße unterhalb von 20 μm, bestimmt mittels Laserbeugung gemäß ASTM C1070, aufweisen. Der Einsatz solch feinteiliger Härteträger führt zu sehr glatten Verschleißoberflächen, welches wiederum zu niedrigen Reibkoeffizienten und hohen Standzeiten führt.
  • Gesinterte/gebrochene Cermetpulver bzw. Spritzpulver können analog hergestellt werden, mit dem Unterschied, dass die Pulverkomponente nicht zwingend nass in Dispersion vermischt werden, sondern trocken vermischt werden können und gegebenenfalls tablettiert oder zu anderen Formkörpern kompaktiert werden. Der sich anschließende Sinterungsschritt erfolgt analog, jedoch werden üblicherweise kompakte, feste Sinterkörper erhalten, welche durch mechanische Gewalteinwirkung wieder in Pulverform überführt werden müssen.. Die erhaltenen Pulver mit mittleren Partikelgrößen zwischen 10 und 100 μm sind in diesen Fällen jedoch typischerweise von irregulärer Form und auf der Oberfläche von Bruchvorgängen gekennzeichnet. Diese thermischen Spritzpulver sind deutlich schlechter fließfähig, was für eine konstante Auftragsrate beim thermischen Spritzen nachteilig sein kann, jedoch noch praktikabel ist.
  • Die erfindungsgemäßen Cermetpulver oder die gemäß dem erfindungsgemäßen Cermetpulver-Herstellungsverfahren erhältlichen Cermetpulver, können als thermische Spritzpulver verwendet werden. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung der erfindungsgemäßen Cermetpulver oder der durch das erfindungsgemäße Cermetpulver-Herstellungsverfahren erhältlichen Cermetpulver als thermische Spritzpulver.
  • Darüber hinaus eignen sich die erfindungsgemäßen Cermetpulver hervorragend zur Oberflächenbeschichtung, insbesondere von Metallsubstraten oder Bauteilen.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung der erfindungsgemäßen Cermetpulver oder der erfindungsgemäß durch das Cermetpulver-Herstellungsverfahren erhältlichen Cermetpulver zur Oberflächenbeschichtung. Bevorzugt erfolgt die Oberflächenbeschichtung durch thermische Spritzverfahren, beispielsweise durch Plasmaspritzen oder Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen oder Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen oder Laserspritzen oder Auftragsschweißen.
  • Die erfindungsgemäßen Cermetpulver oder durch das erfindungsgemäße Cermetpulver-Herstellungsverfahren erhältlichen Cermetpulver verleihen den damit beschichteten Bauteilen hervorragende Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich des Verschleißschutzes unter korrosiven Umweltbedingungen, beispielsweise bei pH-Werten unter 7 und in Gegenwart von gegebenenfalls vorhandenen Chloridionen.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Bauteils, umfassend das Auftragen einer Beschichtung durch thermisches Spritzen eines erfindungsgemäßen Cermetpulvers oder eines durch das erfindunsgemäße Cermetpulver-Herstellungsverfahren erhältlichen Cermetpulvers.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren erhältliches beschichtetes Bauteil. Das erfindungsgemäß beschichtete Bauteil wird insbesondere verwendet zum Verschleißschutz unter korrosiven Umweltbedingungen, insbesondere bei pH-Werten unter 7 und in Gegenwart von gegebenenfalls vorhandenen Chloridionen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das beschichtete Bauteil Teil eines Apparates, welcher mit Medien in Berührung kommt, welche Säuren und/oder Chloridionen enthalten. Beispielsweise sind beschichtete Bauteile der vorliegenden Erfindung Ventilschieber oder Kolbenstangen.
  • Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne diese jedoch darauf zu beschränken.
  • Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)
  • Spritzpulver mit Zusammensetzungen gemäß Tabelle 1 wurden bei 1000°C für 10 min mittels Heißpressen zu kompakten Formkörpern mit gleicher spezifischer Oberfläche verdichtet. Die Randschichten wurden mittels SiC-Schleifpapier abgeschliffen. Die zylindrischen Formkörper wurden dann in 500 ml der Medien (1-normale Salzsäure, 1-normale Schwefelsäure sowie 1-normale Zitronensäure – letztere entspricht 1/3 mol/l) für 28 Tage bei 20°C und Luftzugang ausgelagert. Danach wurden 180 ml abgenommen und der Gehalt derjenigen Elemente bestimmt, aus welchen die Matrix bestand.
