Verschleißschutz durch Einsatz von Wolfram-Schmelzcarbid

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Verschleißschutz
     durch Einsatz von
     Wolfram-Schmelzcarbid                                               Dr.-Ing. Frank Schreiber*

     Wolfram-Schmelzcarbid-verstärkte Legierungen
     verlängern die Lebensdauer stark verschleißbean-
                                                                         Wearing protection with
     spruchter Bauteile in vielen Industriebereichen.                    fused tungsten carbides
     Die metallurgischen Eigenschaften von Wolfram-
     Schmelzcarbid (WSC) werden beschrieben. Der
                                                                         In many industrial sectors, fused tungsten carbide
     Beitrag stellt die Zusammenhänge zwischen mikro-
                                                                         reinforced alloys extend the service life of machine
     strukturellen Eigenschaften und Verschleißfestigkeit
                                                                         parts exposed to severe wear and tear. The metal-
     WSC-verstärkter Auftragschweißungen dar.
                                                                         lurgical properties of fused tungsten carbide (FTC)
     WSC-verstärkte Schutzschichten erhöhen die
                                                                         are described. The paper discusses the relationship
     Produktivität und Wirtschaftlichkeit beim Einsatz
                                                                         between microstructure properties and wear resist-
     von stark beanspruchten Produktionsmaschinen.
                                                                         ance of FTC-reinforced hardfacings. FTC-reinforced
                                                                         coatings increase productivity and economic
     Einleitung                                                          efficiency in the use of heavy-duty production
     Verschleißfeste und innovative Werkstoffe sind in vielen Indus-     machinery.
     triebereichen wie Grobkeramik, Bergbau, Tiefbohren, Pumpen
     und anderen erforderlich.
     Legierungen auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis werden am          Introduction
     häufigsten eingesetzt, um Oberflächen gegen Verschleiß und
     Abrieb zu schützen. Die Menge der Primärhartphasen in               Extremely wear resistant and innovative materials are required
     solchen Legierungen ist begrenzt. Das Einlagern verschie-           for equipment in many industries such as brick and clay, min-
     denartiger Hartstoffe verbessert die Verschleißeigenschaften        ing, deep drilling, pumps and others. Iron-, nickel- or cobalt-
     dieser konventionellen Hartlegierungen erheblich. Art, Menge        base alloys are used most often to protect component sur-
     und Verteilung der Hartstoffe wirken sich deutlich auf die          faces against wear and tear. The amount of primary hard
     Widerstandsfähigkeit des Legierungssystems aus.                     phases in such alloys is limited. The wear properties of these
     Die Mikrostruktur der Auftragschweißung zeigt eine relativ          conventional hard alloys can be markedly improved by
     duktile Matrix, in die Hartstoffpartikel fest eingelagert sind.     embedding different types of hard materials. The type,
     Wolfram-Schmelzcarbide des Typs WC-W2C verstärken kon-              amount and distribution of the hard materials have a pro-
     ventionelle Hartlegierungen sehr gut, wie Erfahrungen der           nounced effect on the resistance of the alloy system.
     letzten Jahre zeigen. Ihre Vorteile sind der hohe Härtegrad         The microstructure of the hardfacing shows a relatively duc-
     und die gute Verschleißbeständigkeit. WSC-verstärkte Legie-         tile matrix containing tightly embedded hard material parti-
     rungen gibt es als Schweißzusätze in Form von Oxyazetylen-          cles. Fused tungsten carbides (FTC) of the type WC-W2C have
     stäben, Stabelektroden, Fülldrähten und Mischpulvern.               proved over the years to be most suitable for reinforcing con-
     Schweißtechnologien für diese Schweißzusätze sind:                  ventional hard alloys. Their greatest advantages are the high
     n Gasschmelzschweißen                                               hardness and the high resistance against heavy abrasion. FTC-
     n Metall-Lichtbogen-Hand- und -Schutzgasschweißen                   reinforced alloys are available as oxy-acetylene rods, stick elec-
     n Fülldrahtschweißen                                                trodes, metal-cored wires and blended powders. These weld-
     n Plasma-Lichtbogenschweißen (PTA-Schweißen)                        ing consumables can be applied with different welding
                                                                         technologies such as:
     Metallurgie der Wolframcarbide                                      n oxy-acetylene welding,
                                                                         n manual metal-arc welding and gas metal-arc welding
     Carbide, Nitride, Boride und Silizide verwendet man konven-             (GMAW),
     tionell als metallische Hartstoffe in partikelverstärkten Schutz-   n flux-cored arc welding (FCAW),
     schichten.                                                          n plasma transfer arc powder welding (PTA)
     WSC ist ein Gemisch aus Wolfram-Monocarbid und Di-Wolf-
     ramcarbid W2C. Das durchschnittliche Kohlenstoff-Massen-            Metallurgy of tungsten carbides
     verhältnis liegt zwischen 3,8 und 4,2 %. Es entspricht einer
     Phasenverteilung von 73–80 % W2C und 20–27 % WC. Die                Carbides, nitrides, borides and silicides are used conventionally
     Eigenschaften des WSC sind von seiner Mikrostruktur abhän-          as metallic hard materials in particle-reinforced protective layers.

