DE112012002416T5 - Vorrichtung zum Herstellen von Verbindungspulver, Verfahren zum Herstellen von Eisen-Bor-Verbindungspulver unter Verwendung der Vorrichtung, Bor-Legierungs-Pulvergemisch, Verfahren zum Herstellen des Bor-Legierungs-Pulvergemischs, kombinierte Pulverstruktur, Verfahren zum Herstellen der kombinierten Pulverstruktur, Stahlrohr und Verfahren zum Herstellen des Stahlrohrs - Google Patents

Vorrichtung zum Herstellen von Verbindungspulver, Verfahren zum Herstellen von Eisen-Bor-Verbindungspulver unter Verwendung der Vorrichtung, Bor-Legierungs-Pulvergemisch, Verfahren zum Herstellen des Bor-Legierungs-Pulvergemischs, kombinierte Pulverstruktur, Verfahren zum Herstellen der kombinierten Pulverstruktur, Stahlrohr und Verfahren zum Herstellen des Stahlrohrs Download PDF

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Abstract

Geschaffen sind eine Vorrichtung zum Herstellen eines Verbindungspulvers, ein Verfahren zum Herstellen eines Eisen-Bor-Verbindungspulvers unter Verwendung der Vorrichtung, ein Bor-Legierungs-Pulvergemisch, ein Verfahren zum Herstellen des Bor-Legierungs-Pulvergemisches, eine kombinierte Pulverstruktur, ein Verfahren zum Herstellen der kombinierten Pulverstruktur, ein Stahlrohr und ein Verfahren zum Herstellen des Stahlrohrs. Das Verfahren zum Herstellen des Bor-Legierungs-Pulvergemisches enthält: Ansetzen eines gemischten Pulvers, das ein Bor-Eisen-Legierungspulver und ein Zielpulver enthält; Wärmebehandeln des gemischten Pulvers, um zumindest einen Teil des Zielpulvers zu borieren und zumindest einen Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers zu entborieren, wodurch das Bor-Eisen-Legierungspulver entboriert wird, um den Schmelzpunkt des Bor-Eisen-Legierungspulvers zu senken.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Verbindungspulver, ein Verfahren zum Herstellen des Verbindungspulvers unter Verwendung der Vorrichtung und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Eisen-Bor-Verbindungspulver durch Borieren von Eisenpulver.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Pulvergemisch, das durch Mischen verschiedener Pulver hergestellt wird, und ein Verfahren zu seiner Herstellung, und insbesondere auf ein Pulvergemisch, das durch Mischen eines Bor-Eisen-Legierungspulvers und eines Zielpulvers hergestellt wird, und ein Verfahren zum Herstellen des Pulvergemischs.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte Pulverstruktur, die durch Mischen verschiedener Pulver hergestellt wird, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, und insbesondere auf eine kombinierte Pulverstruktur, die durch Kombinieren eines Bor-Eisen-Legierungspulvers und eines Zielpulvers hergestellt wird, und ein Verfahren zum Herstellen der kombinierten Pulverstruktur.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Stahlrohr, das durch Mischen verschiedener Pulver ausgebildet wird, und ein Verfahren zu seinem Ausbilden, und insbesondere auf ein Stahlrohr, das durch Kombinieren eines Bor-Eisen-Legierungspulvers und eines borierten Zielpulvers in einem Pulvergemisch hergestellt wird, und ein Verfahren zum Herstellen des Stahlrohrs.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Stahlrohr mit einer Innenfläche, die mit verschiedenen Pulvern beschichtet wird, die gemischt, erwärmt und erhärtet werden, und ein Verfahren zum Herstellen des Stahlrohrs, und insbesondere auf ein Stahlrohr mit einer Innenfläche, die mit einer Beschichtungsschicht mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit, Wärmefestigkeit und Korrosionsfestigkeit beschichtet wird, wobei die Beschichtungsschicht durch Erwärmen entweder eines Pulvergemisches, das Bor-Legierungspulver enthält, das aus einem entborierten Bor-Eisen-Legierungspulver und einem borierten Zielpulver besteht, oder eines Pulvergemisches, das das als Bindemittel wirkende Bor-Legierungspulver und Chrom-Eisen-Legierungspulver als Verstärkungsmittel enthält, und durch teilweises oder vollständiges Erstarren des Pulvergemisches ausgebildet wird.
  • Technischer Hintergrund
  • Im Allgemeinen ist eine Abnutzungsbeständigkeits-Zusammensetzung ausgebildet, indem Keramikpulver mit hoher Härte und hoher Verschleißfestigkeit als härtende Phase in einer aus Metall gebildeten Matrix dispergiert ist. Zur Verwendung als solches keramisches Pulver werden verschiedene Pulver hoher Härte, wie etwa Wolframkarbid (WC), Titankarbid (TiC) oder Titanborid (TiB2) verwendet. Jedoch sind diese Pulver kostspielig, und sie lassen sich wegen eines großen Unterschieds des spezifischen Gewichts bezüglich der Metallmatrix schwierig gleichmäßig in einer Metallmatrix verteilen, wenn sie verwendet werden, um unter Verwendung von Kokillenguss oder Schleuderguss eine Zusammensetzung zu bilden. Außerdem ist die Bindekraft dieser Pulver bezüglich der Metallmatrix aufgrund ihrer niedrigen Haftfähigkeit nicht ausreichend.
  • Um Metallteile oder Metall-Keramik-Verbundteile mit hoher Verschleißfestigkeitseigenschaft oder hoher Korrosionsfestigkeitseigenschaft unter Verwendung von Gießen oder Sintern herzustellen, können verschiedene Pulver miteinander kombiniert werden, um eine kombinierte Pulverstruktur zu bilden. Um ausgezeichnete Eigenschaften der kombinierten Pulverstruktur zu erhalten, ist es erforderlich, dass Pulver eine hohe Bindekraft aufweisen, um sich aneinander zu binden. Um die hohe Bindekraft zu erhalten, wird die Kontaktfläche zwischen den Pulvern teilweise aufgeschmolzen; dadurch werden die Pulver miteinander kombiniert. Im Falle von Keramik-Verbundmaterial hoher Härte kann Metallpulver mit niedrigem Schmelzpunkt als Bindemittel verwendet werden, um Keramikpulver hoher Härte zu kombinieren.
  • Eine binäre Eisen-Bor-Verbindung kann für ein Keramikpulver hoher Härte verwendet werden, das als Verstärkungsmittel verwendet wird oder zum Bilden einer kombinierten Pulverstruktur verwendet wird.
  • Eine binäre Eisen-Bor-Verbindung kann als Verstärkungsmittel oder als Keramikpulver hoher Härte zum Bilden einer kombinierten Pulverstruktur verwendet werden. Die binäre Eisen-Bor-Verbindung kann je nach Borgehalt FeB oder Fe2B sein. Genauer kann, wenn der Borgehalt 8,83 Gew.-% beträgt, die Fe2B-Verbindung mit einem Schmelzpunkt von 1389°C gebildet werden, während, wenn der Boranteil 16,23 Gew.-% beträgt, die FeB-Verbindung mit einem Schmelzpunkt gebildet werden kann, der höher als 1650°C liegt. Außerdem weist die binäre Eisen-Bor-Verbindung, wenn der Borgehalt 3,8 Gew.-% beträgt, den niedrigeren Schmelzpunkt von 1177°C auf. Unter diesen weist das Fe2B ein spezifisches Gewicht von 7,3 g/cm3 und einen Härtewert von HK 1800 bis 2000 auf, und das FeB weist ein spezifisches Gewicht von 7,0 g/cm3 und einen Härtewert von HK 1900 bis 2100 auf. Mit anderen Worten, das Fe2B und das FeB weisen beide sehr hohe Härteeigenschaft, ausgezeichnete selbstschmelzende Eigenschaft und Hafteigenschaft auf. Weiter sind die Eisen-Bor-Verbindungen, da ihr spezifisches Gewicht ungefähr 7,5 g/cm3 beträgt, was ähnlich demjenigen von eisenbasiertem Metall ist, sehr geeignet zum Herstellen einer Metallzusammensetzung, die ein eisenbasiertes Metallmatrixmaterial enthält, unter Verwendung von Kokillenguss oder Schleuderguss.
  • Genaue Beschreibung der Erfindung
  • Technische Aufgabe
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Herstellen von Verbindungspulver und ein Verfahren zum Herstellen von Eisen-Borverbindungspulver mit hoher Härte und ausgezeichneten selbstschmelzenden und Hafteigenschaften.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Pulvergemisch und ein Verfahren zum Herstellen des Pulvergemisches. Das Pulvergemisch wird so hergestellt, dass ein Bor-Eisen-Legierungspulver und ein Zielpulver gemischt und wärmebehandelt werden, sodass das Zielpulver boriert wird und gleichzeitig das Bor-Eisen-Legierungspulver entboriert wird, wodurch der Schmelzpunkt gesenkt wird. Dieses Verfahren unterscheidet sich von einem herkömmlichen Verfahren, bei dem getrennt hergestelltes Boridpulver hoher Härte mit Metallpulver mit niedrigem Schmelzpunkt gemischt wird, das als Bindemittel wirkt.
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine kombinierte Pulverstruktur und ein Verfahren zum Herstellen der kombinierten Pulverstruktur. Die kombinierte Pulverstruktur wird so hergestellt, dass ein Bor-Eisen-Legierungspulver und ein Zielpulver gemischt und wärmebehandelt werden, sodass das Zielpulver boriert und gleichzeitig das Bor-Eisen-Legierungspulver entboriert werden, wodurch der Schmelzpunkt gesenkt wird. Dieses Verfahren unterscheidet sich von einem herkömmlichen Verfahren, bei dem getrennt hergestelltes Boridpulver hoher Härte mit Metallpulver mit niedrigem Schmelzpunkt gemischt wird, das als Bindemittel wirkt.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Stahlrohr und ein Verfahren zum Herstellen des Stahlrohrs. Das Stahlrohr weist eine Innenfläche auf, die mit einer Beschichtungsschicht beschichtet wird, die ausgezeichnete Verschleißfestigkeits-, Oxidationsfestigkeits- und Korrosionsfestigkeitseigenschaften aufweist und unter Verwendung der kombinierten Pulverstruktur zu niedrigen Kosten hergestellt wird.
  • Technische Lösung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für ein Eisen-Bor-Verbindungspulver geschaffen, wobei das Verfahren enthält: Drehen und Erwärmen einer Retorte, die von einem Ofenaufbau umhüllt ist, der eine Heizeinheit enthält, um ein Eisenpulver und ein Bor-Quellenmaterial reagieren zu lassen, die in die Retorte geladen sind; Trennen des Ofenaufbaus von einer äußeren Umfangsfläche der Retorte; und Drehen und Kühlen der Retorte.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Eisenpulver reines Eisenpulver enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Eisenpulver einen Durchmesser in einem Bereich von 10 μm bis 1000 μm aufweisen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Retorte auf eine Temperatur in einem Bereich von 850°C bis 1050°C erwärmt werden kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Bor-Quellenmaterial ein Borpulver, ein Borverbindungspulver und ein Ferrobor-Pulver enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Borverbindungspulver ein Borkarbidpulver (B4C) oder ein Boroxidpulver (B2O3) enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei weiter ein aktives Pulver in die Retorte geladen werden kann und dann die Reaktion zwischen dem Eisenpulver und dem Bor-Quellenmaterial durchgeführt wird.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das aktive Pulver mindestens eins aus Na3AlF6, KBF4, AlF3, NaCl, NaF, CaF2 und NH4Cl enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei in einem Pulvergemisch, das das Eisenpulver, das Bor-Quellenmaterial und das aktive Pulver enthält, eine Menge des Bor-Quellenmaterials in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-% liegen kann und eine Menge des aktiven Pulvers in einem Bereich von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-% liegt.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein durchschnittlicher Durchmesser des Bor-Quellenmaterials geringer sein kann als ein durchschnittlicher Durchmesser des Eisenpulvers.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Bor-Quellenmaterial ein Borgas oder ein Borverbindungsgas sein kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Borgas oder das Borverbindungsgas mit einem Trägergas gemischt sein kann, um ein zu ladendes Mischgas zu bilden.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Borverbindungsgas ein beliebiges aus B2H6, BF3, BCl3, BI3, BBr3, (CH3)3B und (C2H5)3B enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine Menge des Borgases oder des Borverbindungsgases in dem Mischgas in einem Bereich von 2 Vol.-% bis 40 Vol.-% liegen kann.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines Verbindungspulvers geschaffen, wobei die Vorrichtung enthält: eine drehbare Retorte; und einen Ofenaufbau, der einen die Retorte umgebenden Rahmen und eine in dem Rahmen angeordnete Heizeinheit zum Erwärmen der Retorte enthält.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Ofenaufbau eine Vielzahl von Teil-Ofenaufbauten enthalten kann, die voneinander trennbar und bezüglich einander beweglich sind.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Teil-Ofenaufbau enthalten kann: einen ersten Teil-Ofenaufbau, der einen ersten Unterrahmen, der angeordnet ist, einen Teil einer äußeren Umfangsfläche der Retorte zu umgeben, und eine erste, innerhalb des ersten Unterrahmens angeordnete Heizeinheit enthält; und einen zweiten Teil-Ofenaufbau, der einen zweiten Unterrahmen, der an einem übrigen Teil der äußeren Umfangsfläche der Retorte angeordnet ist, und eine zweite, innerhalb des zweiten Unterrahmens angeordnete Heizeinheit enthält.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für ein Bor-Legierungs-Pulvergemisch geschaffen, wobei das Verfahren enthält: Ansetzen eines gemischten Pulvers, das ein Bor-Eisen-Legierungspulver und ein Zielpulver enthält; und Wärmebehandeln des gemischten Pulvers, um einen borierten Bereich im Zielpulver zu bilden, indem zumindest ein Teil des Zielpulvers boriert wird, und einen entborierten Bereich im Bor-Eisen-Legierungspulver zu bilden, indem zumindest ein Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers entboriert wird, wodurch der Schmelzpunkt des Bor-Eisen-Legierungspulvers gesenkt wird.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Borgehalt im Bor-Eisen-Legierungspulver vor dem Entborieren 17 Atom-% oder mehr betragen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Borgehalt im Bor-Eisen-Legierungspulver nach dem Entborieren in einem Bereich von 5 Atom-% bis 35 Atom-% liegen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Borgehalt im Bor-Eisen-Legierungspulver nach dem Entborieren in einem Bereich von 10 Atom-% bis 25 Atom-% liegen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Entborieren durchgeführt werden kann, bis das Zielpulver vollständig boriert ist oder das Bor-Eisen-Legierungspulver vollständig entboriert ist.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Zielpulver ein Metall enthalten kann, das eine feste Lösung mit Bor bildet, oder das sich mit Bor kombiniert, um eine Borverbindung zu bilden.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Metall mindestens eins sein kann, das aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) ausgewählt ist.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Schmelzpunkt des borierten Bereichs im Zielpulver niedriger sein kann als ein Schmelzpunkt des Zielpulvers vor dem Borieren.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine Menge des Bor-Eisen-Legierungspulvers im gemischten Pulver in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-% liegen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das gemischte Pulver ein aktives Mittel in der Menge von 0,5 Gew.-% bis 20 Gew.-% enthält.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das aktive Mittel mindestens eins aus Na3AlF6, KBF4, AlF3, NaCl, NaF, CaF2 und NH4Cl enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Entborieren unter einer Antioxidationsatmosphäre durchgeführt werden kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Antioxidationsatmosphäre mindestens eine aus einer Stickstoffatmosphäre, einer Argonatmosphäre, einer Wasserstoffatmosphäre und einer Vakuumatmosphäre sein kann.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bor-Legierungs-Pulvergemisch geschaffen, das enthält: ein Bor-Eisen-Legierungspulver; und ein Zielpulver mit zumindest einem Teil, in dem ein borierter Bereich ausgebildet ist, wobei das Bor-Eisen-Legierungspulver zumindest einen Teil aufweist, in dem ein entborierter Bereich durch das Entborieren des Bor-Eisen-Legierungspulvers ausgebildet ist, wobei der entborierte Bereich einen durch Verringern eines Borgehalts aufgrund des Entborierens verursachten erniedrigten Schmelzpunkt aufweist.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Zielpulver vollständig boriert sein kann oder das Bor-Eisen-Legierungspulver vollständig ein entboriertes sein kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei sich der entborierte Bereich auf der Oberfläche des Bor-Eisen-Legierungspulvers befinden kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Bor-Eisen-Legierungspulver weiter mindestens eins aus Si und C enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der borierte Bereich entweder eine feste Metall-Bor-Lösung oder eine Borverbindung aus Metall und Bor sein kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Metall mindestens eins sein kann, das aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) ausgewählt ist.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Schmelzpunkt des borierten Bereichs niedriger sein kann als ein Schmelzpunkt des Metalls.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei sich der borierte Bereich auf der Oberfläche des Zielpulvers befinden kann.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für eine kombinierte Pulverstruktur geschaffen, wobei das Verfahren enthält: Erwärmen eines gemischten Pulvers, das ein entboriertes Bor-Eisen-Legierungspulver und ein boriertes Zielpulver enthält, auf eine vorgegebene Temperatur, um das entborierte Bor-Eisen-Legierungspulver mit dem borierten Zielpulver zu kombinieren.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Verfahren weiter enthalten kann: Ansetzen eines gemischten Pulvers, das ein Bor-Eisen-Legierungspulver und ein Zielpulver enthält, und Wärmebehandeln des gemischten Pulvers, um zumindest einen Teil des Zielpulvers zu borieren und zumindest einen Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers zu entborieren, wodurch ein Schmelzpunkt des Bor-Eisen-Legierungspulvers gesenkt wird.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Verfahren weiter enthalten kann: Zufügen anderen Pulvers zu dem entborierten Bor-Eisen-Legierungspulver und dem borierten Zielpulver, um das andere Pulver mit mindestens einem aus dem entborierten Bor-Eisen-Legierungspulver und dem borierten Zielpulver zu kombinieren.