KR100204201B1 - 열 분무법에 사용하기 위한 분말 - Google Patents

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Abstract

열 분무 피복공정에 사용하기 위한 분말은 금속 카바이드가 용해되어 있는 니켈-크롬합금으로 필수적으로 이루어진 층으로 적어도 일부분이 피복된 금속 카바이드 코어로 필수적으로 이루어진 입자를 포함한다. 당해 입자는 출발 금속 카바이드의 일부분, 바람직하게는 60 내지 90 중량%를 Ni-Cr 합금에 용해시키기에 유효한 조건하에서 니켈-크롬 합금의 존재하에 금속 카바이드의 미세 출발 입자의 혼합물을 가열함으로써 형성된다. 고온 적용에 적당한 또 다른 양태에 있어서는 출발카바이드 입자의 90중량%이상을 용해시킨다. 용해되는 양이 100중량%에 이르는 경우, 코어는 반드시 없어지게 된다. 본 발명에 따라 형성된 피복물은 뜻밖에도 윤활도와 내식성에 있어서 상당한 증가를 나타낸다.

Description

열 분무법에 사용하기 위한 분말
본 출원은 피복제, 특히 금속 부품용 내식성 피복제의 열 분무법(thermal spraying)에 유용한 분말에 관한 것이다.
다년간 열 분무법에 의해 크롬 카바이드 피복제가 제조되어 왔다. 이러한 피복제 중의 하나는 니켈-크롬 합금 결합제 중의 Cr3C2입자로 구성된다. 다른 카바이드가 또한 니켈-크롬과 함께 사용되기도 한다. 그러나, 고온 적용의 특정 형태에 있어서는 크롬 카바이드가 실제로 선택할 수 있는 유일한 것이다. 예를 들어, 코발트 결합제 중의 카바이드는 여러 가지 항공기 부품 표면용 내식성 피복제로서 사용될 수 있으나, 고온 영역에서 사용하기 위한 내열성이 부족하다. 니켈 결합제를 함유하는 텅스텐 카바이드, 티탄 카바이드 고용체가 좀더 바람직하지만, 이 역시 고온에서는 부적합하다.
열 분무 도중에 분말을 가열하여 완전히 또는 부분적으로 용융시킨 후, 이를 피복시키고자 하는 표면에 분무한다. 분말은 일반적으로 니켈 크롬 분말과 크롬 카바이드 분말의 단순한 블렌드로서, 가장 통상적으로는 75 중량%의 크롬 카바이드/25 중량%의 Ni-Cr 혼합물 또는 80중량%의 크롬 카바이드/20중량%의 Ni-Cr 혼합물이지만, 7 내지 25중량%의 Ni-Cr의 블랜드가 통상적으로 사용된다. 일반적으로, 분무 도중에 니켈 크롬 합금이 용융되는 동안 크몰 카바이드는 고체 상태를 유지하여 니켈-크롬에 카바이드 입자가 매립된 피복물을 생성한다. 카바이드 입자가 비교적 큰 경우, 생성되는 피복물의 평활도가 불량하다.
위에서 언급한 블렌드에 사용된 니켈-크롬 합금은 80중량% 니켈/20중량% 크롬의 합금(예 ; NICHROME)이다. 당해 혼합물의 가장 통상적으로는 비전이 플라즈마아크 공정(non-transferred plasma arc process)에 적용된다. 그러나, 고속 옥시-연료[high velocity oxy-fuel(HVOF)] 분무공정이 출현하면서 공지된 크롬 카바이드/Ni-Cr 합금분말 블렌드로는 HVOF 공정을 원활하게 수행할 수 없어서 신규한 크롬 카바이드 피복제가 필요해 졌다. HVOF 공정은 블렌드를 이의 개개 각 성분으로 분리시켜 만족스럽지 않은 피복물을 형성하는 경향이 있다.
