BR112012018243A2 - Composição abrasível e método de fabricação - Google Patents
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Abstract
composição abrasível e método de fabricação. a presente invenção refere-se a um pó de pulverização térmica tendo um primeiro componente a mecanicamente misturado com um segundo componente b, em que o primeiro componente a é um metal ou compósito metálico, preferivelmente pelo menos um entre abn cladeado com ni-cr-al-hbn cladeado com ni-cr-al, pó de nitreto de boro hexagonal aglomerado com ligante orgânico cladeado com ni-cr-al, pó de nitreto de boro hexagonal aglomerado com ligante inorgânico cladeado com ni-cr-al, um pó tipo m- craiy em que m é pelo menos um entre ni, co, fe, e em que o componente b é um polímero cladeado com pelo menos um entre níquel, ligas de níquel, ligas de níquel cromo, ligas de níquel cromo alumínio, ligas de níquel alumínio, cobalto e ligas de cobalto. o resultado é um pó de pulverização térmica de quatro fases distintamente diferentes, tornando o pó uma mistura de quatro fases.
Description
: 1/14 'm Relatório Descriüvo da Patente de lnvenção para "COMPOSI- - ÇÃO ABRASÍVEL E MÉTODO DE FABRICAÇÃO".
REFERÉNCIA A PEDIDOS RELACIONADOS O presente pedido é um Pedido lnternacional baseado no pedido 5 provisório U.S. No. 61/298 391, protocolado em 26 de janeiro de 2010, e pe- dido provisório U.S. No. 61/382 729, protocolado em 14 de setembro de 2010, cujas divulgações são aqui expressamente incorporadas, por referên- cia, em suas totalidades.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 10 As seguintes patentes e publicações de patentes, e patentes de- rivadas destas publicações, são incorporadas, por referência, em suas totali- dades: CA2639732 (Al), US7582365, US7267889, US 7763573, US6887530, US7179507, US7008462, US7135240, US7052527, US6808756, 15 US5976695, US5434210, US5196471, US5506055, US5122182 e US5049450. Fabricantes originais de equipamento (OEM manufacturers) pul- verizam pós que formam revestimentos abrasíveis para melhorar o rendi- mento de turbinas. Estes pós abrasíveis são geralmente pulverizados sobre uma superfície usando processos de plasma ou de combustão de baixa ve- 20 locidade. Sabe-se que em muitas aplicações de plasma para revestimentos de controle de folgas, também conhecidos corno revestimentos abrasíveis, estes revestimentos são pulverizados usando: 1) m isturas de polímero e me- tal ou cerâmica ou 2) misturas de lubrificante sólido e metal ou cerâmica, ou 3) co-pulverizados com polímero ou lubrificante sólido e cerâmica ou metal. 25 Uma forma de pó para pulverização térmica é pó compósito co- mo divulgado na U.S. Pat. No. 3 617 358 (Dittrich)- Esta patente ensina o uso do processo de secagem por pulverização para fazer estes compósitos, envolvendo a pulverização de uma lama de constituintes reduzidos muito finamente a pó com um ligante para formar gotículas e secar as gotículas em 30 um pó Pode haver um só ou vários constituintes podem ser incorporados, por exemplo em um pó de cermet de um metal e um não-metal, Outras formas de compósito são conhecidas para pulverização t i 2/14 .
- térmica, por exemplo, cladearnento por metal de um núcleo de cerâmica co- mo divulgado em U.S. Pat. No. 4 291 089 (Adamovic). De acordo com esta patente um pó cladeado como bentonita cladeada com liga de níquel é útil para produzir revestimentos de selagem abrasiveis pulverizados termica- 5 mente para turbinas a gás. Cladeamento de partículas metálicas de núcleo com partículas mais finas de cerâmica é ensinado em U.S. Pat. No. 3 655 425 (Longo e Patel) para finalidade similar. Outro exemplo de um pó para pulverização térmica é divulgado em U. S.Pat. No. 5 122 182 (Dorfman). Esta patente divulga uma mistura de 10 dois componentes, entretanto ambos os componentes são um metal mais um não-metal, e são aproximadamente iguais, com certas relações prede- e terminadas- Assim, sabe-se também que a arte anterior torna conhecido um material abrasível de 3 fases (matriz (metal ou cerâmica)) + Iubrificante sóli- do +poliéster. 15 Embora os revestimentos da arte anterior atendam aos objetivos de projeto das aplicações, existem dificuldades de confiabilidade e custos altos para os pós e processos usados para fazer os revestimentos. Assim, o que é necessário é um pó melhorado para uso na formação de revestimen- tos abrasíveis. 20 BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO Para fins de clareza na terminologia, um compósito significa um conjunto de duas ou mais partículas em contacto físico- Estes compósitos usualmente incluem um ligante, entretanto um ligante não é sempre incluído. Além disso, o cladeamento pode ocorrer mecanicamente ou quimicamente 25 como conhecido na técnica. Um objetivo da invenção é criar uma nova forma de um pó com- pósito que forma um abrasível por pulverização térmica de um primeiro componente A que é misturado mecanicamente com um segundo compo- nente B. 30 o objetivo anterior e outros objetivos são realizados por uma mistura de pós para pulverização térmica contendo um primeiro componente em pó e um segundo componente em pó. Os pós componentes estão na i 3/14 an a forma de partículas compósitas cada uma das quais contém uma pÍuralidade de sub-partículas de metais e não-metais, os últimos sendo tipicamente uma cerâmica ou um polimero.
