CH670835A5 - - Google Patents

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CH670835A5
CH670835A5 CH3718/86A CH371886A CH670835A5 CH 670835 A5 CH670835 A5 CH 670835A5 CH 3718/86 A CH3718/86 A CH 3718/86A CH 371886 A CH371886 A CH 371886A CH 670835 A5 CH670835 A5 CH 670835A5
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CH
Switzerland
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weight
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alloy
cr3c2
balance
Prior art date
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CH3718/86A
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English (en)
Inventor
Stanley T Wlodek
Original Assignee
Electric Power Res Inst
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    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof

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Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von verbesserten, abnützungsbeständigen Beschichtungen aus Chromcarbid auf metallischen Oberflächen und Zusammensetzungen, welche zur Bildung von solchen Beschichtungen nützlich sind.
Es besteht ein Bedürfnis nach verbesserten, abnützungsbeständigen Beschichtungen für metallische Oberflächen, zur Verwendung in Gebieten höchster Beanspruchung, wie beispielsweise in Dampfturbinenteilen. Die Erosion, welche in
2
Dampfturbinenkomponenten durch feste Partikel in Kraftwerken verursacht wird ist beispielsweise ein ausgeprägtes Problem, welches in Einrichtungen in den Vereinigten Staaten Beträge in der Grössenordnung von 100 von Millionen 5 Dollar kostet.
Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Beschichtungen für metallische Oberflächen zur Verfügung zu stellen, welche eine verbesserte Erosionshärte und Erosionsbeständigkeit aufweisen, insbesondere gegen 10 die Erosion von festen Partikeln.
Es ist weiter eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue Zusammensetzungen zur Verfügung zu stellen, welche für die Beschichtung von metallischen Oberflächen nützlich sind, um verbesserte Erosionshärte und Erosionsbeständig-15 keit zu erzielen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zur Herstellung von abnützungsbeständigen Beschichtungen auf metallischen Oberflächen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass solche Oberflächen.mit einer Zu-20 sammensetzung, die Chromcarbid (Cr3C2) enthält, behandelt werden, unter oxidierenden Bedingungen, die genügend sind, um auf der Oberfläche eine Beschichtung zu bilden, die metastabiles Cr3C2 mit einem Kohlenstoffmangel enthält und dass die Beschichtung durch Erwärmen auf eine Temperatur 25 im Bereich von 482-704 °C (900-1300 °F) gehärtet wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls neue Zusammensetzungen, welche für die erfindungsgemässe Herstellung der verbesserten Beschichtungen verwendet werden können, wobei die Zusammensetzungen im wesentlichen aus 60-90 30 Volumen-% Cr3C2 und 40-10 Volumen-% einer Legierung enthalten, die ausgewählt ist aus der Gruppe
A) Legierung der Zusammensetzung 28-32 Gew.-% Cr, 9-11 Gew.-% Ni, 3,5-5,5 Gew.-% W, Rest Co;
B) Legierung der Zusammensetzung 28-31 Gew.-% Cr, 35 4,5-5,5 Gew.-% AI, 0,4-0,6 Gew.-% Y, Rest Fe; und
C) Mischungen davon.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt ein Härte-Zeitdiagramm für 80% Cr3C2 plus 20% einer Matrixlegierung;
40 Fig. 2 zeigt ein Diagramm, worin die Härte als Funktion von Alterungszeit- und Temperatur dargestellt ist für 85-90% Cr3C2 plus FeCrAlY-Beschichtungen;
Fig. 3 ist ein Diagramm, worin der Erosionsgrad gegen die Konzentration des Erodenten für beschichteten oder un-45 beschichteten, rostfreien Stahl des Typs 422 aufgezeichnet ist;
Fig. 4 ist ein Diagramm, welches die Wirkung der Erhöhung des Cr3C2-Gehaltes in Beschichtungszusammensetzun-gen erläutert.