     * Durum-Verschleiß-Schutz GmbH, D-47877 Willich                     * Durum-Verschleiß-Schutz GmbH, D-47877 Willich

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gig. Weist das Carbid eine feine „Feder“-Struktur auf (Bild 1),
beträgt die Mikrohärte des Carbids mehr als 2 300HV0,4 – bei
hervorragender Verschleißfestigkeit. Dies wird bei der Her-
stellung des Carbids durch spezielles Verarbeiten mit schneller
Abkühlung der Schmelzmasse erreicht.
WSC-Hartstoffe sind verfügbar als gebrochene blockige oder
sphärische Partikel. Gebrochenes WSC wird durch Erschmel-
zen von Rohlingen hergestellt (Bild 2a). Diese werden
anschließend zerkleinert und durch Sieben klassiert.
Beim Schmelzen rotierender WSC-Stäbe mit Lichtbogen wird
sphärisches WSC produziert (Bild 2b). Sphärisches WSC mit
feiner Mikrostruktur erreicht eine Härte von mehr als
3 000HV0,4. Neben dieser Härte zeichnet sich sphärisches WSC
durch besseres Verschleiß- und Gleitverhalten als gebrochenes
WSC aus.

WSC-verstärkte Legierungen und                                         Bild 1: REM-Aufnahme (Rasterelektronenmikroskop) eines
Beschichtungen                                                         WSC-Partikel: feine Federstruktur
                                                                       Fig. 1: Scanning electron microscope picture of FTC particle:
Jedes Anwenden carbidverstärkter Schutzschichten erfordert             feather structure
ein sorgfältiges Berücksichtigen der Werkstoff- und Prozess-
parameter. Die Wechselwirkung zwischen den Carbidpartikeln             Fused tungsten carbide (FTC) is a mixture of tungsten mono-
und dem Matrixmaterial beeinflusst die Eigenschaften einer             carbide and di-tungsten carbide W2C. The average carbon
carbidhaltigen Legierung. Das Aufheizen der Partikel kann ein          mass ratio is between 3.8 and 4.2%, corresponding to phases
teilweises oder vollständiges Auflösen in der Basislegierung           distribution of 73–80% W2C and 20–27% WC. The properties
verursachen.                                                           of the FTC are dependent on its microstructure. If the carbide
Die Verschleißfestigkeit einer Auftragschweißung wird durch            solidifies in a “feather” structure (Fig. 1), the micro-hardness
Typ, Menge, Form und Größenverteilung der in der Matrix                of the resulting material will be more than 2 300HV0.4 with
eingebetteten Hartpartikel sowie die Zusammensetzung die-              excellent wear resistance. This can only be achieved through
ser Matrix bestimmt. Mechanisches Vorbehandeln, chemische              special processing with rapid cooling of the fused mass.
Reaktionen mit den umgebenden Medien, Deformation sowie                FTC hard materials are distinguished as either angular or
Diffusionsprozesse beeinflussen die Verschleißbeständigkeit            spherical particles. The angular FTC is manufactured by melt-
des auftraggeschweißten Bauteils ebenfalls.                            ing slugs (Fig. 2a), which are then crushed and sized. The fus-
Für eine gute Verschleißfestigkeit sind folgende Bedingungen           ing of spinning FTC sticks with an electric arc produces spher-
wichtig: Es muss eine starke Verbindung mit dem Substrat               ical FTC (Fig. 2b). Spherical FTC with fine microstructure
vorliegen, und die Hartstoffe müssen homogen in der Matrix             achieves hardness of more than 3 000HV0.4. In addition to this
verteilt werden. Die Hartstoffe müssen des Weiteren fest in            superior hardness, spherical FTC shows better wear and slide
der Matrix eingebettet sein, sodass sie nicht herausbrechen            behaviour than irregular crushed FTC.
können. Sie sollten nicht aufgelöst sein, da dies die Duktilität
der Matrix und die Verschleißfestigkeit der Beschichtung               FTC-reinforced alloys and coatings
reduzieren würde.
WSC-haltige Schweißzusätze sind als Mischpulver, WSC-                  Each application using carbide-reinforced protective layers
gefüllte Stäbe und Elektroden (bis zu 8 mm Durchmesser) und            requires careful consideration of material and process parame-