As particulas compósitas do segundo pó têm mor- fologia substancialmente diferente da das partículas compósitas do primeiro 5 pó.
Em modalidades, o componente A é uma partícula metálica, e o componente B é um compósito cladeado mecanicamente.
Em modalidades, componentes A e B são cada um ou conipósi- tos cladeados mecanicamente ou compósitos cIadeados quim icamente. 10 Em modalidades, componente A é um compósito com polímero que é mecanicamente cladeado e componente B é um compósito sem poIÍ- mero qLIe é mecanicamente cladeado.
Em modalidades, um primeiro componente é um compósito que inclui um Iigante orgânico, uma fase metálica, e um lubrificante sólido; e um 15 segundo componente é um compósito tendo um ligante orgânico, uma fase metálica e uma fase polimérica; em que a diferença de densidade aparente entre os componentes é menor que a densidade aparente quando compara- da a mistura dos componentes individuais jsic]; em que o primeiro e o se- gundo componentes são fabricados como material seco por pulverização ou 20 mecanicamente cladeado sendo os materiais pulverizados com combustão ou pulverização por plasma, preferivelmente pulverização por plasma; e em que o pó de pulverização térmica tem um tamanho total de particula de cer- ca de 10 a cerca de 150 mícrons, preferivelmente cerca de 44 a cerca de 150 mícrons.
Em modalidades, a fase metálica é NiCr ou aço inoxidável 316 25 e o lubrificante sólido é nitreto de boro hexagonal (HBN). Em outra modali- dade a relação de mistura para o segundo componente em relação ao pri- meiro componente é 0-40% em peso, preferivelmente 5-30% em peso, mais preferivelmente cerca de 7-15% em peso, mais preferivelmente cerca de 8- 12°6 em peso, e ainda mais preferivelmente cerca de 1O°/o em peso.
Em ou- 30 tra modalidade quando um componente é um metal, a relação de mistura do componente metálico para o lubrificante sólido e ou componente polimero cladeado metalicamente é cerca de 10-90% em peso, preferivelmente 25-
~ b 75% em peso, e mais preferivelmente 40- 6Õ°/o em peso. O resultado é a obtenção de aprisionamentos (entrapments) me- lhorados de Iubrificante sólido e/ou fase polimérica por meio de cladeamento mecânico e/ou secagem por pulverização. Isto resulta também em microes- 5 truturas de revestimento mais reproduzíveis e consistentes quando compa- radas com as de co-pulverização ou misturas mecânicas de componentes variados com diferentes densidades. Ligantes orgânicos de temperatura mais alta são usados para integridade mecânica melhorada. Os ligantes, em combinação com a fase metálica, ajudam a minimizar a decomposição da 10 fase polimérica. Outras modalidades exemplares e vantagens da presente inven- ção podem ser verificadas revendo a presente divulgação e os desenhos anexos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS 15 A presente invenção é adicionalmente descrita na descrição de- talhada que segue com referência a desenhos anexados como exemplos de modalidades não limitantes da presente invenção, e em que: Figura 1 mostra um primeiro aspecto da invenção. Figura 2 mostra outro aspecto da invenção 20 Figura 3 mostra outro aspecto da invenção Figura 4 mostra outro aspecto da invenção Figura 5 mostra outro aspecto da invençào Figura 6 mostra outro aspecto da invenção
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO 25 Os detalhes aqui apresentados têm a na'tureza de exemplos a- , penas para fins de discussão ilustrativa de modalidades da presente inven- ção, provendo o que se acredita ser a descrição de máxima utilidade e pron- to entendimento dos princípios e aspectos conceituais da presente invenção- Assim não foi tentado mostrar aspectos estruturais da presente invenção 30 com detalhe maior que o que é necessário para o entendimento fundamental da presente invenção. A descrição e os desenhos tornam claro para técnicos da especialidade como as várias formas da presente invenção podem ser
-
) - t realizadas na prática,
) Em modalidades, o componente A é uma partícula metálica, e o componente B é um compósito cladeado mecanicamente.