위의 문제점을 해결하기 위해서, 수요자에게 시판되는 종래의 분말은 20중량% Ni-Cr(80:20) 결합제와 80중량%의 크롬 카바이드 입자를 예비블렌딩한다. 당해 입자는 니켈-크롬 합금으로 필수적으로 이루어진층으로 부분적으로 또는 전체적으로 피복된 크롬 카바이드 코어로 필수적으로 이루어진다. 소결, 분쇄 및 선별 분리 등의 연속 단계가 입자를 형성하는데 사용된다. 이러한 방법으로 제조된 예비블렌딩 입자는 성능면에서 일부 개선되었지만, HVOF 분무공정에 의해 형성된 피복물은 여전히 양호한 평활도의 높은 내식성을 달성하기에는 부독하다. 본 발명은 유사한 조성의 진술한 공지된 분말에 비하여 내식성이 훨씬 우수한 피복물을 제조할 수 있는 개선된 분말을 제공한다. 본 발명의 한 양태에 따른 열 분무 피복공정(thermal spraying coating process)에 사용하기 위한 분말은 금속 카바이드가 용해된 니켈-크롬 합금으로 필수적으로 이루어지는 층으로 부분적으로 또는 전체적으로 피복된 금속 카바이드 코어로 필수적으로 구성되는 입자를 포함한다. 출발금속 카바이트의 일부, 바람직하게는 60 내지 90 중량%를 Ni-Cr 합금에 용해시키기에 유효한 조건하에서 니켈-크롬 합금의 존재하에 금속 카바이드의 미세 출발 입자의 혼합물을 가열함으로써 입자가 형성된다. 분무하기 전에 용해되지 않고 잔류하는 본래의 카바이드 입자의 양은 측정이 곤란하지만, 일반적으로는 최초의 존재량을 기준으로 하여 10 내지 90 중량%, 특히 10 내지 40 중량%이고, 이의 정확한 양은 목적하는 피복물의 평활도와 분무조건에 좌우된다.
카바이드와 Ni-Cr 합금의 상대적인 양은, 분무 피복물을 냉각시키는 경우, 거의 전량의 카바이트가 Ni-Cr 합금중의 용액에 잔류하도록 선택된다. 카바이드의 양이 지나치게 과량으로 존재하는 경우, 피복물의 냉각 h중에 카바이드가 석출되어 피복물을 약화시키고 내식성을 저하시키는 제2의 상을 형성한다. 본 발명에 따라 형성되는 피복물의 뜻밖에도 이와 거의 유사한 피복물, 특히 위에서 언금한 종래의 크롬 카바이드/Ni-Cr 합금(80:20) 분말로부터 형성되는 피복물에 비하여 평활도와 내식성 모두를 현저하게 증가시키는 것으로 밝혀졌는데, 여기서 상당량의 카바이드가 용액 중에 잔류하지 않는다.
전술한 본 발명의 양태에 따르면, 카바이드 입자는 Ni-Cr 합금에 완전히 예비용해되지 않는다. 완전히 용해된 경우에는, 생성된 복합 합금은 융점이 보다 높고 분무하기가 어려울 수 있다. 따라서, 금속 카바이드, 바람직하게는 크롬 카바이드의 단지 일부분만을 Ni-Cr 합금에 예비용해시키는 것이 바람직하다. 그러나, 플라즈마 분무에 적합한 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 출발 카바이드 입자를 90 내지 100중량% 용해시키는 것을 제외하고는 앞에서 언급한 바와 동일한 방법으로 당해 분말을 제조할 수 있다. 용해되는 양이 100중량% 이를 경우, 코어는 반드시 없어진다. 본 발명의 분말은 합금 형태의 복합체 또는 결합 금속 카바이드로 언급될 수 있다. 금속이 크롬인 경우, 이들 물질은 두 상을 함유하는 입자, 즉 크롬 카바이트가 용해된 Ni-Cr 결합제 합금의 전부 또는 부분 피복에 만큼 해 피복된 Cr3C2코어를 제조하는 방법에 의해 형성된다. 직류 아크(DC-arc)를 사용하는 플라즈마 분무법 또는 펄스 기재(pulse basis)에 아세틸렌을 연소시켜 조업하는 D-건 분무법(D-gun spraying)과 같은 선행 기술의 분무 방법과는 달리, HVOF 분무법은 연속 고속 스트림으로 조작된다. HVOF 스트림은 Ni-Cr 합금으로부터 크롬 카바이드를 분리시키는 경향이 있으므로 피복면에 각각이 유리 영역을 생성하거나 다른 한 면에 피복되어 저질의 피복물을 생성하게 된다. 크롬 카바이드는 용융 연화시키기 곤란하므로 침착이 거의 일어나지 않는다.