50 Die vorliegende Erfindung basiert teilweise auf der Erkenntnis, dass bei der Beschichtung von metallischen Oberflächen mit Beschichtungen auf Basis von Cr3C2 unter oxidierenden Bedingungen eine metastabile Form von Cr3C2 mit Kohlenstoffmangel ausgeschieden wird. Erfindungsge-55 mäss ergibt die Bildung einer Beschichtung mit solchem metastabilen Cr3C2 mit Kohlenstoffmangel und anschliessender Alterung durch Aussetzung der Beschichtung einer Temperatur im Bereich von 482-704 °C (900-1300 °F) die Bildung einer verbesserten, gehärteten, abnützungsbeständigen Be-60 Schichtung, welche gegen die Erosion durch feste Partikel besonders resistent ist.
Die genannten Beschichtungen können durch Auftragen der Beschichtungszusammensetzung unter oxidierenden Bedingungen auf die zu beschichtende Metalloberfläche erhal-65 ten werden. Dies umfasst die Bedingungen von üblichen Plasma-Sprühbeschichtungen in Luft. Bei Durchführen solcher üblicher Plasma-Sprühverfahren in Luft werden oxidie-rende Bedingungen geschaffen, wobei das Cr3C2 auf der
3
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Oberfläche des Metalles als metastabile, kohlenstoffarme Form abgelagert wird. Die Sprühzusammensetzung kann reines Cr3C2 enthalten. Als Kohlenstoffmangel wurde festgestellt, dass das Cr3C2, welches abgelagert wird, ungefähr 22 Gewichts-% weniger Kohlenstoff enthält, als für die empirische Formel Cr3C2 erforderlich wäre.
Es wurde weiter gefunden, dass eine besondere Beschich-tungszusammensetzung, die im wesentlichen aus 60-90 Vo-lumen-% Cr3C2 und 40-10 Volumen-% einer Matrixlegierung besonders vorteilhaft für die Herstellung von erfin-dungsgemäss gehärteten Beschichtungen ist. Die Matrixlegierung kann entweder aus 4-Komponentenlegierungen oder Mischungen davon bestehen, wie sie nachstehend angeführt sind:
A) Legierung der Zusammensetzung 28-32 Gew.-% Cr, 9-11 Gew.-% Ni, 3,5-5,5 Gew.-% W, Rest Co;
B) Legierung der Zusammensetzung 28-31 Gew.-% Cr, 4,5-5,5 Gew.-% AI, 0,4-0,6 Gew.-% Y, Rest Fe; und
C) Mischungen davon.
Es wird daraufhingewiesen, dass jede dieser Legierungen ebenfalls zufällige Verunreinigungen, wie Kohlenstoff, Silicium, Mangan, Molybdän, Schwefel, Phosphor und dergleichen, enthalten kann, was die erosionsbeständigen Eigenschaften der Beschichtung materiell nicht beeinträchtigt.
Typische Matrixlegierungen, welche im erfindungsgemäs-sen Verfahren nützlich sind, sind in den nachstehenden Tabellen 1 und 2 angegeben.
Tabelle 1
Spezifizierung des FeCrAlY-Pulvers
Element Nominales Ziel Annehmbarer BeGewichts-% reich in Gewichts-% Fe Basis Rest Cr 30 28-31 AI 5 4,5-5,5 Y 0,5 0,4-0,6 Si - 0,5 max. C - 0,1 max. S - 0,01 max. P - 0,02 max. O - 400 ppm max. O+N - 600 ppm max.
Üblicherweise als Pulver von 325 Mesh ( = Partikelgrösse 0,044 mm) zubereitet, argonatomisiert.
Tabelle 2
Spezifizierung des CoCrNiW-Legierungspulvers
Element
Nominales Ziel
Annehmbarer Be
Gewichts-%
reich, Gewichts-%
Co
Basis
Rest
Cr
30
28-32
Ni
10
9-11
W
4,5
3,5-5,5
C
0,4
0,3-0,5
Fe
-
1,0 max.
Mo
-
0,5 max.
Si
-
0,5 max.
S
-
0,01 max.
P
-
0,02 max.
0
-
400 ppm max.