Em modalidades, os componentes A e B são, cada um, ou com- 5 pósitos cladeados mecanicamente ou compósitos cladeados quimicamente.
Em modalidades, o componente A é um compósito com políme- ro que é cladeado mecanicamente enquanto o componente B é um compósi- i to sem potímero que é cladeado mecanicamente.
Em uma modalidade da invenção, um primeiro componente é ' 10 um compósito que inclui um ligante orgânico, uma fase metálica, e um lubri- ficante sólido; e um segundo componente é um compósito que tem um ligan- te orgânico, uma fase metálica e uma fase polimérica; em que a diferença de , densidade aparente entre qs componentes é menor que a densidade apa-
, rente quando comparada a mistura dos componentes individuais [sic]; em 15 que o primeiro e o segundo componentes são fabricados como material seco por pulverização ou mecanicamente cladeado e os materiais são pulveriza- dos com combustão ou pulverização por plasma, preferivelmente pulveriza- , ção por plasma; e em que o pó de pulverização térmica tem um tamanho total de particula de cerca de 10 a cerca de 150 mícrons, preferivelmente 20 cerca de 44 a cerca de 150 mícrons.
Em uma modalidade preferida, a fase metálica é Ni Cr ou aço inoxidável 316 ou um pó metálico, por exemplo, mas ' sem limitação, baseado em ferro, níquel ou cobalto ou combinações dos três.
Pós metálicos podem também conter cromo entre cerca de 0-40% em j peso, alumínio entre cerca de 0-1 5% em peso, e outros aditivos de elemen- , 25 tos chave como, mas sem limitação, Ítrio, háfnio, silício, rênio, tântalo e tungstênio.
MCrAIY's e intermetálicos, como Fe3A|, alumineto de ferro, alu- mineto de níquel, podem também ser usados.
Similarmente o Iubrificante sólido é HBN.
Em outra modalidade preferida a relação de mistura para o segundo componente em relação ao primeiro componente é 0-40% em pe- 30 so, preferivelmente 5-30% em peso, mais preferivelmente cerca de 7-15°/o em peso, mais preferivelmente' cerca de 8-12% em peso, e mais preferivel- mente cerca de 10 °/) em peso.
Em outra modalidade quando um componen-
te é um metal, â relação de mistura entre o componente metálico e o lubrifi- cante sólido e ou polímero cladeado metalicamente é cerca de 10-90% em peso, preferivelmente 25-75°/o em peso, e mais preferivelmente 40-60°6 em peso. 5 Esta modalidade resulta em aprisionamento melhorado de Iubri- ficante sólido e/ou fase polimérica por meio de cladeamento mecânico e/ou secagem por pulverização. lsto resulta também em microestruturas de re- vestimento mais reproduzlveis e consistentes quando comparadas com as de co-pulverização ou misturas mecânicas de componentes variados com diferentes densidades.
Ligantes orgânicos de temperatura mais alta são u- sados para integridade mecânica melhorada- O ligante, em combinação com a fase metálica, também ajuda a minimizar a decomposição da fase polimé- rica.
Em modalidades da invenção, o pó de pulverização térmica tem um tamanho total de particula de cerca de 10 a cerca de 150 mícrons, prefe- rivelmente de cerca de 44 a cerca de 150 mícrons.
Em modalidades da invenção, todo o pó é um compósito de um ou dois constituintes.
Em modalidades, um pnmeiro componente tem um ligante orgâ-· nico, uma fase metálica, e um lubrificante sóiido.
A fase metálica pode ser, por exemplo, NiCr ou aço inoxidável 316, ou um pó metálico, por exemplo, mas sem limitação, baseado em ferro, níquel ou cobalto ou combinações dos três.
Pós metálicos podem também conter cromo entre cerca de 0-40% em peso, alumínio entre cerca de 0-15% em peso, e outros aditivos de ele- mentos chave como, mas sem limitação, Ítrio, háfnio, silicio, rênio, tântalo e tungstên io.
MCrAIY's e intermetálicos, como Fe3A|, alumineto de ferro, alu- mineto de níquel, podem também ser usados.
O lubrificante sólido pode ser, por exemplo, nitreto de boro hexagonat aglomerado (ABN), HBN.
Em modalidades, um segundo componente tem um ligante or- gânico, uma fase metálica e uma fase polimérica.
Em modalidades, para o segundo componente a relação de mis- tura do constituinte 2 para o constituinte 1 é 0-40% em peso, preferivelmente b
5-30% em peso, mais preferivelmente cerca de 7- 15% em peso, mais prefe- rivelmente 8-12% em peso, e mais preferivelmente cerca de 1O°/o em peso.