본 발명에 따른 복합체 입자는 강 또는 티탄 합금과 같은 경질 금속으로 제조된 항공기 부품 등의 표면에 HVOF 분무법에 의해, 분리없이 적용시킬 수 있다. HVOF 분무법에 의해 형성되는 본 발명의 피복물은 표면 조도가 낮고 내식성이 크다. 통상적으로는, 이들 특성 중의 하나가 증가하는 경우, 나머지 특성은 감소한다. 예를 들어, 입자 크기가 감소됨으로써 생성된 피복물의 평활도는 증가되지만 피복물이 보다 쉽게 침식된다. 미세 분말을 사용하여 형성되는 전형적인 피복물에 있어서, 생성된 피복물의 응력이 높을수록 입자가 산화되기 쉬워서 침식성이 증가 한다.
침식성이 표면 조도는 모두 항공기 제조시의 전술한 요건에 부합되어야 하고, 그렇지 않을 경우의 피복물은 사용할 수 없다. 예를 들어, 737 제트 엔진 (CFM 56)용 12단 회전 압축기의 6 내지 12단에 사용하기 위한 날의 조도는 약 80Ra 이하, 특히 20 내지 80Ra[여기서, Ra는 피복물의 골과 마루 사이의 평균 편차(단위:μin)임을 뜻한다] 이어야 한다. 50 내지 60psi에서 미세한 화이트 알루미나(230grit) 600g으로 샌드블래스팅(sandblasting)하여 측정한 침식 손실율은 170μg/g 이하, 바람직하게는 125μg/g 이하이어야 한다.
본 발명의 분말 제조에 있어서, 시판용 크롬 카바이드와 Ni-Cr 분말은 간단한분말 블렌드로부터 전솔한 복합 분말로 전환시킬 수 있다. 예를 들어, 크롬 카바이드 입자를 Ni-Cr 과 함께 분무 건조하여 이를 수행할 수 있다. 바람직한 방법은 고상 소결법에 의해 입자를 결합시키는 것이다. 소결 도중에 금속 카바이드 입자가 주위를 둘러싼 용융된 Ni-Cr 합금에 용해된다. 그러나, 소결조건을 다음과 같이 조절하여 완전한 용해를 방지한다. 금속 카바이드와 금속 카바이드 입자의 외부에 침착된 Ni-Cr 합금과의 생성된 합금은 출발 Ni-Cr 합금보다 융점이 높은 공융혼합물(共融混合物)이다. 열 분무 도중에, 금속 카바이드의 잔류물은 용융 되어 피복물에 우수한 내식성을 제공하는데, 이는 침전된 금속 카바이드 또는 용융 되지 않은 금속 카바이드 입자 형태에서는 흐린 반점이 없기 때문이다. 하기 실시예 1에 따라 상기 합금을 사용하여 제조한 피복물을 현미경으로 검사하는 경우, 카바이드 입자가 거의 존재하지 않는 단일상의 Ni-Cr-C 합금을 나타낸다.
본 발명의 분말을 제조하기 위해 먼저 미립자 금속 카바이드를 니켈-크롬 합금과 블렌딩하여 혼합물을 형성한다. 제조방법과는 관계없이 미세 출발 금속 카바이드 입자의 사용이 중요하다. 출발 카바이드 입자가 너무 거칠 경우, 목적하는 용액이 형성되지 않는다. 출발 카바이드 입자가 너무 미세한 경우에는, 크롬 카바이드가 자연발화성이 되어 취급이 곤란하다. 입자 크기가 1 내지 10㎛인 크롬 카바이드 입자가 가장 효과적인 것으로 입증되었다.
분말 혼합물을 소결시켜 고상 물질을 제조하고, 바람직하게는 이를 냉각시킨다. 그 다음, 고상 물질을 다시 분말 형태로 분쇄하고 분말을 선별 분리하여 목적하는 입자 크기 분포의 분말을 수득한다.
혼합물 바람직하게는 1200 내지 1500℃에서 0.3 내지 3시간 동안, 가장 바람직하게는 1250 내지 1450℃에서 약 30 내지 90분 동안 소결시킨다. 소결온도 및 소결시간 중의 하나 또는 둘 다가 상기 범위를 초과하는 경우, 거대 결정이 형성되어 피복물의 특성에 역효과를 끼친다. 한편, 불충분하게 소결되는 경우에는 본 발명의 잇점을 얻을 수 없다. 소결되는 동안 혼합물의 온도는 일반적으로 2성분의 융점(예를 들면, 크롬 카바이드의 경우 융점은 1700 내지 1800℃이고, Ni-Cr(Ni-Cr 합금)의 경우 융점은 약 1400℃이다.)보다 낮게 유지시킨다. 외부 압력 없이도 소결시킬 수 있다.