  • An Spitzschichten wurden die mechanischen Kennwerte Verschleiß- und Kavitationsbeständigkeit bestimmt. Die Spritzschichten wurden ferner dem Salzsprühtest nach ASTM B117 unterzogen und nach 1000 Stunden die Veränderung protokolliert.
  • Ferner wurden aus den Spritzpulvern Beschichtungen auf Baustahl ST37 sowie auf Edelstahl V4A erzeugt. Dazu wurde ein HVOF-Brenner Typ JP5000 verwendet. Die Angaben in der Tabelle erfolgen in Gewichtsprozent. Tabelle 1: Spritzpulver des Standes der Technik
    1 2 3 4 5 6 7
    WC (%) 86 - 73 85 85 70 85
    Cr3C2 (%) - 75 20 - - -
    Matrix (%) 14 25 7 15 15 30 15
    Fe (%) - - - 6 63,3 70
    Co (%) 71 - - 5 - -
    Ni (%) - 80 100 57 14 67 -
    Cr (%) 29 20 - 16 18 20 20
    Al (%) - - - - - - 10
    Nb (%) - - - - - 4 -
    Mo (%) - - - 16 2,7 9 -
    Cu (%) - - - - - - -
    Matrixemission (mg/180 ml, 28 Tage 1 N HCl) 2283 5684 420 3269 2510 4360 3083
    Matrixemission (mg/180 ml, 28 Tage 1 N H2SO4) 2366 5151 1835 2202 2620 2570 3222
    Matrixemission (mg/180 ml, 28 Tage 1 N Zitronensäure) 316 2486 11 125 1352 106 3141
    Eigenschaften der Spritzschicht:
    Verschleiß (ASTM G65-04, mg) 20 41 15 41 33 41 23
    Kavitationsverschleiß (mg/h) gemäß ASTM G32 an ebener Beschichtung 5 5 7 5 10 7 5
    Veränderung im Salzsprühtest gemäß ASTM B117 (1000 h) Verf. keine keine keine Verf. keine keine
    ”Verf.” bedeutet ”Verfärbung”.
  • Die Gewichtsangaben „Fe (%)” bis „Cu (%)” beziehen sich auf das Gesamtgewicht der Matrixzusammensetzung. Der Gesamtgehalt an Matrix ist in der Zeile „Matrix (%)” angegeben und bezieht sich auf das Gesamtgewicht des Spritzpulvers. Die %-Angaben der Carbide beziehen sich auf das Gesamtgewicht des Spritzpulvers. In den Spritzpulvern der Beispiele 4 bis 7 lag die Matrix als Legierung vor, da entsprechendes Legierungspulver zur Herstellung des Spritzpulvers eingesetzt wurde. Beispiel 7 entspricht einer bevorzugten Ausführungsform der DE 10 2006 045 481 B3 .
  • Deutlich wird anhand der Ergebnisse, dass kein bekannter Werkstoff in allen Punkten ausreichend abschneidet. Das WC-Cr3C2-Ni 83/20/7 (Beispiel 3) weist als einziger ausreichende Beständigkeit gegen Salzsäure und Zitronensäure – jedoch nicht gegen Schwefelsäure – auf. Allgemein ist die Beständigkeit aller Spritzpulver der Beispiele 1–7 gegenüber Schwefelsäure schlecht.
  • Auch Spritzpulver Beispiel 4 mit einer Hastelloy® C ähnlichen Matrixlegierung und Beispiel 6 haben gute mechanische Kennwerte sowie eine gute Beständigkeit gegen Zitronensäure, sind jedoch gegen Mineralsäuren nicht beständig.
  • Spritzpulver Beispiel 5 mit Edelstahl 316 L ist sehr gering korrosionsbeständig und zeigt inakzeptable Verfärbungen im Salzsprühtest.
