DE2360547B2 - Verfahren zur Verbesserung von aufgespritzten Überzügen auf Lager- und Werkzeugteilen - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung von aufgespritzten Überzügen auf Lager- und Werkzeugteilen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung von aufgespritzten Überzügen auf Lagerund Werkzeugteilen, die relativ großen Beanspruchungen ausgesetzt sind.
Es ist bekannt, daß solche Schichten durch Flammoder Plasmaspritzen von pulverförmiger!! Material aufgetragen werden, um dem Teil eine verbesserte Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder Wärmewiderstandsfähigkeit zu verleihen (US-PS 36 42 519). Solche Überzüge sind allerdings, z.B. für Wälzlagerringe oder Metallbearbeitungswerluieuge, infolge der schwachen Haftung der Überzüge an dem Grundmaterial und der Porosität oder dem Oxidgehalt der Schicht selbst ungeeignet.
Es ist ferner durch die GB-PS 8 67 455 nicht mehr neu, solche Schichten nach dem Aufspritzen durch eine Schmelzbehandlung zu verbessern, wobei speziell zusammengestellte pulverförmige Materialien verwendet werden. Die sich ergebenden Überzüge sind allerdings für stark beanspruchte Teile noch ungeeignet.
Durch die FR-Zusatz-PS 27 470 (Hauptpatent 5 26 775) gehört es zum Stand der Technik, daß die aufgetragene Schicht eine oberflächliche, gleichmäßig verteilte Erwärmung mit einem Schweißbrenner erfährt, bis der Schmelzpunkt des Werkstoffes der Schicht erreicht ist. Hierdurch soll eine Verdichtung dieser Schicht erzielt werden. Bei diesem bekannten Verfahren wird jedoch nicht die gesamte Schicht umgeschmolzen, sondern lediglich ihre Oberfläche.
Aus der DE-OS 16 21 290 ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung glatter und ebener Hartmetallübeirzüge zu entnehmen, bei dem die Legierungen durch Flammspritzen aufgetragen und die überzogenen Werkstücke zur Oberflächenvergütung im Hochvakuum bei 10~2 bis 10~5Torr auf Temperaturen von 5 bis 4O0C unterhalb des Schmelzpunktes der Legierung während einer Dauer von 5 bis 15 Minuten erhitzt werden. Durch das Erhitzen im Hochvakuum wird lediglich eine Verbesserung der Hartmetallüberzüge erzielt Ein Umschmelzen der aufgetragenen Schicht wird bei diesem bekannten Verfahren nicht erreicht
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verbesserung von aufgespritzten Überzügen auf Lagerund Werkzeugteilen zu schaffen, bei dem eine verbesserte Bindung zwischen der aufgetragenen Schicht und dem Grundmaterial erzielt wird, wobei die Porosität derselben verbessert wird, ohne daß die Eigenschaften des Grundmaterials beeinflußt werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die aufgespritzte Schicht in einer Vakuumkammer mit Hilfe eines Elektronenstrahls umgeschmol-
ls zen wird, wobei die Leistung und die Intensität des Elektronenstrahls so eingestellt ist daß nur die Schicht selbst umgeschmolzen wird.
Vollständigkeitshalber sei darauf hingewiesen, daß die für die Ausführung des beschriebenen Verfahrens geeignete Elektronenstrahlvorrichtung jener Art sein muß, bei der ein Elektronenstrahl mit Hilfe einer elektromagnetischen Linse auf eng begrenzte Punkte des Werkstücks oder eines Bestandteils desselben konzentriert werden kann, wodurch die erforderlichen hohen Temperaturen zustande gebracht werden können. Durch elektromagnetische Ablenkung des Elektronenstrahls ist es möglich, das Werkstück verschiedenen Heiz- und Schweißbedingungen auszusetzen.