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das andere Pulver ein Pulver reinen Metalls, ein Legierungspulver oder ein Keramikpulver enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Legierungspulver ein selbstschmelzendes Legierungspulver enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Keramikpulver mindestens eins aus einem Metalloxid, einem Metallkarbid, einem Metallnitrid und einem Metallborid enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das gemischte Pulver weiter ein Borax, wie etwa Na2B4O7 10H2O, enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Borgehalt des Bor-Eisen-Legierungspulvers vor dem Entborieren 17 Atom-% oder mehr betragen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Borgehalt im Bor-Eisen-Legierungspulver in dem gemischten Pulver nach dem Entborieren in einem Bereich von 5 Atom-% bis 35 Atom-% liegen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Borgehalt des Bor-Eisen-Legierungspulvers in dem gemischten Pulver nach dem Entborieren in einem Bereich von 10 Atom-% bis 25 Atom-% liegen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Bor-Eisen-Legierungspulver weiter mindestens eins aus Si und C enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Zielpulver ein Metall enthalten kann, das eine feste Lösung mit Bor bildet, oder das sich mit Bor kombiniert, um eine Borverbindung zu bilden.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Zielpulver mindestens eins sein kann, das aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) ausgewählt ist.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Gehalt des Bor-Eisen-Legierungspulvers im gemischten Pulver in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-% liegen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das gemischte Pulver ein aktives Mittel in der Menge von 0,5 Gew.-% bis 20 Gew.-% enthält.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das aktive Mittel mindestens eins aus Na3AlF6, KBF4, AlF3, NaCl, NaF, CaF2 und NH4Cl enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Entborieren in einer Antioxidationsatmosphäre durchgeführt werden kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Antioxidationsatmosphäre mindestens eine aus einer Stickstoffatmosphäre, einer Argonatmosphäre, einer Wasserstoffatmosphäre und einer Vakuumatmosphäre sein kann.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine kombinierte Pulverstruktur geschaffen, die enthält: ein Zielpulver mit zumindest einem Teil, in dem ein borierter Bereich ausgebildet ist, und ein Bor-Eisen-Legierungspulver mit zumindest einem Teil, in dem ein entborierter Bereich ausgebildet ist, wobei sich der borierte Bereich und der entborierte Bereich miteinander kombinieren, indem zumindest ein Teil mindestens eines aus dem borierten Bereich und dem entborierten Bereich geschmolzen und verfestigt wird, oder indem der borierte Bereich und der entborierte Bereich gesintert werden.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei sich der entborierte Bereich auf der Oberfläche des Bor-Eisen-Legierungspulvers befinden kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Bor-Eisen-Legierungspulver weiter mindestens eins aus Si und C enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der borierte Bereich entweder eine feste Metall-Bor-Lösung oder eine Borverbindung aus Metall und Bor sein kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Metall mindestens eins sein kann, das aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) ausgewählt ist.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für ein Stahlrohr geschaffen, wobei das Verfahren enthält: Laden eines Pulvergemisches in ein Stahlrohr, wobei das Pulvergemisch ein Bor-Eisen-Legierungspulver mit zumindest einem Teil, in dem ein entborierter Bereich ausgebildet ist, und ein Zielpulver mit zumindest einem Teil enthält, in dem ein borierter Bereich ausgebildet ist; und Schmelzen des in das Stahlrohr geladenen Pulvergemisches durch Erwärmen und dann Erstarren des Pulvergemisches, um eine Beschichtungsschicht auf einer Innenfläche des Stahlrohrs auszubilden.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Schmelzen und dann Erstarren des Pulvergemisches so durchgeführt werden kann, dass das Stahlrohr mit dem dort hinein geladenen Pulvergemisch unter Drehung erwärmt und abgekühlt wird.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Laden des Pulvergemisches in das Stahlrohr enthalten kann: Mischen eines Bor-Eisen-Legierungspulvers und eines Zielpulvers; und Wärmebehandeln des Gemisches aus dem Bor-Eisen-Legierungspulver und dem Zielpulver, um zumindest einen Teil des Zielpulvers zu borieren, um den borierten Bereich auszubilden, und gleichzeitig zumindest einen Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers zu entborieren, um den entborierten Bereich zu bilden.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Bor-Eisen-Legierungspulver weiter mindestens eins aus Silizium und Kohlenstoff enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Zielpulver mindestens eins aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Gehalt des Bor-Eisen-Legierungspulvers in dem Pulvergemisch in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-% liegen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei durchschnittliche Partikelgrößen des Bor-Eisen-Legierungspulvers und des Zielpulvers in einem Bereich von 200 mesh (75 μm) bis 20 mesh (850 μm) nach ASTM-Standardsieben liegen können.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das gemischte Pulver in dem Stahlrohr weiter mindestens eins aus einem Chrom-Eisen-Legierungspulver und einem Flussmittel enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Chrom-Eisen-Legierungspulver 2 Gew.-% oder mehr Kohlenstoff und 50 Gew.-% oder mehr Chrom enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine Menge des Chrom-Eisen-Legierungspulvers im Pulvergemisch in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-% liegen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Chrom-Eisen-Legierungspulver weiter mindestens eins aus Eisen, Chrom, Silizium und Kohlenstoff enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine durchschnittliche Partikelgröße des Chrom-Eisen-Legierungspulvers in einem Bereich von 200 mesh (75 μm) bis 4 mesh (4800 μm) nach ASTM-Standardsieben liegen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine Drehzahl des Stahlrohrs in einem Bereich von 5 G bis 120 G liegen kann, wobei sich G aus der folgenden Gleichung ergibt: G = Zentrifugalkraft/Schwerkraft = 5,6 × 10–7 × Innendurchmesser des Stahlrohrs (mm) × (Drehzahl (min–1))2.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Erwärmen durch ein beliebiges aus Brenngasheizung, elektrischer Widerstandsheizung und Hochfrequenz-Induktionsheizung durchgeführt werden kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Erwärmen bei einer Heiztemperatur von 1000°C bis 1500°C durchgeführt werden kann.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Stahlrohr geschaffen, wobei das Stahlrohr enthält: eine Beschichtungsschicht auf einer Innenfläche des Stahlrohrs, wobei die Beschichtungsschicht eine erstarrte Struktur aufweist, die durch Schmelzen und Erstarren eines Bor-Eisen-Legierungspulvers und eines Zielpulvers ausgebildet ist, wobei das Bor-Eisen-Legierungspulver als Matrixmetall oder Bindemittel wirkt und zumindest einen Teil aufweist, in dem ein entborierter Bereich ausgebildet ist, wobei das Zielpulver zumindest einen Teil aufweist, in dem ein borierter Bereich ausgebildet ist.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Beschichtungsschicht weiter eine Chrom-Eisen-Legierung als Verstärkungsmittel enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Verstärkungsmittel Eisen, 10 Gew.-% bis 80 Gew.-% Chrom, 2 Gew.-% bis 10 Gew.-% Kohlenstoff und 2,5 Gew.-% oder weniger Silizium enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Bindemittel Eisen und Bor enthalten kann, wobei das Verstärkungsmittel zumindest eins aus Eisen, Chrom, Silizium und Kohlenstoff enthält.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Bindemittel einen Borgehalt in einem Bereich von 5 Atom-% bis 35 Atom-% aufweisen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Beschichtungsschicht zumindest eins aus Eisen, Chrom, Silizium, Kohlenstoff und Bor enthalten kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Borgehalt der Beschichtungsschicht in einem Bereich von mehr als 0 Gew.-% bis 10 Gew.-% oder weniger liegen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Kohlenstoffgehalt der Beschichtungsschicht in einem Bereich von mehr als 0 Gew.-% bis 10 Gew.-% oder weniger liegen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Chromgehalt der Beschichtungsschicht in einem Bereich von mehr als 0 Gew.-% bis 60 Gew.-% oder weniger liegen kann.
  • Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Siliziumgehalt der Beschichtungsschicht in einem Bereich von mehr als 0 Gew.-% bis 2,5 Gew.-% oder weniger liegen kann.
  • Vorteilhafte Wirkungen
  • Wenn eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Eisen-Bor-Verbindungspulver gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, kann Eisen-Bor-Verbindungspulver mit hoher Härte und ausgezeichneten selbstschmelzenden und Hafteigenschaften erzielt werden.
  • Ein gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestelltes Bor-Legierungs-Pulvergemisch enthält Bor-Legierungs-Pulvergemisch mit einem niedrigeren Borgehalt; verursacht durch Entborieren und Verringern des Borgehalts, kann das Bor-Legierungs-Pulver einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen. Außerdem kann in einigen Fällen ein Zielpulver im Pulvergemisch eine erhöhte Härte und einen erniedrigten Schmelzpunkt aufweisen, verursacht durch Borieren und Erhöhen des Borgehalts. Demgemäß werden im Falle des Bor-Legierungs-Pulvergemisches gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das entborierte Bor-Eisen-Legierungspulver und das borierte Zielpulver nicht getrennt, und diese Pulver können direkt verwendet werden, oder anderes Verbindungspulver höherer Härte wird dazu hinzugefügt, und dann wird das Ergebnis bei einer relativ niedrigen Temperatur zur Verwendung bei der Bereitung einer kombinierten Pulverstruktur hoher Härte erwärmt.
  • Eine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellte kombinierte Pulverstruktur enthält ein Pulvergemisch, das ein Bor-Eisen-Legierungspulver mit einem niedrigeren Borgehalt aufgrund von Entborieren und ein Zielpulver mit einem höheren Borgehalt aufgrund von Borieren enthält, und das Bor-Eisen-Legierungspulver kann aufgrund der Verringerung des Borgehalts einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen, und das Zielpulver kann aufgrund der durch Borieren verursachten Erhöhung des Borgehalts eine höhere Härte und einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen. Demgemäß werden im Falle des Bor-Legierungs-Pulvergemisches gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das entborierte Bor-Eisen-Legierungspulver und das borierte Zielpulver nicht getrennt, und diese Pulver können direkt verwendet werden, oder anderes Verbindungspulver höherer Härte wird dazu hinzugefügt, und dann wird das Ergebnis bei einer relativ niedrigen Temperatur zur Verwendung bei der Bereitung einer kombinierten Pulverstruktur hoher Härte erwärmt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können ein Stahlrohr mit ausgezeichneten Verschleißfestigkeits-, Oxidationsfestigkeits- und Korrosionsfestigkeitseigenschaften und ein Verfahren zum Herstellen des Stahlrohrs zu niedrigen Kosten verwirklicht werden. Außerdem kann aufgrund hoher Härtungsfähigkeit sehr hohe Härte und Festigkeit ohne eine getrennte Wärmebehandlung erzielt werden.
  • Die oben beschriebenen Wirkungen sind beispielhaft nur für einige Ausführungsformen vorgesehen und schränken den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht ein.
  • Beschreibung der Zeichnung
  • 1 bis 3 sind schematische Ansichten einer Vorrichtung zum Herstellen eines Verbindungspulvers, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine Schnittansicht des unter Verwendung des Verfahrens zur Herstellung von Verbindungspulver hergestellten Eisen-Bor-Verbindungspulverpartikels, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist eine Schnittansicht des gemäß dem Versuchsbeispiel hergestellten Eisen-Bor-Verbindungspulvers, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 zeigt Röntgenbeugungs-(XRD-)Analyseergebnisse des gemäß dem Versuchsbeispiel hergestellten Eisen-Bor-Verbindungspulvers, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7 und 8 sind Ansichten zum Erläutern des Entborierens des Bor-Eisen-Legierungspulvers und Borierens des Zielpulvers, das in dem Pulvergemisch auftritt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9 ist eine beispielhafte Ansicht einer durch Borieren des Zielpulvers gebildeten Struktur, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10 ist ein Phasendiagramm von Eisen und Bor, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 11 zeigt Röntgenbeugungsergebnisse des Bor-Eisen-Legierungspulvers und des Chrompulvers (Cr) in dem Pulvergemisch vor dem Entborieren, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12 zeigt Röntgenbeugungsergebnisse des Bor-Eisen-Legierungspulvers und des Chrompulvers (Cr) in dem Pulvergemisch nach dem Entborieren, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 13 und 14 sind Schnittansichten des Bor-Eisen-Legierungspulvers und des Chrompulvers (Cr) in dem Pulvergemisch nach dem Entborieren bzw. zeigen ESMA-Analyseergebnisse des Bor-Eisen-Legierungspulvers und des Chrompulvers in dem Pulvergemisch nach dem Entborieren, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 15 zeigt die Mikrostruktur der gemäß dem Versuchsbeispiel hergestellten kombinierten Pulverstruktur, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 16 zeigt die Mikrostruktur der gemäß einem Versuchsbeispiel hergestellten kombinierten Pulverstruktur, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 17 bis 20 sind schematische Ansichten des Stahlrohrs, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 21 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlrohrs darstellt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 22 ist eine Schnittansicht eines Teils des Stahlrohrs, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 23 bis 25 sind Kurven der Härte eines Schnitts durch die gebildete Beschichtungsschicht, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 26 bis 28 zeigen die Mikrostruktur der gebildeten Beschichtungsschicht, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Beste Ausführungsweise
  • Die vorliegende Erfindung wird nun ausführlicher mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben, in der beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Die Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden, und sie sollte nicht als durch die hier dargelegten Ausführungsformen eingeschränkt ausgelegt werden; vielmehr sind diese Ausführungsformen vorgesehen, damit diese Offenbarung gründlich und geschlossen ist und Fachleuten das Konzept der Erfindung vollständig vermittelt. Außerdem können zum Erleichtern der Beschreibung die Größen von Elementen in der Zeichnung zur Verdeutlichung übertrieben sein.
  • In den folgenden Ausführungsformen sind die x-Achse, die y-Achse und die z-Achse nicht auf die drei Achsen in einem rechtwinkligen Koordinatensystem beschränkt und können so aufgefasst werden, dass sie eine umfassendere Bedeutung einschließen, einschließlich der oben vorgesehenen Beschreibung. Zum Beispiel können die x-Achse, die y-Achse und die z-Achse senkrecht zueinander stehen bzw. können auch drei andere Richtungen angeben, die nicht senkrecht zueinander stehen.
  • Der hier benutzte Begriff „Eisen-Bor-Legierung” kann ungefähr 10 Gew.-% oder mehr Bor enthalten und ist eine Eisen und Bor enthaltende Verbindung mit einem Schmelzpunkt von ungefähr 1450°C oder mehr und kann Ferrobor, eine Eisen-Bor-Legierung oder dergleichen genannt sein.
  • Außerdem ist der hier benutzte Begriff „Zielpulver” Pulver, das aufgrund von Bor, das von einem Bor-Eisen-Legierungspulver geliefert wird, boriert werden soll und mit dem Bor-Eisen-Legierungspulver zu mischen ist, um ein gemischtes Pulver zu bilden.
  • In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein Bor-Eisen-Legierungspulver ein Bor-Quellenmaterial, das Bor zum Borieren eines Zielpulvers liefert und entboriert wird, um den Borgehalt während des Borierens des Zielpulvers zu reduzieren. Außerdem kann das Zielpulver nach dem Borieren als Bindemittel mit einem niedrigen Schmelzpunkt verwendet werden. Das durch ein Bor-Eisen-Legierungspulver durchgeführte Borieren des Zielpulvers und das Entborieren des Bor-Eisen-Legierungspulvers können derart durchgeführt werden, dass das Zielpulver und das Bor-Eisen-Legierungspulver gemischt werden und dann das Gemisch wärmebehandelt wird. Demnach kann die Wärmebehandlung auch als Entborierungsschritt oder Entborierungsvorgang in Hinsicht auf das Bor-Eisen-Legierungspulver bezeichnet werden.
  • Das Bor-Eisen-Legierungspulver, das zumindest einen Teil aufweist, in dem ein entborierter Bereich gebildet ist, auf den hier Bezug genommen ist, bezieht sich auf das Bor-Eisen-Legierungspulver, das einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als ein Bor-Eisen-Legierungspulver, in dem der entborierte Bereich nicht gebildet ist. Mit Bezug auf das Eisen-Bor-Phasendiagramm von 10 beträgt der Schmelzpunkt von Eisen 1538°C, und der Schmelzpunkt von Bor beträgt 2092°C. Wenn Eisen 64 Atom-% Bor zugefügt werden, kann eine peritektische Umwandlung bei einer Temperatur von 1500°C auftreten, und wenn 17 Atom-% Bor zugefügt werden, kann die peritektische Umwandlung bei einer relativ niedrigen Temperatur von 1174°C auftreten. Demgemäß kann sich, wenn der Borgehalt in der Bor-Eisen-Legierung von 50 Atom-% auf 17 Atom-% gesenkt wird, der Schmelzpunkt von Ferrobor von 1650°C auf 1174°C verringern.