Em outra modalidade, um primeiro componente é um metal co- mo definido acima e o segundo componente é um lubrificante sólido com um 5 ligante orgânico cIadeado mecanicamente.
O cladeamento pode ser com o mesmo metal usado no primeiro componente.
O lubrificante sólido e o ligan- te podem ser os listados acima.
Em outra modalidade, um polímero pode substituir o lubrificante sólido.
A relação de mistura entre o componente me- tálico e o componente Iubrificante sóIido cladeado é cerca de 10-90% em 10 peso, preferivelmente 25-75% em peso, e mais preferivelmente 40-60% em peso.
Quando o polímero substitui o Iubrificante sólido, a relação preferida de mistura é cerca de 10-20% em peso.
Em modalidades, o primeiro e segundo componentes podem ser fabricados como material seco por pulverização ou cladeado mecanicamen- 15 te.
Em modalidades, o primeiro e o segundo componentes são pulverizados com pulverização por combustão ou por plasma, preferivelmente pulveriza- ção por plasma, formando um revestimento, preferivelmente um revestimen- to abrasível.
Em modalidades, quando é feito um revestimento, um polímero 20 é usado para controlar porosidade, e lubrificante sólido reduz o aquecimento por atrito de uma borda de lâmina (blade tip) quando a borda de lâmina corta o revestimento com diferentes incursões e velocidades.
Juntos ou separa- damente, polímero e/ou lubrificante reduzem a resistência coesiva interpartí- cula do revestimento de pulverização térmica.
Em alguns casos polímeros 25 formam compósitos com lubrificante sólido para alcançar muitas das vanta- gens.
Duas maneiras de fabricar estes revestimentos abrasíveis são mistura ou copulverização.
O benefício da co-pulverização é maior controle do processo pois diferenças de densidade em misturas podem levar a sepa- 30 ração em um dispositivo de alimentação ou em manuseio; isto não ocorre em processos de copulverização.
A desvantagem da copulverização é que polímeros e/ou lubrificantes sóIidos têm densidade baixa, são difíceis de ali-
P ! i 8/14 ) mentar e tendem a fundir ou decompor em chama de plasma. lsto resutta em interrupções de fabricação e perda de material- Em afguns casos acúmulo i de material no bico (nozzle build-up) e/ou carga sobre o bico (nozzle loading) podem também ocorrer resultando em perda excessiva de tempo de produ- 5 ção. A vantagem da mistura é um processo global de fabricação mais sim- ples para revestimentos abrasíveis e selagens abrasíveis. Em contraste, aglomeração por cladeamento mecânico do lubri- : ficante sólido aumenta a densidade de modo a torná-la próxima da densida- de da fase matriz metálica ou cerâmica permitindo 1) maior uniformidade da 10 mistura 2) melhor aprisionamento da fase de lubrificante sóIido quando da aplicação por meio de processo de pulverização térmica e 3) melhor fluência quando co-pulverizado devido ao peso de partícula aumentado. Por exemplo, aglomeração mecânica usando um processo de cladeamento utiliza lubrificante sólido, como HBN, e cladeamento com um 15 pó metálico fino, por exemplo de liga de níquel e ligante orgânico. O pó me- tálico tem tamanho de partícula geralmente menor que 44 mícrons, e tipica- , ! mente menor que 20 mícrons, e o lubrificante sólido é geralmente maior que 54 mícrons, tendo tipicamente 120 mícrons em média. O pó metálico pode ser baseado em ferro, níquel ou cobalto ou 20 combinações dos três. PÓs metálicos podem também conter cromo entre cerca de 0-4Ô°/o em peso, aluminio entre cerca de 0-15 °/) em peso, e outros aditivos de elementos chave como, mas sem Iimitação, Ítrio, háfnio, silício, : rênio, tântalo e tungstênio. MCrAIY's e intermetálicos, como FeAl, alumineto } de ferro, alumineto de n iquel, podem também ser usados.