  • Beispiel 2 (teilweise erfindungsgemäß, dort mit * bezeichnet)
  • Formkörper und Spritzschichten wurden analog zum Beispiel 1 hergestellt. In den Pulvern gemäß Beispiel 8 und 9 wurden 2 Legierungspulver gleicher Nominalzusammensetzung, aber aus unterschiedlichen Herstellverfahren (Verdüsung der Legierung aus der Schmelze und Abkühlung der entstandenen Schmelztropfen mittels eingedüstem Wasser bzw. Argon) eingesetzt. Beispiel 10 enthielt als Matrix ein FeNi 50/50-Legierungspulver sowie als weitere verwendete Komponente der Matrix ein Chrom Metallpulver. Somit ist davon auszugehen, dass die Matrix im agglomeriert/gesinterten Spritzpulver nicht vollständig und gleichmäßig mit Cr legiert war. Angaben in der Tabelle erfolgen in Gewichtsprozent. Tabelle 2: Spritzpulver
    8* 9* 10
    WC (%) 85 85 87,5
    Cr3C2 (%) - - -
    Matrix (%) 15 15 12,5
    Fe (%) 31 31 36
    Co (%) - - -
    Ni (%) 31 31 36
    Cr (%) 27 27 28
    Al (%) - - -
    Nb (%) - - -
    MO (%) 6,5 6,5 -
    Cu (%) 1,3 1,3 -
    Matrixemission (mg/180 ml, 28 Tage 1 N HCl) 216 151 1740
    Matrixemission (mg/180 ml, 28 Tage 1 N H2SO4) 151 92 1141
    Matrixemission (mg/180 ml, 28 Tage 1 N Zitronensäure) 68 61 608
    Eigenschaften der Spritzschicht
    Verschleiß (ASTM G65-04, mg) 26 26 15
    Kavitationsverschleiß (mg/h) 6 5 8
    Veränderung im Salzsprühtest keine keine Verfärbung
  • Die Gewichtsangaben „Fe (%)” bis „Cu (%)” beziehen sich auf das Gesamtgewicht der Matrixzusammensetzung. Der Gesamtgehalt an Matrix ist in der Zeile „Matrix (%)” angegeben und bezieht sich auf das Gesamtgewicht des Spritzpulvers. Die %-Angaben der Carbide beziehen sich auf das Gesamtgewicht des Spritzpulvers.
  • Überraschenderweise zeigen die Eisen und Nickel-haltigen Spritzpulver 8 bis 10 vergleichsweise gute Beständigkeit gegenüber Mineralsäuren, im Vergleich zu solchen, die eine Matrix auf Nickel-, Kobalt- oder gar Eisenbasis haben. Dies ist insofern überraschend, als Eisen wesentlich unedler ist als Nickel. Selbst die unvollständige Legierung der Matrix mit Cr bei Nr. 10 führt in Schwefelsäure zu besseren Ergebnissen als die aller Pulver aus Beispiel 1. Offenbar haben FeNi-Legierungen bessere Säurebeständigkeiten als die Randglieder Ni und Fe, weshalb die Säurebeständigkeit neben den weiter vorhandenen Elementen offenbar vom Fe:Ni-Verhältnis abhängig ist.
  • Weiter verbessert wird die Säurebeständigkeit der FeNi-Matrix in den Pulvern Nr. 8 und 9 durch das in diesem Fall in der Matrix legierte Chrom, und darüber hinaus durch die Zusatzstoffe Mo und Cu. Da jedoch die hohen Mo Gehalte in den Pulvern 4 und 6 nicht zu einer verbesserten Säurebeständigkeit führen, ist zu schließen, dass neben dem Fe/Ni-Verhältnis der Kupfer-Gehalt für die guten Korrosionsergebnisse wesentlich mitverantwortlich ist.
  • Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel, reine Matrixlegierungen)
  • Tabelle 3: Matrix-Metallzusammensetzung
    Nr. 11 (316 L) Nr. 12 (NiCr80/20) Nr. 13 (NiCr 50/50)
    Fe (%) 68 - -
    Co (%) - - -
    Ni (%) 13 80 50
    Cr (%) 17 20 50
    Al (%) - - -
    Nb (%) - - -
    Mo (%) 2 - -
    Cu (%) - - -
    Matrixemission (mg/180 ml, 28 Tage 1 N HCl) 948 115 256
    Matrixemission (mg/180 ml, 28 Tage 1 N H2SO4) 944 110 131
    Matrixemission (mg/180 ml, 28 Tage 1 N Zitronensäure) 25 1 35
  • Diese Ergebnisse zeigen, dass die reinen Matrixlegierungen wesentlich besser in Bezug auf die Korrosion abschneiden, als im Falle der Verwendung als Matrix im thermischen Spritzpulver. Es ist davon auszugehen, dass für das schlechte Abschneiden der thermischen Spritzpulver die Kontaktkorrosion zwischen der Matrix einerseits, und dem Hartstoff andererseits, verantwortlich ist.