  • Wenn zum Beispiel der anfängliche Borgehalt des Bor-Eisen-Legierungspulvers 50 Atom-% beträgt und während des Entborierens ein entborierter Bereich mit dem Borgehalt von 17 Atom-% auf der Oberfläche des Bor-Eisen-Legierungspulvers gebildet wird, kann die Bildung des entborierten Bereichs zu einer Verringerung des Schmelzpunktes der Oberfläche des Bor-Eisen-Legierungspulvers von 1650°C auf 1174°C führen, wodurch die Schmelztemperatur um ungefähr 480°C gesenkt wird. Demgemäß bezieht sich das Bor-Eisen-Legierungspulver, das zumindest einen Teil aufweist, in dem der entborierte Bereich ausgebildet ist, auf ein Bor-Eisen-Legierungspulver, das einen niedrigeren Borgehalt aufweist als sein anfänglicher Borgehalt.
  • Außerdem kann das Bor-Eisen-Legierungspulver weiter mindestens eins aus Silizium (Si) oder Kohlenstoff (C) enthalten, und in diesem Fall kann aufgrund des Entborierens der Schmelzpunkt des Bor-Eisen-Legierungspulvers weiter auf unter 1174°C gesenkt sein. Ein Siliziumgehalt kann 5 Gew.-% oder weniger betragen, und ein Kohlenstoffgehalt kann 2 Gew.-% oder weniger betragen.
  • Ähnlich bedeutet das Ausbilden eines borierten Bereichs zumindest in einem Teil des Zielpulvers, dass das Zielpulver einen Teil aufweist, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als der des nicht borierten Zielpulvers. Wenn zum Beispiel mit Bezug auf 10 das Zielpulver reines Eisenpulver ist, wird das Zielpulver durch das Bor-Eisen-Legierungspulver boriert, und somit erhöht sich sein Borgehalt von 0 auf 17 Atom-%. Der Schmelzpunkt des Zielpulvers sinkt von 15380°C auf eine Prozesstemperatur von 1174°C, die eine eutektische Temperatur ist. Außerdem sinkt, selbst wenn Fe2B als Borverbindung in dem borierten Bereich gebildet wird, der Schmelzpunkt des Zielpulvers auf 1389°C, was niedriger ist als der Schmelzpunkt von reinem Eisen von 1538°C.
  • Das Zielpulver ist Metall mit einer Affinität zu Bor, und ein solches Metall braucht nicht eingeschränkt zu sein, solange das Metall mit Bor kombiniert wird, um eine Borverbindung zu bilden. Zum Beispiel kann das Zielpulver mindestens eins aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) enthalten.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden genau beschrieben.
  • 1 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung 100 zum Herstellen eines Verbindungspulvers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die senkrecht zu einer x-Richtung liegt. Mit Bezug auf 1 enthält die Vorrichtung 100 eine Retorte 10 und einen Ofenaufbau 20 zum Erwärmen der Retorte 10.
  • Die Retorte 10 kann eine Form eines hohlzylindrischen Rohrs aufweisen, das sich in einer y-Richtung erstreckt. Die Retorte 10 weist einen Innenraum auf, in den ein gemischtes Pulver 40 aus zwei oder mehr Arten von Pulver zum Herstellen von Verbindungspulver geladen wird, und das gemischte Pulver 40 ist vor Oxidation und Sintern geschützt. Die Retorte 10 mischt die geladenen Pulver, um das gemischte Pulver 40 zu bilden. Die Retorte 10 kann bezüglich einer Mittellinie rotieren, die sich in der y-Achsenrichtung erstreckt, wie in der in 1 dargestellten Pfeilrichtung. Die Retorte 10 weist einen Endbereich mit einer Tür 30 zum Laden der Pulver auf.
  • Der Ofenaufbau 20 enthält einen Rahmen 21, der die Retorte 10 umhüllt, und eine Heizeinheit 22, die angeordnet ist, die Retorte 10 in dem Rahmen 21 zu erwärmen. Die Heizeinheit 22 kann eine beliebige aus verschiedenen Heizquellen zum Erzeugen von Wärme sein, die einer äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 zugeführt werden soll. Ein Beispiel der Heizeinheit kann eine elektrische Widerstandsheizung, eine Hochfrequenz-Induktionsheizung oder eine Halogenlampe sein.
  • Der Ofenaufbau 20 kann eine Vielzahl von Teil-Ofenaufbauten aufweisen, die voneinander trennbar und bezüglich einander beweglich sind. 2 ist eine Schnittansicht der Vorrichtung 100, die eine Vielzahl von Teil-Ofenaufbauten senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Retorte 10 (das heißt, der y-Richtung von 1) enthält.
  • Zum Beispiel kann, wie in 2 dargestellt, der Ofenaufbau 20 zwei Teil-Ofenaufbauten enthalten, wie etwa einen ersten Teil-Ofenaufbau 20a und einen zweiten Teil-Ofenaufbau 20b. Der erste Teil-Ofenaufbau 20a enthält einen ersten Unterrahmen 21a, der angeordnet ist, einen Teil der äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 zu umhüllen, und eine erste, innerhalb des ersten Unterrahmens 21a angeordnete Heizeinheit 22a. Der zweite Teil-Ofenaufbau 20b enthält einen zweiten Unterrahmen 21b, der angeordnet ist, die übrige äußere Umfangsfläche der Retorte 10 zu umhüllen, und eine zweite, innerhalb des zweiten Unterrahmens 21b angeordnete Heizeinheit 22b.
  • Wie in 2 dargestellt, kann der erste Teil-Ofenaufbau 20a oberhalb der Retorte 10 angeordnet sein, und der zweite Teil-Ofenaufbau 20b kann unter der Retorte 10 angeordnet sein, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können der erste Teil-Ofenaufbau und der zweite Teil-Ofenaufbau auf der linken bzw. der rechten Seite der Retorte 10 angeordnet sein.
  • Wie oben beschrieben, sind der erste und der zweite Teil-Ofenaufbau 20a und 20b des Ofenaufbaus 20 mit der äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 gekoppelt, um die Retorte 10 zu erwärmen. Andererseits können der erste und der zweite Teil-Ofenaufbau 20a und 20b voneinander getrennt und von der äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 entfernt werden, um die Retorte 10 abzukühlen. 3 ist eine Ansicht der Retorte 10, von der der Ofenaufbau 20 entfernt ist.
  • Weiter ist ein Element 50 innerhalb der Retorte 10 vorgesehen. Das Element 50 ermöglicht, dass sich das gemischte Pulver 40 entlang einer Innenfläche der Retorte 10 dreht, wenn die Retorte 10 rotiert.
  • Wenn die Vorrichtung 100 verwendet wird, wird das in die Retorte 10 geladene gemischte Pulver 40 erwärmt, um eine Reaktion zwischen Materialien des gemischten Pulvers 40 herbeizuführen, um ein erwünschtes Verbindungspulver zu erzielen.
  • Zum Beispiel kann Eisen-Bor-Verbindungspulver unter Verwendung der Vorrichtung 100 hergestellt werden. Wenn das gemischte Pulver 40 Eisenpulver und ein Bor-Quellenmaterial enthält, reagieren das Eisenpulver und das Bor-Quellenmaterial miteinander in der Retorte 10, wodurch das Eisenpulver boriert wird, um das Eisenpulver in ein Eisen-Bor-Verbindungspulver umzuwandeln. Die Eisen-Bor-Verbindung kann FeB, Fe2B oder ein Gemisch davon sein.
  • Das Bor-Quellenmaterial kann ein Material zum Zuführen von Bor sein, das mit Eisenpulver reagiert, und kann als Pulver vorgesehen sein. Demgemäß werden das Eisenpulver und das Bor-Quellenmaterial-Pulver miteinander gemischt, und dann wird das gemischte Pulver in die Retorte 10 der Vorrichtung 100 geladen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können das Eisenpulver und das Bor-Quellenmaterial-Pulver getrennt, ohne Mischen, in die Retorte 10 geladen werden.
  • Das Eisenpulver kann ein Eisen mit relativ niedrigen anderen Legierungselementen einschließlich Kohlenstoff sein, das heißt reines Eisen. Wenn Eisen andere Legierungselemente aufweist, ist eine Diffusionsrate von Bor niedrig, und somit wird die Bildung einer Eisen-Bor-Verbindung unterdrückt, sodass es schwer gemacht ist, gleichmäßig eine Verbindung von der Oberfläche zur Mitte von Pulver-Partikeln zu bilden. Das Eisenpulver kann durch Entkohlen von Kugelstrahl-Abfall nach der Verwendung als Kohlenstoffstahl bereitet werden.
  • Das Bor-Quellenmaterial kann zum Beispiel mindestens eins aus einem Borpulver, einem Borverbindungspulver und einem Ferrobor-Pulver enthalten. Die Borverbindung kann zum Beispiel Borkarbid (B4C) oder Boroxid (B2O3) enthalten.
  • Ein durchschnittlicher Durchmesser der Bor-Quellenmaterial-Pulverpartikel kann geringer sein als ein durchschnittlicher Durchmesser der Eisenpulver-Partikel. Dies dient dazu, nach dem Borieren das während des Borierens gebildete Eisen-Bor-Verbindungspulver leichter vom verbleibenden Bor-Quellenmaterialpulver zu trennen. Zum Beispiel kann ein Durchmesser von Bor-Quellenmaterial-Pulverpartikeln in einem Bereich von 5 μm bis 950 μm liegen, und ein Durchmesser von Eisenpulver-Partikeln kann in einem Bereich von 10 μm bis 1000 μm liegen.
  • Wenn der Durchmesser von Eisenpulver-Partikeln 1000 μm überschreitet, ist es schwierig, gleichmäßig eine Verbindung von der Oberfläche zur Mitte des Eisenpulvers zu bilden. Wenn der Durchmesser von Eisenpulver-Partikeln geringer ist als 10 μm, ist es schwierig, das während des Borierens gebildete Eisen-Bor-Verbindungspulver vom verbleibenden Bor-Quellenmaterialpulver zu trennen.
  • Weiter kann ein aktives Mittel dem gemischten Pulver 40, das das Eisenpulver und das Bor-Quellenmaterial enthält, in der Retorte 10 zugesetzt werden, um das Eisenpulver mit dem Bor-Quellenmaterial reagieren zu lassen. Das aktive Mittel kann eine Reaktionstemperatur des Eisenpulvers und des Bor-Quellenmaterials senken, um die Reaktion zwischen Eisen und Bor weiter zu aktivieren. Das aktive Mittel kann mindestens eins aus Na3AlF6, KBF4, AlF3, NaCl, NaF, CaF2 und NH4Cl enthalten.
  • Wenn das Eisenpulver, das Bor-Quellenmaterial in Pulverform und das aktive Mittel gemischt werden, um ein Gemisch zu bilden, kann eine Menge des Bor-Quellenmaterials in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-% in dem Gemisch liegen, und eine Menge des aktiven Mittels kann in einem Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-% in dem Gemisch liegen.
  • Dann wird die Retorte 10 rotieren gelassen und unter Verwendung der Heizeinheit 22 des Ofenaufbaus 20 erwärmt.
  • Wenn der Ofenaufbau 20 nicht mit der äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 gekoppelt ist, wird der Ofenaufbau 20 bewegt und dann mit der äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 gekoppelt, und dann werden die erste und die zweite Heizeinheit 20a und 20b des Ofenaufbaus 20 angesteuert, die Retorte 10 zu erwärmen.
  • Wenn der Ofenaufbau 20 den ersten Teil-Ofenaufbau 20a und den zweiten Teil-Ofenaufbau 20b enthält, die über bzw. unter der Retorte 10 angeordnet sind, wie in 2 dargestellt, werden der erste Teil-Ofenaufbau und der zweite Teil-Ofenaufbau 20a und 20b so bewegt, dass sie mit der äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 gekoppelt werden.
  • Da die Retorte 10 während des Erwärmens rotiert, wie in 1 dargestellt, werden die Pulverpartikel in dem gemischten Pulver 40 gleichmäßig gemischt, und die durch die Heizeinheit 22 eingebrachte Wärme wird dem gemischten Pulver 40 gleichmäßig zugeführt.
  • Wie oben beschrieben, wird die Retorte 10 erwärmt, das Eisenpulver reagiert mit Bor-Quellenmaterial-Pulver in dem in die Retorte 10 geladenen gemischten Pulver 40, wodurch Eisenpulver boriert wird. Das von dem Bor-Quellenmaterial zugeführte Bor kann gemäß dem zweiten Diffusionsgesetz von der Oberfläche in das Innere des Eisenpulvers diffundieren.
  • Wenn die Konzentration von in Eisenpulver diffundiertem Bor niedrig ist, wird eine Diffusionsschicht, in der sich das Bor befindet, in das Eisen bewegt; dadurch wird eine feste Eisen-Bor-Lösung gebildet. Wenn sich die Konzentration von Bor jedoch erhöht, kann eine Eisen-Bor-Verbindung, wie etwa FeB oder Fe2B, aufgrund der Reaktion zwischen Eisen und Bor gebildet werden.
  • Demgemäß kann das Eisenpulver während des Borierens je nach der Konzentration von Bor verschiedene Bereiche in einer Richtung von seiner Oberfläche nach innen aufweisen, wie in 4 dargestellt. Zum Beispiel weist das Eisenpulver drei Bereiche auf, enthaltend eine FeB-Schicht 41, eine Fe2B-Schicht 42 und eine Schicht 43 einer festen Eisen-Bor-Lösung, wie in 4A dargestellt. Zum Beispiel weist das Eisenpulver zwei Bereiche auf, enthaltend eine Fe2B-Schicht 42 und eine Schicht 43 einer festen Bor-Lösung, wie in 4B dargestellt. Zum Beispiel weist das Eisenpulver einen Bereich auf, der eine FeB- oder Fe2B-Verbindung 44 enthält, wie in 4C dargestellt.
  • Eine Dicke x der Verbindungsschicht kann von einer Behandlungstemperatur und -zeit gemäß dem folgenden zweiten Diffusionsgesetz abhängen (Gleichung 1). Hier gibt „x” die Dicke der Verbindungsschicht an, „t” gibt eine Verfahrenszeit an, und „D” gibt einen Diffusionskoeffizienten an. x = (Dt)1/2 (Gleichung 1)
  • Wie oben beschrieben, sinkt, wenn Eisen andere Legierungselemente aufweist, die Diffusionsrate von Bor, die Bildung von FeB oder Fe2B wird unterdrückt, und es ist schwer, gleichmäßig eine Verbindung von der Oberfläche bis zur Mitte des Pulvers zu bilden. Wenn der Durchmesser der Eisenpulverpartikel zu groß ist, ist es schwierig, das gesamte Eisenpulver gleichmäßig in die Verbindung umzuwandeln. Demgemäß können aus diesem Aspekt die Eisenpulverpartikel reines Eisenpulver mit einem Durchmesser von höchstens 1000 μm sein.
  • Die Behandlungstemperatur kann mindestens bei 850°C zum Borieren von Eisen gehalten werden. Die Behandlungstemperatur kann niedriger als der niedrigste Schmelzpunkt der Eisen-Bor-Legierung, das heißt, 1177°C, gehalten werden, um die Bildung einer Schicht einer flüssigen Eisen-Bor-Verbindung während des Borierens zu verhindern. Die Behandlungstemperatur kann zum Beispiel 1050°C oder niedriger betragen.
  • Die Behandlungszeit kann in einem Bereich von 30 Minuten bis 600 Minuten liegen. Wenn die Behandlungszeit kürzer als 30 Minuten ist, wird das Eisenpulver möglicherweise nicht ausreichend boriert. Wenn die Behandlungszeit länger als 600 Minuten ist, kann das Borieren über seinen Sättigungszustand hinaus reichen, und somit kann weiteres Borieren unnötig sein.
  • Wenn das Borieren des Eisenpulvers in der Retorte 10 beendet ist, wird der Ofenaufbau 20 getrennt und von der äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 entfernt. Aufgrund des Entfernens des Ofenaufbaus 20 wird die zum Erwärmen der Retorte 10 verwendete Heizeinheit 22 entfernt, und demgemäß kann die Retorte 10 beginnen, natürlich abzukühlen. Da die Retorte 10 weiter rotiert, können Pulver in der Retorte 10 gleichmäßig abgekühlt werden.
  • Nachdem die Retorte 10 ausreichend abgekühlt ist, wird das Pulvergemisch, das das Eisen-Bor-Verbindungspulver enthält, aus der Retorte 10 entladen.
  • Das Pulvergemisch kann Eisen-Bor-Verbindungspulver, das durch Reagieren des Eisenpulvers und des Bor-Quellenmaterial-Pulvers gebildet ist, verbleibendes Quellenpulver und das Pulver des aktiven Mittels enthalten. Demgemäß kann ein Trennvorgang durchgeführt werden, um das Pulvergemisch in Eisen-Bor-Verbindungspulver und die anderen Pulver zu trennen. Der Trennvorgang kann unter Verwendung zum Beispiel eines Siebes durchgeführt werden, um das Eisen-Bor-Verbindungspulver und die anderen Pulver von dem Pulvergemisch zu trennen.