Bild 2: REM-Aufnahme eines WSC-Partikel: a) geschmolzen und gebrochen; b) sphärisch
Fig. 2: Scanning electron microscope picture of FTC particle: a) angular (melted and crushed); b) spherical

                                                                                                                              ZI 6/2002   13
als Fülldrähte (bis zu 3,2 mm) verfügbar. Flexible, mit 65 %     ters. The properties of a carbide-containing alloy can be
     WSC und NiCrBSi ummantelte Ni-Drähte (bis zu 8 mm                affected by the interaction between the carbide particles and
     Gesamtdurchmesser) sind auch lieferbar, diese wurden zum         matrix material. Heating the particles may cause partial or
     Gasschmelzschweißen entwickelt.                                  complete solution in the base alloy. The wear resistance of a
     Die Hartstoffgröße und die Matrixlegierung sind entspre-         hardfacing is primarily determined by the type, amount, form
     chend den jeweilig vorliegenden Verschleißrandbedingungen        and size distribution of the hard particles embedded in the
     auszuwählen. Allerdings sind die verfügbare Hartstoffpartikel-   matrix and by the composition of this matrix. Mechanical
     größe und -menge sowie Durchmesser der genannten Schweiß-        pre-treatment, chemical reactions with the surrounding
     zusatzformen abhängig vom einzusetzenden Schweißverfah-          media, deformation and diffusion processes also strongly
     ren. In Tabelle 1 sind typische Schweißzusatzformen mit ihren    influence the wear behaviour of the hard-faced component.
     spezifischen Kenndaten und Einsatzmöglichkeiten gegenüber-       To obtain good wear resistance, the following conditions are
     gestellt.                                                        important: The bonding with the substrate must be strong
                                                                      and the hard particles must be dispersed homogeneously in
     Tabelle 1: Typische WSC-Schweißzusätze
                                                                      the matrix. The hard particles must also be embedded tightly
       Schweiß-        Schweiß-         Matrix-         Hartstoff-    in the matrix so they cannot be pulled out. The hard particles
       verfahren      zusatzform       legierung         größe        should not be dissolved or it would reduce the ductility of the
                                                                      matrix and the wear resistance of the coating.
        Autogen         Stäbe,       Fe- + Ni-Basis    0,05–3 mm
                                                                      FTC welding consumables are available as blended powder,
                      Mischpulver
                                                                      FTC-filled rods and electrodes (up to 8 mm diameter) and
        Elektrode      Röhrchen-     Fe- + Ni-Basis    0,05–2 mm      flux-cored wires (up to 3.2 mm). Flexible nickel-core rods
                       elektrode                                      coated with 65% FTC and NiCrBSi developed for oxy-acety-
                       bis 8 mm                                       lene welding are also available (up to 8 mm total diameter).
        Metall-       Röhrchen-      Fe- + Ni-Basis    0,05–1 mm      The FTC grain size and the composition of the matrix are
       Schutzgas       elektrode                                      determined by the wear conditions of each application. The
                      bis 3,2 mm                                      choice of the grain size, the amount of the hard particles and
         Plasma       Mischpulver, Fe- + Ni-Basis        0,05 bis     the diameter of the above mentioned welding consumables
                      Zweipulver                         0,3 mm       are sometimes restricted by the welding process. Typical
                                                                      welding consumables with their specific characteristic data
                                                                      and applications are compared in Table 1.
     Die am häufigsten angewendeten Matrixlegierungen sind
                                                                      Table 1: Typical FTC-welding consumable
     Eisen- und selbstfließende Nickellegierungen. Zusätze wie
     Chrom verbessern die spezifischen Eigenschaften der Schutz-         Welding        Welding          Matrix       Hard particle
     schicht. WSC-Partikel werden bei hohen Schweißtempera-              process      consumable         alloy            size
     turen in einer Eisenmatrix stärker aufgelöst – bedingt durch      Autogenous Rods, blended Fe + Ni basis          0.05–3 mm
     den höheren Schmelzpunkt der Eisenmatrix sowie die stärkere                    powders
     Diffusion von Kohlenstoff in Eisen. Deshalb bleiben bei
                                                                        Electrode        Tubular      Fe + Ni basis    0.05–2 mm
     Schweißzusätzen auf Eisenbasis nur wenige WSC-Hartpartikel
                                                                                        electrode
     erhalten. Das WSC wird in Monocarbid WC umgewandelt.
                                                                                       up to 8 mm
     Diese Anreicherung von W und C erhöht die Härte auf mehr
     als 56HRc. Diese Schichten sind weniger duktil und weisen        Gas metal-arc      Tubular   Fe + Ni basis       0.05–1 mm
     mehr Risse in der Beschichtung auf (Bild 3).                                       electrode
     Selbstfließende Legierungen auf Nickelbasis sind leicht zu                       up to 3.2 mm
     schweißen. Gründe sind ihr niedrigerer Schmelzpunkt (~1040°C)        Plasma        Blended       Fe + Ni basis      0.05 to
                                                                                        powders,                         0.3 mm
                                                                                      two powders

