[發明專利]新型粉末

有效

• 申請號: 201480034266.6
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN105377474B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: P·奧爾塞里厄斯;B·馬若里
• 申請（專利權）人: 霍加納斯股份有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/08;B23K35/30;C23C4/06;C22C19/05;C22C38/08;C23C24/10
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭立兵;林柏楠

本發明涉及可用于涂布鑄鐵零件的新型金屬粉末。本發明還涉及使用該新型金屬粉末涂布鑄鐵零件的方法。使用該金屬粉末涂布玻璃模具表面的可能性尤其重要。本發明還涉及被該金屬粉末涂布的金屬零件，如鑄鐵零件或玻璃模具。

發明領域

本發明涉及可用于涂布鑄鐵零件的新型金屬粉末。本發明還涉及使用該新型金屬粉末涂布鑄鐵零件的方法。使用該金屬粉末涂布玻璃模具表面的可能性尤其重要。本發明還涉及被該金屬粉末涂布的金屬零件，如鑄鐵零件或玻璃模具。

背景

通過用耐磨和耐腐蝕表面涂布工具，可以延長在苛刻磨損和腐蝕條件下工作的金屬工具的壽命。這樣的金屬工具存在于各種工業中并可以例如由低合金鋼、青銅、不銹鋼或鑄鐵制成。

許多工業具有經受磨損、腐蝕和熱循環的鑄鐵零件。這些包括中空玻璃制造、汽車、船舶、接地工具等。其一個實例是用于制造玻璃瓶和罐的工具。為了改進該設備的壽命，用鎳基自助熔粉末涂布關鍵零件(例如模具和導環(guide ring)邊緣、活塞(plunger)和頸環(neck ring)表面)。使用不同的表面加硬方法：例如通過火焰噴涂接著熔結或HVOF接著熔結涂布活塞，而模具邊緣、頸環、導環使用粉末焊接或等離子轉移弧(PTA)-焊接涂布。

在兩個步驟中進行玻璃成型：在所謂粗模(blnk mold)中進行的預成型，和在所謂最終模具中進行的最終成型。與模具接觸的玻璃的溫度在粗模中為大約1100℃，在最終模具中為700-800℃。模具的溫度可以波動至550-600℃，但表面溫度甚至可以短時間更高。此外，模具表面與化學活性玻璃接觸。對模具的重要要求是良好的表面光潔度、良好的抗熱沖擊性、抗尺寸變化性、抗氧化和生長性。這造成三個關鍵問題：玻璃與模具表面的粘著/粘合和形成不平整(表面粗糙化)；模具的氧化；和模具的磨損/點蝕。

這些問題造成玻璃產品中的瑕疵并限制模具的使用壽命。

一般而言，自助熔合金被定義為含有與強碳化物和硼化物形成元素如W和/或Mo和/或Cr結合的0.5-5％硼、0.1-6％硅和最多3％碳的鐵基、鎳基、鈷基或銅基合金。商業上最多使用的自助熔合金是含有超過1.5％的單獨或結合的硼和硅的Ni基合金。硼和硅將熔點降低幾百度；它們通過還原Ni、Co、Cr和Fe的氧化物促進潤濕；它們形成輕質低熔點硼硅玻璃，其流向該沉積物的表面并防止其氧化。硼也是具有與鎳、鉻、鉬、鎢和鐵硬質硼化物的潛在的硬化劑。在Ni基自助熔合金的情況下，根據可高達16％的鉻含量，硼含量為1-3.5％。

各種工業中使用的基底材料可以是低合金鋼、球墨鑄鐵或層狀鑄鐵(lamellarcast iron)、青銅或不銹鋼。對于一些用途，由于能實現更高生產率和更低成本的良好熱導率，層狀鑄鐵是優選的選擇。通過層狀鑄鐵的堆焊的表面加硬是困難的，因為鑄鐵由于石墨片層的低強度、低延性和接近0的熱膨脹系數而對斷裂敏感。在其它類型的基底，如青銅或不銹鋼的表面加硬中也可能發生裂紋形成。目前，只有用鎳基自助熔系列物(grade)進行鑄鐵零件的堆焊才能獲得無裂紋涂層。

由于成本和環境和健康考慮，長期以來希望通過在粉末中引入更多Fe來降低合金成本，但這樣做的嘗試尚未成功，其造成在層狀鑄鐵熱影響區(HAZ)中的更多裂紋形成。

發明概述

本發明提供對上述問題的解決方案。本發明人已經表明，可以提高金屬粉末的鐵含量并將這種粉末用于由鑄鐵，例如層狀鑄鐵制成的零件的堆焊，如PTA焊接，同時避免裂紋形成。