[其他]含鉬、銅和硼的鐵合金

無效

• 申請號: 86107901
• 申請日: 1986-11-21
• 公開（公告）號: CN86107901A
• 公開（公告）日: 1987-05-20
• 發明（設計）人: 米切爾·R·多夫曼;蘇伯拉馬尼·蘭蓋思瓦米;約瑟夫·D·里登;約翰·H·哈林頓
• 申請（專利權）人: 帕金-埃爾默有限公司
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C22C38/34;C23C4/06
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 劉慶玫

本發明是關于一種鐵合金的組成，它包含鉬、銅和硼，其特征在于改善了抗磨損和抗腐蝕性能，本發明還涉及熱噴鍍這種合金的方法。

熱噴鍍，也稱火焰噴鍍，包括使一種熱易熔材料例如金屬或陶瓷熱軟化，并將軟化了的顆粒狀的材料噴射到欲被涂覆的表面。被加熱的材料顆粒撞到激冷它們的表面并結合在該表面上。常規的熱噴鍍槍用來既加熱又推噴這些顆粒。有一種熱噴鍍槍，供給熱噴鍍槍的是粉末狀熱易熔材料。這種粉末一般由小顆粒組成，例如，在美國標準篩孔尺寸100目（149微米）至約2微米之間的小顆粒。

熱噴鍍槍通常利用燃燒或等離子火焰產生熱以熔化粉末顆粒。但熟悉本領域技術的人認識到，還可以利用其它的加熱手段，例如電弧、電阻加熱器或感應加熱器，這些加熱器可單獨使用或與其它形式的加熱器組合使用。粉末型燃燒熱噴鍍槍中，用來運載和輸送粉末的載體氣體可以是某種燃燒氣，或一種惰性氣體例如氮，或僅僅是壓縮空氣。在等離子噴鍍槍中，基本等離子氣一般是氮或氬，常常在這種基本氣體中加入氫或氦。載體氣體一般與基本等離子氣體相同，盡管諸如碳氫化合物等其它氣體也可以在某些條件下使用。

材料可以以棒狀或線狀形式被送入加熱區域。對于線型熱噴鍍槍，把要被噴射的棒或線狀的材料送入由某種類型的火焰例如燃燒火焰形成的加熱區域中，在那里材料被熔化或至少被熱軟化并且通常是通過鼓風氣體使之霧化，然后以細小分散形式被推進到要涂覆的表面。在電弧線型噴涂槍中，二根線在它們端部之間的電弧放電中被熔化，通過壓縮氣體，通常是壓縮空氣，使這種熔化了的金屬霧化并噴射到需要涂覆的工件上。棒或線材可常規地通過拉撥成形，或可通過把粉末燒結在一起形成，或借助一種有機粘結劑或其它適宜的粘結劑粘結成形，這些粘結劑能在加熱區域的熱量中分解從而釋放出要被噴鍍的細小分散的粉末。

有一類稱為硬面合金可被用來制造涂層，例如通過熱噴鍍來形成涂層。這種鐵合金包含硼和硅，硼和硅在工藝過程中充當熔劑并在涂層中作為硬化劑。通常，合金涂層用于硬質面層以提供抗磨性，特別是用于要求良好的表面光潔度的地方。

用于表面涂層的鐵合金可以包含鉻、硼、硅和碳，并可附加包含鉬和/或鎢。例如美國專利第4，064，608號揭示的鐵基硬面合金，其組成范圍如下（重量百分比）：約0.5至3%的硅，約1至3%硼，0至3%的碳，約5至25%的鉻，0至15%的鉬，0至15%的鎢，其余基本上為鐵。該合金被應用在楊琪造紙機的干燥器軋輥，包括在高溫潮濕、腐蝕條件中處理紙張。但這種合金在酸腐蝕和摩擦損耗方面不如期望的那么好。

在某些情況下，在含鉬合金中加入銅。美國專利第4，536，232揭示了一種鑄鐵合金為（重量百分比）：約1.2至2的碳，1至4的鎳，1至4的鉬，24至32的鉻，最多達1的銅和最多達約1%的一種可包括硼的微量合金元素。

一個類似的鐵合金組可以非晶態存在，它們包含例如元素鉬和/或鎢，硼、硅和/或碳。這種非晶態結構的合金通過從熔體快速冷卻（淬冷）制備成，例如，如美國專利第4，116，682所描述的，非晶態的帶子可通過在一個激冷的表面上使熔態的合金流驟冷而制得。一種將這種合金加工為直接可用形態的實際方法是通過熱噴鍍來產生涂層。

上面提到的美國專利第4，116，682描述了一種非晶態金屬合金的Ma????Tb????Xc公式，其中M可以是鐵、鈷、鎳和/或鉻，T可包括鉬和鎢，X可包括硼和碳，后面X組的硼等等有最大為10的原子百分數，換算成非晶態合金中硼為約1.9%的重量百分數，這樣的硼含量在特性上比上述通常的硬面合金中的硼含量低。

美國專利第4，473，401號中描述了一種針對疲勞性能的非晶態鐵基合金，包含（原子百分比）：25%或低于該值的硅;2.5至25%的硼，規定硅和硼的總量在17.5至35%的范圍內;1.5至20%的鉻;0.2至10%的磷和/或碳;低于或等于30%的至少一種在一個包括鉬和銅的12個元素的組中的元素;其余為鐵;最大有效值為Mo5%和銅25%。在轉換了單位之后銅的最大值為約重量的0.8%。這種類型的合金在抗磨和抗酸性腐蝕方面受到限制。

鐵基成份的意義在于它們的成本比鎳和鈷的合金低，但是，對于耐腐蝕、抗摩擦損耗和抗磨耗的綜合特性還期望進一步得到改善。

鑒于上述，本發明的一個主要目的是提供一種新穎的鐵合金組成，其特征是有綜合的抗腐蝕、抗磨損和抗磨耗性能。

本發明的進一步目的是提供一種用于熱噴鍍工藝的非晶態合金。

本發明的另一個目的是提供生產抗腐蝕和抗磨涂層的改進的熱噴鍍工藝方法。