                                                                      The most frequently applied matrices are iron and self-fluxing
                                                                      nickel alloys. Additives such as chromium can enhance the
                                                                      specific properties of the protective coating as required. FTC
                                                                      particles tend to be more thoroughly dissolved at high weld-
                                                                      ing temperatures in iron-based matrices. This is due to the
                                                                      higher melting point of the iron matrix and the stronger diffu-
                                                                      sion of carbon in iron, which explains why only a few FTC
                                                                      hard particles remain with iron based wires. The FTC is trans-
                                                                      formed into monocarbide WC. This enrichment of W and C
                                                                      increases the hardness to more than 56HRc. These layers are
                                                                      less ductile and show more cracks in the coating (Fig. 3).
                                                                      Self-fluxing nickel-base alloys with their lower melting point
                                                                      (~1040˚ C) and very good wetting ability are easy to weld.
     Bild 3: Mikrostruktur einer Auftragschweißung: WSC-gefüllter     The lower thermal impact generates less dissolution of the
     Fülldraht auf Eisenbasis (Durmat OA)                             carbides. Thus, iron-base alloys are primarily used in autoge-
     Fig. 3: Microstructure of an iron-base FTC flux-cored wire       nous gas welding processes. The wear protection by FTC
     hard-facing (Durmat OA)                                          hardfacing has been improved remarkably by the develop-

