NO872722L - LOW TEMPERATURE PROCEDURE FOR THE APPLICATION OF CORROSION RESISTANT ALLOYS. - Google Patents
LOW TEMPERATURE PROCEDURE FOR THE APPLICATION OF CORROSION RESISTANT ALLOYS.Info
- Publication number
- NO872722L NO872722L NO872722A NO872722A NO872722L NO 872722 L NO872722 L NO 872722L NO 872722 A NO872722 A NO 872722A NO 872722 A NO872722 A NO 872722A NO 872722 L NO872722 L NO 872722L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- corrosion
- alloy
- metal
- resistant
- wetting
- Prior art date
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims description 70
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims description 70
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 55
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 45
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 44
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 39
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 16
- NPURPEXKKDAKIH-UHFFFAOYSA-N iodoimino(oxo)methane Chemical compound IN=C=O NPURPEXKKDAKIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 claims description 11
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 7
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910000934 Monel 400 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims description 5
- OANFWJQPUHQWDL-UHFFFAOYSA-N copper iron manganese nickel Chemical compound [Mn].[Fe].[Ni].[Cu] OANFWJQPUHQWDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010963 304 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 229910000619 316 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000589 SAE 304 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001245 Sb alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XEGGRYVFLWGFHI-UHFFFAOYSA-N bendiocarb Chemical compound CNC(=O)OC1=CC=CC2=C1OC(C)(C)O2 XEGGRYVFLWGFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 8
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
- C23C26/02—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00 applying molten material to the substrate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en fremstilt gjenstand innbefattende et metallisk element belagt med et tynt lag av en korrosjonsresistent legering og en fremgangsmåte for fremstilling av samme. Nærmere bestemt er foreliggende oppfinnelse rettet mot en fremgangsmåte for påføring av den korrosjonsresistente legeringen ved en lav temperatur ved lysbuespraying av legeringen på en "fuktet" basismetallover-flate ved en temperatur under den temperaturen hvorved basismetallet begynner å danne glødeskall. The present invention generally relates to a manufactured object including a metallic element coated with a thin layer of a corrosion-resistant alloy and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention is directed to a method for applying the corrosion-resistant alloy at a low temperature by arc spraying the alloy onto a "moistened" base metal surface at a temperature below the temperature at which the base metal begins to form glow scales.
Det er et velkjent faktum at verktøy og deler av karbonstål som benyttes i og rundt vann, og spesielt saltvann, korrode-rer raskt. Denne korrosjonen er hovedårsaken til sammenbrudd av disse gjenstandene. KorrosJonssammenbrudd er et vedvarende problem som opptrer innen olje og gassindustrien hvor boreoperasJoner ofte anvender vannbaserte boreslam, hvor borehullet ofte passerer gjennom formasjoner som er gjennom-trengt av saltvann og spesielt ved boreoperasJoner offshore hvor saltspray fra havet er en vedvarende faktor. It is a well-known fact that tools and parts made of carbon steel that are used in and around water, and especially salt water, corrode quickly. This corrosion is the main reason for the breakdown of these objects. Corrosion breakdown is a persistent problem that occurs within the oil and gas industry where drilling operations often use water-based drilling muds, where the borehole often passes through formations permeated by salt water and especially in offshore drilling operations where salt spray from the sea is a persistent factor.
I et forsøk på å inhibere denne korrosjonen har stålgjenstan-der blitt belagt med korrosjonsresistente materialer, f.eks. rustfritt stål, krom o.l. Harde krombelegg har vært påført over rustfritt stål, monel og andre korrosjonsresistente mellomlag for å tilveiebringe forbedret beskyttelse. Selv om disse doble beleggene forbedrer korrosjonsresistensen for de belagte gjenstandene finner sammenbrudd fremdeles sted. Korrosjon og sammenbrudd av disse dobbeltbelagte gjenstandene skyldes ofte problemer forårsaket av høy temperaturavsetningsteknikkene som benyttes for å påføre det mellomliggende laget. Det mellomliggende laget er ofte ikke homogent og kan inneholde mikroskopiske bobler, sprekker o.l. som, selv om de bare er synlige under stor forstørrelse, tillater fuktighet å nå det underliggende basismetallet. Slik fuktighet forårsaker korrosjonsinitiering, og når den erstattes vil korrosjonen gro og spre seg, og etter hvert forårsake store korrosJonsproblemer, innbefattende sammenbrudd og avskalling av beleggingslagene. In an attempt to inhibit this corrosion, steel objects have been coated with corrosion-resistant materials, e.g. stainless steel, chrome etc. Hard chrome coatings have been applied over stainless steel, monel and other corrosion resistant interlayers to provide improved protection. Although these double coatings improve the corrosion resistance of the coated items, breakdowns still occur. Corrosion and breakdown of these double coated items is often due to problems caused by the high temperature deposition techniques used to apply the intermediate layer. The intermediate layer is often not homogeneous and may contain microscopic bubbles, cracks etc. which, although visible only under high magnification, allow moisture to reach the underlying base metal. Such moisture causes corrosion initiation, and when replaced, the corrosion will grow and spread, eventually causing major corrosion problems, including breakdown and peeling of the coating layers.