O+N
-
600 ppm max.
Üblicherweise als Pulver von 325 Mesh ( = Partikelgrösse von 0,044 mm) hergestellt, argonatomisiert.
Es bestehen keine Besonderheiten bezüglich der Dicke der Beschichtungen, welche auf die Metalloberfläche appli-5 ziert werden. Es ist dem Fachmann überlassen, die Dicke der Beschichtung für den erwünschten Zweck des beschichteten Endproduktes zu bestimmen. In typischen Fällen wird die Beschichtung so aufgetragen und gehärtet, dass sie eine Dicke von etwa 0,254 mm (10 mils) aufweist.
10 Nach dem Auftragen der Beschichtung wird die beschichtete Komponente einer Alterung unterworfen, um die Beschichtung durch Erwärmen auf eine Temperatur im Bereich von 482-704 °C (900-1300 °F) zu bringen. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, 15 dass bei diesen Temperaturen sich das metastabile Cr3C2 zu einem Carbid von niedrigerem Kohlenstoffgehalt mit der Formel Cr7C3 umformt und dieses ausgefällt wird. Es wird demzufolge angenommen, dass die Bildung dieses Umformungsproduktes die Härte der Beschichtungen erhöht und 20 die Abnützungsbeständigkeit besonders gegenüber der Erosion durch feste Partikel erhöht.
Die Zeit, während welcher die Beschichtung bei diesen Temperaturen gehärtet werden muss, hängt von der Be-schichtungsdicke, der Grösse und Form des beschichteten 25 Artikels und andern Parametern ab, aus welchen der gewöhnliche Fachmann die Härtungszeit bestimmen kann. In üblichen Fällen wird die Härtung innerhalb von 200-1000 Stunden und üblicherweise bei etwa 500 Stunden bei 538 °C (1000 °F) beendet.
30 Der Metalltyp, welcher mit dem erfindungsgemässen Verfahren beschichtet werden kann, umfasst diejenigen, welche üblicherweise durch abnützungsbeständige Beschichtungen beschichtet werden. Diese Metalle umfassen Eisenlegierungen, Stähle und rostfreie Stähle. 35 Die Beschichtungen, welche im erfindungsgemässen Verfahren erhalten werden können, sind insofern vorteilhaft, dass sie die Beständigkeit gegenüber der Erosion von festen Partikeln des beschichteten Artikels verbessern, indem die Abnützungs- und Erosionsbeständigkeit des Artikels erhöht 40 wird.
Die vorliegende Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
45 Die Pulver mit einer Korngrösse von bis zu 0,044 mm (-325 Mesh) von Co -30% Cr -10% Ni -4%, Fe -30% Cr -5% AI und 1%Y-Verbindung wurden unter den Bedingungen, welche in Tabelle 3 angegeben sind, auf ein Schmelz-guss-Impulsblatt plasmagesprüht. Es wurden Beschichtun-50 gen von 0,254 mm (10 mils) Dicke hergestellt. Für Vergleichszwecke wurden Beschichtungen einer Ni -20%Cr -10%Mo-Chemie ebenfalls unter identischen Bedingungen appliziert. Sämtliche Proben wurden 500 Stunden bei 538 °C (1000 °F) gealtert.
55
Tabelle 3
Plasma-Ablagerungsbedingungen für Cr3C2-Beschichtungen
60
Düse
Pulveröffnung Bogenstrom Bogenspannung 65 Primäres/sekundäres Gas Primärer/sekundärer Druck Primärer/sekundärer Fiuss Trägergasfluss
704 Nr. 5 1000A 40V Argon
689 kPa (100 psi)
100
Nr. 50
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4
Tabelle 3 ( Fortsetzung)
Plasma-Ablagerungsbedingungen für Cr3C2-Beschichtungen
Einstellung Messrad Zuführungsgrad
Sprühdistanz Luftstrahlen
2,3-2,75 kg/h (2-6 lbs./h) 6,4 cm (21/2") 345 kPa (50 psi) 12,8 cm (5") überschneidend
Alles obenstehende wird auf ein 7MB-Druckrohr angewendet.