Ç 25 O aglomerado final pode então ser peneirado a menos que cerca de malha 60 que é cerca de 250 microns. Em uma modalidade preferida o aglomerado final pode entâo ser peneirado entre menos que cerca de malha 60, que é cerca de 250 mícrons e mais que cerca de malha 230, que é cerca de 63 mícrons. 30 O pó de tamanho 63-250 mícrons é cladeado com diminutas par- tículas metálicas presas na parede do lubrificante sólido com um ligante or- ' gânico. Lubrificantes sólidos podem ser, por exemplo, HBN, nitreto de boro
±
W aglomerado (ABN), grafitas, fluoretos, talco. Geralmente, o lubrificante sólido será maior que cerca de 45 mícrons, e preferivelmente maior que cerca de 53 mícrons. O lubrificante sóIido pode ser substituído por um polímero, po- 5 dendo o polímero ser poliésteres, poliamidas, poli-imidas e/ou polímeros ba- seados em acrílico. Geralmente o pó de polimero será maior que cerca de 45 m icrons, e preferivelmente maior que cerca de 53 mícrons. Cladeamento aumenta a densidade do pó e protege o Iubrifican- te sólido/polímero da alta temperatura do plasma ou da chama de combus- lO tão reduzindo assim a decomposição durante o processo de revestimento. Adicionalmente, a densidade aumentada resulta em maior uniformidade química das misturas resultantes. A densidade aumentada melhorará tam- bém a fluência se o pó for copulverizado com metal ou cerâmica. Em uma relação de mistura típica, o polimero ou lubrificante só- 15 Iido cladeado é cerca de 10-20% em peso do pó de metal ou cerâmica- O pó de metal ou cerâmica pode ter o mesmo ou ter diferente química e/ou processo de fabricação que o metal/cerâmica usado no pro- cesso de cladeamento. Geralmente, o tamanho de partícula do pó de metal ou cerâmica fica entre cerca de 120 mícrons e cerca de 45 mícrons. Entre- 20 tanto, a faixa do pó pode ser -250 mícrons + 10 microns. Quando copulverizado, montante e deposição tipicos de metal para compósito clade- ado é cerca de 1 :1 a 3:1 com um aprisionamento de partícula cladeada no revestimento de 20-50% em volume, Deve ser entendido que HBN pode ser substituído por ABN, que 25 pode ser, por exemplo, compósito de ligante bentonita com HBN, grafita ou um polímero. O polímero é, por exemplo, mas sem ]jmitação, poliéster, poIi- amida, poli-imida, e/ou polímero baseado em acrílico. Deve ser entendido que a liga metáiica pode ser substituída por cerâmicas de óxido metálico como, por exemplo, zircônia estabilizada com 30 itria. Deve ser entendido que o ligante pode ser orgânico ou ino'rgâni """ CO.
J * A figura 1 mostra o componente A 10 aglomerado de nitreto de boro hexagonal (ABN) cladeado com Ni Cr Af e o componente B 12 poliéster cladeado com Ni formando a mistura mecânica de A+B 14. Quando compo- nentes A e B têm densidades aparentes de pó (AD) e relações de tamanho 5 quase iguais, como mostrado na figura 2 problemas com parâmetros de ma- nuseio, mistura e pulverização são significativamente redLlzjdos quando comparados com produtos atuais e do passado. Em um exemplo desta mo- dalidade, o componente A 10 tem, por exemplo, tamanho de particula d50: 68 mícrons e o componente B 12 tem, por exemplo, d50: 72 mícrons. Em 10 uma modalidade preferida, o componente A 10 é uma aglomeração por se- cagem por pulverização Ni Cr Al e ABN cladeado com Ni Cr Al. Em outra modalidade, o componente A 10 é atomizado e tem d50 de aproximadamen- te 20 mícrons. Em outro exemplo, o uso de HBN ainda mais fino é um substitu- 15 to para ABN, juntamente com cladeamento com Ni Cr Al. Quando d50 está abaixo de aproximadamente 50 mícrons em um BN cIadeado, o pó deve ser aglomerado. Cladeamento de HBN fino, por exemplo, de 10 mícrons, é tam- bém viável. Entretanto, deve ser notado que aglomeração introduz ligantes que acarretam outra variante nas propriedades do revestimento. Outro e- 20 xemplo é aglomerar HBN cladeado com Ni Cr Al de d50 de cerca de 10 mi- crons, e então misturar este material aglornerado com polietileno cladeado com Ni. Embora isto esteja centrado no uso de autoclave, pode ser ex- pandido para pós compósitos em geral, sendo o cladeamento continuo ou 25 por autoclave somente um método para prover o compósito. A abordagem de ter uma mistura de dois cornpósitos 14, como mostrado na figura 1, cIa- deados seja quimicamente ou em autoclave ou de outra maneira leva a um pó compósito para aplicações de pulverização térmica em que a composição final consiste de uma mistura de dois constituintes A e B diferentes, em que 30 o constituinte A é um compósito de um lubrificante sólido e um metaí/liga e/ou cerâmica e em que constituinte B é um compósito de um p|ásijco/po|í- "" mero e um metal ou liga.