  • Die reinen Matrixlegierungen als Spritzpulver weisen aufgrund des Fehlens von Hartstoffen keine Verschleißbeständigkeit auf.
  • Es gelingt mit dem erfindungsgemäßen Beispielen 8 und 9, die Säurebeständigkeit des reinen NiCr 80/20 zu erreichen, kombiniert mit der Verschleißbeständigkeit marktüblicher Spritzwerkstoffe, wie in Beispiel 1 bis 3 beschrieben.

Claims (26)

  1. Cermetpulver umfassend a) 50 bis 90 Gew.-% eines oder mehrerer Hartstoffe und b) 10 bis 50 Gew.-% einer Matrixmetallzusammensetzung, wobei sich die Gewichtsangaben auf das Gesamtgewicht des Cermetpulvers beziehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixmetallzusammensetzung folgendes umfasst: i) 40 bis 75 Gew.-% Eisen und Nickel, ii) 18 bis 35 Gew.-% Chrom, iii) 3 bis 20 Gew.-% Molybdän, iv) 0,5 bis 4 Gew.-% Kupfer, wobei die Gewichtsangaben der Metalle i) bis iv), jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Matrixmetallzusammensetzung und wobei das Gewichtsverhältnis von Eisen zu Nickel im Bereich von 3:1 bis 1:3 liegt.
  2. Cermetpulver gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixmetallzusammensetzung zusätzlich v) Cobalt, vorzugsweise in einer Menge bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Matrixmetallzusammensetzung, umfasst.
  3. Cermetpulver gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixmetallzusammensetzung zusätzlich vi) Modifizierungsmittel, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al, Nb, Ti, Ta, V, Si, W und beliebige Mischungen hiervon, umfasst.
  4. Cermetpulver gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Modifizierungsmittel in einer Menge bis zu 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Matrixmetallzusammensetzung, vorliegt.
  5. Cermetpulver gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixmetallzusammensetzung im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten besteht: i) 40 bis 75 Gew.-% Eisen und Nickel, ii) 18 bis 35 Gew.-% Chrom, iii) 3 bis 20 Gew.-% Molybdän, iv) 0,5 bis 4 Gew.-% Kupfer, v) gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% Cobalt, vi) gegebenenfalls bis zu 5 Gew.-% eines oder mehrerer Modifizierungsmittel, wobei die Gewichtsangaben der Metalle i) bis vi), jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Matrixmetallzusammensetzung und wobei das Gewichtsverhältnis von Eisen zu Nickel im Bereich von 3:1 bis 1:3 liegt.
  6. Cermetpulver gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixmetallzusammensetzung 15 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 45 Gew.-% Eisen umfasst.
  7. Cermetpulver gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixmetallzusammensetzung 15 bis 50 Gew.-%,, vorzugsweise 20 bis 45 Gew.-% Nickel umfasst.
  8. Cermetpulver gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixmetallzusammensetzung 20 bis 33 Gew.-%, vorzugsweise 22 bis 31 Gew.-% Chrom umfasst.
  9. Cermetpulver gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixmetallzusammensetzung 4 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-% Molybdän umfasst.
  10. Cermetpulver gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrixmetallzusammensetzung 0,7 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,9 bis 2,0 Gew.-% Kupfer umfasst.
  11. Cermetpulver gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Eisen zu Nickel in der Matrixmetallzusammensetzung 1:2 bis 2:1, vorzugsweise 1:1,5 bis 1,5:1 ist.
  12. Cermetpulver gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartstoff Metallcarbid ist, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus WC, Cr3C2, VC, TiC, B4C, TiCN, SiC, TaC, NbC, Mo2C sowie deren Mischungen.