Es ist vorteilhaft das erfindungsgemäße Verfahren in einer Vakuumkammer auszuführen, in der ein Druck von ungefähr 1O~1 Torr oder weniger herrscht
Es wurde festgestellt daß unter solchen Bedingungen die Porosität und der Oxidgehalt der aufgetragenen Schicht bedeutend herabgesetzt wurden, und daß eine feinere und gleichmäßigere Verteilung von z. B. Karbiden und eine höhere Dichte erreicht werden konnte.
Befriedigende Ergebnisse können mit einer Schicht erzielt werden, die aus einer Legierung von ungefähr 50% Wolframkarbid in einer Nickel-Kobalt Matrix besteht Die mikroskopische Analyse eines solchen Elements, hergestellt gemäß der Erfindung, weist deutlich eine feine, gleichmäßige Struktur der Schicht auf, die von jener der durch die bekannten Verfahren auf ein Werkstück aufgebrachten Schichten abweicht.
Solche Unterschiede in der Struktur sind in F i g. 1 und 2,
die Abdrucke von Mikrofotografien darstellen, klar ersichtlich.
F i g. 1 ist ein Querschnitt durch eine Schicht 1 und das
so Grundmaterial 2. Die Schicht 1, bestehend aus einer Karbid-Kobalt-Nickel-Legierung, wurde in diesem Fall durch Flammspritzen auf das Grundmaterial aufgetragen. Die Abbildung zeigt deutlich die verhältnismäßig breite Diffusionsgrenzlinie 3 zwischen der Schicht 1 und dem Grundmaterial 2. Die ungleichmäßige Verteilung der Karbide 4 in der Schicht 1 und ihre Größe (Porosität) sind ebenfalls auffallend.
F i g. 2 stellt einen Querschnitt durch eine verbesserte Schicht 1 dar, die erfindungsgemäß mit Hilfe eines Elektronenstrahls in Vakuum umgeschmolzen wurde. Die Zusammensetzung der verbesserten Schicht 1 und des Grundmaterials 2 ist identisch mit der, die in F i g. 1 dargestellt ist. F i g. 2 zeigt deutlich die erhöhte Dichte und feinere und gleichmäßigere Verteilung der Karbide 4 und überdies den höheren Grad der Diffusion von Schicht 1 mit dem Grundmaterial 2, was auf eine optimale Bindung zwischen der Schicht 1 und dem Grundmaterial 2 hindeutet.
In dieser Weise gewährt die vorliegende Erfindung eine stärkere und besser gebundene Schicht, die sich insbesondere als Korrosionsschutzschicht für die Laufbahnen von I^gerringen oder als verschleißfeste Schicht für spanabhebende Werkzeuge eignet Das Verfahren bietet auch den Vorteil, daß verbesserte Schutzschichten gemäß der Erfindung auch auf Grundlagen aus billigem Stahl aufgetragen und folglich teuere Lager- und Werkzeugstähle durch billige ersetzt werden können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Verbesserung von aufgespritzten Oberzügen auf Lager- oder Werkzeugteilcn, die relativ großen Beanspruchungen ausgesetzt: sind, wobei die aufgespritzte Schicht durch eine Wärmequelle umgeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgespritzte Schicht in. einer Vakuumkammer mit Hilfe eines Elektronenstrahls umgeschmolzen wird, wobei die Leistung und die Intensität des Elektronenstrahls so eingestellt ist, daß nur die Schicht selbst umgeschmoken wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vakuumkammer ein Druck von ungefähr 10-' Torr oder weniger eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die f-ager- oder Werkzeugteile eine Schicht aus 50% Wolframkarbid in einer Nickel-Kobalt Matrix aufgetragen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Lager- oder Werkzeugteile oxidhaltige Legierungen als Schichtmaterialien aufgetragen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Lager- oder Werkzeugteile Mischungen aus keramischen Materialien und Metallen als Schichtmaterialien aufgetragen werden.
DE2360547A 1972-12-12 1973-12-05 Verfahren zur Verbesserung von aufgespritzten Überzügen auf Lager- und Werkzeugteilen Ceased DE2360547B2 (de)

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