  • Als weitere Ausführungsform zum Herstellen des Eisen-Bor-Verbindungspulvers kann Bor-Zufuhrgas als Bor-Quellenmaterial anstelle eines Pulvers in fester Phase verwendet werden. Das Bor-Zufuhrgas ist Gas zum Zuführen von Bor zum Reagieren mit Eisenpulver und kann Borgas oder Borverbindungsgas enthalten. Das Borverbindungsgas kann ein beliebiges aus B2H6, BF3, BCl3, BI3, BBr3, (CH3)3B und (C2H5)3B enthalten.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird Eisenpulver als Quellenmaterial 40 in die Retorte 10 geladen. Dann wird die Retorte 10 unter Verwendung des Ofenaufbaus 20 auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt. Während die Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich, zum Beispiel 850°C bis 1050°C, gehalten wird, wird Bor-Zufuhrgas in die Retorte 10 geleitet. Die Retorte 10 kann rotiert werden, um zu ermöglichen, dass das Eisenpulver und das Bor-Zufuhrgas gleichmäßig miteinander reagieren.
  • Das Bor-Zufuhrgas kann in die Retorte 10 durch ein Gasrohr (nicht gezeigt) geleitet werden, das sich von einem Gasspeicher (nicht gezeigt) ins Innere der Retorte 10 erstreckt. Das Bor-Zufuhrgas kann in der Form eines gemischten Gases zugeführt werden, das durch Mischen mit einem Trägergas bereitet ist. Eine Menge des Bor-Zufuhrgases kann, basierend auf dem Mischgas, in einem Bereich von 2 Vol.-% bis 40 Vol.-% liegen.
  • Wenn die Reaktion zwischen dem Eisenpulver und dem Bor-Zufuhrgas in der Retorte 10 vollständig durchgeführt ist, wird die Zufuhr von Bor-Zufuhrgas unterbrochen, und dann wird der Ofenaufbau 20 von der Retorte 10 getrennt, um die Retorte 10 abzukühlen. Um gleichmäßige Abkühlung zu erreichen, kann die Retorte 10 rotieren.
  • Nach dem Beenden der Abkühlung wird das durch die Reaktion mit Eisenpulver erzeugte Eisen-Bor-Verbindungspulver aus der Retorte 10 entladen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Bor-Quellenmaterial in der Form von Gas zugeführt; anders als bei den vorhergehenden Ausführungsformen braucht der Trennvorgang zum Trennen des Eisen-Bor-Verbindungspulvers von anderem verbleibendem Pulver nicht weiter durchgeführt werden.
  • Nachstehend sind Versuchsbeispiele vorgesehen, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu unterstützen. Jedoch sind die Versuchsbeispiele hier nur zum Zweck der Erläuterung vorgesehen, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • [Versuchsbeispiel 1]
  • Eisenpulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 80 mesh bis 100 mesh (180 bis 150 μm) wurde mit Borkarbidpulver (B4C) mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 120 mesh (125 μm) oder weniger, das ein Bor-Quellenmaterial war, und Na3AlF6-Pulver gemischt, das ein aktives Mittel war, um ein gemischtes Pulver herzustellen. Eine Menge des Borkarbidpulvers betrug 10 Gew.-% und eine Menge des Na3AlF6-Pulvers betrug 1 Gew.-% in dem gemischten Pulver.
  • Das gemischte Pulver wurde in die Retorte 10 der Vorrichtung 100 von 1 geladen, und dann wurde die Retorte 100 3 Stunden lang auf eine Temperatur von 950°C erwärmt, um Eisenpulver zu borieren. Während des Erwärmens rotierte die Retorte 10 mit 50 min–1.
  • Als das Borieren beendet war, wurde der Ofenaufbau 20 von der äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 getrennt, und dann wurde die Retorte 10 unter Drehung abgekühlt, wie in 3 dargestellt. Nach dem Beenden das Abkühlens wurde das Pulvergemisch aus der Retorte 10 entladen und dann gesiebt, um das Pulvergemisch in das aus dem Borieren erzielte Eisen-Bor-Verbindungspulver und das verbleibende Borkarbidpulver aufzuteilen.
  • 5 zeigt eine Schnittansicht des gemäß dem vorliegenden Versuchsbeispiel hergestellten Eisen-Bor-Verbindungspulvers. Unter Bezug auf 5 ist bestätigt, dass das Pulver aus einer Eisen-Bor-Verbindung gebildet ist. 6 zeigt Röntgenbeugungsergebnisse des Pulvers, und unter Bezug auf 6 ist bestätigt, dass das Pulver aus Fe2B als Eisen-Bor-Verbindung gebildet ist.
  • Die Härte des Pulvers wurde unter Verwendung eines Vickershärte-Prüfgeräts (Gewicht 20 g) gemessen. Der erzielte Härtewert beträgt bis zu HV 1650.
  • Nachstehend wird in Verbindung mit 7 und 8 Entborieren gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 7 zeigt eine Prinzipansicht, die ein Bor-Eisen-Legierungspulver 400 und ein Zielpulver 410 darstellt, die vor dem Entborieren miteinander in dem gemischten Pulver in Kontakt stehen.
  • Das Zielpulver 410 kann ein beliebiges aus verschiedenen metallischen Elementen sein, die Affinität zu Bor aufweisen und mit Bor kombiniert werden, um eine Borverbindung zu bilden. Ein solches metallisches Element kann zum Beispiel mindestens eins sein, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) besteht.
  • Unter Bezug auf 7 kann, wenn das gemischte Pulver, in dem das Bor-Eisen-Legierungspulver 400 in Kontakt mit dem Zielpulver 410 steht, auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt wird, das Bor aus dem Bor-Eisen-Legierungspulver 400 in das Zielpulver 410 diffundieren und dadurch das Zielpulver 410 aufgrund einer chemischen Reaktion borieren. Demgemäß wird das Bor-Eisen-Legierungspulver 400 entboriert, um den Boranteil darin zu v verringern, aber der Boranteil in dem Zielpulver 410 kann sich aufgrund der Zufuhr von Bor erhöhen.
  • Das Entborieren des Bor-Eisen-Legierungspulvers 400 kann von der Oberfläche des Bor-Eisen-Legierungspulvers 400 beginnen, und die Erhöhung des Borgehalts des Zielpulvers 410 kann ebenfalls von der Oberfläche des Zielpulvers 410 beginnen. 8 stellt beispielhaft einen entborierten Bereich 420 des Bor-Eisen-Legierungspulvers 400 und einen borierten Bereich 430 des Zielpulvers 410 dar, die während des Entborierens gebildet sind. Der entborierte Bereich 420 ist ein Bereich des Bor-Eisen-Legierungspulvers 400, in dem der Borgehalt aufgrund des Entborierens verringert ist, und der borierte Bereich 430 ist ein Bereich des Zielpulvers 410, in dem der Borgehalt aufgrund der Zufuhr von Bor erhöht ist.
  • Während des Entborierens kann der aufgrund des Entborierens auf der Oberfläche des Bor-Eisen-Legierungspulvers 400 gebildete entborierte Bereich 420 einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen als vor dem Verringern des Borgehalts. Dies wird mit Bezug auf das Eisen-(Fe)-Bor-(B)-Phasendiagramm von 10 erläutert.
  • Mit Bezug auf das Eisen-Bor-Phasendiagramm von 10 beträgt der Schmelzpunkt von Eisen 1538°C, und der Schmelzpunkt von Bor beträgt 2092°C. Wenn Eisen 64 Atom-% Bor zugefügt werden, kann die peritektische Umwandlung bei einer Temperatur von 1500°C auftreten. Wenn 17 Atom-% Bor zugefügt werden, kann die eutektische Umwandlung bei einer relativ niedrigen Temperatur von 1174°C auftreten. Demgemäß kann sich, wenn der Borgehalt in der Bor-Eisen-Legierung von 50 Atom-% auf 17 Atom-% gesenkt wird, der Schmelzpunkt der Bor-Eisen-Legierung von 1650°C auf 1174°C senken.
  • Wenn zum Beispiel der anfängliche Borgehalt des Bor-Eisen-Legierungspulvers 400 bei 50 Atom-% liegt und danach aufgrund des Entborierens der entborierte Bereich 420 mit dem Borgehalt von 17 Atom-% auf der Oberfläche des Bor-Eisen-Legierungspulvers 400 gebildet wird, kann die Bildung des entborierten Bereichs 420 zu einer Senkung des Schmelzpunktes der Oberfläche des Bor-Eisen-Legierungspulvers 400 von 1650°C auf 1174°C führen. Das heißt, die Temperatur des Schmelzpunkts sinkt um ungefähr 480°C.
  • Wie oben beschrieben, ist das Bor-Eisen-Legierungspulver 400 ein Bor-Quellenmaterial zum Borieren des Zielpulvers 410, und auch sein Schmelzpunkt ist aufgrund des durch die Abgabe von Bor verursachten Entborierens wesentlich gesenkt.
  • Der Borgehalt des Bor-Eisen-Legierungspulvers in dem Pulvergemisch vor dem Entborieren kann 17 Atom-% oder mehr betragen und kann zum Beispiel in einem Bereich von 17 Atom-% bis 80 Atom-% liegen. Außerdem kann nach dem Entborieren der Borgehalt des Bor-Eisen-Legierungspulvers in dem Pulvergemisch in einem Bereich von 5 bis 35 Atom-% und weiter in einem Bereich von 10 Atom-% bis 25 Atom-% liegen.
  • Außerdem kann das Bor-Eisen-Legierungspulver 400 weiter mindestens eins aus Silizium (Si) oder Kohlenstoff (C) enthalten, und in diesem Fall kann aufgrund des Entborierens der Schmelzpunkt des Bor-Eisen-Legierungspulvers 400 weiter auf unter 1174°C gesenkt sein. Der Si-Gehalt kann 5 Gew.-% oder weniger betragen, und ein C-Gehalt kann 2 Gew.-% oder weniger betragen.
  • Außerdem kann der auf der Oberfläche des Zielpulvers 410 gebildete borierte Bereich 430 entweder ein Bereich, in dem das Metall in dem Zielpulver 410 eine feste Lösung mit Bor bildet, oder eine Borverbindungsschicht sein, die durch die Reaktion zwischen Bor und dem Metall im Zielpulver 410 gebildet ist. Zum Beispiel kann vor dem Entborieren das Zielpulver 410 in dem gemischten Pulver Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) sein, und Borverbindungen davon können FeB, TiB2, CrB2, ZrB2, HfB2, VB2, AlB12, SiB6, NiB, CoB, TaB2, Mo2B5 oder W2B5 sein. Diese Borverbindungen können einen hohen Härtewert von HK 2000 oder mehr aufweisen.
  • Zum Beispiel kann in dem Fall, in dem das Zielpulver 410 ein Eisenpulver (Fe) ist, wenn die Konzentration des in das Eisenpulver diffundierenden Bors niedrig ist, eine Diffusionsschicht gebildet werden, in der das Eisen im borierten Bereich 430 eine feste Lösung mit Bor bildet, und wenn sich die Konzentration von Bor erhöht, können FeB oder Fe2B als Eisen-Bor-Verbindung aufgrund der Reaktion zwischen Eisen und Bor gebildet werden.
  • Zum Beispiel kann das Eisenpulver, wie in 9 dargestellt, während des Borierens von seiner Oberfläche nach innen je nach der Konzentration von Bor zu Schichten fester Lösung 430c, 430b und 430a (9A) von FeB-Fe2B-Bor oder zu Schichten fester Lösung 430b und 430a (9B) von Fe2B-Bor oder zu einer Verbindungsschicht 430d (9C) werden.
  • Eine Dicke x der Verbindungsschicht kann von einer Behandlungstemperatur und -zeit gemäß dem folgenden zweiten Diffusionsgesetz abhängen (Gleichung 2). Hier gibt „x” die Dicke der Verbindungsschicht an, „t” gibt eine Verfahrenszeit an, und „D” gibt einen Diffusionskoeffizienten an. x = (Dt)1/2 (Gleichung 2).
  • Zum Beispiel sinkt in dem Fall, in dem das Zielpulver Eisenpulver ist, wenn das Eisenpulver andere Legierungselemente aufweist, die Diffusionsrate von Bor, die Bildung von FeB oder Fe2B wird unterdrückt, und es ist schwer, gleichmäßig eine Verbindung von der Oberfläche bis zur Mitte des Pulvers zu bilden. Wenn der Durchmesser der Eisenpulver-Partikel zu groß ist, ist es schwierig, das gesamte Eisenpulver gleichmäßig in die Verbindung umzuwandeln. Demgemäß können aus diesem Aspekt die Eisenpulverpartikel reines Eisenpulver mit einem Durchmesser von höchstens 1000 μm sein. Oben beschriebene andere Zielpulver als Eisenpulver können aus demselben Grund einen Durchmesser von höchstens 1000 μm aufweisen und können in einem reinen Zustand davon verwendet werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und in Anbetracht von Zweck, Kosten und anderen Auswirkungen kann Legierungspulver, dem andere Elemente zugefügt sind, als Zielpulver verwendet werden.
  • Außerdem kann der Schmelzpunkt des borierten Bereichs 430 des Zielpulvers 410 niedriger sein als vor dem Borieren. Zum Beispiel wird mit Bezug auf 10, wenn das Zielpulver reines Eisenpulver ist, das Zielpulver durch das Bor-Eisen-Legierungspulver boriert; sein Borgehalt erhöht sich von 0 auf 17 Atom-%, und somit sinkt der Schmelzpunkt des Zielpulvers von 1538°C auf eine Prozesstemperatur von 1174°C, der eutektischen Temperatur. Außerdem beträgt, wenn der borierte Bereich Fe2B als Borverbindung aufweist, der Schmelzpunkt des Zielpulvers 1389°C, was niedriger ist als der Schmelzpunkt von reinem Eisen von 1538°C.
  • Demgemäß weisen in diesem Fall sowohl das Bor-Eisen-Legierungspulver, das als Bor-Quellenmaterial enthalten ist, als auch das Zielpulver, das dem Borieren unterworfen ist, die vor dem Entborieren in dem Pulvergemisch enthalten sind, einen niedrigeren Schmelzpunkt auf als vor dem Entborieren.
  • Demgemäß weist in dem Pulvergemisch, das dem Entborieren unterworfen wurde, zumindest ein Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers einen entborierten Bereich mit einem relativ niedrigen Borgehalt aufgrund des Entborierens auf, und zumindest ein Teil des Zielpulvers weist einen borierten Bereich auf. Somit wird das Pulvergemisch, das dem Entborieren unterworfen wurde, Borlegierungs-Pulvergemisch genannt.
  • Der entborierte Bereich mit einem relativ niedrigeren Borgehalt weist einen relativ niedrigen Schmelzpunkt auf, verglichen mit einem Bereich, der nicht entboriert ist und somit einen relativ hohen Borgehalt aufweist.
  • Der Entborierungsgrad des Bor-Eisen-Legierungspulvers oder der Borierungsgrad des Zielpulvers kann von Bedingungen beim Entborieren oder Größen des Bor-Eisen-Legierungspulvers und des Zielpulvers abhängen. Das heißt, wenn das Entborieren über einen ausreichend langen Zeitraum bei hoher Temperatur durchgeführt wird oder die Größen des Bor-Eisen-Legierungspulvers und des Zielpulvers klein sind, kann das Bor-Eisen-Legierungspulver vollständig entboriert werden, oder das Zielpulver kann vollständig boriert werden.
  • Wenn zum Beispiel FeB als Bor-Eisen-Legierungspulver mit Cr-Pulver gemischt wird und dann das Entborieren durchgeführt wird, kann ein Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers zu Fe2B entboriert werden, oder das Bor-Eisen-Legierungspulver kann aufgrund des Entborierens vollständig zu Fe2B entboriert werden. Ähnlich kann das Cr-Pulver aufgrund des Borierens teilweise oder vollständig zu CrB boriert werden.
  • Das entborierte Bor-Eisen-Legierungspulver in dem Pulvergemisch kann direkt als Bindemittel zum Binden des borierten Zielpulvers 410 verwendet werden. Das heißt, da das borierte Zielpulver mit dem Bor-Eisen-Legierungspulver mit einem niedrigeren Schmelzpunkt aufgrund des Entborierens in dem Pulvergemisch gemischt ist, kann das Pulvergemisch direkt zum Bereiten einer kombinierten Pulverstruktur ohne Abtrennen des borierten Zielpulvers verwendet werden.
  • Wenn zum Beispiel das dem Entborieren unterworfene Pulvergemisch auf eine höhere Temperatur als der Schmelzpunkt des Bor-Eisen-Legierungspulvers erwärmt wird, der aufgrund des Verringerns des Borgehalts gesenkt ist, kann zumindest ein Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers geschmolzen werden, um eine flüssige Phase zu bilden, und die flüssige Phase kann die borierten Zielpulverpartikel umhüllen und sie dadurch kombinieren. In diesem Fall umhüllt die durch Schmelzen zumindest eines Teils des Bor-Eisen-Legierungspulvers gebildete flüssige Phase die borierten Zielpulverpartikel und kombiniert sie dadurch.
  • Wie oben beschrieben, kann aufgrund der Verringerung des Borgehalts des Bor-Eisen-Legierungspulvers während des Entborierens der Schmelzpunkt des Bor-Eisen-Legierungspulvers auf 1174°C gesenkt sein, und dann kann die Erwärmungstemperatur viel niedriger sein als für den Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers, der nicht entboriert ist. Wenn die flüssige Phase des geschmolzenen Bor-Eisen-Legierungspulvers in Kontakt mit dem Zielpulver kommt und es umhüllt, erstarrt die flüssige Phase; eine kombinierte Pulverstruktur wird gebildet, in der das Zielpulver und das Bor-Eisen-Legierungspulver miteinander kombiniert sind.