Beim Test bei 538 °C (1000 °F) auf Erosion pro Minute mit Partikeln von einer Grösse bis zu 0,044 mm (—325 Mesh) von stark erosivem Chromit, welches sich mit Geschwindigkeiten von nahezu 317 m/s (1040 Fuss/Sekunde) bewegte, zeigten sich die CoCrNiW und FeCrAlY-Legierun-gen, wie in den nachstehend in Figur 3 angegebenen Gewichtsverlusten dargestellt, als nahezu zweimal so erosionsbeständig, wie die NiCrMo-Zusammensetzung oder der unbeschichtete rostfreie Stahl des Typs 422, ungeachtet der Konzentration des im Test verwendeten Erodenten. Der rostfreie Stahl des Typs 422 und ähnliche, martensitische, rostfreie Stähle sind typische Materialien, aus welchen Dampfturbinenschaufeln hergestellt werden. Wegen ihrer Weichheit (244 Knoop beim Sprühen, 400 Knoop nach 500 Stunden bei 538 °C) wird die ausgezeichnete Erosionsfestigkeit der FeCrAlY-Beschichtung als besonders überraschend betrachtet. Die CoCrNiW und NiCrMo-Legierungen hatten eine Härte von 620 und 520 Knoop nach dem Altern während 500 Stunden bei einer Temperatur von 538 °C.
Beispiel 2
Die gleichen CoCrNiW- und FeCrAlY-Chemikalien, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurden, wurden als Pulver mit einer Partikelgrösse bis zu 0,044 mm (—325 Mesh) mit Cr3C2 mit einer Partikelgrösse von 0,044 mm (—325 Mesh) in Anteilen von 60, 80, 85 und 90 Volumen-% Cr3C2 vermischt. Für Vergleichszwecke wurden ähnliche Mischungen unter Verwendung von Ni-20% Cr-10% Mo-Zusammensetzung, welche die Familie der Ni-20% Cr + Cr3C2-Beschichtungen darstellen, hergestellt, welche kommerziell für die Verbesserung der Hochtemperatur-Erosion und Abnützungsbeständigkeit von Gasturbinen- und Dampfturbinenbestandteilen verwendet werden. Die Cr3C2-Legierungspulvermischungen wurden auf Miniaturimpulsblätter aus rostfreiem Stahl vom Typ 422 plasmagesprüht und nach der Alterung während 500 Stunden bei 538 °C und einer erodenten Geschwindigkeit von 320 Meter pro Sekunde (1050 Fuss/Sekunde) ero-sionsgetestet, wobei die Verfahren gemäss Beispiel 1 verwendet wurden.
Der resultierende Eindringunsgrad der Beschichtung, wie er am Punkt des maximalen erodenten Angriffs, einem Punkt an der Druckwand des beschichteten Blatts, im Abstand von etwa einem Drittel der Spannweite von der Hinterkante gemessen wurde, wurde als Mass für die Erosionsbeständigkeit angenommen. Diese Messungen, welche nach Beendigung der Tests durch ein Planimeter und metallographische Techniken durchgeführt wurden, wurden auf Zeiteinheiten und Einheiten der Erodentkonzentration genormt. Beschichtungen des Typs 90% Cr3C2 + 10 Volumen-% FeCrAlY zeigten einen normierten Eindringungsgrad von 7,6 x 10-2 [xm/h/ppm (3 x 10-3 mils/h/ppm) verglichen mit 6,1 bis 7,1 x 10~' (im/h/ppm (24 bis 28 x 10~3 mils/h/ppm) für unbeschichteten, rostfreien Stahl des Typs 422.
