喷镀层形成用粉末的制作方法_3

文档序号:8460381阅读:来源:国知局
镀层的组成优选为B:4. 0重量%~6. 0重量%、Mo:35. 5 重量%~53. 25重量%、Cr:10. 0重量%~25. 0重量%、Si:2. 0重量%~6. 0重量%、C: 〇. 1重量%~1.0重量%、Ni:其余部分。
[0055]B(硼)是用于形成成为硬质相的M〇2NiB2型复合硼化物的元素。通过将B的含有 比例设在所述范围内,能够在金属陶瓷喷镀层内适当地形成M〇2NiB2型复合硼化物,使金属 陶瓷喷镀层的耐磨耗性、强度优良。若B的含有比例过低,则硬质相的含有比例降低,由此 可能会导致耐磨耗性降低。另一方面,若B的含有比例过高,则硬质相彼此的接触率增大, 结果,导致机械强度降低。
[0056]Mo(钼)是用于与B-起形成成为硬质相的M〇2NiB2型复合硼化物的元素,并且一 部分Mo固溶到粘结相中,由此具有提高耐腐蚀性的效果。若Mo的含有比例过低,则有可能 导致耐磨耗性和耐腐蚀性降低。另一方面,若Mo的含有比例过高,则形成第三相,导致机械 强度降低。其中,在本发明中,用于构成喷镀层形成用粉末或金属陶瓷喷镀层的此 2附82型 复合硼化物中的Mo的一部分也可以被W、Nb、Zr、Ti、Ta、Hf等其他元素置换。
[0057]Ni(镍)与B和Mo同样地是形成Mo2NiB2型复合硼化物所需要的元素。并且,Ni 是用于形成成为粘结相的Ni基合金的主要元素,有助于得到优良的耐腐蚀性。在Ni的含 量小于10重量%时,不会出现充分的液相,无法得到致密的金属陶瓷喷镀层,而导致强度 降低,因此优选Ni的含量为10重量%以上。其中,在本发明中,用于构成喷镀层形成用粉 末或金属陶瓷喷镀层的M〇2NiB2型复合硼化物中的Ni的一部分可以被Fe、Cr、V、Co等其他 元素置换。另外,用于构成粘结相的Ni基合金并不特别限定,例如能够列举出Ni与从Co、 Cr、Mo、W、Fe、Mn中选择出的至少一种金属的合金。
[0058]Cr(铬)与Mo2NiB2型复合硼化物中的Ni置换固溶,具有使晶体结构稳定在正方晶 的效果。并且添加的Cr也固溶到粘结相中,使金属陶瓷喷镀层的耐腐蚀性、耐磨耗性、高温 特性和机械特性大幅度提高。若Cr的含量过多,则形成Cr5B3等硼化物,会导致强度降低。
[0059] Si(硅)是用于构成粘结相的元素,与C并用从而具有降低金属陶瓷喷镀层的熔融 温度的效果。若Si的含有比例过低,则无法充分得到使金属陶瓷喷镀层的熔融温度降低的 效果,在金属陶瓷喷镀层的熔融温度下实施再熔融处理时,可能会因过剩的热量而导致基 材发生变形、基材的特性降低。另一方面,若Si的含有比例过高,则无法得到使熔融温度降 低的效果,而且硅化物的含量增多,可能会导致韧性等特性降低。
[0060]C(碳)是用于构成粘结相的元素,与Si并用从而具有降低金属陶瓷喷镀层的熔融 温度的效果。若C的含有比例过低,则无法充分得到使金属陶瓷喷镀层的熔融温度降低的 效果,在实施再熔融处理时,可能会因过剩的热量而导致基材发生变形、基材的特性降低。 另一方面,若C的含有比例过高,则碳化物的含量增多,可能会导致韧性等特性降低。
[0061]<金属陶瓷覆盖材>
[0062]本发明的金属陶瓷覆盖材是通过在基材之上形成所述金属陶瓷喷镀层而得到的。 因此,本发明的金属陶瓷覆盖材包括基材和形成在基材之上的金属陶瓷喷镀层,在此基础 上,本发明的金属陶瓷覆盖材也可以还包括扩散层,该扩散层是通过使基材与金属陶瓷喷 镀层发生热扩散而形成的。其中,扩散层能够通过如下这样形成,即:在所述条件下对金属 陶瓷覆盖材的金属陶瓷喷镀层实施再熔融处理,使基材与金属陶瓷喷镀层发生热扩散。
[0063]<金属陶瓷覆盖材的制造方法>
[0064]接着,说明本发明的金属陶瓷覆盖材的制造方法。