  • Der borierte Bereich des Zielpulvers kann auch aufgrund seines niedrigeren Schmelzpunkts geschmolzen werden. In diesem Fall werden der entborierte Bereich des Bor-Eisen-Legierungspulvers und der borierte Bereich des Zielpulvers zusammen geschmolzen und miteinander verschmolzen, wodurch eine Bindungskraft zwischen den Pulvern erhöht wird.
  • In einigen Ausführungsformen werden, während der entborierte Bereich des Bor-Eisen-Legierungspulvers in Kontakt mit dem borierten Bereich des Zielpulvers steht, der entborierte Bereich und der borierte Bereich miteinander durch Sintern kombiniert.
  • Demgemäß schmilzt und erstarrt in der wie oben beschrieben hergestellten kombinierten Pulverstruktur zumindest ein Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers mit einem entborierten Bereich oder zumindest ein Teil des Zielpulvers mit einem borierten Bereich, um den entborierten Bereich mit dem borierten Bereich zu kombinieren, oder der entborierte Bereich und der borierte Bereich können gesintert sein, um eine kombinierte Struktur zu bilden.
  • Der entborierte Bereich des Bor-Eisen-Legierungspulvers, der die kombinierte Pulverstruktur bildet, kann sich auf der Oberfläche des Bor-Eisen-Legierungspulvers befinden. Das Bor-Eisen-Legierungspulver kann weiter mindestens eins aus Si und C enthalten, und in diesem Fall kann der Schmelzpunkt des Bor-Eisen-Legierungspulvers beim Bildern der kombinierten Pulverstruktur weiter gesenkt sein.
  • Außerdem kann der auf der Oberfläche des Zielpulvers 410 gebildete borierte Bereich 430, der die kombinierte Pulverstruktur bildet, entweder eine feste Bor-Lösung sein, die ein Bereich des Zielpulvers 410 ist, in dem das Metall in dem Zielpulver 410 die feste Lösung mit Bor bildet, oder eine Borverbindungsschicht sein, die durch die Reaktion zwischen Bor und dem Metall im Zielpulver 410 gebildet ist. Zum Beispiel kann vor dem Entborieren das Zielpulver 410 in dem gemischten Pulver mindestens eins aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) sein, und Borverbindungen davon können FeB, TiB2, CrB2, ZrB2, HfB2, VB2, AlB12, SiB6, NiB, CoB, TaB2, Mo2B5 oder W2B5 sein. Diese Borverbindungen können einen Härtewert bis zu HK 2000 oder mehr aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann anderes Pulver dem Pulvergemisch zugefügt werden, das dem Entborieren unterworfen wird, um das andere Pulver mit mindestens einem aus dem entborierten Bor-Eisen-Legierungspulver und dem borierten Zielpulver zu kombinieren, wodurch eine kombinierte Pulverstruktur gebildet wird.
  • Das andere Pulver kann Pulver reinen Metalls, Legierungspulver oder Keramikpulver enthalten. Zum Beispiel kann das reine Metallpulver mindestens eins sein, das aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) ausgewählt ist.
  • Das Legierungspulver des anderen Pulvers kann ein selbstschmelzendes Legierungspulver enthalten. Die selbstschmelzende Legierung kann eine Legierung sein, die selbst-desoxidiert ist oder während des Schmelzens Schlacke bildet, und repräsentative Beispiele davon können eine borhaltige nickelbasierte, siliziumhaltige nickelbasierte, kobaltbasierte oder eisenbasierte Legierung sein. Wenn das selbstschmelzende Legierungspulver zugefügt wird, können sich die Verschleißfestigkeits-, die Oxidationsfestigkeits- und die Korrosionsfestigkeitseigenschaften verbessern.
  • Außerdem kann das Keramikpulver aus dem anderen Pulver mindestens eins aus einem Metalloxid, einem Metallkarbid, einem Metallnitrid oder einem Metallborid enthalten. Zum Beispiel kann das Keramikpulver ein Nitrid, Karbid, Borid oder Oxid jeweils aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) sein. Wenn die kombinierte Pulverstruktur durch Zufügen von Keramikpulver hoher Härte hergestellt ist, können die mechanischen Eigenschaften, wie etwa Härte oder Festigkeit, der kombinierten Pulverstruktur weiter erhöht sein.
  • Das Zielpulver des Pulvergemisches kann als Boridpulver hoher Härte wirken, wie oben beschrieben. Das Zielpulver des Pulvergemisches kann mit dem Bor-Eisen-Legierungspulver geschmolzen werden, um zu ermöglichen, dass sich das andere Pulver mit dem Bor-Eisen-Legierungspulver oder dem Zielpulver kombiniert. Demgemäß kann das andere Pulver auch mit mindestens einem aus dem entborierten Bor-Eisen-Legierungspulver und dem borierten Zielpulver kombiniert werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann weiter ein Flussmittel dem Pulvergemisch zugegeben werden, um eine kombinierte Pulverstruktur herzustellen. Ein Beispiel des Flussmittels ist Borax (Na2B4O7·10H2O).
  • Das Entborieren des Pulvergemisches kann mit Bezug auf 1 bis 3 verstanden werden.
  • Nachstehend ist das Entborieren des Pulvergemisches in Verbindung mit 1 bis 3 beschrieben.
  • Mit Bezug auf 1 bis 3 wird bei Verwendung des oben beschriebenen Reaktors und der Vorrichtung 100 das in die Retorte 10 geladene gemischte Pulver 40 erwärmt, um Entborieren des Bor-Eisen-Legierungspulvers des gemischten Pulvers 40 und Borieren des Zielpulvers des gemischten Pulvers 40 durchzuführen. Außerdem kann zusätzlich ein aktives Pulver außer dem Bor-Eisen-Legierungspulver und dem Zielpulver des gemischten Pulvers 40 in die Retorte 10 geladen werden. Das aktive Mittel kann eine Reaktionstemperatur des Bor-Eisen-Legierungspulvers und des Zielpulvers senken, um eine thermochemische Ausfällung zu fördern. Das aktive Mittel kann in Form von Pulver vorgesehen sein und kann mindestens eins aus Na3AlF6, KBF4, AlF3, NaCl, NaF, CaF2 und NH4Cl enthalten. Das aktive Mittel kann in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-%, basierend auf dem gemischten Pulver, enthalten sein.
  • Außerdem kann das aktive Mittel in Form von Gas zugeführt werden und kann mindestens eins aus HCl-Gas und CCl4-Gas enthalten. Das Gas des aktiven Mittels kann in die Retorte 10 durch ein Gasrohr (nicht gezeigt) geleitet werden, das sich von einem Gasspeicher für das aktive Mittel (nicht gedzeigt) ins Innere der Retorte 10 erstreckt.
  • Mit Bezug auf 1 wird zuerst das gemischte Pulver 40 aus dem Bor-Eisen-Legierungspulver und dem Zielpulver in die Retorte 10 geladen. Das Bor-Eisen-Legierungspulver und das Zielpulver können getrennt geladen und dann gemischt werden, oder das Bor-Eisen-Legierungspulver und das Zielpulver können vorab gemischt werden, um ein gemischtes Pulver zu bilden, und dann wird das gemischte Pulver in die Retorte 10 geladen. Eine Menge des Bor-Eisen-Legierungspulvers kann in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-% zum Beispiel 10 bis 90 Gew.-% basierend auf dem gemischten Pulver 40, liegen. Außerdem kann das Pulver aus dem aktiven Mittel, wie oben beschrieben, dem gemischten Pulver 40 zugefügt werden.
  • Dann wird die Retorte 10 rotiert und unter Verwendung der Heizeinheit 22 des Ofenaufbaus 20 erwärmt. Wenn der Ofenaufbau 20 nicht mit der äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 gekoppelt ist, wird der Ofenaufbau 20 bewegt und dann mit der äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 gekoppelt, und dann werden die erste und die zweite Heizeinheit 20a und 20b des Ofenaufbaus 20 angesteuert, die Retorte 10 zu erwärmen.
  • Wenn der Ofenaufbau 20 den ersten Teil-Ofenaufbau 20a und den zweiten Teil-Ofenaufbau 20b enthält, die über bzw. unter der Retorte 10 angeordnet sind, wie in 3 dargestellt, werden der erste Teil-Ofenaufbau und der zweite Teil-Ofenaufbau 20a und 20b so bewegt, dass sie mit der äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 gekoppelt werden.
  • Da die Retorte 10 während des Erwärmens rotiert, wie in 1 dargestellt, werden die Pulverpartikel in dem gemischten Pulver 40 gleichmäßig gemischt, und die durch die Heizeinheit 22 eingebrachte Wärme wird dem gemischten Pulver 40 gleichmäßig zugeführt. Wenn die Retorte 10 erwärmt wird, wird das Zielpulver unter Verwendung des in die Retorte 10 geladenen Bor-Eisen-Legierungspulvers boriert.
  • Das Entborieren kann in einer Antioxidationsatmosphäre durchgeführt werden. Dazu kann ein inertes Gas, wie etwa Stickstoffgas oder Argongas, in die Retorte 10 geleitet werden, oder ein reduzierendes Gas, wie etwa Wasserstoffgas, kann eingeleitet werden, um eine Antioxidationsatmosphäre zu bilden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Vakuumpumpe verwendet, um das Innere der Retorte 10 zu evakuieren, um die Antioxidationsatmosphäre zu bilden.
  • Um die Bildung der flüssigen Phase während des Entborierens zu verhindern, kann eine Entborierungstemperatur bei einer niedrigeren Temperatur als der Schmelzpunkt des Bor-Eisen-Legierungspulvers oder des Zielpulvers gehalten werden. Wenn zum Beispiel das Zielpulver Eisenpulver ist, kann in Anbetracht auf die Senkung des Schmelzpunktes des Bor-Eisen-Legierungspulvers aufgrund des Entborierens während des Entborierens die Entborierungstemperatur bei weniger als 1177°C gehalten werden, was der niedrigste Schmelzpunkt einer Eisen-Bor-Legierung ist. Die Entborierungstemperatur kann zum Beispiel bei 1050°C oder niedriger liegen.
  • Die Behandlungszeit kann in einem Bereich von 30 bis 600 Minuten liegen. Wenn die Behandlungszeit kürzer als 30 Minuten ist, wird das Zielpulver möglicherweise nicht ausreichend boriert. Wenn die Behandlungszeit länger als 600 Minuten ist, kann das Borieren über seinen Sättigungszustand hinaus reichen, und somit kann weiteres Borieren unnötig sein.
  • Dann wird der Ofenaufbau 20 von der äußeren Umfangsfläche der Retorte 10 entfernt. Aufgrund des Entfernens des Ofenaufbaus 20 wird die zum Erwärmen der Retorte 10 verwendete Heizeinheit 22 entfernt, und demgemäß kann die Retorte 10 beginnen, natürlich abzukühlen.
  • Da sich die Retorte 10 weiter dreht, kann das gemischte Pulver 40 in der Retorte 10 gleichmäßig abgekühlt werden. Um die gleichmäßige Abkühlung zu erreichen, kann die Retorte 10 während des Abkühlens rotieren. Nachdem die Retorte 10 ausreichend abgekühlt ist, wird das gemischte Pulver 40, das vollständig boriert bzw. entboriert ist, aus der Retorte 10 entladen. Sobald das Entborieren vollständig durchgeführt ist, wird ein Bor-Legierungs-Pulvergemisch, in dem Ferrobor, das den entborierten Bereich enthält, mit dem Zielpulver gemischt ist, das den borierten Bereich enthält, aus dem gemischten Pulver 40 gebildet.
  • Das Bor-Legierungs-Pulvergemisch wird als Quellenmaterial zum Bereiten der kombinierten Pulverstruktur verwendet. Das heißt, das gemischte Pulver 40 weist eine sehr hohe Härte und ausgezeichnete Hochtemperatur-Oxidations- und Korrosionsfestigkeitseigenschaft auf und kann beim Ausbilden von Beschichtungsschichten verschiedener mechanischer Teile verwendet werden, die eine solche Eigenschaft erfordern; außerdem kann aufgrund der relativen Absenkung des Schmelzpunktes aufgrund des Entborierens und des Borierens eine Erwärmungstemperatur zum Herstellen der kombinierten Pulverstruktur gesenkt werden, oder die Verschmelzungseigenschaft von Pulvern kann sich verbessern, um eine kombinierte Pulverstruktur mit einer stärkeren Bindekraft zu erzeugen.
  • Zum Beispiel kann das Bor-Legierungs-Pulvergemisch gesintert oder geschmolzen/erstarrt werden, um eine kombinierte Pulverstruktur zu erzeugen, die für die Verwendung bei mechanischen Teilen geeignet ist. Vor dem Erwärmen wird das Pulvergemisch in ein Formwerkzeug mit einer vorgegebenen Form vorgesehen und dann erwärmt, um die kombinierte Pulverstruktur herzustellen. In einigen Ausführungsformen kann das in ein Formwerkzeug gegebene Pulvergemisch weiter unter Verwendung einer Presse gepresst werden, um ein geformtes Produkt herzustellen. Das geformte Produkt wird erwärmt, um eine kombinierte Pulverstruktur mit einer vorgegebenen Form herzustellen.
  • Nachstehend sind Versuchsbeispiele vorgesehen, um beim Verständnis der vorliegenden Erfindung zu helfen. Jedoch sind die Versuchsbeispiele hier nur zu Erläuterungszwecken vorgesehen, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • [Versuchsbeispiel 2]
  • 78 Gew.-% der Bor-Eisen-Legierungspulverpartikel mit einer Größe von 30 mesh (600 μm) bis 100 mesh (150 μm), 20 Gew.-% Cr-Pulver mit einer Größe von 10 mesh (2000 μm) und 1 Gew.-% jeweils von KBF4 und AlF3, die als aktives Mittel dienten, wurden in eine Retorte geladen, und dann wurde das Gemisch unter Rotation erwärmt und dann 3 Stunden lang bei einer Temperatur von 950°C gehalten, um Entborieren des Bor-Eisen-Legierungspulvers und Borieren von Cr-Pulver durchzuführen, gefolgt von Abkühlen.
  • 11 und 12 zeigen Röntgenbeugungsergebnisse vor bzw. nach dem Entborieren und Borieren des Pulvergemisches. Mit Bezug auf 11 und 12 enthält das Pulvergemisch vor dem Entborieren und dem Borieren FeB und Cr, und nach dem Entborieren und dem Borieren ist FeB-Pulver entboriert, und Cr-Pulver ist boriert, wodurch Fe2B und CrB erzeugt sind, die jeweils einen relativ niedrigen Schmelzpunkt aufweisen.
  • 13 zeigt die Schnittansicht des entborierten Bor-Eisen-Legierungspulvers und ESMA-Analyseergebnisse seiner Zusammensetzung. Mit Bezug auf 13 wurde bestätigt, dass ein entborierter Bereich (das heißt, die Entborierungsschicht von 13) mit einem verringerten Borgehalt aufgrund des Entborierens auf der Oberfläche des Bor-Eisen-Legierungspulvers gebildet war.
  • 14 zeigt die Schnittansicht borierten Cr-Pulvers und ESMA-Ergebnisse davon, und mit Bezug auf diese Figur wurde betätigt, dass ein borierter Bereich (das heißt, die borierte Schicht von 14) mit einem erhöhten Borgehalt aufgrund des Borierens auf der Oberfläche des Cr-Pulvers gebildet war.
  • [Versuchsbeispiel 3]
  • 90 Gew.-% Kugelstrahl-Abfall aus Kohlenstoffstahl und 10 Gew.-% des Bor-Eisen-Legierungspulvers wurden gemischt, und dann wurde das Gemisch erwärmt, um das Ferrobor zu entborieren und den Kugelstrahl-Abfall zu borieren, wodurch ein Pulvergemisch hergestellt wurde. 10 Gew.-% als Flussmittel wirkender Borax (Na2B4O7·10H2O) wurden zu 90 Gew.-% des Pulvergemisches zugefügt, und dann wurde das Ergebnis in ein aus einem kohlenstoffhaltigen Material ausgebildetes Formwerkzeug geladen, gefolgt von 10 Minuten langem Erwärmen auf eine Temperatur von 1250°C, um eine kombinierte Pulverstruktur herzustellen. 15 zeigt die Mikrostruktur der kombinierten Pulverstruktur. Mit Bezug auf 15 enthält die Mikrostruktur eine Eisen-Bor-Verbindung (der weiße Bereich von 15) und eine im Prozess erstarrte Struktur (der schwarze Bereich von 15). Die kombinierte Pulverstruktur wurde unter Verwendung des Rockwell-Härteprüfgeräts gemessen, und das Ergebnis davon war ein Härtewert von HRA 78.