  13. Cermetpulver gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartstoff WC und/oder Cr3C2 ist.
  14. Cermetpulver gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver eine mittlere Teilchengröße von 10 bis 100 μm, bestimmt gemäß ASTM C 1070, aufweist.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Cermetpulvers umfassend die Schritte: a) Vermischen oder Vermahlen eines oder mehrerer Hartstoffpulver mit einer pulverförmigen Matrixmetallzusammensetzung, die folgendes umfasst: i) 40 bis 75 Gew.-% Eisen und Nickel, ii) 18 bis 35 Gew.-% Chrom, iii) 3 bis 20 Gew.-% Molybdan, iv) 0,5 bis 4 Gew.-% Kupfer, wobei die Gewichtsangaben der Metalle i) bis iv), jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Matrixmetallzusammensetzung und wobei das Gewichtsverhältnis von Eisen zu Nickel im Bereich von 3:1 bis 1:3 liegt, b) Sinterung der Pulvermischung und c) gegebenenfalls Pulverisieren der in Schritt b) gesinterten Mischung.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterung unter vermindertem Druck und/oder in Gegenwart von Schutzgasen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Argon, Stickstoff und Mischungen hiervon.
  17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermischen in Schritt a) durch Dispergieren in einer Flüssigkeit erfolgt.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das Vermischen durch Dispergieren in einer Flüssigkeit durch Abtrennung der Flüssigkeit ein Granulationsschritt anschließt, der vorzugsweise durch Sprühtrocknung erfolgt.
  19. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrixmetallzusammensetzung ein Legierungspulver verwendet wird.
  20. Verwendung der Cermetpulver gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 zur Oberflächenbeschichtung.
  21. Verwendung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung durch thermische Spritzverfahren erfolgt.
  22. Verwendung der Cermetpulver gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 als thermisches Spritzpulver.
  23. Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Bauteils umfassend das Auftragen einer Beschichtung durch thermisches Spritzen eines Pulvers gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14.
  24. Beschichtetes Bauteil erhältlich gemäß dem Verfahren gemäß Anspruch 23.
  25. Beschichtetes Bauteil gemäß Anspruch 24 zum Verschleißschutz unter korrosiven Umweltbedingungen, insbesondere bei pH-Werten unter 7 und gegebenenfalls in Gegenwart von Chloridsalzen.
  26. Beschichtetes Bauteil gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil Teil eines Apparates ist, welcher mit Medien in Berührung kommt, die Säuren und/oder Chloridionen enthalten.
DE102011112435A 2011-09-06 2011-09-06 Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines Cermetpulvers, Verwendung der Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Bauteils, Beschichtetes Bauteil Expired - Fee Related DE102011112435B3 (de)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011112435A DE102011112435B3 (de) 2011-09-06 2011-09-06 Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines Cermetpulvers, Verwendung der Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Bauteils, Beschichtetes Bauteil
KR1020147008859A KR102032579B1 (ko) 2011-09-06 2012-09-04 서멧 분말
PCT/EP2012/067210 WO2013034544A1 (de) 2011-09-06 2012-09-04 Cermetpulver
MX2014002409A MX359657B (es) 2011-09-06 2012-09-04 Cermet en polvo.
CN201280043321.9A CN103781929B (zh) 2011-09-06 2012-09-04 金属陶瓷粉末