14   ZI 6/2002
und die sehr gute Benetzungsfähigkeit. Die niedrigere Wär-
mewirkung bewirkt ein geringeres Auflösen der Carbide.
Legierungen auf Eisenbasis werden deshalb vor allem in
Autogengasschweißverfahren eingesetzt. Die Entwicklung von
WSC-Fülldrähten und Stäben auf Nickelbasis verbesserte den
Verschleißschutz durch WSC-Auftragschweißung erheblich.
Speziell entwickelte Legierungen mit Zusätzen aus Silizium
und Bor ermöglichen, dass diese Schweißzusätze bei sehr
niedrigen Schweißströmen angewendet werden können. Eine
hohe Verschleißfestigkeit wird durch den hohen WSC-Gehalt
in diesen Schweißzusätzen erzielt. Bild 4 zeigt die typische
Mikrostruktur von Beschichtungen, die mit Fülldraht auf
Nickelbasis mit 60 % WSC (NiBSi + 60 % WSC) hergestellt
werden. Die gleichmäßige Verteilung des WSC und der hohe
Gehalt unaufgelösten WSC sind sichtbar.
Bild 5 zeigt ein einzeln eingebettetes WSC-Partikel. Um das
Carbid herum ist ein Anlösungssaum mit einer Dicke von
etwa 5 µm zu sehen. Die Wechselwirkung zwischen dem WSC
und der umgebenden Matrix ist niedriger als in einer Matrix      Bild 4: Mikrostruktur einer Auftragschweißung: WSC-gefüllter
auf Eisenbasis. Die Carbide sind fest in der Nickelmatrix        Fülldraht auf Nickelbasis (Durmat NIFD)
eingebettet.                                                     Fig. 4: Microstructure of a nickel-base FTC flux-cored wire
Je nach Fertigungsbedingungen und Verfügbarkeit haben zur        hard-facing (Durmat NIFD)
Herstellung hartstoffverstärkter Schweißpanzerungen vor allem
das Gasschweißen, das Elektroden-Hand- sowie das Metall-
schutzgas- (MSG-), das Open-Arc- und das PTA-Auftrag-            ment of nickel-base FTC flux-cored wires and nickel-base
schweißen technische Bedeutung. Diese Verfahren werden           rods. Special development of alloys with additives of silicon
sowohl manuell als auch mechanisiert oder zum Teil vollauto-     and boron enable these welding consumables to be applied
matisiert eingesetzt.                                            at current values. High wear resistance can be achieved
                                                                 because of the high FTC content in those consumables. The
Gasschmelzschweißen                                              typical microstructure of coatings made with nickel-base flux-
                                                                 cored wire with 60% FTC (NiBSi + 60% FTC) is shown in Fig-
Gasschmelzschweißen mit Mischpulvern und/oder gefüllten          ure 4, where the even dispersion of the FTC and the high
Stäben ist weltweit eines der wichtigsten und am häufigsten      content of undissolved FTC is apparent.
eingesetzten Verfahren. Es ist leicht zu handhaben, benutzt      A single embedded FTC particle is shown in Figure 5. A ring
eine einfache Ausrüstung und kann auch unter schwierigsten       of solution approximately 5 µm thick can be seen around the
Bedingungen angewendet werden. Geringste Vermischung             carbide. Interaction between the FTC and the surrounding
mit dem Substrat ist erreichbar, und es können große WSC-        matrix is lower than in an iron-base matrix. The carbides are
Körner (bis zu 3 mm) schweißtechnisch verarbeitet werden.        tightly embedded in the nickel matrix.
Die Abschmelzleistung ist sehr niedrig (weniger als 1,5 kg/h).   Depending on manufacturing conditions and availability,
Das Verfahren eignet sich deshalb besonders für die lokale       hard-facing can be applied by different welding processes
Auftragschweißung des beanspruchten Bereichs mit einer           such as oxy-acetylene welding, manual metal-arc welding and
niedrigen Auflösung des Carbids. Angewendet wird dieses          gas metal-arc welding (GMAW), open-arc and plasma transfer
Verfahren für die manuelle Oberflächenbeschichtung von           arc powder welding (PTA). These processes can be manual,
Bohrern, Bohrkronen oder für örtliche Reparaturen kleiner        mechanized or fully automated.
Bereiche.

Elektroden-Lichtbogen-Handschweißen
Das Elektroden-Handschweißen mit WSC-gefüllten Röhrchen-
elektroden ist auf Grund seiner einfachen Handhabung sehr
verbreitet. Durch die Entwicklung von Hochleistungs-Röhr-
chenstabelektroden mit Durchmessern bis 8 mm kann die
Abschmelzleistung auf über 3 kg/h gesteigert werden. Zur
Erzeugung des Gasschutzes sind die Elektroden mit einem
Grafitmantel versehen. Die WSC-Korngrößen können bis
2 mm betragen. Wie beim später beschriebenen MSG-Schwei-
ßen sollte zur Vermeidung einer zu hohen Carbidzersetzung
die Lichtbogenlänge möglichst kurz sein, damit die Carbide
nicht lange im Lichtbogen verweilen.

Fülldrahtschweißen sowie PTA-Schweißen
Für das großflächige Auftragschweißen mit WSC-haltigen           Bild 5: Einzeln eingebettete WSC-Partikel
Schweißzusätzen von z.B. Schleißplatten oder Walzen werden       Fig. 5: Single embedded FTC particle

                                                                                                                      ZI 6/2002   15
Oxy-acetylene welding
                                                                     Oxy-acetylene welding with blended powders and/or oxy-
                                                                     acetylene rods is still the most widespread important process
                                                                     worldwide. It is easy to handle, uses simple equipment and
                                                                     can even be applied in harsh environments. Lowest dilution
                                                                     with the substrate is achievable and large FTC grains (up to
                                                                     3 mm) can be applied. The deposition rate is very low (less
                                                                     than 1.5 kg/h). The process is therefore most suitable for local
                                                                     hard-facing of the stressed area with a low dissolution of the
                                                                     carbide. This can often be seen in application on drill-bits,
                                                                     cutters or manual surfacing for the repair of small spots.

                                                                     Manual metal-arc welding
                                                                     Manual metal-arc welding with FTC-filled tubular electrodes is
                                                                     widespread because of its simple handling. The deposition
     Bild 6: Schaufelradbagger im Braunkohle-Tagebau                 rate of more than 3 kg/h can be achieved with high perform-
     Fig. 6: Bucket wheel excavator for brown coal open pit mining   ance tube electrodes (up to 8 mm diameter). A graphite coat-
                                                                     ing on the electrode creates the gas shielding. The maximum
                                                                     grain size of the FTC is approximately 2 mm. As for the
     das MSG- bzw. Open-Arc- und das PTA-Auftragschweißen ein-       GMAW process described later, the electric arc should be as
     gesetzt. Beim MSG- bzw. Open-Arc-Auftragschweißen ist die       short as possible so that the particles remain only for a short
     thermische Beanspruchung der Hartstoffpartikel auf Grund        time in the arc to prevent dissolution of the carbides.
     des Abschmelzens des Fülldrahtes durch den Lichtbogen
     höher, wodurch auch der Zersetzungsanteil des Carbids           Flux-cored arc welding and PTA welding
     ansteigt. Die Vermischung zwischen Grundwerkstoff und
     Beschichtung liegt je nach Legierung und Betriebsbedin-         Gas metal-arc welding (GMAW) or open-arc and PTA-surface
     gungen zwischen 10–20 % in der ersten Lage, während             welding are used for hardfacing large areas, such as wear
     sich die Schichtdicke im Bereich zwischen 3–5 mm bewegt.        plates or rollers, with FTC-containing welding consumables.
     Durch Zusatz von Lichtbogenbildnern in der Drahtfüllung         In GMAW or open-arc hard-facing, due to the melting of the
     kann der Fülldraht open-arc, also ohne Schutzgas, ver-          consumable in the electric arc, the thermal impact on the
     schweißt werden.                                                hard particles is higher and thus the dissolution of the carbide
                                                                     increases. The dilution between substrate and coating in the
     Das PTA-Auftragschweißen hat in den letzten Jahren im Zei-      first layer is between 10–20% depending on the alloy and
     chen der wachsenden Automatisierung vieler Fertigungspro-       the working conditions. The layer is 3–5 mm thick. The flux-
     zesse sowie der Qualitätssicherung zunehmend an Bedeutung       cored wire can be welded open-arc, i.e. without gas shield, by
     gewonnen. Damit können hochwertige Schutzschichten mit          addition of special arc-forming additives in the filling of the
     einer Aufmischung von weniger als 5 % hergestellt werden.       wire.
     Die Abschmelzleistungen betragen bei WSC-haltigen Schweiß-
     zusätzen auf Ni-Basis mittlerweile über 20 kg/h. Im Hoch-       PTA-surface welding has gained more importance with
     leistungsbereich kommen vor allem NiBSi-Legierungen (zum        increased automation and the introduction of quality assur-
     Teil mit Cr) mit 60 % WSC zum Einsatz. Das Verfahren ist im     ance in past years. High-quality protective layers with dilution
     Vergleich zum Fülldrahtschweißen aufwändiger und kos-           of less than 5% can be produced. The deposition rate of FTC
     tenintensiv. Schlecht zugängliche Bereiche sind nur bedingt     containing nickel-base welding consumables can reach more
     zu beschichten. Hier ergänzen sich oftmals das PTA und das      than 20 kg/h. NiBSi alloys (partially with Cr) with 60% FTC
     Fülldrahtschweißen. Während die einfacheren Werkstück-          are primarily used for high performance applications. This
     flächen mittels PTA gepanzert werden, werden die Ecken und      process is more complicated and expensive than flux-cored
     Kanten mittels WSC-Fülldrähten geschützt.                       wire welding and requires good access to the areas to be
                                                                     hard-faced. Thus, PTA and flux-cored wire welding often
     Industrieanwendungen                                            complement one another. The even areas of the component
                                                                     can be hard-faced by PTA welding and the corners and edges
     WSC wird weltweit in vielseitigen Anwendungen eingesetzt.       can be hard-faced with FTC-flux-cored wires.
     Nahezu jedes extrem verschleißende oder korrodierende
     Metallteil kann durch Auftragschweißen geschützt werden.        Industrial applications
     Verglichen mit konventionellen FeCrC-Hartlegierungen kann
     durch den Einsatz von WSC die Lebensdauer von Bauteilen         FTC has a wide range of applications throughout the world.
     erheblich verlängert werden:                                    Every metal part where extreme abrasion and/or corrosion
     n Im Bereich Braunkohle-Tagebau verdoppelte das Auftrag-        occurs can be protected by hard-facing. Using FTC compared
        schweißen der Komponenten mit NiBSi + 60 % WSC mit-          to conventional FeCrC hard alloys can increase the life of
        tels PTA-Verfahren, an Stelle von herkömmlicher Auftrag-     components remarkably:
        schweißung mit Fülldraht auf Eisenbasis, die Lebensdauer     n In brown coal open pit mining, the life of the bucket wheel
        der Schaufelradbagger unter gleichen Betriebsbedingun-          excavator has doubled under same operating conditions
        gen (Bild 6).                                                   by hard-facing the components using PTA with NiBSi + 60%