  • [Versuchsbeispiel 4]
  • 10 Gew.-% eines Bor-Eisen-Legierungspulvers wurden zu 90 Gew.-% Eisenpulver zugefügt und dann erwärmt, um ein Pulvergemisch herzustellen, das boriertes Eisenpulver und entboriertes Bor-Eisen-Legierungspulver enthielt. 45 Gew.-% des Pulvergemisches, 45 Gew.-% selbstschmelzenden Legierungspulvers (B26, hergestellt durch die Firma Polema) und 10 Gew.-% als Flussmittel wirkender Borax (Na2B4O7·10H2O) wurden gemischt, und dann wurde das Gemisch in ein Formwerkzeug geladen, gefolgt von Erwärmen auf eine Temperatur von 1250°C für 10 Minuten, um eine kombinierte Pulverstruktur herzustellen. 16 zeigt die Mikrostruktur der kombinierten Pulverstruktur. Mit Bezug auf 16 enthält die Mikrostruktur eine Eisen-Bor-Verbindung (der weiße Bereich von 16) und eine Martensit-Struktur (der schwarze Bereich von 16). Die kombinierte Pulverstruktur wurde unter Verwendung des Rockwell-Härteprüfgeräts gemessen, und ein Härtewert davon betrug HRA 82.
  • Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kombination mit einer sehr hohen Härte durch Verwendung eines relativ kostengünstigen Legierungselements erzielt werden, und somit können Teile, auf die sie aufgetragen ist, über einen langen Zeitraum verwendet werden, und auch der Verbrauch kostspieliger natürlicher Quellen kann sich verringern.
  • Als weiteres Beispiel kann das Pulvergemisch in ein Rohr (oder ein Stahlrohr) geladen werden, und dann wird das Rohr unter Rotation erwärmt, um eine aus der kombinierten Pulverstruktur gebildete Beschichtungsschicht hoher Härte auf einer Innenfläche des Rohrs auszubilden.
  • 17 bis 20 sind Schnittansichten eines Stahlrohrs 500 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Genauer ist 17 eine Schnittansicht des Stahlrohrs 500 senkrecht zur x-Richtung. 18 bis 20 sind Schnittansichten des Stahlrohrs 500 senkrecht zur y-Richtung.
  • Nachstehend wird mit Bezug auf 17 bis 20 ein Verfahren zum Herstellen des Stahlrohrs 500 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 17 ist eine schematische Ansicht des Stahlrohrs 500 zum Herstellen eines Stahlrohrs, auf dem eine Beschichtungsschicht ausgebildet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Stahlrohr 500 kann rotieren und unter Verwendung einer Heizeinheit (nicht gezeigt) erwärmt werden, bevor das Pulvergemisch dort hinein geladen wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegende Erfindung kann ein Pulvergemisch 600 vorab vor dem Erwärmen in das Stahlrohr 500 vorgesehen werden, und das Pulvergemisch 600 kann ein Bor-Eisen-Legierungspulver mit zumindest einem Teil, der einen entborierten Bereich enthält, und ein Zielpulver mit zumindest einem Teil enthalten, der einen borierten Bereich enthält.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Bor-Eisen-Legierungspulver den entborierten Bereich nicht enthalten, und das Zielpulver kann den borierten Bereich nicht enthalten. In einigen Ausführungsformen kann nur mindestens eins aus dem Bor-Eisen-Legierungspulver und dem Zielpulver den entborierten Bereich oder den borierten Bereich nicht enthalten. In diesem Fall kann Entborieren des Bor-Eisen-Legierungspulvers und/oder Borieren des Zielpulvers in dem Stahlrohr durchgeführt werden.
  • Zum Beispiel kann, falls das Zielpulver den borierten Bereich nicht enthält, wenn das Zielpulver und das Bor-Eisen-Legierungspulver erwärmt werden, während sich das Zielpulver in Kontakt mit dem Bor-Eisen-Legierungspulver befindet, Bor (B) aufgrund einer chemischen Reaktion aus dem Bor-Eisen-Legierungspulver in das Zielpulver diffundieren, um einen borierten Bereich in dem Zielpulver zu bilden, und während das Zielpulver boriert wird, um einen borierten Bereich zu bilden, wird das Bor-Eisen-Legierungspulver entboriert, um einen entborierten Bereich zu bilden, und die Bildung des borierten Bereichs und des entborierten Bereichs führt zu einer Senkung der Schmelzpunkte des Bor-Eisen-Legierungspulvers und des Zielpulvers. Das Pulvergemisch 600, das das Bor-Eisen-Legierungspulver mit dem entborierten Bereich und das Zielpulver mit dem borierten Bereich enthält, kann direkt ohne die Abtrennung des borierten Zielpulvers verwendet werden.
  • Das Stahlrohr 500 kann eine hohlzylindrische Rohrform aufweisen, und wenn es unter Rotation unter Verwendung der Heizeinheit (nicht gezeigt) erwärmt wird, kann das Pulvergemisch 600 teilweise oder vollständig geschmolzen werden, um eine geschmolzene Schicht 603 in einer flüssigen Phase zu bilden, und die geschmolzene Schicht 603 kann aufgrund einer Zentrifugalkraft des rotierenden Stahlrohrs 500 an der Innenfläche des Stahlrohrs 500 angelegt sein, wie in 19 dargestellt, und dann erstarrt die geschmolzene Schicht 603 durch Abkühlen, um eine Beschichtungsschicht 605 in dem Stahlrohr 500 zu bilden. Auf Grundlage des Pulvergemisches 600 kann eine Menge des Bor-Eisen-Legierungspulvers in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-%, zum Beispiel 10 Gew.-% bis 90 Gew.-%, liegen. Durchschnittliche Partikelgrößen des Bor-Eisen-Legierungspulvers und des Zielpulvers können in einem Bereich von 200 mesh (75 μm) bis 20 mesh (850 μm) nach ASTM-Standardsieben liegen.
  • Das Pulvergemisch in dem Stahlrohr 500 kann weiter, außer dem Bor-Eisen-Legierungspulver und dem Zielpulver, Chrom-Eisen-Legierungspulver und/oder ein Flussmittel enthalten. Das Flussmittel kann Oxidation des Pulvergemisches beim Aussetzen der Atmosphäre verhindern und kann auch die Fließfähigkeit des Pulvergemisches verbessern. Das Flussmittel kann mindestens eins aus Na2B4O7, NaSiO3, NaHCO3, H3BO3, B2O3, CaSi, CaO, 3NaF und AlF3 enthalten. Das Chrom-Eisen-Legierungspulver kann 2 Gew.-% oder mehr Kohlenstoff und 50 Gew.-% oder mehr Chrom enthalten. Das Chrom-Eisen-Legierungspulver besteht aus Chrom, das ein Hauptbestandteil ist, und Eisen und Kohlenstoff, ist kostengünstig und weist ein spezifisches Gewicht auf, das ähnlich dem des Bor-Eisen-Legierungspulvers mit niedrigem Schmelzpunkt ist. Demgemäß kann das Chrom-Eisen-Legierungspulver während des Gießens, wie etwa Sintern oder Schleudergießen, gleichmäßig dispergiert werden.
  • Außerdem kann das Bor-Eisen-Legierungspulver mit niedrigem Schmelzpunkt hergestellt werden, indem Bor-Eisen-Legierungspulver entboriert wird, und das Zielpulver mit dem niedrigen Schmelzpunkt kann Eisenpulver enthalten, das kostengünstig ist. Weiter kann das Zielpulver mit dem niedrigen Schmelzpunkt durch eine Struktur ersetzt werden, die durch Borieren von Kugelstrahl-Abfall und Spänen hergestellt ist. Eine wie oben ausgebildete Schicht oder Beschichtungsschicht kann aufgrund hoch konzentrierten Chroms eine passive Schicht bilden, um eine Härte bis zu HV 1200 zu erzielen, und ein ausgebildetes Stahlrohr kann auch Verschleißfestigkeitseigenschaften, Korrosionsfestigkeitseigenschaften und ausgezeichnete Hochtemperatur-Oxidationseigenschaft aufweisen. Außerdem kann, da ein Abfallmaterial als Quellenmaterial benutzt wird, Schonung natürlicher Quellen und Verhinderung von Umweltverschmutzung erreicht werden.
  • In dem Pulvergemisch, das das Chrom-Eisen-Legierungspulver enthält, kann eine Menge des Chrom-Eisen-Legierungspulvers in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-% liegen, und das Chrom-Eisen-Legierungspulver kann mindestens eins aus Eisen, Chrom, Silizium und Kohlenstoff enthalten. Eine durchschnittliche Partikelgröße von Chrom-Eisen-Legierungspulverpartikeln kann in einem Bereich von 200 mesh (75 μm) bis 4 mesh (850 μm) liegen, bewertet auf Grundlage von ASTM-Standardsieben.
  • Nachdem das Pulvergemisch 600 in das Stahlrohr 500 vorgesehen ist, werden Enden des Stahlrohrs 500 unter Verwendung eines Deckelelements (nicht gezeigt) abgedeckt, und dann wird das Stahlrohr 500 rotiert und erwärmt. Die Drehzahl des Stahlrohrs 500 kann gemäß nachstehender Gleichung 3 bestimmt werden. Drehzahl = [G × 107/5,6 × Innendurchmesser des Stahlrohrs (mm)]1/2 (Gleichung 3) wobei G unter Verwendung der nachstehenden Gleichung 4 erhalten werden kann: G = Zentrifugalkraft/Schwerkraft = 5,6 × 10–7 × Innendurchmesser des Stahlrohrs (mm) × (Drehzahl (min–1))2 (Gleichung 4)
  • Die angewendete Drehzahl beim Ausbilden einer Beschichtungsschicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann innerhalb von 5 G bis 120 G variieren, je nach dem Zusammensetzungsverhältnis des Pulvergemisches. Wenn die Zentrifugalkraft das 5-Fache oder weniger einer Schwerkraftbeschleunigung beträgt, reicht die Zentrifugalkraft nicht aus, um einen geeigneten Schleuderguss durchzuführen, und wenn die Zentrifugalkraft das 120-Fache oder mehr einer Schwerkraftbeschleunigung beträgt, wird unnötig eine zu hohe Kraft ausgeübt.
  • Dann kann das Pulvergemisch 600 in dem Stahlrohr 500 auf eine Temperatur erwärmt werden, die höher ist als der Schmelzpunkt des Pulvergemisches 600, um die Beschichtungsschicht 605 mit einer hohen Härte auszubilden. Um die Beschichtungsschicht 605 auszubilden, kann das Pulvergemisch 600 geschmolzen werden und dann erstarren. Zuerst kann, um das Pulvergemisch 600 zu schmelzen, zum Beispiel ein Heizelement, wie etwa eine Brenngasheizung, eine elektrische Widerstandsheizung oder eine Hochfrequenz-Induktionsheizung, verwendet werden, und das Heizelement kann ein beliebiges aus verschiedenen Heizelementen sein, die Wärme erzeugen, die für die äußere Umfangsfläche des Stahlrohrs 500 vorgesehen ist. Die Erwärmungstemperatur kann niedriger sein als der Schmelzpunkt des Stahlrohrs 500, kann zum Beispiel in einem Bereich von 1000°C bis 1500°C liegen.
  • Wenn das Stahlrohr 500 rotiert und erwärmt wird, können die Pulver des Pulvergemisches 600 gleichmäßig gemischt werden, und auch die durch Verwendung des Heizelements gelieferte Wärme kann gleichmäßig dem Pulvergemisch 600 zugeführt werden. Wenn das Pulvergemisch 600 über seinen Schmelzpunkt erwärmt wird, kann das Pulvergemisch 600 teilweise oder vollständig geschmolzen werden, und somit wird die geschmolzene Schicht 603 auf der Innenfläche des Stahlrohrs 500 ausgebildet. Die durch Schmelzen mindestens Eines aus dem Bor-Eisen-Legierungspulver gebildete flüssige Phase kann das borierte Zielpulver umhüllen, um zu ermöglichen, dass sich die Zielpulverpartikel miteinander kombinieren. In einigen Ausführungsformen kann mindestens Eines aus dem Zielpulver geschmolzen werden, um eine Bindekraft zwischen dem Zielpulver und dem Bor-Eisen-Legierungspulver zu erhöhen.
  • 21 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden des Stahlrohrs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Mit Bezug auf 21 kann eine Hochfrequenz-Induktionsheizung als Heizelement zum Ausbilden der Beschichtungsschicht 605 in dem Stahlrohr 500 verwendet werden. Ein Hochfrequenz-Induktionsheizer 700 kann von Spulen umgeben sein, und mindestens ein Hochfrequenz-Induktionsheizer 700 kann zumindest einen Teil der äußeren Umfangsfläche des Stahlrohrs umhüllen.
  • Zum Beispiel ist ein Hochfrequenz-Induktionsheizer auf einer Seite des Stahlrohrs 500 in der +z-Richtung angeordnet, und der andere Hochfrequenz-Induktionsheizer ist auf der gegenüberliegenden Seite, das heißt, der –z-Richtung, angeordnet, sodass die Hochfrequenz-Induktionsheizer zueinander weisen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Hochfrequenz-Induktionsheizer 700 einstückig entlang der gesamten äußeren Umfangsfläche des Stahlrohrs 500 in seiner Umfangsrichtung angeordnet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Vielzahl von Hochfrequenz-Induktionsheizern 700 mit Abstand voneinander entlang der äußeren Umfangsfläche des Stahlrohrs 500 in seiner Umfangsrichtung angeordnet sein. Die Hochfrequenz-Induktionsheizer 700 können örtlich Wärme zuführen und können mit einer beweglichen Einheit (nicht gezeigt) verbunden und in den ±y-Richtungen beweglich sein, die eine Längsrichtung des Stahlrohrs 500 sind.
  • Bei einem solchen Verfahren, bei dem die Hochfrequenz-Induktionsheizer 700 als Heizeinheit verwendet werden, um die Beschichtungsschicht 605 in dem Stahlrohr 500 auszubilden, wird zuerst ein Pulvergemisch 600, das ein Bor-Eisen-Legierungspulver enthält, ein Zielpulver und mindestens eins aus Chrom-Eisen-Legierungspulver und einem Flussmittel in das Stahlrohr 500 geladen. Das Pulvergemisch 600 kann gleichmäßig in ±y-Richtungen des Stahlrohrs 500 geladen werden.
  • Das Stahlrohr 500 kann drehbar sein und kann vor oder nach dem Zuführen des Pulvergemisches 600 rotiert werden. Wenn das Pulvergemisch 600 gleichmäßig gemischt wird, während das Stahlrohr 500 rotiert, kann das Stahlrohr 500 örtlich erwärmt werden, während die Hochfrequenz-Induktionsheizer 700 von einer Seite des Stahlrohrs 500 (+y-Richtung) zur anderen Seite (–y-Richtung) bewegt werden. In diesem Fall können die Hochfrequenz-Induktionsheizer 700 eine Frequenz von 300 Hz bis 5 kHz aufweisen und können Spulen mit elektrischer Energie beaufschlagen, um auf einen Schmelzpunkt des Pulvergemisches 600 zu erwärmen, das heißt, von 1000°C bis 1500°C.
  • Eine Ansicht eines Schnitts entlang einer Linie I-I von 21 ist in 18 gezeigt, und eine Ansicht eines Schnitts entlang einer Linie II-II von 21 ist in 19 gezeigt.
  • Wie in der Zeichnung dargestellt, können die Pulver des Pulvergemisches 600 aufgrund der Rotation des Stahlrohrs 500 gleichmäßig im Stahlrohr 500 gemischt werden und sich dadurch absetzen. Wenn daran Hochfrequenz-Induktionsheizen durchgeführt wird, kann zumindest ein Teil des Pulvergemisches 600 in dem Stahlrohr 500, der zumindest einem Teil des Stahlrohrs 500 nahe der Heizeinheit entspricht, örtlich erwärmt und geschmolzen werden, um die geschmolzene Schicht 603 zu bilden, von der zumindest ein Teil eine flüssige Phase am Stahlrohr 500 aufweist. Die geschmolzene Schicht 603 kann an der Innenfläche des Stahlrohrs 500 anliegen, wenn das Stahlrohr 500 rotiert, und ein Teil der geschmolzenen Schicht 603, den die Hochfrequenz-Induktionsheizer 700 passiert haben, kann erstarren, um die Beschichtungsschicht 605 auszubilden.
  • Anders als bei dem oben beschriebenen örtlichen Erwärmen zum Ausbilden der Beschichtungsschicht 605 kann das Stahlrohr 500 vollständig erwärmt werden, um das Pulvergemisch 600 zu schmelzen, und dann, wenn Pulver teilweise oder vollständig geschmolzen sind, um sich miteinander zu kombinieren, kann das Erwärmen des Stahlrohrs 500 unterbrochen werden, oder ein Heizelement kann entfernt werden, und somit wird das Stahlrohr 500 natürlich abgekühlt. Wenn das Abkühlen durchgeführt wird, während das Stahlrohr 500 rotiert, kann ein Teil des Pulvergemisches 600, der direkt in Kontakt mit dem Stahlrohr 500 steht, beginnen zu erstarren, und ein Teil des Pulvergemisches 600, der sich am weitesten von dem Stahlrohr 500 entfernt befindet, erstarrt schließlich, wodurch die Beschichtungsschicht 605 mit einer hohen Härte ausgebildet wird. Eine getrennte Kühlvorrichtung (nicht gezeigt) kann verwendet werden, um Metall schnell erstarren zu lassen.
  • Außerdem kann das Pulvergemisch 600, um Verschleiß-, Schmier- und Oxidationseigenschaften zu verbessern, beim Ausbilden der Beschichtungsschicht 605 teilweise oder vollständig geschmolzen werden, und das geschmolzene Metall wird in das Stahlrohr 500 vorgesehen und durch Erwärmen geschmolzen und dann unter Drehung abgekühlt.