EP12756700.6A EP2753722B1 (de) 2011-09-06 2012-09-04 Cermetpulver
JP2014528949A JP6116569B2 (ja) 2011-09-06 2012-09-04 サーメット粉末
US14/342,538 US9540715B2 (en) 2011-09-06 2012-09-04 Cermet powder
AU2012306492A AU2012306492B2 (en) 2011-09-06 2012-09-04 Cermet powder
CA2845506A CA2845506C (en) 2011-09-06 2012-09-04 Cermet powder
RU2014113180A RU2608112C2 (ru) 2011-09-06 2012-09-04 Порошок из кермета

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011112435A DE102011112435B3 (de) 2011-09-06 2011-09-06 Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines Cermetpulvers, Verwendung der Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Bauteils, Beschichtetes Bauteil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011112435B3 true DE102011112435B3 (de) 2012-10-25

Family

ID=46829737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011112435A Expired - Fee Related DE102011112435B3 (de) 2011-09-06 2011-09-06 Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines Cermetpulvers, Verwendung der Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Bauteils, Beschichtetes Bauteil

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9540715B2 (de)
EP (1) EP2753722B1 (de)
JP (1) JP6116569B2 (de)
KR (1) KR102032579B1 (de)
CN (1) CN103781929B (de)
AU (1) AU2012306492B2 (de)
CA (1) CA2845506C (de)
DE (1) DE102011112435B3 (de)
MX (1) MX359657B (de)
RU (1) RU2608112C2 (de)
WO (1) WO2013034544A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013220040A1 (de) * 2013-10-02 2015-04-02 H.C. Starck Gmbh Gesinterte Spritzpulver auf Basis von Molybdänkarbid
CN110042294A (zh) * 2019-04-16 2019-07-23 株洲华锐精密工具股份有限公司 用于铣削淬硬钢的硬质合金刀片及其制备方法
CN110449571A (zh) * 2019-07-31 2019-11-15 福达合金材料股份有限公司 一种银金属氧化物电接触材料的银金属粉体喷射高温氧化方法及其应用
CN113046613A (zh) * 2021-03-05 2021-06-29 中南大学 高强度无磁性轻质TiC基金属陶瓷材料及其制备方法

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2527480B1 (de) * 2011-05-27 2017-05-03 H.C. Starck GmbH NiFe-Binder mit universeller Einsetzbarkeit
DE102011079016B3 (de) * 2011-07-12 2012-09-20 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Verschleißschutzschicht für Kolbenringe, Auftragsverfahren und Kolbenring
CN103589932B (zh) * 2013-10-23 2015-09-09 广西科技大学 低镍铬无限冷硬铸铁轧辊激光表面合金化的合金粉末及合金化处理工艺
CN104313444B (zh) * 2014-09-30 2016-09-14 宁夏康诚机电产品设计有限公司 一种钴包覆型钛硬质合金材料及其制备方法
JP6550226B2 (ja) * 2014-10-31 2019-07-24 トーカロ株式会社 溶射用粉末、溶射皮膜の製造方法、溶射皮膜、及びロール
DE102015102966A1 (de) * 2015-03-02 2016-09-08 Thyssenkrupp Ag Verfahren zum Herstellen einer Lauffläche für eine Dichtung
CN104962842A (zh) * 2015-05-29 2015-10-07 扬中市第一蝶阀厂有限公司 一种用于制作阀门的金属陶瓷材料
CN105177390B (zh) * 2015-08-28 2017-03-22 北京科技大学 一种金属陶瓷及其制备方法
CN105441936A (zh) * 2015-11-11 2016-03-30 刘昭晖 高速钢锥柄麻花钻涂层工艺技术
CN105543615A (zh) * 2015-12-14 2016-05-04 无锡福镁轻合金科技有限公司 一种用于截止阀的复合材料
JP6232524B1 (ja) * 2016-02-19 2017-11-15 Ｊｆｅスチール株式会社 サーメット粉末、保護皮膜被覆部材及びその製造方法、並びに電気めっき浴中ロール及びその製造方法
CN105950939A (zh) * 2016-06-04 2016-09-21 醴陵市凯维陶瓷有限公司 一种金属陶瓷材料及其制备方法
CN106119745A (zh) * 2016-08-23 2016-11-16 张家港华日法兰有限公司 一种金属陶瓷法兰
KR101963655B1 (ko) 2017-06-12 2019-04-01 주식회사 웨어솔루션 써멧 분말조성물 및 이를 이용한 써멧 및 써멧 라이닝 플레이트
US10844465B2 (en) * 2017-08-09 2020-11-24 Garrett Transportation I Inc. Stainless steel alloys and turbocharger kinematic components formed from stainless steel alloys
CN107723494B (zh) * 2017-09-19 2019-11-26 江苏英特耐机械制造有限公司 一种高韧性金属陶瓷的制备方法
CN107739960A (zh) * 2017-09-20 2018-02-27 镇江市胜得机械制造有限责任公司 一种用于橡胶履带的骨架层
CN108950344A (zh) * 2018-08-08 2018-12-07 徐海东 一种碳化钛-碳化钨合金涂层及其制备方法