[0065]首先,准备用于制造喷镀层形成用粉末的原料粉末。准备将以下元素按如下比率 混合而成的粉末作为原料粉末,B:4. 0重量%~6. 0重量%、Mo:35. 5重量%~53. 25重 量%、Cr:10. 0重量%~25. 0重量%、Si:2. 0重量%~6. 0重量%、C:0? 1重量%~1. 0 重量%、Ni:其余部分。
[0066]接着,将准备好的原料粉末加工成喷镀层形成用粉末。用于将原料粉末加工成喷 镀层形成用粉末的方法只要是能利用原料粉末形成此 2附82型复合硼化物这样的方法则可 以是任意的方法,例如,能够列举出这样的方法:向原料粉末中添加粘结剂和有机溶剂,利 用球磨机那样的粉碎装置对添加有粘结剂和有机溶剂的原料粉末进行混合粉碎,然后利用 喷雾干燥器等对混合粉碎后的原料粉末进行造粒,在对造粒后的粉末进行烧结之后进行分 级。由此,在本发明中得到这样的喷镀层形成用粉末:含有M〇2NiB2型复合硼化物,且组成为 B:4. 0重量%~6. 0重量%、Mo:35. 5重量%~53. 25重量%、Cr:10. 0重量%~25. 0重 量%、31 :2. 0重量%~6. 0重量%、C:0. 1重量%~1.0重量%、Ni:其余部分。需要说明 的是,在本发明的喷镀层形成用粉末中,也可以在不妨碍使得到的金属陶瓷喷镀层的熔融 温度降低的效果的范围内含有不可避免地混入的元素。
[0067] 需要说明的是,在利用球磨机等进行混合粉碎时,混合粉碎后的原料粉末的粒径 并不特别限定,只要是在对混合粉碎后的原料粉末进行造粒并对造粒后的原料粉末进行烧 结时,使此2附82型复合硼化物的形成反应适当地进行的粒径即可。
[0068] 另外,进行烧结时的条件只要是使此2附82型复合硼化物的形成反应适当地进行 的范围即可,例如,能够设为这样的条件:温度:l〇〇〇°C~1150°C,烧结时间:30分钟~90 分钟,升温速度:〇. 5°C/分钟~60°C/分钟。
[0069] 对于要制造的喷镀层形成用粉末的大小,从容易进行喷镀这一点而言,优选粒径 为10ym~200ym,更优选为32ym~150ym。
[0070] 接着,通过喷镀法将喷镀层形成用粉末喷镀在基材上而在该基材上形成金属陶瓷 喷镀层。由此,在本发明中,制造出在基材之上覆盖金属陶瓷喷镀层而成的金属陶瓷覆盖 材。作为喷镀法,可以采用金属陶瓷喷镀层形成时的热影响小的火焰喷镀、高速火焰喷镀中 的任意一者,但从金属粉末的速度快、能够形成致密的膜这一点而言,优选高速火焰喷镀。
[0071] 另外,形成的金属陶瓷喷镀层的厚度优选为〇? 05mm~2. 0mm,更优选为0? 2mm~ 1. 0_。若形成的金属陶瓷喷镀层的厚度小于0. 05_,则有时会在金属陶瓷喷镀层中残留有 孔隙,因孔隙部分而导致金属陶瓷喷镀层自基材剥离,并且,因金属陶瓷喷镀层薄而存在耐 磨耗性降低的倾向。另一方面,若形成的金属陶瓷喷镀层的厚度大于2_,则因形成金属陶 瓷喷镀层时的热量而导致残余应力增大,因此存在金属陶瓷喷镀层与基材之间的密合性降 低的倾向。
[0072] 通过以上那样,制造出使用本发明的喷镀层形成用粉末的金属陶瓷覆盖材。
[0073] 需要说明的是,在本发明中,也可以进一步对通过这样制造出的金属陶瓷覆盖材 实施再熔融处理。通过对金属陶瓷覆盖材实施再熔融处理,来使金属陶瓷喷镀层与基材发 生热扩散而形成扩散层,从而提高基材与金属陶瓷喷镀层之间的密合性。再熔融处理的方 法并不特别限定,例如,能够使用这样的方法:利用将乙炔和氧用作燃料的火焰喷枪(日 文:7U-A卜一千)进行的加热、高频感应加热、利用气氛炉进行的加热、利用真空炉进 行的加热等,但从能够使金属陶瓷喷镀层稳定地发生热扩散这一点而言,优选使用利用真 空炉进行加热的方法。另外,实施再熔融处理时
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