Beispiel 3
Ein Muster einer Beschichtung mit 80 Volumen-% Cr3C2 + 20 Volumen-% FeCrAlY wurde unter Bedingungen von PFB-Stauberosion getestet. Der Test wurde bei 738 °C 5 (1360 °F) unter Verwendung von 99 ppm Malta 2+3 PFB-Staub durchgeführt. Wie nachstehend tabelliert (Tabelle 4) zeigte ein Gewichtsverlustvergleich der 0,0508 mm Cr3C2 + FeCrAlY-Beschichtung mit verschiedenen Hochtemperaturlegierungen und Beschichtungen, dass das Cr3C2 + FeCrAl-10 Y im wesentlichen unverändert aus dem 250 Stunden-Test hervorgingen, welcher grosse Gewichtsverluste bei anderen Materialien bewirkte, die normalerweise bei hohen Temperaturen genutzt werden.
15 Tabelle 4 Material
FSX 20 IN738
IN671 plattiert IN738 GE2541 plattiert IN738 ATD2 CoCrAlY auf IN738 RT22 plattiert IN738 25 80 Vol.-% Cr3C2+ 20 Vol.-% FeCrAlY
250 Stunden
Gewichtsänderung mg
-308
-350
- 87
-132
-309
-138
+ 3
35
Beispiel 4
Blattmuster des Typs 422 wurden mit 0,254 mm (10 mil) Beschichtungen von 85 Volumen-% Cr3C2 + 15 Volu-men-% Ni -20 Cr und 85 Volumen-% Cr3C2 + 15 Volu-men-% FeCrAlY besprüht unter Verwendung des Verfahrens gemäss Beispiel 2. Bei einem Test bei 538 C (1000CF), 317 m/s (1040 Fuss/Sek.), 25 ppm Chromiterodent wurden folgende Erosionsgrade gefunden:
Spezifischer Erosionsgrad PW-Eindringung Gewichtsverlust mm/h/ppm mg/h/ppm (mils/h/ppm)
4q 85 Vol.-% Cr3C2+
15 Vol.-% Ni -20% Cr 0,15 (6) 0,13
85 Vol.-% Cr3C2 +
15 Vol.-% FeCrAlY 0,038 (1,5) 0,07
Unbeschichteter Typ 422 0,36 (14) 0,55
45 Beispiel 5
Abschnitte von rostfreiem Stahl des Typs 422 wurden mit Mischungen von 80 Volumen-% Cr3C2 + 20 Volumen-% einer Matrix-Legierung, ausgewählt aus einer der nachstehenden Legierungen plasma-gesprüht, wobei, wenn nicht anders 50 angegeben, alle Prozentangaben Gewichts-% sind.
Co -30% Cr -10% Ni -4% W, Fe -30% Cr -5% AI -1% Y, Ni -20% Cr -10% Mo, alle Komponenten waren Pulver mit Korngrössen bis zu 0,044 mm (—325 Mesh) und die Bedingungen der Luftplasmasprühung in Tabelle 3 ange-55 geben sind. Nach Alterung von 500 Stunden in Dampf unter Normaldruck, nahm die Knoop-Härte dieser 0,254 mm (10 mil) Beschichtungen wie folgt zu:
Härte (Knoop)
Alterung 500 h
60 Beschichtung n.d. Sprühen 538 C (1000 F)
80 Vol.-% Cr3C2 +
20 Vol.-% CoCrNiW 720 1390
80 Vol.-% Cr3Ci +
20 Vol.-% FeCrAlY 706 1480
65 80 Vol.-% Cr3Ci +
20 Vol.-% NiCrMo 924 1490
(Gemessen am: (Gemessen am: 27.12.82) 22.01.83)
5
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Beispiel 6
Unter Verwendung der gleichen Materialien und Sprühverfahren wie in Beispiel 5, wurden 0,254 mm (10 mil) dicke Beschichtungen in der Luft während 4, 10, 16, 100 und 500 Stunden gealtert. Nach jeder der angegebenen Alterungsperioden wurde die Oberflächenhärte R15N genommen. Die Resultate sind in Figur 1 aufgezeichnet. Die Härte der CoCrNiW- und FeCrAlY-Beschichtungen waren ausgeprägt härter als die NiCrCo-enthaltende Beschichtung nach 20 Stunden Alterung.