  • Die aus der wie oben beschrieben hergestellten Eisen-Bor-Legierung ausgebildete Beschichtungsschicht 605 kann einen niedrigen Schmelzpunkt und hohe Benetzbarkeit aufweisen. Außerdem gibt es keine Notwendigkeit, weiter verschiedene Elemente zuzufügen, um eine solche Eigenschaft zu erzielen. Beispiele solcher zugefügter Elemente sind Wolframkarbid (WC), Vanadium (V), Kobalt (Co), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Bor (B), Silizium (Si) und Kohlenstoff (C). Demgemäß treten keine zusätzlichen Kosten auf, und gleichzeitig kann eine hohe Härtefähigkeit erreicht werden, und somit kann eine sehr hohe Härte und Festigkeit ohne eine getrennte Wärmebehandlung erzielt werden. Außerdem kann die Beschichtungsschicht 605, da der Schmelzpunkt des Pulvergemisches 600 aufgrund des Entborierens und Borierens relativ gesenkt ist, bei einer niedrigeren Temperatur ausgebildet werden, und aufgrund der Erhöhung der Verschmelzungseigenschaft zwischen Pulvern kann eine gebildete kombinierte Pulverstruktur eine stärkere Bindekraft aufweisen.
  • 20 ist eine Schnittansicht des Stahlrohrs 500 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die senkrecht zu einer y-Richtung liegt. Das Stahlrohr 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Verbindung mit 20 genau beschrieben.
  • Am Stahlrohr 500 werden, wie oben beschrieben, ein Bor-Eisen-Legierungspulver mit zumindest einem Teil, der einen entborierten Bereich aufweist, und ein Zielpulver mit zumindest einem Teil, der einen borierten Bereich aufweist, geschmolzen und erstarren gelassen, um die Beschichtungsschicht 605 auszubilden. Die Beschichtungsschicht 605 kann so ausgebildet sein, dass das Bor-Eisen-Legierungspulver, das als Matrixmetall oder Bindemittel wirkt und zumindest einen Teil aufweist, der einen entborierten Bereich enthält, und das Zielpulver mit zumindest einem Teil, der einen borierten Bereich enthält, durch Erwärmen geschmolzen und dann abgekühlt werden, um zu erstarren. Zumindest ein Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers wird geschmolzen, um in direkten Kontakt mit dem Zielpulver zu kommen und es zu umhüllen.
  • Die auf der Innenfläche des Stahlrohrs 500 angeordnete Beschichtungsschicht 605 kann weiter als Verstärkungsmittel Pellet-Chrom-Eisen-Legierung enthalten. Aufgrund des Einschlusses von Chrom-Eisen-Legierung kann eine hohe Härte erzielt werden, und aufgrund dessen, dass Chrom ausgezeichnete Verschleißfestigkeitseigenschaften und eine hohe Konzentration aufweist, kann eine passive Schicht erzielt werden. Da Chrom ein spezifisches Gewicht aufweist, das ähnlich dem des Bor-Eisen-Legierungspulvers ist, kann Chrom gleichmäßig in der Beschichtungsschicht dispergiert werden; ausgezeichnete Korrosionsfestigkeitseigenschaften und Hochtemperatur-Oxidationseigenschaft können erzielt werden, um zum Beispiel Verschleiß wirksam zu verhindern, der sich durch Kies und Sand von Flüssigbeton bildet, der unter hohem Druck in dem Stahlrohr transportiert wird.
  • Das Verstärkungsmittel kann 10 Gew.-% bis 80 Gew.-% Chrom, 2 Gew.-% bis 10 Gew.-% Kohlenstoff und 2,5 Gew.-% oder weniger Silizium und Eisen (als ergänzenden Rest) enthalten, und das Bindemittel kann 5 Atom-% bis 35 Atom-% Bor enthalten. Das Bindemittel kann Eisen und Bor enthalten, und das Verstärkungsmittel kann zumindest eins aus Eisen, Chrom, Silizium und Kohlenstoff enthalten.
  • Wie oben beschrieben, kann ein Material zum Ausbilden einer auf der Innenfläche eines Stehlrohrs angebrachten Beschichtungsschicht mit Verschleißfestigkeitseigenschaften mindestens eins aus Eisen, Chrom, Silizium, Kohlenstoff und Bor sein. Zum Beispiel kann die Beschichtungsschicht 10 Gew.-% oder weniger Bor, 60 Gew.-% oder weniger Chrom, 10 Gew.-% oder weniger Kohlenstoff und 2,5% oder weniger Silizium enthalten
  • Außerdem kann der Borgehalt der Beschichtungsschicht 10 Gew.-% oder weniger (mehr als 0) betragen. Aufgrund des Einschlusses von Bor kann der Schmelzpunkt des Bindemittels gesenkt sein und seine Härte kann erhöht sein. Wenn jedoch der Borgehalt 10 Gew.-% übersteigt, können sich Blasen in einer Beschichtungsschicht während des Schmelzens und Erstarrens bilden, und eine Borverbindung kann ausgebildet werden, sodass Sprödigkeit der Beschichtungsschicht erhöht sein kann.
  • Aufgrund des Einschlusses von Bor in der Beschichtungsschicht können hohe Härte, Verschleißfestigkeitseigenschaften, Korrosionsfestigkeitseigenschaften und eine ausgezeichnete Hochtemperatur-Oxidationseigenschaft erzielt werden. Wenn jedoch die Menge an Chrom 60 Gew.-% übersteigt, verringert sich das Zusammensetzungsverhältnis des Bindemittels, was zu einer Verringerung einer geschmolzenen Bindekraft führt. Außerdem kann, wenn eine große Menge an Chrom zugefügt wird, Sprödigkeit erzeugt werden, und gleichzeitig kann die Erhöhung der Härte vermindert sein. Demgemäß kann Chrom in einer Menge von 60 Gew.-% oder weniger verwendet werden.
  • Kohlenstoff kann der Beschichtungsschicht zugefügt werden, um den Schmelzpunkt der Beschichtungsschicht zu senken und ein Chromkarbid zu bilden, um eine hohe Härte zu erzielen, das heißt, ausgezeichnete Verschleißfestigkeitseigenschaften. Wenn die Menge an Kohlenstoff 10 Gew.-% übersteigt, sind Wirkungen davon vernachlässigbar. Demgemäß kann Kohlenstoff in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger (mehr als 0) zugefügt werden. Außerdem kann eine der Beschichtungsschicht zugefügte Menge an Silizium 2,5 Gew.-% oder weniger (mehr als 0) betragen, und wenn Silizium eine solche Menge aufweist, kann der Schmelzpunkt gesenkt sein, und Desoxidationswirkungen können ohne eine Verringerung der mechanischen Eigenschaften erreicht werden.
  • Nachstehend sind Versuchsbeispiele vorgesehen, um beim Verständnis der vorliegenden Erfindung zu helfen. Jedoch sind die Versuchsbeispiele hier nur zu Erläuterungszwecken vorgesehen, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • [Versuchsbeispiel 5]
  • Tabelle 1 zeigt chemische Bestandteile und Härte einer Beschichtungsschicht gemäß einem Mischungsverhältnis von Pulvern, die zum Herstellen eines Stahlrohrs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet sind. [Tabelle 1]
    Beschichtungsschicht Pulvergemisch (Gew.-%) Chemische Bestandteile der Beschichtungsschicht Härte (HV)
    Bor-(B-)oberfläche nlegierter Kugelstrahlabfall Bor-(B-)oberflächen legiertes reines Eisenpulver FeCr Cr Si B C Fe
    Probe 1 100 - - 0,25 1,85 0,42 Rest 950
    Probe 2 75 25 14,5 0,74 1,45 2,45 Rest 1000
    Probe 3 50 50 28,5 1,45 0,94 4,55 Rest 1200
    Probe 4 25 75 39,5 2,25 0,55 5,52 Rest 1200
    Probe 5 - 100 - 0,2 1,75 0,18 Rest 875
    Probe 6 - 75 25 13,5 0,55 1,25 2,25 Rest 985
    Probe 7 - 50 50 29,5 0,35 0,85 4,25 Rest 1150
    Probe 8 - 25 75 40,5 2,15 0,65 4,95 Rest 1100
  • Mit Bezug auf Tabelle 1 wurden die Proben 1 bis 4, die Bor-(B)-oberflächenlegierter Kugelstrahlabfall sind, durch Mischen von 10 Gew.-% eines Bor-Eisen-Legierungspulvers und 90 Gew.-% Kugelstrahlabfall hergestellt, gefolgt von Borieren und Entborieren bei einer Temperatur von 950°C über 3 Stunden, und die Proben 5 bis 8, die Bor-oberflächenlegiertes reines Eisenpulver sind, wurden durch Mischen von 10 Gew.-% des Bor-Eisen-Legierungspulvers und 90 Gew.-% reinen Eisenpulvers hergestellt, gefolgt von Borieren und Entborieren bei einer Temperatur von 950°C über 3 Stunden.
  • Probe 1 ist eine unter Verwendung des Bor-(B)-oberflächenlegierten Kugelstrahlabfalls ausgebildete Beschichtungsschicht, und die Proben 2 bis 4 sind bei Mischungsverhältnissen des Bor-(B)-oberflächenlegierten Kugelstrahlabfalls und des Chrom-Eisen-Legierungspulvers von 3:1, 1:1 bzw. 1:3 ausgebildete Beschichtungsschichten, wie in Tabelle 1 gezeigt. Probe 5 ist eine unter Verwendung von Bor-(B)-oberflächenlegiertem reinem Eisenpulver ausgebildete Beschichtungsschicht, und ähnlich sind die Proben 6 bis 8 bei Mischungsverhältnissen des Bor-oberflächenlegierten reinen Eisenpulvers und von Chrom-Eisen-Legierungspulver von 3:1, 1:1 bzw. 1:3 ausgebildete Beschichtungsschichten, wie in Tabelle 1 gezeigt. Die Proben 1 bis 4 und die Proben 5 bis 8 wurden alle durch Schmelz-Erwärmen unter Verwendung einer Induktionsheizvorrichtung unter Rotieren mit 30 G bei einer Temperatur von 1250°C, gefolgt von Erstarren, hergestellt.
  • 22 zeigt ein Bild eines Schnitts durch ein Stahlrohr mit einer darin ausgebildeten Beschichtungsschicht, und wie in 25 gezeigt, wurde bestätigt, dass eine Beschichtungsschicht (dunkelgrau) in einem Stahlrohr (grau) ausgebildet war.
  • Mit Bezug auf Tabelle 1 lag die Härte der Proben 1 bis 8 immer sehr hoch bei HV 800 bis HV 1200, und aufgrund des Einschlusses von Chrom-Eisen-Legierungspulver war die Härte weiter erhöht.
  • 23 bis 25 sind Kurven der Härte eines Schnitts durch eine in einem Stahlrohr ausgebildete Beschichtungsschicht je nach einer Menge des Chrom-Eisen-Legierungspulvers, und 23 ist eine Kurve von Probe 2, 24 ist eine Kurve von Probe 3, und 25 ist eine Kurve von Probe 4.
  • Wie in Tabelle 1 und 23 bis 25 gezeigt, betrug, wenn 25 Gew.-% Chrom-Eisen-Legierungspulver zugefügt war, die Härte HV 1000, was um ungefähr 50 höher ist, als wenn kein Chrom-Eisen-Legierungspulver zugefügt war. Wenn Chrom-Eisen-Legierungspulver in einer Menge von 50 Gew.-% zugefügt war, betrug die Härte bis zu HV 1200, und sogar bei einer Menge von 75 Gew.-% wurde eine so hohe Härte erzielt.
  • 26 bis 28 zeigen eine Mikrostruktur einer in einem Stahlrohr ausgebildete Beschichtungsschicht je nach einer Menge von Chrom-Eisen-Legierungspulver, und 26 zeigt die Mikrostruktur von Probe 2, und 27 zeigt die Mikrostruktur von Probe 3. Aus diesen Bildern wurde bestätigt, dass Chrom-Eisen-Legierungs-Mikropartikel (hellgrau) auf einer Matrix gebildet wurden. Außerdem zeigt 28 eine Mikrostruktur von Probe 4, und wenn Chrom-Eisen-Legierungspulver in einer Menge von 75 Gew.-% dort hinzugefügt wurde, gab es große Chrom-Eisen-Legierungspulverpartikel, die nicht gelöst waren. Das heißt, aufgrund des Einschlusses von Chrom-Eisen-Legierungspulver weist die sich ergebende Struktur kleinere Partikel auf, und aufgrund der Gegenwart geschmolzener Chrom-Eisen-Legierung hoher Härte war die Härte erhöht.
  • Während die vorliegende Erfindung insbesondere mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben wurde, versteht es sich für Fachleute, dass verschiedene Veränderungen in Form und Einzelheiten darin vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie sie durch die folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims (86)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Eisen-Bor-Verbindungspulvers, wobei das Verfahren umfasst: Drehen und Erwärmen einer Retorte, die von einem Ofenaufbau umhüllt ist, der eine Heizeinheit enthält, um ein Eisenpulver und ein Bor-Quellenmaterial reagieren zu lassen, die in die Retorte geladen sind; Trennen des Ofenaufbaus von einer äußeren Umfangsfläche der Retorte; und Drehen und Kühlen der Retorte.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Eisenpulver reines Eisenpulver enthält.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Eisenpulver einen Durchmesser in einem Bereich von 10 μm bis 1000 μm aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Retorte auf eine Temperatur in einem Bereich von 850°C bis 1050°C erwärmt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bor-Quellenmaterial ein Borpulver, ein Borverbindungspulver und ein Ferrobor-Pulver enthält.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Borverbindungspulver ein Borkarbidpulver (B4C) oder ein Boroxidpulver (B2O3) enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei weiter ein aktives Pulver in die Retorte geladen wird und dann die Reaktion zwischen dem Eisenpulver und dem Bor-Quellenmaterial durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das aktive Pulver mindestens eins aus Na3AlF6, KBF4, AlF3, NaCl, NaF, CaF2 und NH4Cl enthält.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei in einem Pulvergemisch, das das Eisenpulver, das Bor-Quellenmaterial und das aktive Pulver enthält, eine Menge des Bor-Quellenmaterials in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-% liegt und eine Menge des aktiven Pulvers in einem Bereich von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-% liegt.
  10. Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein durchschnittlicher Durchmesser des Bor-Quellenmaterials geringer ist als ein durchschnittlicher Durchmesser des Eisenpulvers ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bor-Quellenmaterial ein Borgas oder ein Borverbindungsgas ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Borgas oder das Borverbindungsgas mit einem Trägergas gemischt wird, um ein zu ladendes Mischgas zu bilden.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Borverbindungsgas ein beliebiges aus B2H6, BF3, BCl3, BI3, BBr3, (CH3)3B und (C2H5)3B enthält.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Menge des Borgases oder des Borverbindungsgases in dem Mischgas in einem Bereich von 2 Vol.-% bis 40 Vol.-% liegt.
  15. Vorrichtung zum Herstellen eines Verbindungspulvers, wobei die Vorrichtung umfasst: eine drehbare Retorte; und einen Ofenaufbau, der einen die Retorte umgebenden Rahmen und eine in dem Rahmen angeordnete Heizeinheit enthält, um die Retorte zu erwärmen.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Ofenaufbau eine Vielzahl von Teil-Ofenaufbauten enthält, die voneinander trennbar und bezüglich einander beweglich sind.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Teil-Ofenaufbau enthält: einen ersten Teil-Ofenaufbau, der einen ersten Unterrahmen, der angeordnet ist, einen Teil einer äußeren Umfangsfläche der Retorte zu umhüllen, und eine erste, innerhalb des ersten Unterrahmens angeordnete Heizeinheit enthält; und einen zweiten Teil-Ofenaufbau, der einen zweiten Unterrahmen, der an einem übrigen Teil der äußeren Umfangsfläche der Retorte angeordnet ist, und eine zweite, innerhalb des zweiten Unterrahmens angeordnete Heizeinheit enthält.
  18. Verfahren zum Herstellen eines Bor-Legierungspulvergemisches, wobei das Verfahren umfasst: Ansetzen eines gemischten Pulvers, das ein Bor-Eisen-Legierungspulver und ein Zielpulver enthält; und Wärmebehandeln des gemischten Pulvers, um einen borierten Bereich im Zielpulver zu bilden, indem zumindest ein Teil des Zielpulvers boriert wird, und einen entborierten Bereich im Bor-Eisen-Legierungspulver zu bilden, indem zumindest ein Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers entboriert wird, wodurch der Schmelzpunkt des Bor-Eisen-Legierungspulvers gesenkt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei ein Borgehalt in dem Bor-Eisen-Legierungspulver vor dem Entborieren 17 Atom-% oder mehr beträgt.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei ein Borgehalt im Bor-Eisen-Legierungspulver nach dem Entborieren in einem Bereich von 5 Atom-% bis 35 Atom-% liegt.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei ein Borgehalt in dem Bor-Eisen-Legierungspulver in dem gemischten Pulver nach dem Entborieren in einem Bereich von 10 Atom-% bis 25 Atom-% liegt.
  22. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Entborieren durchgeführt wird, bis das Zielpulver vollständig boriert ist oder das Bor-Eisen-Legierungspulver vollständig entboriert ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Zielpulver ein Metall enthält, das eine feste Lösung mit Bor bildet, oder das sich mit Bor kombiniert, um eine Borverbindung zu bilden.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Metall mindestens eins ist, das aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) ausgewählt ist.
  25. Verfahren nach Anspruch 18, wobei ein Schmelzpunkt des borierten Bereichs im Zielpulver niedriger ist als ein Schmelzpunkt des Zielpulvers vor dem Borieren.
  26. Verfahren nach Anspruch 18, wobei eine Menge des Bor-Eisen-Legierungspulvers in dem gemischten Pulver in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-% liegt.
  27. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das gemischte Pulver weiter ein aktives Mittel in der Menge von 0,5 Gew.-% bis 20 Gew.-% enthält.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei das aktive Mittel mindestens eins aus Na3AlF6, KBF4, AlF3, NaCl, NaF, CaF2 und NH4Cl enthält.
  29. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Entborieren unter einer Antioxidationsatmosphäre durchgeführt wird.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei die Antioxidationsatmosphäre mindestens eine aus einer Stickstoffatmosphäre, einer Argonatmosphäre, einer Wasserstoffatmosphäre und einer Vakuumatmosphäre ist.
  31. Bor-Legierungs-Pulvergemisch, umfassend: ein Bor-Eisen-Legierungspulver; und ein Zielpulver mit zumindest einem Teil, in dem ein borierter Bereich ausgebildet ist, wobei das Bor-Eisen-Legierungspulver zumindest einen Teil aufweist, in dem ein entborierter Bereich durch das Entborieren des Bor-Eisen-Legierungspulvers ausgebildet ist, wobei der entborierte Bereich einen durch Verringern eines Borgehalts aufgrund des Entborierens verursachten erniedrigten Schmelzpunkt aufweist.
  32. Bor-Legierungs-Pulvergemisch nach Anspruch 31, wobei das Zielpulver vollständig boriert ist oder das Bor-Eisen-Legierungspulver vollständig ein entboriertes ist.
  33. Bor-Legierungs-Pulvergemisch nach Anspruch 31, wobei sich der entborierte Bereich auf der Oberfläche des Bor-Eisen-Legierungspulvers befindet.
  34. Bor-Legierungs-Pulvergemisch nach Anspruch 31, wobei das Bor-Eisen-Legierungspulver weiter mindestens eins aus Si und C enthält.
  35. Bor-Legierungs-Pulvergemisch nach Anspruch 31, wobei der borierte Bereich entweder eine feste Metall-Bor-Lösung oder eine Borverbindung aus Metall und Bor ist.
  36. Bor-Legierungs-Pulvergemisch nach Anspruch 35, wobei das Metall mindestens eins ist, das aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) ausgewählt ist.
  37. Bor-Legierungs-Pulvergemisch nach Anspruch 35, wobei ein Schmelzpunkt des borierten Bereichs niedriger ist als ein Schmelzpunkt des Metalls.
  38. Bor-Legierungs-Pulvergemisch nach Anspruch 31, wobei sich der borierte Bereich auf der Oberfläche des Zielpulvers befindet.
  39. Verfahren zum Herstellen einer kombinierten Pulverstruktur, wobei das Verfahren umfasst: Erwärmen eines gemischten Pulvers, das ein entboriertes Bor-Eisen-Legierungspulver und ein boriertes Zielpulver enthält, auf eine vorgegebene Temperatur, um das entborierte Bor-Eisen-Legierungspulver mit dem borierten Zielpulver zu kombinieren.
  40. Verfahren nach Anspruch 39, weiter umfassend: Ansetzen eines gemischten Pulvers, das ein Bor-Eisen-Legierungspulver und ein Zielpulver enthält; und Wärmebehandeln des gemischten Pulvers, um zumindest einen Teil des Zielpulvers zu borieren und zumindest einen Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers zu entborieren, wodurch ein Schmelzpunkt des Bor-Eisen-Legierungspulvers gesenkt wird.
  41. Verfahren nach Anspruch 39, weiter umfassend: Zufügen anderen Pulvers zu dem entborierten Bor-Eisen-Legierungspulver und dem borierten Zielpulver, um das andere Pulver mit mindestens einem aus dem entborierten Bor-Eisen-Legierungspulver und dem borierten Zielpulver zu kombinieren.
  42. Verfahren nach Anspruch 41, wobei das andere Pulver ein Pulver reinen Metalls, ein Legierungspulver oder ein Keramikpulver enthält.
  43. Verfahren nach Anspruch 42, wobei das Legierungspulver ein selbstschmelzendes Legierungspulver enthält.
  44. Verfahren nach Anspruch 42, wobei das Keramikpulver mindestens eins aus einem Metalloxid, einem Metallkarbid, einem Metallnitrid oder einem Metallborid enthält.
  45. Verfahren nach Anspruch 39, wobei das gemischte Pulver weiter ein Lösungsmittel enthält.
  46. Verfahren nach Anspruch 40, wobei ein Borgehalt des Bor-Eisen-Legierungspulvers vor dem Entborieren 17 Atom-% oder mehr beträgt.
  47. Verfahren nach Anspruch 40, wobei ein Borgehalt in dem Bor-Eisen-Legierungspulver in dem gemischten Pulver nach dem Entborieren in einem Bereich von 5 Atom-% bis 35 Atom-% liegt.
  48. Verfahren nach Anspruch 47, wobei ein Borgehalt des Bor-Eisen-Legierungspulvers in dem gemischten Pulver nach dem Entborieren in einem Bereich von 10 Atom-% bis 25 Atom-% liegt.
  49. Verfahren nach Anspruch 39, wobei das Bor-Eisen-Legierungspulver weiter mindestens eins aus Si und C enthält.
  50. Verfahren nach Anspruch 39, wobei das Zielpulver ein Metall enthält, das eine feste Lösung mit Bor bildet, oder das sich mit Bor kombiniert, um eine Borverbindung zu bilden.
  51. Verfahren nach Anspruch 39, wobei das Zielpulver mindestens eins ist, das aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) ausgewählt ist.
  52. Verfahren nach Anspruch 39, wobei ein Gehalt des Bor-Eisen-Legierungspulvers in dem gemischten Pulver in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-% liegt.
  53. Verfahren nach Anspruch 39, wobei das gemischte Pulver weiter 0,5 Gew.-% bis 20 Gew.-% eines aktiven Mittels enthält.
  54. Verfahren nach Anspruch 53, wobei das aktive Mittel mindestens eins aus Na3AlF6, KBF4, AlF3, NaCl, NaF, CaF2 und NH4Cl enthält.
  55. Verfahren nach Anspruch 40, wobei das Entborieren in einer Antioxidationsatmosphäre durchgeführt wird.
  56. Verfahren nach Anspruch 55, wobei die Antioxidationsatmosphäre mindestens eine aus einer Stickstoffatmosphäre, einer Argonatmosphäre, einer Wasserstoffatmosphäre und einer Vakuumatmosphäre ist.
  57. Kombinierte Pulverstruktur, umfassend: ein Zielpulver mit zumindest einem Teil, in dem ein borierter Bereich ausgebildet ist, und ein Bor-Eisen-Legierungspulver mit zumindest einem Teil, in dem ein entborierter Bereich ausgebildet ist, wobei sich der borierte Bereich und der entborierte Bereich miteinander kombinieren, indem zumindest ein Teil mindestens eines aus dem borierten Bereich und dem entborierten Bereich geschmolzen und verfestigt wird, oder indem der borierte Bereich und der entborierte Bereich gesintert werden.
  58. Kombinierte Pulverstruktur nach Anspruch 57, wobei sich der entborierte Bereich auf der Oberfläche des Bor-Eisen-Legierungspulvers befindet.
  59. Kombinierte Pulverstruktur nach Anspruch 57, wobei das Bor-Eisen-Legierungspulver weiter mindestens eins aus Si und C enthält.
  60. Kombinierte Pulverstruktur nach Anspruch 57, wobei der borierte Bereich entweder eine feste Metall-Bor-Lösung oder eine Borverbindung aus Metall und Bor ist.
  61. Kombinierte Pulverstruktur nach Anspruch 60, wobei das Metall mindestens eins ist, das aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) ausgewählt ist.
  62. Verfahren zum Herstellen eines Stahlrohrs, wobei das Verfahren umfasst: Laden eines Pulvergemisches in ein Stahlrohr, wobei das Pulvergemisch ein Bor-Eisen-Legierungspulver mit zumindest einem Teilbereich, in dem ein entborierter Bereich ausgebildet ist, und ein Zielpulver mit zumindest einem Teilbereich, in dem ein borierter Bereich ausgebildet ist, enthält; und Schmelzen des in das Stahlrohr geladenen Pulvergemisches durch Erwärmen und dann Erstarren des Pulvergemisches, um eine Beschichtungsschicht auf einer Innenfläche des Stahlrohrs auszubilden.
  63. Verfahren nach Anspruch 62, wobei das Schmelzen und das Erstarren des Pulvergemisches so durchgeführt werden, dass das Stahlrohr mit dem dort hinein geladenen Pulvergemisch unter Drehung erwärmt und abgekühlt wird.
  64. Verfahren nach Anspruch 62, wobei das Laden des Pulvergemisches in das Stahlrohr umfasst: Mischen eines Bor-Eisen-Legierungspulvers und eines Zielpulvers; und Wärmebehandeln des Gemisches aus dem Bor-Eisen-Legierungspulver und dem Zielpulver, um zumindest einen Teil des Zielpulvers zu borieren, um den borierten Bereich zu bilden, und gleichzeitig zumindest einen Teil des Bor-Eisen-Legierungspulvers zu entborieren, um den entborierten Bereich zu bilden.
  65. Verfahren nach Anspruch 62, wobei das Bor-Eisen-Legierungspulver weiter mindestens eins aus Silizium und Kohlenstoff enthält.
  66. Verfahren nach Anspruch 62, wobei das Zielpulver mindestens eins aus Eisen (Fe), Titan (Ti), Chrom (Cr), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Aluminium (Al), Silizium (Si) und Wolfram (W) enthält.
  67. Verfahren nach Anspruch 62, wobei ein Gehalt des Bor-Eisen-Legierungspulvers in dem Pulvergemisch in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-% liegt.
  68. Verfahren nach Anspruch 62, wobei durchschnittliche Partikelgrößen des Bor-Eisen-Legierungspulvers und des Zielpulvers in einem Bereich von 200 mesh (75 μm) bis 20 mesh (850 μm) nach ASTM-Standardsieben liegen.
  69. Verfahren nach Anspruch 62, wobei das gemischte Pulver in dem Stahlrohr weiter mindestens eins aus einem Chrom-Eisen-Legierungspulver und einem Flussmittel enthält.
  70. Verfahren nach Anspruch 69, wobei das Chrom-Eisen-Legierungspulver 2 Gew.-% oder mehr Kohlenstoff und 50 Gew.-% oder mehr Chrom enthält.
  71. Verfahren nach Anspruch 69, wobei eine Menge des Chrom-Eisen-Legierungspulvers in dem Pulvergemisch in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-% liegt.
  72. Verfahren nach Anspruch 69, wobei das Chrom-Eisen-Legierungspulver weiter mindestens eins aus Eisen, Chrom, Silizium und Kohlenstoff enthält.
  73. Verfahren nach Anspruch 69, wobei eine durchschnittliche Partikelgröße des Chrom-Eisen-Legierungspulvers in einem Bereich von 200 mesh (75 μm) bis 4 mesh (4800 μm) nach ASTM-Standardsieben liegt.
  74. Verfahren nach Anspruch 62, wobei eine Drehzahl des Stahlrohrs in einem Bereich von 5 G bis 120 G liegt, wobei sich G aus der folgenden Gleichung ergibt: G = Zentrifugalkraft/Schwerkraft = 5,6 × 10–7 × Innendurchmesser des Stahlrohrs (mm) × (Drehzahl (min–1))2.
  75. Verfahren nach Anspruch 62, wobei das Erwärmen durch ein beliebiges aus Brenngasheizung, elektrischer Widerstandsheizung und Hochfrequenz-Induktionsheizung durchgeführt wird.
  76. Verfahren nach Anspruch 75, wobei das Erwärmen bei einer Heiztemperatur von 1000°C bis 1500°C durchgeführt wird.
  77. Stahlrohr, umfassend: eine Beschichtungsschicht auf einer Innenfläche des Stahlrohrs, wobei die Beschichtungsschicht eine erstarrte Struktur aufweist, die durch Schmelzen und Erstarren eines Bor-Eisen-Legierungspulvers und eines Zielpulvers ausgebildet ist, wobei das Bor-Eisen-Legierungspulver als Matrixmetall oder als Bindemittel wirkt und zumindest einen Teilbereich aufweist, in dem ein entborierter Bereich ausgebildet ist, wobei das Zielpulver zumindest einen Teilbereich aufweist, in dem ein borierter Bereich ausgebildet ist.
  78. Stahlrohr nach Anspruch 77, wobei die Beschichtungsschicht weiter eine Chrom-Eisen-Legierung als Verstärkungsmittel enthält.
  79. Stahlrohr nach Anspruch 78, wobei das Verstärkungsmittel Eisen, 10 Gew.-% bis 80 Gew.-% Chrom, 2 Gew.-% bis 10 Gew.-% Kohlenstoff und 2,5 Gew.-% oder weniger Silizium enthält.
  80. Stahlrohr nach Anspruch 78, wobei das Bindemittel Eisen und Bor enthält, wobei das Verstärkungsmittel zumindest eins aus Eisen, Chrom, Silizium und Kohlenstoff enthält.
  81. Stahlrohr nach Anspruch 77, wobei das Bindemittel einen Borgehalt in einem Bereich von 5 Atom-% bis 35 Atom-% aufweist.
  82. Stahlrohr nach Anspruch 77, wobei die Beschichtungsschicht mindestens eins aus Eisen, Chrom, Silizium, Kohlenstoff und Bor enthält.
  83. Verfahren nach Anspruch 82, wobei ein Borgehalt der Beschichtungsschicht in einem Bereich von mehr als 0 Gew.-% bis 10 Gew.-% oder weniger liegt.
  84. Verfahren nach Anspruch 83, wobei ein Kohlenstoffgehalt der Beschichtungsschicht in einem Bereich von mehr als 0 Gew.-% bis 10 Gew.-% oder weniger liegt.
  85. Verfahren nach Anspruch 82, wobei ein Chromgehalt der Beschichtungsschicht in einem Bereich von mehr als 0 Gew.-% bis 60 Gew.-% oder weniger liegt.
  86. Verfahren nach Anspruch 83, wobei ein Siliziumgehalt der Beschichtungsschicht in einem Bereich von mehr als 0 Gew.-% bis 2,5 Gew.-% oder weniger liegt.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10060041B2 (en) * 2014-12-05 2018-08-28 Baker Hughes Incorporated Borided metals and downhole tools, components thereof, and methods of boronizing metals, downhole tools and components
CN105195181B (zh) * 2015-09-30 2017-08-11 齐齐哈尔大学 一种负载型固体碱催化剂的制备方法及其在合成新型生物柴油中的应用
WO2018169827A1 (en) 2017-03-14 2018-09-20 Bwt Llc Boronizing powder compositions for improved boride layer quality in oil country tubular goods and other metal articles
WO2018169834A1 (en) * 2017-03-14 2018-09-20 Bwt Llc Method for using boronizing reaction gases as a protective atmosphere during boronizing, and reaction gas neutralizing treatment
IT201800003964A1 (it) 2018-03-26 2019-09-26 Valme S R L Unico Socio Elemento tubolare per il trasferimento di materiali abrasivi, in particolare calcestruzzo, e procedimento per realizzarlo
IT201800004795A1 (it) * 2018-04-23 2019-10-23 Elemento tubolare per il trasferimento di materiali abrasivi, in particolare calcestruzzo, e procedimento per realizzarlo
US11371633B2 (en) * 2019-05-03 2022-06-28 Caterpillar Inc. Swivel joint with coated surfaces
CN110752357B (zh) * 2019-10-16 2021-01-15 成都新柯力化工科技有限公司 一种锂电池多孔Fe基非晶态合金包覆硅负极及制备方法
KR102477222B1 (ko) * 2021-01-18 2022-12-13 한국전력기술 주식회사 배관벽의 회전을 통한 난류침투 열성층 제거장치
KR102485434B1 (ko) 2021-01-18 2023-01-05 한국전력기술 주식회사 회전링을 이용한 난류침투 열성층 제거장치
KR102485433B1 (ko) * 2021-01-18 2023-01-05 한국전력기술 주식회사 내외링의 회전을 통한 난류침투 열성층 제거장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3661556A (en) * 1969-03-03 1972-05-09 Du Pont Method of making ferromagnetic metal powders
JPS51117911A (en) * 1975-04-09 1976-10-16 Yamazaki Denki Kogyo Kk A process for producing super hard sintered alloy
DE2809184A1 (de) * 1977-03-09 1978-09-14 Krebsoege Gmbh Sintermetall Verfahren zur herstellung von harten, verschleissfesten werkstuecken
US4235630A (en) * 1978-09-05 1980-11-25 Caterpillar Tractor Co. Wear-resistant molybdenum-iron boride alloy and method of making same
TW460883B (en) * 1999-02-16 2001-10-21 Showa Denko Kk Niobium powder, niobium sintered body, capacitor comprised of the sintered body, and method for manufacturing the capacitor
JP3898387B2 (ja) * 1999-08-19 2007-03-28 株式会社豊田中央研究所 高剛性鋼
JP3960771B2 (ja) * 2001-10-24 2007-08-15 光洋サーモシステム株式会社 ロータリーレトルト炉

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