용융 강괴(ingot) 형태로 소결 및 냉각시킨 물질을 다시 분쇄하여 분말 형태로 만든다. 이는 상기 물질의 강괴 및 거대 박편을 광범위하게 상이한 크기의 입자로 분쇄하는 하나 이상의 분쇄단계와 거친 입자의 크기를 추가로 감소시켜 입자크기가 약 1 내지 100㎛의 범위인 미세 입자 혼합물을 제공하는 연마(milling) 단계에 의해 용이하게 달성 할 수 있다.
이어서, 연마된 입자를 바람직하게는 통상적인 공기 선별 분리기는 사용하여 선별 분리하여 목적하는 입자 크기 분포를 수득한다. 열 분무법에서는 크기가 약 2 내지 100㎛인 광범위한 범위의 입자를 사용할 수 있고, 연마에 의해 목적하는 입자 크기 분포를 수득할 수 있는 경우, 선별 분리단계를 생략할 수 있다. 본 발명의 분말을 블라즈마 분무법으로 분무하는 경우, 입자 크기는 크롬 카바이드 분말/Ni-Cr 합금 분말에 대해 플라즈마 분무시 통상적으로 사용되는 3 내지 30㎛의 입자의 크기에 비하여, 44내지 100㎛인 것이 가장 바람직하다.
압축기 날 피복물용으로 사용되는 종래의 크롬 카바이드의 Ni-Cr 입자 혼합물의 입자 크기가 약 10 내지 40㎛이고 평균 입자 크기가 25 내지 30㎛인 것에 비하여, 본 발명에 따른 HVOF 분무법에 의한 경우의 입자 크기는 약 2 내지 44㎛이고 평균 입자 크기는 9 내지 13㎛, 특히 9 내지 11㎛이어서 놀랍게도 총 입자 크기가 훨씬 큰 종래의 합금보다 내식성이 양호하고 우수한 보다 평활한 피복물을 생성한다. 일반적으로 분무 적성은 입자 크기가 약 15 내지 44㎛인 중간 크기의 입자에서 가장 양호하고, 이 범위는 고도의 분무된 완성품을 요하지 않는 적용에 바람직하다. 예를 들어, 본 발명의 상기 양태에 따라 밸브 성분을 피복시킨 후 연마하고 광을 내어 고도의 완성품을 수득할 수 있다.
본 발명에서 평균이란 대략 입자중 절반이 평균 이상의 크기이고 나머지 절반이 평균보다 작은 입자 크기를 의미한다. 또한, 이 평균 값은 엄밀하게는 중량 평균 입자 크기의 근사치이다. 본 발명에서 입자 크기란 대략 구형 입자의 직경 또는 비구형 입자의 최대 치수를 만큼 의미한다.
고온 적용 유용한 본 발명의 한 양태에 따라 완성된 분말은 필수적으로 Ni 4 내지 7중량%, C 11 내지 13 중량%, 예를 들어 Fe, Mn, Si, W, Co, Mo 및 Zr 중의 하나 이상과 같은 기타 원소 (통상적으로는 불순물) 약 5중량% 이하 및 잔여분의 Cr(통상적으로 79 내지 83중량%)로 구성된다. 4 내지 6 중량%의 Ni, 11.5 내지 12.5중량%의 C 및 약 2.5중량%이하의 불순물이 최적의 표면 평활도와 내식성을 수득하는데 바람직하다. 앞서 언급한 80:20의 종래의 분말은 약 16중량% Ni, 10.5 중량%의 C. 약 3중량% 이하의 기타 원소 및 잔여분 Cr(dir 70.5중량%)을 함유한다.
본 발명에 사용되는 금속 카바이드는 가장 바람직하게는 크롬 카바이드 또는 또다른 금속카바이드와의 이의 혼합물 또는 비교가능한 특성이 있는 티탄 카바이드와 같은 카바이드이다. 본 발명에 사용되는 Ni-Cr 합금은 필수적으로 니켈과 크롬으로 구성되어 있으나 상당량의 기타 원소를 함유할 수 있다. 예를 들어, 아래 실시예 2에 사용된 합금은 Ni과 Cr이외에 7중량%의 철과 4중량%의 니오븀을 함유한다. 약 1내지 8중량%의 니오븀은 피복물에서 과립의 성장을 억제하는 한 유용한 첨가제이다.
출발 분말의 상대량 및 Ni 중의 Cr의 양은 분무하기 전에 Ni-Cr 합금에 금속 카바이드가 부분 용해되는 조성물의 수득되도록 필요에 따라 조절하고, 카바이드의 양은 열 분무시 Ni-Cr 합금에 실질적으로 완전히 용해되어 일단 냉각된 피복물에는 용해되어 잔류되도록 하는 양이다. 이러한 양은 사용된 카바이드 및 Ni-Cr 합금의 정확한 조성에 따라 상당히 가변적이다 ; 하기 실시예 1 및 2의 결과치를 비교해 보라.
금속 카바이드가 크롬 카바이드이고 Ni-Cr 합금이 4 내지 7 중량%의 Ni, 11 내지 13 중량%의 C, 약 5 중량% 이하의 기타 원소 및 진여분의 Cr을 함유하는 위에서 기술한 합금인 바람직한 양태에 있어서, 출발 크롬 카바이드 및 Ni-Cr 합금의 양은 바람직하게는 92 내지 85중량% Cr3C2에서 8 내지 15 중량%의 Ni-Cr 로 가변적이다. 이러한 양태에 대한 Ni-Cr 합금 중의 Ni와Cr 의 상대적인 양은 표준 80 : 20 니크롬(NICHROME) 물질과 상이하다. Ni : Cr의 중량비의 범위는 70 : 30 내지 50 : 50 이다. 실시예 1에서는 50 : 50 Ni-Cr 물질이 88 중량%의 Cr3C2에 대하여 약 12중량%의 양으로 사용된다. Ni의 양이 70중량% 이상인 경우, 합금 중의 Cr의 양은 카바이드를 완전히 용해시키기에는 불충분하다. Ni의 양이 50중량% 미만인 경우, Ni-Cr의 형성이 중지되고 바람직하지 않은 제2의 상을 형성한다. 그러나, 철 또는 니오븀과 같은 기타 원소가 상당량 존재하는 경우, 실시예 2에 의해 설명되는 바와 같이 전술한 범위가 상이하게 될 것이다.
본 발명의 분말은 항공기 터빈의 침식 방지용 피복물로 개발되었다. 그러나, 이외에 기타 유용한 적용으로는 유정(油井) 밸브 및 굴착기의 부품, 증기 파이프 및 밸브, 및 고온의 기체 또는 액체에 표면이 규칙적으로 노출되어 침식을 일으킬 수 있는 기타의 부품을 포함한다. 항공기 호일 내식성 피복제와는 달리 몇몇 침식 방지를 위한 적용은 미세한 완성품을 필요로 하지 않기 때문에 보다 큰 입자를 사용할 수 있다.
하기 실시예에 의해 본 발명을 설명한다.
[실시예 ]
출발 물질은 크롬 카바이드(Cr3C2)분말 및 Ni-Cr 합금 분말로 구성된다. 각각의 성분은 하기와 같다.
크롬 카바이드
크기
11㎛ 100%
화학적 조성
탄소 최소 12%
규소 최대 0.25
철 최대 0.30
기타 원소 최대 1.0
크롬 잔여분
니켈-크롬 합금
크기
31㎛ 80%
화학적 조성
크롬 49 - 50%
니켈 49 - 50%
기타 원소 최대 1.0
크롬 카바이드 90중량% 대 니켈-크롬 합금 10 중량%의 비율로 원료 물질을 함께 블렌딩한다. 당해 블렌드를 탄산칼슘으로 각각 도장한 흑연 도기에 넣고 세척하여 탄소의 침투를 방지한다. 이 도기를 수소-질소 대기중의 몰리브덴으로 라이닝되거나 피복된 간접 가열로(moly-wound muffle furnance)에 넣는다. 노의 가열 영역의 길이는 약 36in이고, 약 1시간 내에 가열 영역을 통해 각각의 도기를 이동 시킨다. 가열 영역의 중심 온도는 1300℃+/-25℃로 유지한다.
가열 영역을 개방하여 길이가 약 5ft인 수 자켓킹된 냉각 영역에 도기를 넣는다. 노를 개방하기 전에 도기와 내용물을 약 100℃로 냉각시킨다. 노의 입구 및 출구에 화염 차단막을 그대로 유지시켜 생성물의 산화를 방지한다. 노에서 배출된 생성물은 길이가 약 18in이고, 너비가 3in이며 두께가 1 내지 2in인 강괴 형태이다.
강괴를 대형 죠 크라셔(large jaw crusher)를 사용하여 크기가 약 lin 미만인 박편으로 분쇄한다. 이어서, 소형 죠 크라셔를 사용하여 평균 입자 크기를 약 0.25in미만으로 감소시킨다. 이어서, 당해 분쇄 생성물을 철 오염 최소화하는데 효과적인 형태의 고에너지 진동 튜브 밀로 급송하여 입자 크기를 더욱 감소시킨다. 연마한 후 -270메쉬의 체로 분말을 스크리닝하고 이를 통화하지 않는 물질은 밀로 반송하여 다시 분쇄한다. VORTEC C-1 시리즈 선별 분리기(VORTEC C-1 Series Classifier)를 사용하여 -270메쉬의 물질을 최종 생성물 크기로 공기 선별 분리시킨다. 정확한 크기는 목적하는 피복생성물의 최종 용도, 즉 737 제트 엔진용 12 단 회전 압축기의 6 내지 12단에 사용하기 위한 날을 기준으로 하여 선택된다.
본 발명에 따른 6개의 샘플 내지 A내지 F는 하기의 표 1에 제시된 바와 같은 조성과 대략적인 입자 크기 분포를 갖는다. 부분 B의 입자 크기 분포에 대하여 각각의 샘플에 제공된 값은 좌측 칼럼의 ㎛ 크기보다 미세한 입자 크기를 갖는 전체 입자의 %를 나타낸다. 부분C에서, mv는 평균값이고, 각각의 %로 열거된 값은 각각의 절단 크기에서 이러한 입자 %가 각각의 절단크기 ㎛이하의 크기를 갖는다는 것을 의미한다.
위의 표에서 OT*는 기타 원소를 의미한다. 변형된 JET-KOTE 분무기[제조원 : Stellite]를 사용하는 스테인레스 스틸 시험편에 압력이 160psi인 산소와 100psi인 수소를 사용하는 HVOF 분무법에 의하여 샘플 A내지 F를 적용한다. 생성된 피복물을 50 내지 60psi의 압력에서 미세 화이트 알루미나(230grit) 600g으로 샌드블레스팅하여 침식에 대한 시험을 한다.
본 발명에 따르는 샘플 A 내지 F를 사용하여 제조한 피목물을 로크웰 15N 경도(15N), 다이아몬드 파라미드 경도 또는 미세경도(DPH), 앞서 언급한 침식 손실율(Ew) 및 평활도(Ra)(μin)에 대해 시험한다. 항공기 피복물용으로 바람직한 수준은 15N 경도 80 이상, 미세 경도 750 이상, 침식 손실율 125 μg/g 미만이고 평활도는 약 80Ra(μin)미만이다. 표2는 본 발명의 분말을 사용하여 제조한 샘플에 대한 결과치를 요약한 것이다.
위의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 샘플은 우수한 평활도와 내식성을 나타낸다. 이에 비하여, 위에서 기술한 공지된 80:20 분말 및 이의 변형은 대부분의 특성이 유사하나 평활도가 75 내지 90Ra이고 침식 손실율(Ew)이 약 125 내지 148μg/g이다. 본 발명에 따른 샘플의 내식성의 획기적인 개선은 피복물의 총 조성에 있어서의 비교적 미소한 차이로 보아 매우 놀라운 것이다.
[실시예 2]
출발 분말의 조성이 90 중량%의 크롬 카바이드, 및 20 중량%의 Cr, 4 중량%의 Nb, 7 중량%의 Fe와 미량의 C 및 Mn, 및 62.5중량%의 Ni를 함유하는 10중량%의 Ni-Cr 합금인 것을 제외하고, 실시예 1과 거의 동일한 방법을 사용하여 본 발명에 따른 또 다른 분말을 제조한다. HVOF 분무를 하고 침식에 대해 시험하는 경우, 고온 압축기 날의 적용에 적합한 만족스러운 평활도와 함께 침식 손실율 117μg/g의 결과치가 수득된다. 실시예1에서와 같이, 본 실시예에서는 분무하기 전에 Ni-Cr 합금에 카바이드를 부분 용해시키고 카바이드의 양은 분무시 Ni-Cr 합금에 실질적으로 완전히 용해되어 피복물에 용해된 형태로 잔류하도록 하는 양이다.