Beispiel 7
Unter Verwendung des gleichen Verfahrens, wie in Beispiel 5 umrissen, wurden Beschichtungen mit der Zusammensetzung 85 Volumen-% Cr3C2 + 15 Volumen-% FeCrAlY + 90 Volumen-% Cr3C2 + 10 Volumen-% FeCrAlY plasma-gesprüht und bis zu 1000 Stunden in einem Temperaturbereich von 482 bis 704 °C (900 bis 1300 °F) gealtert. Nachdem Abschnitte der Beschichtung montiert und poliert wurden, wurden die Knoop-Härten gemessen und ihre Mittelwerte in Figur 2 aufgezeichnet, die angibt, dass die optimale Härtungstemperatur etwa 649 °C (1200 °F) beträgt und dass die Zunahme der Härte bereits beim Altern bei einer so niederen Temperatur von 482 °C (900 °F) stattfindet.
Beispiel 8
Unter Verwendung des in Tabelle 3 angegebenen Sprühverfahrens wird eine Beschichtung von 0,254 mm (10 mil) Dicke aus 85 Volumen-% Cr3C2 + 15 Volumen-% FeCrAlY auf eine Miniatur-Tragfläche gegeben, welche einem Erosionstest bei 538 °C (1000 °F) unterworfen wurden. Wie durch die nachstehende Tabellierung gezeigt, bewirkt die Altersbehandlung eine Verbesserung der Eiosionsbeständig-keit:
Bedingungen
Knoop-Härte
Keine Wärme- 1430
behandlung
500 Std. bei
Ç-50 p
(1000 CF) 1410 gealtert
Beschichteter 380 Typ 422
Normierter Erosionsgrad mg/h/ppm mm/h/ppm (mils/h/ppm)
0,2
0,1 1,0
0,254 (10)
0,177 ( 5) 0,711 (28)
Sogar bei einem Erosionstest, welcher 40 Stunden dauerte, war sie immer noch Äquivalent einer partiellen Alterungsbehandlung.
Beispiel 9
Sechs Blätter des Typs 422 wurden mit 80 Volumen-% Cr3C2 + 20 Volumen-% CoCrNiW-Legierung plasma-ge-sprüht und gemäss dem Verfahren nach Beispiel 8 getestet. . 5 Drei der Blätter wurden plasma-gesprüht unter Verwendung von grobem Cr3C2 mit einer Partikelgrösse von 0,044 mm bis 0,074 mm (—200 +325 Mesh), bei den anderen drei Blättern feine Partikelgrössen bis 0,044 mm (—325 Mesh). Mit Ausnahme des Unterschiedes der Partikelgrösse wurde der io Sprühprozess gemäss Tabelle 3 verwendet. Alle Muster wurden während 500 Stunden bei 538 C (1000 °F) gealtert, bevor sie getestet wurden, wobei folgende Resultate erhalten wurden:
Normierter Erosionsgrad mg/h/ppm mm/h/ppm (mils/h/ppm)
0,6
0,1
0,30 (12)
0,15(6)
15 Knoop-
Bedingungen Härte
Carbid mit Partikelgrösse 20 0,044-0,074 mm 700 Carbid mit Partikelgrösse bis zu 0,044 mm
(-325 Mesh) 1200
25
Beispiel 10
Drei Blattmuster des Typs 422 wurden mit 80 Volumen-% Cr3C2 + 20 Volumen-% FeCrAlY plasma-gesprüht 30 unter Verwendung des sogenannten Niederdruckplasma-Sprühverfahrens (LPPS). In diesem Verfahren wird das Sprühen unter reduziertem Druck von 60 Mikron Argon unter Verwendung eines Sprühsystems mit sehr hoher Energie von 80KW, Mach 3. Wie nachstehend tabelliert, produzierte 35 das LPPS-Verfahren Beschichtungen mit niederer Erosionsbeständigkeit als übliche Plasma-Sprühverfahren (vgl. Beispiel 8), die Erosionsbeständigkeit der beiden Beispiele, die gealtert waren, war jedoch besser, als das eine Beispiel, welches vor dem Erosionstest keiner Alterung unterworfen io wurde.
Knoop- Normierter Erosionsgrad Bedingungen Härte mg/h/ppm mm/h/ppm
(mils/h/ppm)
LPPS nicht gealtert 1230
45
LPPS 500 Std.
gealtert/
so 538 °C (1000 °F) 1410
0,3
0,016(0,6 26) 0,30 (12)
2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

  1. 670 835
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Verfahren zur Herstellung einer abnützungsbeständigen Chromcarbidbeschichtung auf einer metallischen Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Oberfläche eine Zusammensetzung, die Cr3C2 enthält, aufgebracht wird unter oxidierenden Bedingungen, welche ausreichend sind, um auf der Oberfläche eine Beschichtung zu bilden, welche metastabiles Cr3C2 mit Kohlenstoffmangel enthält und die erhaltene Beschichtung durch Erwärmen auf eine Temperatur im Bereich von 482-704 °C gehärtet wird.
  2. 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Zusammensetzung auf die Oberfläche dadurch erfolgt, dass die Zusammensetzung als Plasma in Luft auf die metallische Oberfläche gesprüht wird.
  3. 3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung im wesentlichen aus folgenden Komponenten besteht: 60 bis 90 Vol.-% Cr3C2 und 40 bis 10 Vol.-% einer Legierung, die ausgewählt ist aus der Gruppe
    A) Legierung der Zusammensetzung 28-32 Gew.-% Cr, 9-11 Gew.-% Ni, 3,5-5,5 Gew.-% W, Rest Co;
    B) Legierung der Zusammensetzung 28-31 Gew.-% Cr, 4,5-5,5 Gew.-% AI, 0,4-0,6 Gew.-% Y, Rest Fe; und
    C) Mischungen davon.
  4. 4. Verfahren gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung ausgewählt ist aus der Gruppe:
    A) Legierung der Zusammensetzung 30 Gew.-% Cr, 10 Gew.-% Ni, 4 Gew.-% W; Rest Co;
    B) Legierungen der Zusammensetzung 30 Gew.-% Cr, 5 Gew.-% AI, 0,5 Gew.-% Y, Rest Fe; und
    C) Mischungen davon.
  5. 5. Zusammensetzung zur abnützungsbeständigen Beschichtung von metallischen Oberflächen nach dem Verfahren gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie im wesentlichen aus den folgenden Komponenten besteht: 60 bis 90 Vol.-% Cr3C2 und 40 bis 10 Vol.-% einer Legierung, ausgewählt aus der Gruppe
    A) Legierung der Zusammensetzung 28-32 Gew.-% Cr, 9-11 Gew.-% Ni, 3,5-5,5 Gew.-% W, Rest Co;
    B) Legierung der Zusammensetzung 28-31 Gew.-% Cr, 4,5-5,5 Gew.-% AI, 0,4-0,6 Gew.-% Y, Rest Fe; und
    C) Mischungen davon.
  6. 6. Zusammensetzung gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist:
    A) Legierung der Zusammensetzung 30 Gew.-% Cr, 10 Gew.-% Ni, 4 Gew.-% W, Rest Co;
    B) Legierungen der Zusammensetzung 30 Gew.-% Cr, 5 Gew.-% AI, 0,5 Gew.-% Y, Rest Fe; und
    C) Mischungen davon.
  7. 7. Zusammensetzung gemäss Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung im wesentlichen aus CoCrNiW besteht.
  8. 8. Zusammensetzung gemäss Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung im wesentlichen aus FeCrAlY besteht.
CH3718/86A 1985-09-17 1986-09-17 CH670835A5 (de)

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US06/776,840 US4666733A (en) 1985-09-17 1985-09-17 Method of heat treating of wear resistant coatings and compositions useful therefor

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Application Number Title Priority Date Filing Date
CH3718/86A CH670835A5 (de) 1985-09-17 1986-09-17

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US (1) US4666733A (de)
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DE (1) DE3631475A1 (de)
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