g 1 - Quando ABN é parte do constituinte A, em um exemplo, o pó de pulverização térmica é tal que O constituinte A é um compósito de: metal/liga + Iubrificante sóli- do (HBN ) + compósito cerâmico e 5 O constituinte B é um compósito de: metal/liga + plástico resultando em quatro fases distintamente diferentes tornando-o uma mistura de quatro fases. Deve ser entendido que o compósito cerâmico no constituinte A é o que é adicionado a HBN para torná-b ABN. 10 Outro exemplo é cladeamento, usando um ligante, de uma liga metálica sobre ABN e polímero. Por exemplo, Ni5Cr5Al pode ser usado co- mo liga de cIadeamento para polímero com grau suficientemente fino. Desta maneira há menos níquel residual após a pulverização e o resultado é me- . lhor resistência à oxidação. A figura 3 mostra o componente A 10 aglomera- 15 do com um ligante para formar o componente A aglomerado 16. A mistura do componente A aglomerado 16 com o componente B 12 resulta na mistura
18. Para materiais em pó leves e/ou friáveis, cladeamento com um revestimento protetor (metal) é necessário para a pulverização do produto e 20 robustez da fabricação. Faixas de tamanho de partícula mínimo e máximo para componentes A e B são predefinidas. Uma "desigualdade" em tamanho de partícula e densidade aparente (AD) entre os componentes A e B não deve ficar fora de uma janela predeterminada. Uma modalidade preferida é quando AD e tamanho de partícula do componente A são próximos ou iguais 25 aos do componente B, ou quando a densidade aparente e tamanho de parti- cula do componente A aproximam-se da densidade aparente e tamanho de partícula do componente B. Geralmente, AD'S mais altas para os componentes A e B são benéficas em termos de pulverização porque eles são menos afetados por 30 turbulência gasosa e correntes de ar próprias do processo de pulverização térmica. Em outra modalidade, a AD para o componente A, polímero cla-
-
U ) - deado metalicamente, é 2,2 ou maior. O aumento da AD do ABN cladeado de cerca de 1,7 para 2,2 ou valor mais alto pode ser obtido introduzindo al- gum material muito fino, mas de alta densidade no aglomerado de nitreto de boro (ABN), por exemplo zircônia, itérbia, disprósia, ou metal. lsto resultará 5 em um produto mais robusto para pulverização. Em outra modalidade, a AD pode também ser similarmente aumentada, aumentando a espessura do cladeado. Deve-se tomar cuidado para não adicionar matriz metálica em ex- cesso, pois isto poderia superproteger o nitreto de boro. Ligantes são muitas vezes designados como 'agentes de ligação 10 temporários' quando se trata da fabricação de granulados. Ligantes orgâni- cos conhecidos induem álcoois polivinllicos, acetato de polivinila (PVA), po- livinil pirrolidinona (PVP) e quaisquer outros ligantes similares. Ligantes in- cluem também vários polírneros sintéticos e naturais, por exemplo, composi- ções de látex acrílico e carboximetilceldose (CMC), e outros compostos si- 15 milares. Como descrito acima o pó de pulverização térmica tem um pri- meiro componente A mecanicamente misturado com um segundo compo- nente B, em que o primeiro componente A é pelo menos um entre ABN cla- deado com Ni -Cr- Al, HBN cladeado com Ni-Cr-Al, pó de nitreto de boro a- 20 glomerado cladeado com Ni-Cr-N, pó de nitreto de boro hexagonal aglome- rado com ligante orgânico cladeado com Ni-Cr-Al, e pó de nitreto de boro hexagonal aglomerado com ligante inorgânico cladeado com Ni-Cr-Al, e em que cornponente B é um polímero cladeado com pelo menos um entre ní- quel, ligas de niquel, ligas de níquel cromo, ligas de níquel cromo alumínio, 25 ligas de níquel alumínio, cobalto e ligas de cobalto. Em outra modalidade, o polímero cladeado é uma fase fugitiva. Em outra modalidade, o polímero cladeado é um formador de porosidade. Em outra modalidade, o tamanho de partícula é cerca de 40 a cerca de 120 mícrons. Em outra modalidade, a relação entre o tamanho médio de partícu- 30 la do componente A para o componente B é de aproximadamente 0,5 a a- proximadamente 1,5, preferivelmente de aproximadamente 0,7 a aproxima- damente 1,3 para a fração de tamanho d50. Em outra modalidade, a densi-
) t mEI ) dade aparente do componente A é de no mínimo 1,5. Em outra modalidade,
a densidade aparente do componente B é no mínimo 2,5. Em outra modalidade, o ABN cladeado com Ni-Cr-Al tem apro- ximadamente 5% em peso a aproximadamente 15% em peso de Cr e apro- l t 5 ximadamente 5°/0 em peso a aproximadamente 15% em peso de Al.
