[發(fā)明專利]用于熱噴涂的粉末及形成熱噴涂沉積的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080023166.5
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN102439192A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 佐藤和人;北村順也
• 申請（專利權(quán)）人: 福吉米株式會社
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;B22F1/00;C23C4/10;C23C24/04;C22C29/06;C22C29/08;C22C29/12;C22C29/14;C22C29/16;C22C29/18
• 代理公司: 上海金盛協(xié)力知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31242
• 代理人: 段迎春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的熱噴涂粉末、以及使用該熱噴涂粉末形成熱噴涂層的方法。

背景技術(shù)

金屬陶瓷的熱噴涂層現(xiàn)已應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域；為了進一步改善這種熱噴涂層的性能，業(yè)界對熱噴涂粉末進行了廣泛研究(例如，參考專利文獻1)。然而，熱噴涂層的硬度及耐磨損性仍然非常需要加以改善。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻1：日本專利公開2008-69386

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種適合于形成具有良好的硬度及耐磨損性的熱噴涂層的熱噴涂粉末。本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用該熱噴涂粉末而形成熱噴涂層的方法。

解決問題的手段

為了達到上述目的，本發(fā)明人對進行熱噴涂時顆粒在熱噴涂粉末中的直線運動特性進行了深入研究，直線運動特性是影響由熱噴涂粉末所構(gòu)成熱噴涂層的特性的一個因素。從而完成了本發(fā)明。

本發(fā)明的第一方面提供一種粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的熱噴涂粉末。粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的平均粒徑為5至25μm。粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的抗壓強度為50MPa以上。粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的直比為0.25以上，直比的定義為將對150克熱噴涂粉末進行熱點噴涂時所得熱噴涂層的最大厚度除以在熱噴涂層輪廓上具有其兩端的最長線段的長度而得出的值。

粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的平均縱橫比優(yōu)選為1.25以下。構(gòu)成粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的一次顆粒的平均粒徑優(yōu)選為6.0μm以下。構(gòu)成粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的金屬一次顆粒的分散度優(yōu)選為0.40以下，分散度的定義為將金屬一次顆粒的數(shù)量平均粒徑除以金屬一次顆粒的體積平均粒徑而得出的值。粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的抗壓強度優(yōu)選為1000MPa以下。粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的平均分維(average?fractal?dimensionality)優(yōu)選為1.075以下。

本發(fā)明的第二方面提供一種形成熱噴涂層的方法，其中對第一方面的熱噴涂粉末進行高速火焰噴涂或冷噴涂而形成熱噴涂層。亦即，第一方面的熱噴涂粉末用于優(yōu)選通過高速火焰噴涂或冷噴涂形成熱噴涂層。

發(fā)明的效果

本發(fā)明提供一種適于形成具有良好的硬度及耐磨損性的熱噴涂層的熱噴涂粉末、以及使用該熱噴涂粉末而形成熱噴涂層的方法。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明的一個實施例進行描述。

本實施方式的熱噴涂粉末包括粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒。該熱噴涂粉末是用于形成金屬陶瓷熱噴涂層的目的，例如利用高速火焰噴涂(如高速空氣燃料(HVAF)熱噴涂和高速氧燃料(HVOF)熱噴涂)形成噴涂層。

熱噴涂粉末中所包含的粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒是陶瓷細(xì)顆粒與金屬細(xì)顆粒相互凝聚(agglomerated)的復(fù)合顆粒。粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒是通過如下方式制造：對陶瓷細(xì)顆粒與金屬細(xì)顆粒的混合物造粒，再對所形成的顆粒(粒狀顆粒)進行燒結(jié)。陶瓷細(xì)顆粒可以是碳化物(如碳化鎢和碳化鉻)的顆粒、硼化物(如硼化鉬和硼化鉻)的顆粒、氮化物(如氮化鋁)的顆粒、硅化物的顆粒、氧化物的顆粒、或者這些顆粒的任意組合。金屬細(xì)顆粒可以是元素金屬的顆粒(如鈷、鎳、鐵和鉻)的顆粒、金屬合金的顆粒、或者這些顆粒的任意組合。

優(yōu)選的是，金屬細(xì)顆粒在粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒中的含量為5至40體積％。換句話說，優(yōu)選的是，陶瓷細(xì)顆粒在粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒中的含量為60至95體積％。

就粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的如以下定義的直比(straight?ratio)而言，熱噴涂粉末具有0.25的下限。“直比”是將把150克熱噴涂粉末熱點噴涂于基體上時所得熱噴涂層的最大厚度除以在熱噴涂層輪廓線上具有其兩端的最長線段的長度而得出的值。“直比”是表示進行熱噴涂時熱噴涂粉末徑直到達基體的程度的指標(biāo)。較高的直比表示在進行熱噴涂時有較多的粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒徑直到達基體。隨著直比的增大，單位數(shù)量的熱噴涂粉末的熱噴涂層形成速率，即沉積效率(熱噴涂成品率)，會增加。另外，由熱噴涂粉末所形成熱噴涂層的硬度及耐磨損性也會得到改善。一般認(rèn)為其原因是，具有高直比的粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒在進行熱噴涂時被有效地加速，因而以較高的速度與基體發(fā)生碰撞。直比為0.25以上的粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的熱噴涂粉末，在形成具有所需的硬度及耐磨損性的熱噴涂層時是特別有利的。從進一步提高熱噴涂層的硬度及耐磨損性的觀點來看，粒化燒結(jié)金屬陶瓷顆粒的直比優(yōu)選為0.27以上、更優(yōu)選為0.30以上。