KR102064583B1 (ko) 2018-09-21 2020-01-09 최재용 우수한 내부식성을 갖는 합금 파우더 및 합금 파우더의 제조방법
CN109536812A (zh) * 2018-11-13 2019-03-29 武汉新科冶金设备制造有限公司 钢水出口扩孔器金属陶瓷刀头材料及其制备方法
CN111270167A (zh) * 2020-02-26 2020-06-12 佛山市南海神港工业自动化有限公司 用于铝电解质的热电偶表面防腐层制作工艺
CN112355315B (zh) * 2020-11-09 2023-04-18 攀枝花学院 球形铁基碳化钒钛金属陶瓷粉末的制备方法
CN112609117A (zh) * 2020-11-19 2021-04-06 马鞍山安慧智电子科技有限公司 一种计算机硬件制作专用合金及其加工工艺
CN112899510B (zh) * 2021-01-18 2021-10-19 山东科技大学 一种TiC/Ni复合材料的原位反应合成方法
CN113618066B (zh) * 2021-07-27 2023-05-26 界首市汇珠渔具有限公司 一种可舍弃环保陶瓷复合材料渔坠的制备方法
CN113652624B (zh) * 2021-08-10 2023-11-21 水利部杭州机械设计研究所 适用于氧-丙烷超音速火焰短距离喷涂的碳化钨/碳化硅基复合材料、涂层及其制备方法
CN114226715B (zh) * 2021-12-17 2024-02-20 武汉苏泊尔炊具有限公司 用于不粘炊具的组合物及其制造方法以及不粘炊具
CN115948708A (zh) * 2023-03-13 2023-04-11 矿冶科技集团有限公司 一种耐磷酸腐蚀的碳化钨涂层材料及其制备方法
CN116497279B (zh) * 2023-04-28 2023-10-10 无锡市曙光高强度紧固件有限公司 一种高强度高耐磨的双头螺柱及其制备工艺
CN117105673B (zh) * 2023-10-24 2023-12-29 内蒙古工业大学 一种氮化铝复相陶瓷及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006045481B3 (de) * 2006-09-22 2008-03-06 H.C. Starck Gmbh Metallpulver

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2777766A (en) * 1952-06-04 1957-01-15 Union Carbide & Carbon Corp Corrosion resistant alloys
DE3015709A1 (de) * 1980-04-24 1981-10-29 Thyssen Edelstahlwerke AG, 4000 Düsseldorf Hartstofflegierung
US4981646A (en) * 1989-04-17 1991-01-01 Carondelet Foundry Company Corrosion resistant alloy
SU1753729A1 (ru) * 1990-08-27 1996-10-27 Научно-исследовательский институт металлургической технологии Спеченный композиционный материал
JP2001234320A (ja) * 2000-02-17 2001-08-31 Fujimi Inc 溶射粉末材、およびそれを使用した溶射方法並びに溶射皮膜
DE10046956C2 (de) * 2000-09-21 2002-07-25 Federal Mogul Burscheid Gmbh Thermisch aufgetragene Beschichtung für Kolbenringe aus mechanisch legierten Pulvern
CN1621548A (zh) * 2003-11-27 2005-06-01 中南大学 一氧化钛基金属陶瓷仿金材料及其制造方法
JP4532343B2 (ja) * 2005-05-27 2010-08-25 トーカロ株式会社 耐食性に優れる炭化物サーメット溶射皮膜被覆部材およびその製造方法
US7416618B2 (en) * 2005-11-07 2008-08-26 Huntington Alloys Corporation High strength corrosion resistant alloy for oil patch applications
EP1788104B1 (de) * 2005-11-22 2008-01-09 MEC Holding GmbH Werkstoff für Teile oder Beschichtungen, die Verschleiss oder Reibung ausgesetzt sind, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung des Werkstoffes in einer Vorrichtung zur Drehmomentreduzierung bei Bohrstrangkomponenten
EP1857204B1 (de) 2006-05-17 2012-04-04 MEC Holding GmbH Nichtmagnetischer Werkstoff zur Herstellung von Werkstücken oder Beschichtungen, für hochverschleiss und Korrosionsintensive-Anwendungen, nichtmagnetische Bohrstrangkomponente und Herstellungsverfahren
JP4653721B2 (ja) * 2006-11-07 2011-03-16 住友金属鉱山株式会社 溶射用Ｎｉ基自溶合金粉末およびその製造方法と、該粉末を用いて得られる自溶合金溶射皮膜
US20080145649A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 General Electric Protective coatings which provide wear resistance and low friction characteristics, and related articles and methods
DE102007004937B4 (de) * 2007-01-26 2008-10-23 H.C. Starck Gmbh Metallformulierungen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006045481B3 (de) * 2006-09-22 2008-03-06 H.C. Starck Gmbh Metallpulver

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013220040A1 (de) * 2013-10-02 2015-04-02 H.C. Starck Gmbh Gesinterte Spritzpulver auf Basis von Molybdänkarbid
WO2015049309A1 (de) * 2013-10-02 2015-04-09 H.C. Starck Gmbh Gesinterte spritzpulver auf basis von molybdänkarbid
US9919358B2 (en) 2013-10-02 2018-03-20 H.C. Starck Gmbh Sintered molybdenum carbide-based spray powder
