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DE102008034547B3 - Wire-like spray material, useful for arc wire spraying and coating substrate, comprises iron, where the material is formed together with carbon as a micro-alloy, and the alloy contains e.g. carbon, silicon, manganese, chromium and copper - Google Patents

Wire-like spray material, useful for arc wire spraying and coating substrate, comprises iron, where the material is formed together with carbon as a micro-alloy, and the alloy contains e.g. carbon, silicon, manganese, chromium and copper Download PDF

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DE102008034547B3
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Patrick Dr. Ing. Izquierdo
Eyuep Akin Dipl.-Ing. Özdeniz
Franz Dr. Ing. Rückert
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Abstract

Wire-like spray material (4) comprises iron, where: the spray material is formed together with carbon as a micro-alloy, so that bainite and martensite are developed during hardening of the spray material, and the alloy contains carbon (0.23-0.4 wt.%); silicon (0.7-0.98 wt.%); manganese (1.4-1.9 wt.%); chromium (0.75-0.95 wt.%); copper (0.2-0.25 wt.%); molybdenum (0.07-0.095); nickel (0.15-0.25 wt.%); aluminum (greater than 0.05 wt.%); vanadium (0.17-0.2 wt.%); nitrogen (0.005-0.013 wt.%); boron (0.0015-0.0025); and titanium (0.02-0.035 wt.%).

Description

Die Erfindung betrifft einen drahtförmigen Spritzwerkstoff, insbesondere zum Lichtbogendrahtspritzen, umfassend im Wesentlichen Eisen. Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung dieses drahtförmigen Spritzwerkstoffes in einem Lichtbogendrahtspritzverfahren, bei dem der Werkstoff als Schicht auf dem Substrat abgeschieden wird.The Invention relates to a wire-shaped spray material, in particular for arc wire spraying, comprising substantially Iron. The invention further relates to the use of this wire-shaped spray material in an arc wire spraying process, in which the material as a layer is deposited on the substrate.

Bei der Herstellung von Verbrennungsmotoren wird aus Gründen der Energieeffizienz und der Emissionsreduzierung eine möglichst geringe Reibung und eine hohe Abrieb- und Verschleißfestigkeit angestrebt. Hierzu werden Motorbauteile, wie zum Beispiel Zylinderbohrungen bzw. deren Wandungen mit einer Laufflächenschicht versehen oder es werden Laufbuchsen in die Zylinderbohrungen eingesetzt, welche mit einer Laufflächenschicht versehen werden. Das Aufbringen solcher Laufflächenschichten erfolgt zumeist mittels thermischen Spritzens, beispielsweise Lichtbogendrahtspritzen. Beim Lichtbogendrahtspritzen wird zwischen zwei drahtförmigen Spritzwerkstoffen ein Lichtbogen durch Anlegen einer Spannung erzeugt. Dabei schmelzen die Drahtspitzen ab und werden beispielsweise mittels eines Zerstäubergases auf die zu beschichtende Oberfläche, beispielsweise die Zylinderwand befördert, wo sie sich anlagern.at The manufacture of internal combustion engines is for the sake of Energy efficiency and emission reduction as possible low friction and high abrasion and wear resistance. For this purpose, engine components, such as cylinder bores or their walls provided with a tread layer or it Bushes are inserted into the cylinder bores, which with a tread layer be provided. The application of such tread layers is usually by thermal spraying, for example electric arc wire spraying. When wire arc spraying is between two wire-shaped spray materials generates an arc by applying a voltage. It will melt the wire tips and are for example by means of a nebulizer gas on the surface to be coated, for example, conveys the cylinder wall, where they attach.

Aus der DE 103 08 563 B3 ist eine Zylinderlaufbuchse für Verbrennungskraftmaschinen bekannt, umfassend einen Grundkörper mit einer Verschleißschutzbeschichtung auf der Lauffläche, auf Basis einer harten Eisenlegierung mit Kohlenstoff und Sauerstoff, wobei die Verschleißschutzschicht martensitische Phasen aufweist und Oxide bildet und die Verschleißschutzschicht im Lichtbogen-Drahtspritzverfahren auftragbar ist und die Legierung der Beschichtung einen Kohlenstoffgehalt von 0,05 bis 3 Gew.-% aufweist.From the DE 103 08 563 B3 a cylinder liner for internal combustion engines is known, comprising a base body with a wear protection coating on the tread, based on a hard iron alloy with carbon and oxygen, wherein the wear protection layer has martensitic phases and oxides and the wear protection layer in the arc-wire spraying process is applicable and the alloy of the coating has a carbon content of 0.05 to 3 wt .-%.

Aus der Druckschrift [Llewellyn H., et al.: Development of an electric arc sprayed self lubricating coating; Proceedings of the 15th International Thermal Spray Conference 25–29 May 1998, Nice, France, Seiten 263–268] ist die Abscheidung von Eisenwerkstoffen mit einem Kohlenstoffanteil mittels Lichtbogendrahtspritzen bekannt, wobei sich in der abgeschiedenen Schicht metastabile Phasen wie Martensit und Bainit bilden.Out of the reference [Llewellyn H., et al .: Development of an electric arc sprayed self-lubricating coating; Proceedings of the 15th International Thermal Spray Conference 25-29 May 1998, Nice, France, pages 263-268] is the deposition of Iron materials with a carbon content by means of arc wire spraying known, wherein in the deposited layer metastable phases like martensite and bainite.

Aus der Druckschrift [Yaojun Lin, et al.: Evolution of Carbides during Aging of a Spray-Formed Chromium-Containing Tool Steel; Metallurgical and Materials Transactions A, Volume 39A, February 2008, Seiten 473–476] ist die Abscheidung von Cr-enthaltenden Stahlschichten mittels Lichtbogendrahtspritzen bekannt, wobei sich in der abgeschiedenen Schicht Martensit und Bainit bilden.Out the reference [Yaojun Lin, et al .: Evolution of Carbides during Aging of a Spray-Formed Chromium Containing Tool Steel; Metallurgical and Materials Transactions A, Volume 39A, February 2008, pages 473-476] is the deposition of Cr-containing steel layers by means of arc wire spraying known, in the deposited layer martensite and Bainite form.

Aus der DE 695 35 062 T2 ist ebenfalls eine Beschichtung von Substraten mit kohlenstoffhaltigen Stahl mittels Lichtbogensprühpistolen bekannt.From the DE 695 35 062 T2 is also known a coating of substrates with carbon steel by arc spray guns.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten drahtförmigen Spritzwerkstoff, insbesondere zum Lichtbogendrahtspritzen, anzugeben. Zielgrößen sind dabei gutes Spritzverhalten, gezielte Schichteigenschaften und gute Bearbeitbarkeit.It It is an object of the invention to provide an improved wire-form spray material, in particular for arc wire spraying, specify. Target variables are good spray behavior, targeted coating properties and good Machinability.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen drahtförmigen Spritzwerkstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The The object is achieved by a wire-shaped Spray material with the features of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Further developments are the subject of the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßer drahtförmiger Spritzwerkstoff, insbesondere zum Lichtbogendrahtspritzen, umfasst im Wesentlichen Eisen. Der Spritzwerkstoff ist zumindest mit Kohlenstoff als Mikrolegierung derart gebildet, dass bereits beim Erstarren des Spritzwerkstoffs Bainit und Martensit entstehen. Mikrolegierungen sind solche Legierungen, die überwiegend aus einem Bestandteil gebildet sind, dem im Verhältnis zu einer Gesamtmasse nur geringe Mengen weiterer Bestandteile zugegeben sind. Bainit ist ein zähes Zwischenstufengefüge kohlenstoffhaltiger Stähle. Martensit ist ein hartes, verschleißfestes Gefüge. Die Bildung von Bainit und Martensit kann durch die Art der Abkühlung des Spritzwerkstoffs und durch die Wahl der Legierungsbestandteile der Mikrolegierung beeinflusst werden. Bei einer Anlagerung einer mittels Lichtbogendrahtspritzen unter Nutzung des erfindungsgemäßen Spritzwerkstoffs erzeugten Schicht auf einem Substrat, beispielsweise einer Zylinderlauffläche, bildet sich eine zähe, duktile Matrix aus Bainit mit harten, verschleißfesten Inseln aus Martensit. Auf diese Weise kann die Reibung, insbesondere die Festkörperreibung zwischen der Schicht und einem Reibpartner, beispielsweise Kolbenringen, erheblich reduziert werden.One wire-shaped spray material according to the invention, in particular for arc wire spraying, essentially comprises Iron. The spray material is such at least with carbon as a micro-alloy formed that already during the solidification of the spray material bainite and martensite arise. Microalloys are such alloys, the predominantly are formed of one component, in proportion to a total mass only small amounts of other ingredients are added. bainit is a tough one Bainite carbonaceous steels. Martensite is a hard, wear-resistant structure. The formation of bainite and martensite can be due to the nature of the cooling of the spray material and by the choice of alloying components of microalloying to be influenced. In the case of an attachment of an arc wire spraying using the spray material according to the invention produced layer on a substrate, such as a cylinder surface, forms a tough, Bainite ductile matrix with hard, wear-resistant martensite islands. In this way, the friction, in particular the solid friction between the layer and a friction partner, for example piston rings, be significantly reduced.

Folgende Legierungsbestandteile sind vorgesehen:
Kohlenstoff mit einem Anteil von 0,23 Gew.-% bis 0,4 Gew.-%,
Silizium mit einem Anteil von 0,7 Gew.-% bis 0,98 Gew.-%,
Mangan mit einem Anteil von 1,4 Gew.-% bis 1,9 Gew.-%,
Chrom mit einem Anteil von 0,75 Gew.-% bis 0,95 Gew.-%,
Kupfer mit einem Anteil von 0,2 Gew.-% bis 0,25 Gew.-%,
Molybdän mit einem Anteil von 0,07 bis 0,095 Gew.-%,
Nickel mit einem Anteil von 0,15 Gew.-% bis 0,25 Gew.-%,
Aluminium mit einem Anteil von maximal 0,05 Gew.-%,
Vanadin mit einem Anteil von 0,17 Gew.-% bis 0,2 Gew.-%,
Stickstoff mit einem Anteil von 0,005 Gew.-% bis 0,013 Gew.-%,
Bor mit einem Anteil von 0,0015 Gew.-% bis 0,0025 Gew.-% und
Titan mit einem Anteil von 0,02 Gew.-% bis 0,035 Gew.-%,
jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht.
The following alloy components are provided:
Carbon in a proportion of 0.23 wt .-% to 0.4 wt .-%,
Silicon in a proportion of 0.7% by weight to 0.98% by weight,
Manganese in a proportion of 1.4% by weight to 1.9% by weight,
Chromium in a proportion of 0.75% by weight to 0.95% by weight,
Copper in a proportion of 0.2% by weight to 0.25% by weight,
Molybdenum in a proportion of 0.07 to 0.095% by weight,
Nickel in a proportion of 0.15% by weight to 0.25% by weight,
Aluminum with a maximum content of 0.05 Wt .-%,
Vanadium in a proportion of 0.17 wt .-% to 0.2 wt .-%,
Nitrogen in a proportion of 0.005 wt.% To 0.013 wt.%,
Boron in a proportion of 0.0015 wt .-% to 0.0025 wt .-% and
Titanium in a proportion of 0.02% by weight to 0.035% by weight,
each based on a total weight.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.in the Below is an embodiment of the Invention explained in more detail with reference to a drawing.

Dabei zeigt:there shows:

1 ein Substrat mit einer durch Lichtbogendrahtspritzen abgeschiedenen Schicht. 1 a substrate having a sheet deposited by arc wire spraying.

In 1 ist ein Substrat 1 mit einer durch Lichtbogendrahtspritzen (LDS) abgeschiedenen Schicht 2 gezeigt. Beim Lichtbogendrahtspritzen werden einem Beschichtungskopf 3 zwei drahtförmige Spritzwerkstoffe 4 zugeführt. Zwischen den drahtförmigen Spritzwerkstoffen 4 wird ein Lichtbogen 5 gezündet. Dabei schmilzt der drahtförmige Spritzwerkstoff 4 und wird mittels eines Trägergases gezielt auf das zu beschichtende Substrat 1 aufgebracht, wo er abkühlt, erstarrt und die Schicht 2 bildet.In 1 is a substrate 1 with a layer deposited by wire arc spraying (LDS) 2 shown. In arc wire spraying, a coating head 3 two wire-shaped spray materials 4 fed. Between the wire-shaped spraying materials 4 becomes an arc 5 ignited. This melts the wire-shaped spray material 4 and is targeted by means of a carrier gas to the substrate to be coated 1 Applied where it cools, it solidifies and the layer 2 forms.

Der drahtförmige Spritzwerkstoff 4 umfasst im Wesentlichen Eisen. Der Spritzwerkstoff ist zumindest mit Kohlenstoff als Mikrolegierung derart gebildet, dass beim Erstarren des Spritzwerkstoffs überwiegend feiner Perlit entstehen würde. Durch Zugabe weiterer Legierungselemente, insbesondere Mangan, wird jedoch die Umwandlung derart verschoben, dass sich beim Erstarren überwiegend Bainit bildet. Diese Schicht ist von höherer Festigkeit jedoch differenzierend zu reinen Fe-C-Schichten, mit deutlich höherer Zähigkeit. Die Zugabe von Cr und V erhöht die Verschleißfestigkeit durch Bildung stabiler Vanadiumcarbide.The wire-shaped spray material 4 essentially comprises iron. The spray material is formed at least with carbon as a micro-alloy such that predominantly fine perlite would form on solidification of the spray material. By adding further alloying elements, in particular manganese, however, the transformation is shifted so that predominantly bainite forms on solidification. This layer is of higher strength but differentiating to pure Fe-C layers, with significantly higher toughness. The addition of Cr and V increases the wear resistance by forming stable vanadium carbides.

Weiter sind folgende Legierungsbestandteile enthalten:

  • – Kohlenstoff 0,23 Gew.-% bis 0,4 Gew.-%
  • – Silizium 0,7 Gew.-% bis 0,98 Gew.-%
  • – Mangan 1,4 Gew.-% bis 1,9 Gew.-%
  • – Chrom 0,75 Gew.-% bis 0,95 Gew.-%
  • – Kupfer 0,2 Gew.-% bis 0,25 Gew.-%
  • – Molybdän 0,07 bis 0,095 Gew.-%
  • – Nickel 0,15 Gew.-% bis 0,25 Gew.-%
  • – Aluminium maximal 0,05 Gew.-%
  • – Vanadin 0,17 Gew.-% bis 0,2 Gew.-%
  • – Stickstoff 0,005 Gew.-% bis 0,013 Gew.-%
  • – Bor 0,0015 Gew.-% bis 0,0025 Gew.-%
  • – Titan 0,02 Gew.-% bis 0,035 Gew.-%
  • – Phosphor maximal 0,02 Gew.-%
  • – Schwefel 0,07 Gew.-% bis 0,09 Gew.-%
Furthermore, the following alloy components are included:
  • Carbon 0.23 wt.% To 0.4 wt.%
  • Silicon from 0.7% to 0.98% by weight
  • Manganese 1.4% by weight to 1.9% by weight
  • Chromium 0.75% to 0.95% by weight
  • Copper 0.2% to 0.25% by weight
  • Molybdenum 0.07 to 0.095% by weight
  • Nickel from 0.15% to 0.25% by weight
  • Aluminum maximum 0.05% by weight
  • Vanadium 0.17 wt.% To 0.2 wt.%
  • Nitrogen from 0.005% to 0.013% by weight
  • Boron 0.0015% by weight to 0.0025% by weight
  • Titanium 0.02 wt.% To 0.035 wt.%
  • - Phosphorus not more than 0.02% by weight
  • Sulfur from 0.07% to 0.09% by weight

Die Mengenangaben sind in Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht.The Quantities are in percent by weight, each based on a total weight.

Bevorzugt wird für den drahtförmigen Spritzwerkstoff 4 eine Mikrolegierung mit folgenden Bestandteilen verwendet:

  • – Kohlenstoff 0,35 Gew.-%
  • – Silizium 0,85 Gew.-%
  • – Mangan 1,55 Gew.-%
  • – Chrom 0,9 Gew.-%
  • – Kupfer 0,25 Gew.-%
  • – Molybdän 0,095 Gew.-%
  • – Nickel 0,2 Gew.-%
  • – Aluminium maximal 0,03 Gew.-%
  • – Vanadin 0,185 Gew.-%
  • – Stickstoff 0,011 Gew.-%
  • – Bor 0,0025 Gew.-%
  • – Titan 0,022 Gew.-%
  • – Phosphor maximal 0,02 Gew.-%
  • – Schwefel 0,07 Gew.-% bis 0,09 Gew.-%
It is preferred for the wire-shaped spray material 4 used a microalloy with the following constituents:
  • Carbon 0.35% by weight
  • Silicon 0.85% by weight
  • Manganese 1.55% by weight
  • Chromium 0.9% by weight
  • Copper 0.25% by weight
  • Molybdenum 0.095% by weight
  • Nickel 0.2% by weight
  • - aluminum maximum 0.03 wt .-%
  • Vanadium 0.185% by weight
  • Nitrogen 0.011% by weight
  • Boron 0.0025% by weight
  • Titanium 0.022% by weight
  • - Phosphorus not more than 0.02% by weight
  • Sulfur from 0.07% to 0.09% by weight

Der Hauptbestandteil der Mikrolegierung ist Eisen.Of the The main component of microalloying is iron.

Lichtbogendrahtspritzen mit einem aus dieser Mikrolegierung gebildeten drahtförmigen Spritzwerkstoff 4 führt zu einer besonders homogenen Schicht mit geringer Porosität und geringer Rauhigkeit.Arc wire spraying with a formed from this microalloy wire-shaped spray material 4 results in a particularly homogeneous layer with low porosity and low roughness.

Der geringe Kohlenstoffgehalt und der erhöhte Mangangehalt der Mikrolegierung bewirken ein verbessertes Spritzverhalten mit besonders kleinen Tröpfchen.Of the low carbon content and the increased manganese content of the microalloy cause an improved spray behavior with very small droplets.

Die Zugabe von Kupfer verbessert den Korrosionsschutz der Schicht 2.The addition of copper improves the corrosion protection of the layer 2 ,

Chrom und Vanadin fördern die Umwandlung des erstarrenden Spritzwerkstoffs 4 in das gewünschte Gefüge.Chromium and vanadium promote the transformation of the solidifying spray material 4 in the desired structure.

Zusammen mit Molybdän führt Chrom auch zu einem reduzierten Verschleiß der Schicht 2, beispielsweise durch Bildung von Mischkarbiden.Together with molybdenum, chromium also leads to reduced wear of the layer 2 , for example by formation of mixed carbides.

Nickel reduziert die Korrosionsneigung ebenfalls.nickel reduces the tendency to corrosion as well.

Stickstoff sorgt für die Homogenität und Feinkörnigkeit der Schicht 2.Nitrogen ensures the homogeneity and fine graininess of the layer 2 ,

Der drahtförmige Spritzwerkstoff 4 wird vorzugsweise warmgewalzt und/oder warmgezogen und danach langsam und gesteuert in einem Ofen abgekühlt, um ein duktiles Gefüge zu erhalten, damit der drahtförmige Spritzwerkstoff 4 biegsam bleibt.The wire-shaped spray material 4 is preferably hot rolled and / or hot drawn and then slowly and controlled cooled in an oven to obtain a ductile structure, so that the wire-shaped spray material 4 remains flexible.

Die Legierungsbestandteile des Drahtes sind so bemessen, dass der Abbrand von bestimmten Elementen, z. B. Kohlenstoff berücksichtigt ist. Die Legierungszusammensetzung der Schicht ist entsprechend dem Abbrand verändert.The Alloy components of the wire are sized so that the burnup of certain elements, e.g. B. carbon is taken into account. The alloy composition the layer is changed according to the burnup.

Vorzugsweise wird eine Oberfläche des drahtförmigen Spritzwerkstoffs 4 verkupfert, um Korrosion zu vermeiden.Preferably, a surface of the wire-shaped spray material 4 coppered to avoid corrosion.

11
Substratsubstratum
22
Schichtlayer
33
Beschichtungskopfcoating head
44
drahtförmiger Spritzwerkstoffwire-shaped spray material
55
LichtbogenElectric arc

Claims (4)

Drahtförmiger Spritzwerkstoff (4), insbesondere zum Lichtbogendrahtspritzen, umfassend im Wesentlichen Eisen, wobei der Spritzwerkstoff (4) zumindest mit Kohlenstoff als Mikrolegierung derart gebildet ist, dass beim Erstarren des Spritzwerkstoffs Bainit und Martensit entstehen dadurch gekennzeichnet, dass folgende Legierungsbestandteile vorgesehen sind: Kohlenstoff mit einem Anteil von 0,23 Gew.-% bis 0,4 Gew.-%, Silizium mit einem Anteil von 0,7 Gew.-% bis 0,98 Gew.-%, Mangan mit einem Anteil von 1,4 Gew.-% bis 1,9 Gew.-%, Chrom mit einem Anteil von 0,75 Gew.-% bis 0,95 Gew.-%, Kupfer mit einem Anteil von 0,2 Gew.-% bis 0,25 Gew.-%, Molybdän mit einem Anteil von 0,07 bis 0,095 Gew.-%, Nickel mit einem Anteil von 0,15 Gew.-% bis 0,25 Gew.-%, Aluminium mit einem Anteil von maximal 0,05 Gew.-%, Vanadin mit einem Anteil von 0,17 Gew.-% bis 0,2 Gew.-%, Stickstoff mit einem Anteil von 0,005 Gew.-% bis 0,013 Gew.-%, Bor mit einem Anteil von 0,0015 Gew.-% bis 0,0025 Gew.-% und Titan mit einem Anteil von 0,02 Gew.-% bis 0,035 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht.Wire-shaped spray material ( 4 ), in particular for arc wire spraying, comprising essentially iron, wherein the spray material ( 4 ) is formed at least with carbon as a micro-alloy such that upon solidification of the spray material bainite and martensite are characterized in that the following alloying components are provided: carbon with a proportion of 0.23 wt .-% to 0.4 wt .-%, silicon with a proportion of 0.7 wt .-% to 0.98 wt .-%, manganese with a share of 1.4 wt .-% to 1.9 wt .-%, chromium with a share of 0.75 wt % to 0.95% by weight, copper in a proportion of 0.2% to 0.25% by weight, molybdenum in an amount of 0.07 to 0.095% by weight, nickel with a proportion of 0.15 wt .-% to 0.25 wt .-%, aluminum in a proportion of not more than 0.05 wt .-%, vanadium in a proportion of 0.17 wt .-% to 0.2 wt % By weight, nitrogen in a proportion of 0.005 wt .-% to 0.013 wt .-%, boron in a proportion of 0.0015 wt .-% to 0.0025 wt .-% and titanium in a proportion of 0.02 Wt .-% to 0.035 wt .-%, each based on the total weight. Drahtförmiger Spritzwerkstoff (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Phosphor mit einem Anteil von maximal 0,02 Gew.-% und Schwefel mit einem Anteil von 0,07 Gew.-% bis 0,09 Gew.-% enthalten ist.Wire-shaped spray material ( 4 ) according to claim 1, characterized in that phosphorus is contained in a proportion of not more than 0.02 wt .-% and sulfur in a proportion of 0.07 wt .-% to 0.09 wt .-%. Drahtförmiger Spritzwerkstoff (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verkupferung der Oberfläche des Spritzwerkstoffs (4) vorgesehen ist.Wire-shaped spray material ( 4 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a copper plating of the surface of the spray material ( 4 ) is provided. Verwendung eines drahtförmigen Spritzwerkstoffes (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Beschichten eines Substrates (1), bei welcher der Spritzwerkstoff (4) in einem Lichtbogen (5) aufgeschmolzen und als Schicht (2) auf dem Substrat (1) abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schicht (2) nach dem Abscheiden beim Erstarren Bainit und Martensit gebildet werden.Use of a wire-shaped spray material ( 4 ) according to one of claims 1 to 3 for coating a substrate ( 1 ), in which the spray material ( 4 ) in an arc ( 5 ) melted and as a layer ( 2 ) on the substrate ( 1 ), characterized in that in the layer ( 2 ) after precipitation during solidification bainite and martensite are formed.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012100798A1 (en) 2011-01-26 2012-08-02 Daimler Ag Wire-type spray material for a thermally sprayed layer having a pearlite, bainite, martensite structure
WO2014000849A3 (en) * 2012-06-29 2014-03-27 Daimler Ag Method for coating a substrate with a spray material and functional layer achievable with this method
DE102014004547B3 (en) * 2013-05-02 2014-07-17 Daimler Ag Thermally sprayed functional layer, useful as track layer in interior of cylinder crankcase of reciprocating engine, includes dual phase matrix having hard matrix phase and ductile matrix phase, where layer is made of multiphase iron alloy
CN107904543A (en) * 2017-10-23 2018-04-13 中国人民解放军陆军装甲兵学院 High densification copper alloy coating and preparation method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69535062T2 (en) * 1994-09-24 2006-11-09 Sprayform Holdings Ltd., Swansea PRODUCT MANUFACTURE BY METAL SEPARATION

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69535062T2 (en) * 1994-09-24 2006-11-09 Sprayform Holdings Ltd., Swansea PRODUCT MANUFACTURE BY METAL SEPARATION

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Llewellyn,H., et.al.: "Development of an electric arc sprayed self lubricating coating". Proceedings of the 15th International Thermal Spray Conference, 25.-29. May 1998, Nice, France, 263-268 *
Llewellyn,H., et.al.: "Development of an electric arc sprayed self lubricating coating". Proceedings of the 15th International Thermal Spray Conference, 25.-29. May 1998, Nice, France, 263-268 Yaojun,Lin, et.al.: "Evolution of carbide during aging of a spray-formed chromium-containing tool steel". Metallurgical and Materials Transactions, Volume 39A, February 2008, 473-476
Yaojun,Lin, et.al.: "Evolution of carbide during aging of a spray-formed chromium-containing tool steel". Metallurgical and Materials Transactions, Volume 39A, February 2008, 473-476 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012100798A1 (en) 2011-01-26 2012-08-02 Daimler Ag Wire-type spray material for a thermally sprayed layer having a pearlite, bainite, martensite structure
CN103328678A (en) * 2011-01-26 2013-09-25 戴姆勒股份公司 Wire-type spray material for a thermally sprayed layer having a pearlite, bainite, martensite structure
US20130295412A1 (en) * 2011-01-26 2013-11-07 Daimler Ag Wire-type spray material for a thermally sprayed layer having a pearlite, bainite, martensite structure
JP2014509260A (en) * 2011-01-26 2014-04-17 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Wire-like thermal spray material for thermal spray coating with pearlite, bainite, martensite structure
CN103328678B (en) * 2011-01-26 2015-12-02 戴姆勒股份公司 For having the thread spray material of thermally sprayed coating of perlite, bainite, martensitic structure
US9546414B2 (en) 2011-01-26 2017-01-17 Daimler Ag Wire-type spray material for a thermally sprayed layer having a pearlite, bainite, martensite structure
WO2014000849A3 (en) * 2012-06-29 2014-03-27 Daimler Ag Method for coating a substrate with a spray material and functional layer achievable with this method
US9988701B2 (en) 2012-06-29 2018-06-05 Daimler Ag Method for coating a substrate with a spray material and functional layer achievable with this method
DE102014004547B3 (en) * 2013-05-02 2014-07-17 Daimler Ag Thermally sprayed functional layer, useful as track layer in interior of cylinder crankcase of reciprocating engine, includes dual phase matrix having hard matrix phase and ductile matrix phase, where layer is made of multiphase iron alloy
CN107904543A (en) * 2017-10-23 2018-04-13 中国人民解放军陆军装甲兵学院 High densification copper alloy coating and preparation method thereof
CN107904543B (en) * 2017-10-23 2020-04-14 中国人民解放军陆军装甲兵学院 High-density copper alloy coating and preparation method thereof

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