16   ZI 6/2002
n Im Bereich der Ziegelin-                                                                     FTC instead of hard-facing
  dustrie werden die Flächen                                                                   with iron-base flux-cored wire
  von Pressschnecken mittels                                                                   (Fig. 6).
  PTA-Auftragschweißen ge-                                                                     n In the brick and tile indus-
  panzert. An den Rand-                                                                           try, the surfaces of the
  bereichen herrscht der                                                                          press auger are hard-faced
  höchste Verschleiß. Diese                                                                       by using a high perform-
  werden durch Lichtbogen-                                                                        ance iron-based plasma
  schweißen mit WSC-hal-                                                                          powder (PTA). The highest
  tigen Röhrchenelektroden                                                                        wearing areas at the edges
  auf Nickelbasis geschützt.                                                                      are hard-faced by open arc
  Zum Teil kommt auch hier                                                                        welding of FTC containing
  das PTA-Verfahren zum                                                                           nickel-base tubular elec-
  Einsatz (Bild 7).                                                                               trodes using the PTA
                                                                                                  process as well (Fig. 7).
Schlussfolgerung
                                                                                               Conclusion
Hochverschleißfeste Kompo- Bild 7: Pressschnecke in der keramischen Industrie
nenten werden durch WSC Fig. 7: Press auger in the brick and clay Industry                     Highly wear resistant compo-
geschützt. Damit werden Pro-                                                                   nents can be protected by
duktivität und Wirtschaftlichkeit moderner Fertigungsprozesse  FTC. The productivity and economic efficiency of modern
erhöht. Das Verhalten und die Eigenschaften der Auftrag-       manufacturing processes can be increased. By choosing the
schweißung im Hinblick auf Verschleißfestigkeit, Korrosion     most suitable welding process, carbide grain size and the
und Duktilität werden durch die Wahl des Schweißverfahrens,    matrix alloy, the behaviour of the hard-facing properties can
der Korngröße des Carbids und der Matrixlegierung beein-       be influenced in regard to wear-resistance, corrosion and duc-
flusst. Für den jeweiligen Anwendungsfall müssen die am        tility. The most appropriate peripheral conditions must be
besten geeigneten Randbedingungen ausgewählt werden.           selected for each case of application.

                                                                                                                  ZI 6/2002     17
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