CN110042294A (zh) * 2019-04-16 2019-07-23 株洲华锐精密工具股份有限公司 用于铣削淬硬钢的硬质合金刀片及其制备方法
CN110042294B (zh) * 2019-04-16 2020-11-13 株洲华锐精密工具股份有限公司 用于铣削淬硬钢的硬质合金刀片及其制备方法
CN110449571A (zh) * 2019-07-31 2019-11-15 福达合金材料股份有限公司 一种银金属氧化物电接触材料的银金属粉体喷射高温氧化方法及其应用
CN113046613A (zh) * 2021-03-05 2021-06-29 中南大学 高强度无磁性轻质TiC基金属陶瓷材料及其制备方法
CN113046613B (zh) * 2021-03-05 2022-03-29 中南大学 高强度无磁性轻质TiC基金属陶瓷材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102032579B1 (ko) 2019-10-15
US9540715B2 (en) 2017-01-10
CA2845506C (en) 2020-01-28
EP2753722B1 (de) 2020-08-12
AU2012306492A1 (en) 2014-03-13
JP2014531509A (ja) 2014-11-27
CN103781929A (zh) 2014-05-07
RU2014113180A (ru) 2015-10-20
MX2014002409A (es) 2014-06-05
EP2753722A1 (de) 2014-07-16
MX359657B (es) 2018-10-05
WO2013034544A1 (de) 2013-03-14
RU2608112C2 (ru) 2017-01-13
KR20140058673A (ko) 2014-05-14
US20140234548A1 (en) 2014-08-21
CA2845506A1 (en) 2013-03-14
CN103781929B (zh) 2018-01-19
JP6116569B2 (ja) 2017-04-19
AU2012306492B2 (en) 2017-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011112435B3 (de) Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines Cermetpulvers, Verwendung der Cermetpulver, Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Bauteils, Beschichtetes Bauteil
DE102013220040A1 (de) Gesinterte Spritzpulver auf Basis von Molybdänkarbid
EP3426813B1 (de) Zerspanungswerkzeug
EP2948261B1 (de) Verfahren zur herstellung von chromnitrid-haltigen spritzpulvern, chromnitrid-haltige spritzpulver, verfahren zum thermischen spritzen eines bauteils mittels genannter spritzpulver, und verwendung des genannten spritzpulvers zur oberflächenbeschichtung von bauteilen
DE10046956C2 (de) Thermisch aufgetragene Beschichtung für Kolbenringe aus mechanisch legierten Pulvern
EP2066821B1 (de) Metallpulver
DE102006045481B3 (de) Metallpulver
EP2527480B1 (de) NiFe-Binder mit universeller Einsetzbarkeit
DE102007004937B4 (de) Metallformulierungen
EP2948260A1 (de) Thermisches spritzpulver für stark beanspruchte gleitsysteme
EP0401611B1 (de) Hochtemperatur-Verbund-Werkstoff, Verfahren zu seiner Herstellung sowie dessen Verwendung
DE19822663A1 (de) Sinteraktive Metall- und Legierungspulver für pulvermetallurgische Anwendungen und Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE112010003559T5 (de) Pulver zum thermischen Spritzen
EP3409801B1 (de) Pulvermetallurgisch hergestellter, hartstoffpartikel enthaltender verbundwerkstoff, verwendung eines verbundwerkstoffs und verfahren zur herstellung eines bauteils aus einem verbundwerkstoff
WO2009046777A1 (de) Werkzeug
DE102008064190A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Pulvers
DE19640788C1 (de) Beschichtungspulver und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1957429B1 (de) Beschichteter hartmetallkörper
EP0214679B1 (de) Korrosionsfeste Hartmetall-Legierung
DE10334703A1 (de) Ventilsitzringe aus Co oder Co/Mo-Basislegierungen und deren Herstellung
EP2718475B1 (de) Spritzpulver auf wolframkarbid basis
AT9143U1 (de) Verfahren zur herstellung eines hartmetallproduktes
DE3315920C1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Hartlegierung auf Nickelbasis

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20130126

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: H.C. STARCK SURFACE TECHNOLOGY AND CERAMIC POW, DE

Free format text: FORMER OWNER: H.C. STARCK GMBH, 38642 GOSLAR, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: HOFFMANN - EITLE PATENT- UND RECHTSANWAELTE PA, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee