Die Auswahl eines Metallpulvers allein anhand seiner Härte ist einer der häufigsten Fehler in der Oberflächentechnik.

Eine Beschichtung mit 60 HRC ist nicht automatisch besser als eine mit 40 HRC. Ein Pulver, das sich auf einer Extruderschnecke bewährt, kann auf einem Ventilsitz versagen. Eine für hohe Abriebfestigkeit ausgelegte, wolframkarbidreiche Beschichtung kann unter wiederholter Belastung reißen. Ebenso kann eine korrosionsbeständige Nickellegierung zwar aggressiven Chemikalien standhalten, aber gegen mineralischen Abrieb unzureichend beständig sein.

Das richtige Pulver muss entsprechend dem Versagensmechanismus, dem Substratmaterial, der Betriebstemperatur, der Korrosionsumgebung, der erforderlichen Schichtdicke und dem Beschichtungsverfahren ausgewählt werden.

Für Laserauftragschweißen, gerichtete Energieabscheidung (DED), Plasmatransfer-Lichtbogenschweißen (PTA), thermisches Spritzen und industrielle Wiederaufbereitung wird folgende Auswahlreihenfolge empfohlen:

Betriebszustand → Ausfallmechanismus → Substrat → Abscheidungsprozess → Legierungsfamilie → Härte / Verstärkung → Partikelgröße → Prozessvalidierung.

Dieser Leitfaden erklärt, wie Sie die richtige Auswahl für Öl- und Gasanlagen, Ventile, Kunststoffmaschinen, Glasformen, Bergbau- und Baumaschinen, Industrieformen und andere verschleißkritische Bauteile treffen.

1. Beginnen Sie mit dem Versagensmechanismus, nicht mit dem Pulvernamen.

Bevor Sie ein Metallpulver auswählen, ermitteln Sie, warum die ursprüngliche Oberfläche versagt.

In der Praxis zählen zu den dominanten Ausfallmechanismen in der Regel abrasiver Verschleiß, adhäsiver Verschleiß, Erosion, Korrosion, Oxidation, Hochtemperaturverschleiß, Stoßbelastung, thermische Ermüdung oder Kombinationen mehrerer Mechanismen.

Diese Unterscheidung bestimmt das Legierungssystem.

Die Prozesskompatibilität muss berücksichtigt werden. WC-CoCr und Cr₃C₂-NiCr sind insbesondere in thermischen Spritzverfahren wie HVOF etabliert; sie sollten nicht automatisch als austauschbare Laserauftragschweißpulver betrachtet werden. HVOF wird häufig für WC/Co-, WC/Co/Cr- und Cr₃C₂/NiCr-Cermet-Beschichtungen eingesetzt.

Die erste Ingenieursregel ist daher einfach:

Wählen Sie das Pulver entsprechend dem tatsächlichen Versagensmechanismus – nicht nach der höchstmöglichen Härte.

2. Die wichtigsten Metallpulverfamilien verstehen

Eisenbasierte Legierungspulver: Kostengünstig für Stahlbauteile

Eisenbasierte Pulver sind in der Regel die ersten Werkstoffe, die in Betracht gezogen werden, wenn es sich bei dem Substrat um Kohlenstoffstahl, niedriglegierten Stahl oder Edelstahl handelt und die Anwendung nicht die Korrosions- oder Hochtemperaturbeständigkeit einer teureren Nickel- oder Kobaltbasislegierung erfordert.

Je nach Zusammensetzung können Eisenpulver eine mittlere bis hohe Härte, eine gute metallurgische Verträglichkeit mit Stahl und ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis pro beschichteter Fläche bieten.

Typische Systeme umfassen Edelstahllegierungen wie 316L, 410 und 420 , Werkzeugstahlsysteme und verschleißfeste Fe-Cr-B-Si-Legierungen.

Kommerzielle Eisenpulver werden sowohl für das konventionelle als auch für das Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen verwendet, und die verfügbare Chemie reicht von korrosionsbeständigen Edelstahllegierungen bis hin zu härteren Fe-Cr-basierten Beschichtungssystemen.

Empfohlene Anwendungen: Wellen, Walzen, Führungen, Hydraulikkomponenten, Teile für Stahlwerke, Maschinenkomponenten, Dimensionswiederherstellung und allgemeine industrielle Wiederaufbereitung.

Wählen Sie ein Eisenpulver nicht nur deshalb, weil es billiger ist, wenn das Bauteil starker chemischer Korrosion, Hochtemperatur-Oxidation oder extrem abrasiven Bedingungen ausgesetzt sein soll.

Nickelbasierte Legierungspulver: Die vielseitigste Produktfamilie für die Oberflächentechnik

Nickelbasierte Pulver werden häufig verwendet, da Nickel eine nützliche Kombination aus Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit und metallurgischen Eigenschaften bietet.

Für Hartauftragsanwendungen sind selbstfließende Ni-Cr-B-Si- bzw. NiCrBSi-Legierungen von besonderer Bedeutung. Eine Erhöhung des Kohlenstoff-, Chrom-, Bor- und Siliziumgehalts beeinflusst im Allgemeinen Härte, Schmelzverhalten und Hartphasenbildung, wobei jedoch die gesamte Legierungszusammensetzung – und nicht ein einzelnes Element – ​​die endgültige Beschichtung bestimmt.

Nickelbasierte Systeme sind von relativ weichen Legierungen im Bereich von etwa 20–30 HRC bis hin zu deutlich härteren NiCrBSi-Systemen mit einer Härte von nahezu 60 HRC erhältlich.

Nickelbasierte Pulver sind für das Laserauftragschweißen, das PTA-Verfahren und das Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen kommerziell etabliert. Ni-Cr-Mo-Nb-Systeme wie Werkstoffe vom Typ Alloy 625 werden auch dort eingesetzt, wo Korrosionsbeständigkeit wichtiger ist als extreme Härte.

Empfohlene Anwendungsbereiche: Öl- und Gaskomponenten, Ventile, Glasformen, Kunststoffmaschinen, Wellen, Hülsen, Pumpenkomponenten, korrosionsanfällige Oberflächen und allgemeine industrielle Reparaturen.

Wann sollte WC hinzugefügt werden?

Wolframcarbid hinzufügen, wenn die Verschleißfestigkeit der metallischen Matrix nicht ausreicht.

Typische Ni-WC-Systeme können je nach gewünschtem Gleichgewicht zwischen Abriebfestigkeit und Beschichtungszähigkeit etwa 5–60 Gew.-% WC enthalten.

Mit steigendem WC-Gehalt verbessert sich im Allgemeinen die Abriebfestigkeit, die Beschichtung verzeiht jedoch weniger Stößen, thermischer Belastung und Verarbeitungsfehlern.

Dieser Kompromiss ist entscheidend.

Mehr WC bedeutet nicht automatisch eine bessere Beschichtung.

3. Nickel-Wolframcarbid-Pulver für starken abrasiven Verschleiß

Das Ni-WC-Kompositpulver kombiniert eine Nickelbasismatrix mit Wolframcarbidpartikeln.

Die Nickellegierung bildet die metallurgische Matrix, während Wolframcarbid (WC) extrem harte, lasttragende Phasen bereitstellt. Diese Systeme eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen das Bauteil mit Sand, Gestein, Mineralien, Glasfasern, abrasiven Polymerfüllstoffen oder anderen aggressiven Partikeln in Berührung kommt.

Industrielle Ni-Selbstflussmittel/WC-Mischungen werden beim Laserauftragschweißen, PTA und verwandten Hartauftragstechnologien eingesetzt.

Ein praktischer Auswahlansatz ist:

Dies ist eine Auswahlrichtlinie und keine universelle Spezifikation. Karbidmorphologie, Karbidgröße, Matrixchemie, Verdünnung und thermische Vorgeschichte können die Leistung erheblich beeinflussen.

Bei schlagbelasteten Bauteilen kann ein übermäßiger Anteil an Hartmetall kontraproduktiv sein. Hartmetalle weisen zwar eine extrem hohe Abriebfestigkeit auf, erhöhen aber nicht die Härte der Metallmatrix.

4. Kobaltbasierte Pulver: Wählen Sie diese für Hitzebeständigkeit, Verschleißschutz und kombinierten Verschleiß.

Legierungen auf Kobaltbasis sollten nicht allein deshalb ausgewählt werden, weil sie als „Premium“-Pulver gelten.

Ihr eigentlicher Wert zeigt sich, wenn das Bauteil einer Kombination aus Metall-auf-Metall-Verschleiß, Fressen, Korrosion und erhöhter Temperatur ausgesetzt ist.

Gängige, weltweit anerkannte Kobalt-Hartauftragsmaterialien umfassen Legierungen vom Typ Alloy 6, Alloy 12 und Alloy 21. Co-Cr-W-Legierungen dieser Familie sind für das Laserauftragschweißen und die PTA-Beschichtung etabliert, wobei ihre genaue Härte stark von der Zusammensetzung und dem Beschichtungsverfahren abhängt.

Typische Anwendungen sind:

Ventilsitze, Ventildichtflächen, Bauteile mit Heißverschleiß, Pumpenbauteile, Buchsen, Hülsen und Oberflächen, die adhäsivem Verschleiß unterliegen.

Bei einem einfachen, bei niedrigen Temperaturen abrasiven Bauteil kann eine Kobaltlegierung die Kosten erhöhen, ohne einen entsprechenden Vorteil hinsichtlich der Lebensdauer zu bieten.

5. Auswahl von Metallpulvern für Öl- und Gasanlagen

Komponenten in Ölfeldern unterliegen selten einem einzigen Ausfallmechanismus.

Komponenten des Bohrstrangs, Stabilisatoren, Hülsen, Kolben, Wellen, Kupplungen und Bohrlochwerkzeuge können Kombinationen von Abrieb, Erosion, Korrosion und Kontaktverschleiß ausgesetzt sein.

Aus diesem Grund sollte die Pulverauswahl auf der tatsächlichen Position der Beschichtung basieren.

Bei mäßigem Verschleiß und Korrosion

Verwenden Sie eine Ni-basierte oder korrosionsbeständige Fe/Ni-Legierung, wenn das Hauptziel die Wiederherstellung der Oberfläche sowie die Verbesserung der Korrosions- und Verschleißfestigkeit ist.

Bei starker Sand- und Partikelabrasion

Bewertung von Ni-WC.

Eine mittlere WC-Beladung kann vorzuziehen sein, wenn auch Stöße auftreten; ein höherer WC-Gehalt kann in Betracht gezogen werden, wenn der abrasive Verschleiß deutlich überwiegt.

Für korrosive Medien

Eine korrosionsbeständige Ni-Cr-Mo-Legierung , gegebenenfalls auch eine Legierung vom Typ 625, kann besser geeignet sein als eine einfache Erhöhung der Beschichtungshärte. Ni-Cr-Mo-Nb-Pulver vom Typ 625 werden kommerziell für das Laserauftragschweißen und das Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen eingesetzt.

Technische Warnung

Geben Sie „60 HRC Minimum“ nicht an, bevor Sie die tatsächliche Serviceumgebung definiert haben.

Bei vielen Komponenten für Ölfelder können Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit und metallurgische Integrität wichtiger sein als die maximale Warmlauftemperatur.

6. Auswahl von Metallpulvern für Ventilkörper und Ventilsitze

Die Auswahl der Ventiloberflächen erfordert eine andere Herangehensweise.

Ventilsitze sind häufig Metall-auf-Metall-Kontakt, Erosion, Korrosion, wiederholtem Öffnen und Schließen, Druckbelastung und manchmal erhöhten Temperaturen ausgesetzt.

Für allgemeine Ventilsitz-Hartauftragungen bieten NiCrBSi-Legierungen eine gute Verschleißfestigkeit und gute Verarbeitungseigenschaften.

Wenn es auf Beständigkeit gegen Fressen und Leistung bei erhöhten Temperaturen ankommt, sind Co-Cr-W-Hartauftragslegierungen oft besser geeignet.

Bei stark korrosiven Umgebungen sollte der Korrosionsbeständigkeit der Matrix Vorrang vor der Härte eingeräumt werden.

Eine Beschichtung, die zwar extrem hart ist, aber bevorzugt an der Grenzfläche reißt oder korrodiert, ist keine tragfähige Ventilbeschichtung.

7. Auswahl von Metallpulvern für Extrusions- und Spritzgießmaschinen für Kunststoffe

Kunststoffmaschinen liefern eines der deutlichsten Beispiele dafür, warum Härte allein nicht ausreicht.

Extruderschnecken, -zylinder, -einspritzschnecken und Doppelschneckenelemente können folgenden Beschädigungen ausgesetzt sein:

• Polymerreibung
• Glasfaserabrieb
• Mineralgefüllte Polymere
• Ätzende Zusätze
• Haftverschleiß
• Kombinierte Korrosion und Abrieb

Für ungefüllte oder schwach abrasive Polymere kann eine herkömmliche Ni-basierte Hartauftragslegierung ausreichend sein.

Bei glasfaserverstärkten Kunststoffen ist Ni-WC normalerweise die logischere Wahl.

Mit zunehmendem Füllstoffgehalt und zunehmender Abrasivität kann der WC-Gehalt entsprechend erhöht werden, vorausgesetzt, die Bauteil- und Beschichtungskonstruktion verträgt die damit einhergehende Verringerung der Zähigkeit.

Bei stark korrosiven Polymeren oder Additiven muss auch die Korrosionsbeständigkeit der Matrix berücksichtigt werden. Eine WC-reiche Beschichtung mit ungeeigneter Matrix kann dennoch durch Matrixangriff versagen.

Praktische Auswahl

Diese Prozentsätze sind Ausgangspunkte für technische Versuche, keine festen Spezifikationen.

8. Auswahl von Metallpulver für Glasformen

Glasformen unterliegen wiederholten Heiz- und Kühlzyklen und erfordern daher ein anderes Eigenschaftsgleichgewicht als Bergbaukomponenten.

Typische Anforderungen sind:

Beständigkeit gegen thermische Ermüdung, Oxidationsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Beständigkeit gegen Wechselwirkungen mit geschmolzenem Glas, Dimensionsstabilität und kontrollierte Härte.

Deshalb ist das einfache Aufbringen einer extrem harten WC-reichen Schicht in der Regel nicht der richtige Ausgangspunkt.

Nickelbasierte Legierungen der Härteklasse 20–35 HRC eignen sich je nach Formsubstrat und Einsatzort für lokale Restaurierungen und schützende Oberflächenbehandlungen.

Bei Gusseisen-Glasformen muss die Wärmezufuhr sorgfältig kontrolliert werden, da das Substrat selbst unter Umständen schwieriger zuverlässig zu beschichten ist als das Pulver zu schmelzen.

Das Hauptziel ist nicht maximale Härte. Es geht um eine Beschichtung, die wiederholten Temperaturwechseln standhält, ohne zu reißen, sich abzulösen oder unzulässige Verformungen aufzuweisen.

9. Auswahl von Metallpulvern für Bergbau- und Baumaschinen

Bergbaumaschinen stellen einige der aggressivsten Umgebungsbedingungen im Bereich der Oberflächentechnik dar.

Die Bauteile können mit Gestein, Sand, Erz, Kohle und anderen harten Partikeln in Berührung kommen, die durch Stöße verstärkt werden.

Bei Gleitabrieb mit relativ geringer Belastung bietet Ni-WC hervorragende Leistung.

Bei starker Belastung durch Stöße und Abrieb kann eine übermäßig karbidreiche Beschichtung jedoch zu spröde werden.

In diesen Fällen sollten Sie Folgendes beachten:

zähe, auf Eisen basierende Hartauftragslegierungen, Fe-TiC-Verbundwerkstoffe oder ein geringerer Karbidanteil in einer zäheren metallischen Matrix.

Fe-TiC ist besonders interessant dort, wo Kompatibilität mit Stahlbauteilen und eine hohe Verschleißfestigkeit erforderlich sind.

Die Auswahl sollte daher zwischen Folgendem unterscheiden:

Abriebdominierter Betrieb und Stoßabriebbetrieb.

Es handelt sich nicht um dasselbe Beschichtungsproblem.

10. Auswahl von Metallpulvern für die industrielle Formenreparatur

Bei Werkzeug- und Industrieformen ist die Substratverträglichkeit von entscheidender Bedeutung.

Zu den typischen Werkstoffen gehören Werkzeugstähle vom Typ H13, M2 und M4 sowie andere Warmarbeits-, Kaltarbeits- und Schnellarbeitsstähle.

Bei Reparaturen sollte das aufgetragene Material in der Regel unter Berücksichtigung der ursprünglichen Formzusammensetzung, des Wärmebehandlungszustands und der erforderlichen Oberflächeneigenschaften ausgewählt werden.

Pulver vom Typ H13

Geeignet für viele Anwendungen im Bereich der Warmarbeitswerkzeuge, bei denen thermische Ermüdung, Zähigkeit und Warmfestigkeit von Bedeutung sind.

Pulver vom Typ M2 / M4

Ein höherer Legierungsanteil sorgt für größere Härte und Verschleißfestigkeit, erfordert aber auch ein präziseres Wärmemanagement.

Für die Formreparatur sollte nicht automatisch das härteste verfügbare Pulver ausgewählt werden. Große Unterschiede in der Wärmeausdehnung, Härte und im metallurgischen Verhalten zwischen Beschichtung und Substrat erhöhen das Rissrisiko.

Vorwärmen, Zwischentemperatur, Verdünnung und Nachbehandlung können genauso wichtig sein wie das Pulver selbst.

11. Auswahl des Pulvers für das Laserauftragschweißen

Beim Laserauftragschweißen entsteht eine metallurgisch gebundene Schicht, indem das zugeführte Pulver mit einer kontrollierten Menge an Substratmaterial zusammengeschmolzen wird.

Die wichtigsten Vorteile sind die kontrollierte Wärmezufuhr, die relativ geringe Verdünnung und die Möglichkeit, funktionelle Schichten auf lokalisierten Bereichen abzuscheiden.

Bei der Pulverauswahl müssen daher sowohl die Materialeigenschaften als auch die Laserverarbeitbarkeit berücksichtigt werden.

Beim konventionellen pulverförmigen Laserauftragschweißen liegt die gängige industrielle Partikelgrößenverteilung für viele Legierungsfamilien bei etwa 53–150 μm , obwohl dies nicht universell gilt. Kommerzielle Laserauftragschweißprodukte sind auch in anderen Verteilungen wie 20–106 μm und 53–180 μm erhältlich.

Wichtige Eigenschaften des Pulvers sind:

Sphärizität, Partikelgrößenverteilung, Fließfähigkeit, chemische Homogenität, Sauerstoffgehalt, Feuchtigkeitszustand und scheinbare Dichte.

Ein chemisch korrektes Pulver, das ungleichmäßig zugeführt wird, ist immer noch ein schlechtes Pulver für das Laserauftragschweißen.

12. Auswahl von Pulver für das Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen

Das Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen verändert die Wechselwirkung zwischen Pulver, Laserstrahl und Substrat.

Im Vergleich zu herkömmlichen Beschichtungsverfahren werden üblicherweise feinere Pulver verwendet. Kommerzielle Materialien für das Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen weisen je nach Legierung und Anlage Korngrößenverteilungen von etwa 20–53 μm und 15–45 μm auf.

Das Hochgeschwindigkeitsauftragschweißen ist besonders attraktiv für relativ dünne Funktionsbeschichtungen auf rotierenden Bauteilen wie zum Beispiel:

• Hydraulikstangen
• Tragwellen
• Rollers
• Zylindrische Öl- und Gaskomponenten
• Verschleiß- und korrosionsbeständige Oberflächen

Man kann nicht davon ausgehen, dass ein für das konventionelle Laserauftragschweißen im Bereich von 53–150 μm optimiertes Pulver in einem Hochgeschwindigkeitssystem die gleichen Eigenschaften aufweist.

Die Partikelgröße ist Teil der Prozessgestaltung.

13. Auswahl des Pulvers für die PTA-Hartauftragung

Bei der PTA wird ein übertragener Plasmabogen verwendet, um das Pulver und einen Teil des Substrats aufzuschmelzen, wodurch eine metallurgisch gebundene Deckschicht entsteht.

Es eignet sich besonders für relativ dicke Hartauftragsschichten und schwere Industriebauteile.

Nickel-, Kobalt-, Eisen- und karbidhaltige Pulver werden alle in PTA-Anwendungen eingesetzt. Kommerzielle Pulverportfolios bestätigen eine erhebliche Überschneidung zwischen den Legierungsfamilien für das Laserauftragschweißen und das PTA-Verfahren.

Allerdings führt dasselbe Pulver nicht zwangsläufig zu derselben Härte, Verdünnung oder Mikrostruktur beim PTA- und Laserauftragschweißen.

Bei der Auswahl eines PTA-Pulvers sollten Sie Folgendes berücksichtigen:

Schichtdicke, Verdünnung, Wärmeeintrag, Karbidauflösung, Rissneigung und erforderliche Abscheidungsrate.

PTA kann eine bessere Wahl als Laserauftragschweißen sein, wenn eine dicke, wirtschaftliche Hartauftragung wichtiger ist als ein minimaler Wärmeeintrag oder eine präzise geometrische Kontrolle.

14. Auswahl von Pulver für HVOF und thermisches Spritzen

Thermisches Spritzen muss getrennt von Schmelzplattierungen behandelt werden.

Beim HVOF-Verfahren werden geschmolzene oder halbgeschmolzene Partikel auf das Substrat beschleunigt und eine Beschichtung primär durch mechanische und lokalisierte Bindungsmechanismen erzeugt, anstatt die gleiche metallurgische Schmelzzone wie beim Laserauftragschweißen zu schaffen.

Dadurch ist HVOF besonders effektiv für karbidbasierte Cermets.

Zu den gängigen Systemen gehören:

WC-Co, WC-CoCr und Cr₃C₂-NiCr.

HVOF-Beschichtungen werden häufig zum Schutz vor Verschleiß, Erosion und Korrosion eingesetzt; typische HVOF-Beschichtungsdicken liegen bei etwa 0.1–2 mm, während geringe Porosität und starke Haftung wichtige Merkmale von ordnungsgemäß verarbeiteten Beschichtungen sind.

WC-Co

Vorrangig wählen sollte man es aufgrund seiner hervorragenden Verschleiß- und Erosionsbeständigkeit.

WC-CoCr

Wählen Sie Bereiche, in denen sowohl Verschleiß- als auch Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind.

Cr₃C₂-NiCr

Besonders geeignet ist es für Umgebungen mit hohem Verschleiß und Oxidationsdruck bei hohen Temperaturen, da Chromcarbid hier eine bessere Hochtemperaturstabilität bietet als herkömmliche WC-Systeme.

Ein thermisch gespritztes Hartmetallpulver kann nicht automatisch in einem Laserauftragschweißprozess ersetzt werden. Pulverzusammensetzung, Bindemittelanteil, Partikelgröße und thermisches Verhalten sind prozessspezifisch.

15. Pulverauswahl für DED und die additive Fertigung von Metallen

DED unterscheidet sich von einer einfachen Oberflächenbeschichtung dadurch, dass das abgeschiedene Material ein wesentlicher struktureller Bestandteil des Bauteils werden kann.

Aus diesem Grund muss bei der Pulverauswahl neben der Oberflächenhärte auch Folgendes berücksichtigt werden:

Zugeigenschaften, Duktilität, Ermüdungsverhalten, Rissempfindlichkeit, Schichtdicke, Eigenspannungen, Wärmebehandlung und metallurgische Verträglichkeit zwischen den Schichten.

Gängige technische Legierungen sind:

Edelstahl 316L, Legierung 625, Legierung 718, Werkzeugstähle und andere Legierungen auf Fe-, Ni- und Co-Basis.

Für die Reparatur von DED-Oberflächen wird normalerweise eine passende oder metallurgisch kompatible Chemie bevorzugt, es sei denn, das Ziel ist bewusst die Schaffung einer funktional anderen Oberfläche.

WC-reiches Hartauftragspulver sollte nicht als universelles Struktur-DED-Material behandelt werden.

16. Die Partikelgröße ist genauso wichtig wie die Chemie.

Die chemische Zusammensetzung des Pulvers bestimmt, was die Beschichtung potenziell leisten kann.

Partikelgröße und -morphologie entscheiden darüber, ob das Pulver korrekt zugeführt und verarbeitet werden kann.

Eine nützliche allgemeine Richtlinie lautet:

*Dies sind technische Richtwerte, keine universellen Spezifikationen. Die tatsächlichen Anforderungen hängen von der Pulverförderanlage, der Düse, dem Laserfleck, der Auftragsrate und dem Gerätehersteller ab.

Gutes Pulver sollte eine stabile Zuführung und reproduzierbare Abscheidung gewährleisten. Sphärische, gut kontrollierte Pulver können das Fließverhalten und die Abscheidung verbessern; industrielle Pulverhersteller legen insbesondere Wert auf Fließfähigkeit, kontrollierte Morphologie und Partikelverteilung für thermische Spritz- und Auftragschweißverfahren.

17. Pulverhärte nicht mit Endhärte der Beschichtung verwechseln

Dieser Punkt führt zu vielen Spezifikationsfehlern.

In einem Pulverdatenblatt können 55 HRC oder 60 HRC angegeben sein, die endgültige Beschichtung existiert jedoch nicht unabhängig vom Herstellungsverfahren.

Die tatsächliche Härte der Beschichtung hängt von folgenden Faktoren ab:

Pulverchemie + Substratverdünnung + Energieeintrag + Abkühlrate + Abscheidungsgeschwindigkeit + Schichtdicke + Überlappung + Vorwärmen + Nachwärmebehandlung.

Dieselbe Legierung kann daher mittels Laserauftragschweißen und PTA unterschiedliche Härtewerte erzielen. Kommerzielle Daten für Legierungen auf Eisen- und Kobaltbasis belegen messbare Härteunterschiede in Abhängigkeit vom Beschichtungsverfahren und der Legierungszusammensetzung.

Daher ist die korrekte Spezifikation nicht:

„Ich benötige Pulver mit einer Härte von 60 HRC.“

Es ist:

„Ich benötige eine Beschichtung, die auf diesem speziellen Substrat den erforderlichen Verschleißschutz, Härtebereich, die erforderliche Risstoleranz und metallurgische Integrität aufweist.“

Das ist eine wesentlich bessere technische Spezifikation.

18. Schnelle Metallpulverauswahl nach Branche

19. Die fünf Fragen, die Sie vor der Bestellung von Metallpulver beantworten sollten

Bevor Sie sich für ein GREENSTONE-Metallpulver entscheiden, geben Sie bitte fünf Informationen an:

1. Aus welchem ​​Substratmaterial besteht es?
   Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Gusseisen, Werkzeugstahl, Nickellegierung oder ein anderes Material?
2. Was ist der eigentliche Ausfallmechanismus?
   Abrieb, Korrosion, Erosion, Stoß, Fressen, Hitze, Oxidation oder eine Kombination davon?
3. Welches Hinterlegungsverfahren wird angewendet?
   Laserauftragschweißen, Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen, DED, PTA, HVOF oder ein anderes thermisches Spritzverfahren?
4. Welche Schichtdicke und welche Oberflächeneigenschaften sind erforderlich?
   Schichtdicke, Härteziel, Bearbeitungszugabe und Oberflächengüte angeben.
5. Wie sehen die tatsächlichen Betriebsbedingungen aus?
   Temperatur, korrosives Medium, abrasive Partikel, Stoßbelastung, Druck, Drehzahl und die zu erwartende Lebensdauer spielen alle eine Rolle.

Mit diesen Parametern lässt sich die Pulverfamilie in der Regel schnell eingrenzen.

Fazit: Wählen Sie das Beschichtungssystem, nicht nur das Pulver.

Es gibt kein universell „bestes“ Metallpulver.

Für die wirtschaftliche Reparatur von Stahlbauteilen kann eine Legierung auf Eisenbasis die richtige Lösung sein. Bei Korrosion und Verschleiß kann eine Legierung auf Nickelbasis bessere Ergebnisse liefern. Bei starkem Abrieb sind möglicherweise Ni-WC- oder Fe-TiC-Legierungen erforderlich. Für Ventilsitze und adhäsiven Verschleiß bei hohen Temperaturen sind Legierungen auf Kobaltbasis unter Umständen gerechtfertigt. Für HVOF-Verschleißbeschichtungen sind WC-Co, WC-CoCr und Cr₃C₂-NiCr etablierte Werkstoffsysteme. Bei Formen, DED und Strukturreparaturen kann die metallurgische Kompatibilität wichtiger sein als die maximale Härte.

Die endgültige materielle Entscheidung muss das Gesamtsystem berücksichtigen:

Substrat + Pulverchemie + Hartphase + Partikelgröße + Abscheidungsprozess + Prozessparameter + Einsatzumgebung.

GREENSTONE bietet Metallpulver und prozessoptimierte Unterstützung für Laserauftragschweißen, Directed Energy Deposition (DED), PTA-Hartauftragschweißen, Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen und industrielle Oberflächentechnik und deckt damit Anwendungen in den Bereichen Öl und Gas, Bergbau, Baumaschinen, Kunststoffmaschinen, Glasformen, Ventile, Werkzeuge, Energie und industrielle Wiederaufbereitung ab.

Bei kritischen Anwendungen sollten die endgültigen Pulver- und Prozessparameter vor der Produktion durch Stichprobenprüfung auf dem tatsächlichen oder einem gleichwertigen Substrat bestätigt werden.