DE19901170A1 - Verwendung einer Eisenbasishartlegierung - Google Patents

Verwendung einer Eisenbasishartlegierung

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Abstract

Die Verwendung einer Eisenbasishartlegierung der Zusammensetzung DOLLAR A 2,0 bis 4,0 Gew.-% Kohlenstoff DOLLAR A 2,0 bis 4,5 Gew.-% Bor DOLLAR A 0,5 bis 3,5 Gew.-% Silizium DOLLAR A 6,0 bis 15,0 Gew.-% Chrom DOLLAR A 1,5 bis 7,5 Gew.-% Molybdän DOLLAR A 6,0 bis 14,0 Gew.-% Vanadium DOLLAR A 0 bis 3,0 Gew.-% Wolfram DOLLAR A 0 bis 1,5 Gew.-% Mangan DOLLAR A 0 bis 2,0 Gew.-% Kupfer DOLLAR A 2,0 bis 7,0 Gew.-% Nickel DOLLAR A Rest Eisen und übliche Beimengungen DOLLAR A zum Innenpanzern von Metallzylindern durch Zentrifugalschleudergießen oder heißisostatisches Pressen führt zu einem wesentlich gesteigerten Verschleißwiderstand der Innenpanzerung.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Eisenbasishartlegierung zum Innenpanzern von Metall­ zylindern durch Zentrifugalschleudergießen oder heißisosta­ tisches Pressen, d. h. zum Herstellen von Bimetall­ zylindern, wie sie beispielsweise für Kunststoffextruder bzw. für die Verarbeitung von Kunststoffen mit oder ohne abrasiv wirkenden Füll- und Verstärkungsstoffen benötigt werden.
Für den genannten Einsatzzweck ist die Verwendung einer Eisenbasishartlegierung der Zusammensetzung
1,9 bis 2,1 Gew.-% Kohlenstoff
3,4 bis 3,8 Gew.-% Bor
1,6 bis 2,1 Gew.-% Silizium
9,5 bis 10,5 Gew.-% Chrom
5,2 bis 5,7 Gew.-% Molybdän
0,7 bis 0,15 Gew.-% Vanadium
0 bis 0,20 Gew.-% Wolfram
0 bis 0,10 Gew.-% Niob
0 bis 1,0 Gew.-% Mangan
0 bis 0,30 Gew.-% Kobalt
1,0 bis 1,4 Gew.-% Kupfer
3,8 bis 4,5 Gew.-% Nickel
Rest Eisen und übliche Beimengungen
bekannt. Der Verschleißwiderstand solchermaßen innen­ gepanzerter Metallzylinder läßt jedoch zu wünschen übrig.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, den Verschleißwiderstand der Innenpanzerung von Bimetall­ zylindern zu erhöhen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in der Verwendung einer Eisenbasishartlegierung der Zusammen­ setzung
2,0 bis 4,0 Gew.-% Kohlenstoff
2,0 bis 4,5 Gew.-% Bor
0,5 bis 3,5 Gew.-% Silizium
6,0 bis 15,0 Gew.-% Chrom
1,5 bis 7,5 Gew.-% Molybdän
6,0 bis 14,0 Gew.-% Vanadium
0 bis 3,0 Gew.-% Wolfram
0 bis 1,5 Gew.-% Mangan
0 bis 2,0 Gew.-% Kupfer
2,0 bis 7,0 Gew.-% Nickel
Rest Eisen und übliche Beimengungen
zum Innenpanzern von Metallzylindern durch Zentrifugal­ schleudergießen oder heißisostatisches Pressen.
Durch das Zentrifugalschleudergießen oder heißisostatische Pressen der genannten pulverförmigen Eisenbasis­ hartlegierung werden auf der inneren Bohrungsfläche der Metallzylinder dichte Panzerschichten erzeugt, die mit dem Zylindergrundwerkstoff metallurgisch verbunden sind und überraschenderweise eine wesentlich gesteigerte Verschleiß­ beständigkeit aufweisen. Durch den hohen Gehalt an Vanadium und Kohlenstoff werden nämlich vanadiumhaltige arteigene Metallkarbide in so großer Menge ausgeschieden, daß gegenüber herkömmlichen bekannten Hartlegierungen zum Zylinderinnenpanzern eine wesentlich höhere Abrasivver­ schleißbeständigkeit erzielt wird. Durch die karbidbilden-­ den Metalle Molybdän, Wolfram o. a. wird die Dichte der Metallkarbide so eingestellt, daß während des Aufbringens der Innenpanzerung keine Separation der Metallkarbide in der Restschmelze entsteht. Die Metallkarbide sind damit über die gesamte Dicke der Beschichtung gleichmäßig verteilt, d. h. es werden gleiche technologische Eigen­ schaften über die gesamte Panzerschichtdicke erreicht.
Für die weitere Ausgestaltung bestehen mehrere Möglichkeiten. So weist die Eisenbasishartlegierung nach einer bevorzugten Ausführungsform folgende Zusammensetzung auf:
2,8 bis 3,3 Gew.-% Kohlenstoff
3,3 bis 4,0 Gew.-% Bor
1,0 bis 2,0 Gew.-% Silizium
8,0 bis 12,0 Gew.-% Chrom
4,5 bis 5,5 Gew.-% Molybdän
8,0 bis 10,0 Gew.-% Vanadium
0,2 bis 0,5 Gew.-% Wolfram
0,2 bis 0,6 Gew.-% Mangan
1,0 bis 1,5 Gew.-% Kupfer
3,0 bis 5,0 Gew.-% Nickel
Rest Eisen und übliche Beimengungen.
Als optimales Beispiel sei die Eisenbasishartlegierung folgender Zusammensetzung genannt:
3,05 Gew.-% Kohlenstoff
3,75 Gew.-% Bor
1,70 Gew.-% Silizium
9,15 Gew.-% Chrom
4,95 Gew.-% Molybdän
8,20 Gew.-% Vanadium
0,25 Gew.-% Wolfram
0,30 Gew.-% Mangan
1,10 Gew.-% Kupfer
3,70 Gew.-% Nickel
Rest Eisen und übliche Verunreinigungen.
Besonders günstig ist es, wenn die Eisenbasishartlegierung in Form eines nach dem Erschmelzen der Hartlegierung verdüsten Metallpulvers eingesetzt wird. Der Metallzylinder kann aus unlegierten und niedriglegierten Vergütungs­ stählen, aber auch hochlegierten Stählen oder Super­ legierungen, insbesondere auf Nickelbasis, bestehen.
Beispiel
Eine Versuchscharge einer Eisenbasishartlegierung aus 3,05 Gew.-% Kohlenstoff, 3,75 Gew.-% Bor, 1,70 Gew.-% Silizium, 9,15 Gew.-% Chrom, 4,95 Gew.-% Molybdän, 8,20 Gew.-% Vanadium, 0,25 Gew.-% Wolfram, 0,30 Gew.-% Mangan, 1,10 Gew.-% Kupfer, 3,70 Gew.-% Nickel, Rest Eisen und übliche Verunreinigungen wurde erschmolzen, zu einem Metallpulver verdüst und anschließend durch Zentrifugal­ schleudergießen zu einer dichten Panzerschicht in einen Stahlzylinder eingeschleudert. Die Härte der Schicht betrug 67 bis 68 HRC. An Proben aus dieser Beschichtung konnte im Abrasivversuch ein bis zu viermal höherer Verschleiß­ widerstand im Vergleich zu herkömmlichen Zylinderpanzer­ schichten auf Eisenbasis ermittelt werden.

Claims (5)

1. Verwendung einer Eisenbasishartlegierung der Zusammensetzung
2,0 bis 4,0 Gew.-% Kohlenstoff
2,0 bis 4,5 Gew.-% Bor
0,5 bis 3,5 Gew.-% Silizium
6,0 bis 15,0 Gew.-% Chrom
1,5 bis 7,5 Gew.-% Molybdän
6,0 bis 14,0 Gew.-% Vanadium
0 bis 3,0 Gew.-% Wolfram
0 bis 1,5 Gew.-% Mangan
0 bis 2,0 Gew.-% Kupfer
2,0 bis 7,0 Gew.-% Nickel
Rest Eisen und übliche Beimengungen
zum Innenpanzern von Metallzylindern durch Zentrifugalschleudergießen oder heißisostatisches Pressen.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Eisenbasishartlegierung folgende Zusammensetzung aufweist:
2,8 bis 3,3 Gew.-% Kohlenstoff
3,3 bis 4,0 Gew.-% Bor
1,0 bis 2,0 Gew.-% Silizium
8,0 bis 12,0 Gew.-% Chrom
4,5 bis 5,5 Gew.-% Molybdän
8,0 bis 10,0 Gew.-% Vanadium
0,2 bis 0,5 Gew.-% Wolfram
0,2 bis 0,6 Gew.-% Mangan
1,0 bis 1,5 Gew.-% Kupfer
3,0 bis 5,0 Gew.-% Nickel
Rest Eisen und übliche Beimengungen.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Eisenbasishartlegierung folgende Zusammensetzung aufweist:
3,05 Gew.-% Kohlenstoff
3,75 Gew.-% Bor
1,70 Gew.-% Silizium
9,15 Gew.-% Chrom
4,95 Gew.-% Molybdän
8,20 Gew.-% Vanadium
0,25 Gew.-% Wolfram
0,30 Gew.-% Mangan
1,10 Gew.-% Kupfer
3,70 Gew.-% Nickel
Rest Eisen und übliche Verunreinigungen.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Eisenbasishartlegierung in Form eines nach dem Erschmelzen der Hartlegierung verdüsten Metallpulvers eingesetzt wird.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Metallzylinder aus Stahl oder einer Superlegierung bestehen.
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