전술한 내용은 본 발명의 바람직한 예시적 양태로 이해되어야 하며 이의 특정 형태로 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 조성 및 이의 제조방법을 개선할 수 있으며 특허청구의 범위에서 청구한 범주를 벗어남이 없이 사용할 수 있다.

Claims (13)

  1. 카바이드의 니켈-크롬 합금의 상대량을, 분말로부터 제조된 열분무 피복물을 냉각시키는 경우 금속 카바이드의 거의 전량이 니켈-크롬 합금 중에 용액으로서 유지되도록 선택하면서, 금속 카바이드 미세 출발 입자의 혼합물을 니켈-크롬 합금의 존재하에서 출발 금속 카바이드의 60 내지 90 중량%가 용해되는 조건하에서 가열함으로써 형성된, 금속 카바이드가 용해된 니켈-크롬 합금으로 필수적으로 이루어진 층으로 부분적으로 또는 전체적으로 피복된 크롬 카바이드 코어를 갖는 금속 카바이드 입자를 포함하는, 열 분무 피복공정에 사용하기 위한 분말.
  2. 제1항에 있어서, 출발 금속 카바이드의 미세 입자의 크기가 1 내지 10㎛인 분말.
  3. 제1항에 있어서, 완성된 분말 입자 크기가 2 내지 44㎛이고, 이의 평균 입자 크기가 9 내지 13㎛인 분말.
  4. 제3항 있어서, 혼합물을 고상 물질의 형성 도중에 크롬 카바이드를 니켈-크롬 합금속으로 고상 확산시키는 온도에서 소결시킴으로써, 고상 물질의 융점이 출발 니켈-크롬 합금의 융점보다 높은 공융혼합물(共融混合物)로 되는 분말.
  5. 제3항에 있어서, 출발 크롬 카바이드와 니켈-크롬 합금의 양이 각각 Cr3C292내지 85중량%와 니켈-크롬 합금 8내지 15중량% 분말.
  6. 크롬 카바이드와 니켈-크롬 합금의 상대량을, 분말로부터 제조된 열 분무 피복물을 냉각시키는 경우 크롬 카바이드의 거의 전량이 니켈 크롬 합금중에 용액으로서 유지되도록 선택하면서, 크롬 카바이드 미세 출발 입자의 혼합물을 니켈-크롬 합금의 존재하에서 출발 크롬 카바이드의90 내지 100중량%가 용해되는 조건하에서 가열함으로써 형성된, 크롬 카바이드가 용해된 니켈-크롬 합금으로 이루어진 입자를 포함하는, 열 분무 피복공정에 사용하기 위한 분말.
  7. 제6항에 있어서, 출발 크롬 카바이드의 미세 입자 크기가 1 내지 10㎛인 분말.
  8. 제6항에 있어서, 완성된 분말 입자 크기가 2 내지 44㎛이고, 평균 입자 크기가 9 내지 13㎛인 분말.
  9. 제7항에 있어서, 출발 크롬 카바이드와 니켈-크롬 합금의 양이 Cr3C292 내지85 중량%와 니켈-크롬 합금 8 내지 15 중량%인 분말.
  10. 미립자 니켈-크롬 합금과 미립자 크롬 카바이드를 블렌딩하여 혼합물을 형성하는 단계, 혼합물을 소결시켜 고상 물질을 형성하는 단계, 고상물질을 분쇄하는 단계 및 분쇄된 고상 물질을 선별 분리하여 분말을 수득하는 단계를 포함하여 분말을 제조하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 혼합물 1250℃ 내지 1450℃에서 30분 내지90분 동안 소결시키는 방법
  12. 미립자 니켈-크롬 합금과 미립자 크롬 카바이드를 블렌딩하여 혼합물을 형성하는 단계, 혼합물을 소결시켜 고상 물질을 형성하는 단계, 고상 물질을 분쇄하는 단계 및 분쇄된 고상 물질을 선별 분리하여 제7항에 따르는 분말을 수득하는 단계를 포함하여, 분말을 제조하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 혼합물을 고상 물질의 형성 도중에 크롬 카바이드를 니켈-크롬 합금속으로 고상 확산시키는 온도에서 소결시킴으로써, 고상 물질의 융점이 출발 니켈-크롬 합금의 융점보다 높은 공융혼합물로 되는 방법.
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