Em outra modalidade, o pó de pulverização térmica contém adi- cionalmente o componente A', em que A' é ABN cladeado com Ni 5+x °/0 em peso - Cr 5+y °/, em peso - Al, e em que x é maior que 5°/0 em peso e y é 0- 10% em peso. 10 A figura 4 mostra outro exemplo de um mistura da invenção.
O componente A 10 é aglomerado com o componente C 20 com um ligante orgânico ou inorgânico (não mostrado), para formar o componente A+C a- l , glomerado 22. O componente C 20 é Iiga de níquel ou cobalto.
Quando o , t . componente B 12 é misturado com o componente A+C 22, o resultado é a 15 mistura 24. A mistura 24 é um exemplo de cinco fases distintamente diferen- tes tornando-a uma mistura de cinco fases, A figura 5 mostra outro exemplo de uma mistura da invenção.
O componente B 12 continua a ser poliéster cIadeado com níquel, e o compo- l nente C 20 continua a ser liga de níquel ou cobalto.
O componente D 26 é 20 ABN ou HBN. lnicialmente, o componente C 20 e o componente D 26 são aglomerados com um ligante orgânico ou inorgânico (não mostrado) para formar o componente C+D aglomerado 28. Quando o componente B 12 é misturado com o componente C+D 28, o resultado é a nova mistura 30. A figura 6 é um exemplo de uma variação do componente B 12 25 que pode ser usada em qualquer das misturas da invenção.
O núcleo de poliéster cladeado 40 para o componente B 12 é substituído por um aglome- rado de poliéster/pohmero 34 mais liga metálica 32 e/ou HBN ou fase cerâ- mica de alta densidade muito fina. lsto aumenta ainda mais a densidade da fase poIiéster.
Liga de níquel ou liga de cobalto e/ou nitreto de boro hexago- 30 nal fino e/ou cerâmica de alta densidade muito fina, coletivamente 32, é a- glomerado com um polímero 34 com um ligante (não mostrado), e este a- glomerado é então cladeado com liga de cladeamento de níquel ou cobalto
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36. Nota-se que os exemplos anteriores foram apresentados apenas para firis de explicação e não devem de maneira alguma ser considerados como limitativos da presente invenção. Embora a presente invenção tenha 5 sido descrita com referência a uma modalidade exemplar, é entendido que as palavras usadas são palavras de descrição e ilustração e não palavras de limitação. Mudanças podem ser feitas, dentro do corpo das reivindicações anexas, como atualmente apresentadas e como emendadas, sem abando- nar o escopo e espírito da presente invenção em seus aspectos. Apesar de 10 a presente invenção ter sido aqui descrita com referência a meios, materiais e modalidades particulares, não existe a intenção de Iimitar a presente in- venção aos particulares aqui divulgados; a presente invenção abrange todas as estruturas, métodos e usos funcionalmente equivalentes que estiverem dentro do escopo das reivindicações anexas.
Claims (1)
- U yREIVINDICAÇÕES1. PÓ de pulverização térrnica contendo: um primeiro componente A mecanicamente misturado com um segundo componente B, em que o primeiro componente A é um lubrificante 5 sóIido cladeado com pelo menos um entre metal e liga metálica, e em que o segundo componente B é um metal ou um polimero cladeado com pelo menos um entre níquel, ligas de níquel, ligas de níquel cromo, Íigas de níquel cromo alumínio, ligas de níquel alumínio, cobalto e ligas de cobalto. 10 2. PÓ de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro componente A é pelo menos um entre ABN cladeado com Ni -Cr- Al, HBN cladeado com Ni-Cr-Al, aglomerado de pó de nitreto de boro hexagonal com ligante orgânico cladeado com Ni-Cr-Al, e aglomerado de pó de nitreto de boro hexagonal com ligante inorgânico cladeado com Ni-Cr-Al, 15 um pó tipo MCrAIY em que M é pelo menos um entre Ni, Co e Fe e aglome- rado de pó de nitreto de boro hexagonal com ligante inorgânico ou orgânico, e uma liga inter-metálica e aglomerado de pó de nitreto de boro hexagonal com ligante inorgânico ou orgânico.3. Pó de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, 20 em que o lubrificante no primeiro componente A é pelo menos um entre ni- treto de boro hexagonal, nitreto de boro hexagonal aglomerado com um [j- gante bentonita (ABN), grafitas, fluoretos, e talco.4. PÓ de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, em que o componente A é ABN cladeado com Ni 5%-Cr 5°/o-Al. 25 5, PÓ de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, em que as camadas cladeadas do componente A formam em conjunto uma liga,6. Pó de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, em que o ligante orgânico é pelo menos um entre um álcool polivinílico, ace- 30 tato de polivinila, po|ivinj| pirrolidinona, carbaximetilcelulose e uma composi- ção de látex acrílico.7. PÓ de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1,l. :i 2,/3 ry ·' em que o polímero é pelo menos um entre poliéster, pofiamidas, poli-imidas e polímeros baseados em acrílico.8. Pó de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, em que o polímero cladeado é um entre uma fase fugitiva e um formador de 5 porosidade.9. Pó de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 5, em que o tamanho de partícula fica entre 40 e 120 microns.10. PÓ de pulverização térmica de acordo com a reivindicaçâo 1, em que a relação entre os tamanhos médios de partícula do componente A e 10 do componente B é de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 1,5 para a fração de tamanho d 50.11. Pó de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, em que a densidade aparente do componente A é de no mínimo 1,5.12. PÓ de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, 15 em que a densidade aparente do componente B é de no mínimo 2,5.13. PÓ de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, em que ABN é cladeado com Ni-Cr-Al de aproximadamente 5% a aproxima- damente 15°/o Cr e aproximadamente 5°/0 a aproximadamente 15°6 Al.14. Pó de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, 20 contendo adicionalmente um componente A', em que A' é ABN cladeado com Ni5+x °/,- Cr5+y °/, -Al, eem quex é maiorque 5% eyé 0-10%.15. Pó de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, em que o componente B é um aglomerado cladeado com niquel de partícu- las finas de poliéster e liga. 25 16- PÓ de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, em que o pó de pulverização térmica tem quatro fases distintamente diferen- tes tornando o pó uma mistura de quatro fases.17. Método para fabricar o pó de pulverização térmica como de- finido na reivindicação 1. 30 18. PÓ de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, em' que quando o componente B é um metal, a relação de mistura" enüe o " " componente metálico B e o componente lubrificante sólido cladeado A é cer-V · ca de 10-90% em peso, preferivelmente 25-75% em peso, e mais preferi- velmente 40-60°6 em peso-19. PÓ de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 1, em que um polimero pode substituir o lubrificante sólido no componente A 5 quando o componente B é um metal.20. PÓ de pulverização térmica de acordo com a reivindicação 3, em que ABN contém pelo menos um entre zircônia, itérbia, disprósia, e me- tal.ÀI t 4, 1/6 i')j;j Í!) g","'i:'jl't:z'. ' h','}?}Ft:,i':::j "t:íil'":": 7")i':):,l:O T a,!77,t!5'i,"i":'À? ' f.é'á"q'"{§::'4 ¶'4%:.,'¢,:?. . b'j :4'"m*:'('% qíx,í5'-ti,'":' .- ' "' ",x:É'":';j--:I;;i7=' "' '""' [')í|it:tí|)l!yÈ}""',i ' ') :,))')))))-""-"))'.")))'"3C1)))TZE t 'N C) 2 ií J,., ;t: i "' ', :.C· :d,L: CY"" nmNE ¶ s 2 2/6W CjKOÕ t C> 0 LÓ 'ã jj a' aj d . , uu u, < ílj <n a, "1 e ~(d < Cj ¢1) ·0 " 4 q. m crj q. E wP (d uj cn q} az m = nj á) 73 = o '6 i a. e E Ci aj o , "d ! \7 j' u!@3 ! ,CJ 7 r f 7 i f 1 f j t i ! ¶ iÓ a O D D N Ô c\i t" Õ à El : v (o-llgLLÍe!p) soLlueulel ap oHe|ea ir'I' .SW ~ b m t i :! Áè 'Z;± m' LLÁ8 N*í' "Z ', h ni)"j: [ ) gW ~ rjD ~ ,*,a 'StgYB$lf')CQ ,,:':S:'::¢3,, "4')) qít 4-S':' à " r \íí4Iiyj;· á"· gi)i}íilÊ a e"é& F'ç'Êi'"$s3 ^ j! :y (! Ê, ' 'j""")"Ç") ""F'e'{t!'i'"",[!í:)¢!!?!" "\ qqS'z¢,$;' «± ,,'jí i+ ç\j rjN ,_..í!j hLLW h m .·rr.rí' .-.,,4?!.?Ê;'2:$4à::?d'! N,; ':!'i2:"gy"' êl ilÀ h àd:'B"® ?))tj FÇ . Ê? 'ÉH .,,,S, " rca Y,¥,µ,7.í: .Y; Q7. ' b " """" ¥^!i" :y+:f:, QF. ?2f ,* g'Z" " ' :i:' *Z."¢'?; { D )9 ® Ll « } 'PWV '© """W" " u:!),., ¶r % « 0 r ^ r m N = m P:P m 616 )" r 'ü ;j W )'Q ,' ) i íík
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