Det har også vært forsøkt å løse dette problemet ved enkelt å påføre de korrosjonsresistente legeringene på basismetallet ved konvensjonelle spray-flammeteknikker. Gjenstander belagt på denne måten viser dårlig binding, dette resulterer også i avskalling av beleggene. Det har også vært forsøk på påføre korrosjonsresistente legeringer ved sveising. Imidlertid kan sveiseteknikker forårsake forvridning av de belagte delene. Andre har forsøkt å påføre de korrosjonsresistente legeringene ved å anvende høy temperatur-sprayteknikker ved temperaturer opp til 1 093° C. Selv om de gir et belegg som viser gode bindingsegenskaper forårsaker disse høye temperaturene ofte avskalling av det underliggende basismetallet hvilket resulterer i sammenbrudd. Endelig har man forsøkt å anvende konvensjonelle elektrolytiske eller kjemiske fremgangsmåter for belegging av nikkel eller krom på basismetallet. Imidlertid etterlater disse fremgangsmåtene mange mikroskopiske sprekker som tillater eventuell korrosjon og sammenbrudd. Attempts have also been made to solve this problem by simply applying the corrosion-resistant alloys to the base metal by conventional spray-flame techniques. Objects coated in this way show poor bonding, this also results in peeling of the coatings. There have also been attempts to apply corrosion-resistant alloys when welding. However, welding techniques can cause distortion of the coated parts. Others have attempted to apply the corrosion resistant alloys using high temperature spray techniques at temperatures up to 1093° C. Although they provide a coating that exhibits good bonding properties, these high temperatures often cause spalling of the underlying base metal resulting in breakdown. Finally, attempts have been made to use conventional electrolytic or chemical methods for coating nickel or chromium on the base metal. However, these methods leave many microscopic cracks that allow eventual corrosion and breakdown.
Hver av de tidligere kjente fremgangsmåtene omtalt ovenfor er beheftet med et eller flere alvorlige problemer. Selv om hver fremgangsmåte påfører et belegg som inhiberer korrosjon og forbedrer den forventede levetiden for den belagte gjenstanden er alle de tidligere kjente fremgangsmåtene beheftet med problemer som tillater at korrosjon, flakdannelse eller avskalling kan begynne og eventuelt kan føre til et behov for å bytte utgjenstanden for å unngå sammenbrudd. Each of the previously known methods discussed above is beset with one or more serious problems. Although each method applies a coating that inhibits corrosion and improves the expected life of the coated article, all of the prior art methods are plagued with problems that allow corrosion, flaking, or scaling to begin and eventually lead to a need to replace the article for to avoid collapse.
Følgelig foreligger det et lenge følt, men ikke oppfylt behov, for bedre beleggingsfremgangsmåter og belagte gjenstander som viser forbedret resistens mot korrosjon, og mot flakdannelse eller avskalling av beleggingslaget. Consequently, there is a long-felt, but unfulfilled, need for better coating methods and coated objects that show improved resistance to corrosion, and to flake formation or peeling of the coating layer.
Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en fremstilt gjenstand som viser forbedret korrosjonsresistens og en fremgangsmåte for fremstilling av samme. Gjenstanden Innbefatter en hoveddel fremstilt av et basismetall, ofte karbonstål, og har en ekspondert overflate. Bundet til den eksponerte overflaten er et tynt belegg av et fuktende underlag kjennetegnet ved at det har et mykningspunkt som er lavere enn den temperaturen hvorved glødeskalldannelse for basismetallet inntrer. Foretrukne underlagsmetaller innbefatter bly, sink og antimon, legeringer av bly og tinn og legeringer av tinn, antimon og kobber.. Bundet til det fuktende underlaget ved en temperatur mellom mykningspunktet og smeltepunktet for det fuktende underlaget og under den temperaturen hvorved glødeskalldannelse av basismetallet inntrer er et lag av en korrosjonsresistent legering valgt fra de konvensjonelle korrosjonsresistente legeringene inneholdende Jern, krom, nikkel, kobolt eller nikkel/kobberbaser. Barrieren som dannes ved det kombinerte underlaget og den korrosjonsresistente legeringen viser forbedret homogenitet og ugJennomtrengelighet for vann. Eventuelt kan et overflatelag av hard krom tilsettes for ytterligere å forbedre korrosjons-og slittas-Jeresistensen for gjenstanden. The present invention is directed to a manufactured object which shows improved corrosion resistance and a method for manufacturing the same. The article includes a main part made of a base metal, often carbon steel, and has an exposed surface. Bonded to the exposed surface is a thin coating of a wetting substrate characterized by having a softening point lower than the temperature at which glow scale formation for the base metal occurs. Preferred base metals include lead, zinc and antimony, alloys of lead and tin and alloys of tin, antimony and copper. Bonded to the wetting substrate at a temperature between the softening point and the melting point of the wetting substrate and below the temperature at which annealing of the base metal occurs is a layer of a corrosion-resistant alloy selected from the conventional corrosion-resistant alloys containing iron, chromium, nickel, cobalt or nickel/copper bases. The barrier formed by the combined substrate and the corrosion-resistant alloy shows improved homogeneity and water impermeability. Optionally, a surface layer of hard chrome can be added to further improve the corrosion and wear resistance of the object.
Fremgangsmåten Ifølge foreliggende oppfinnelse innbefatter oppvarming av den under 1 ags-belagte basisdelen til en temperatur mellom mykningspunktet og smeltepunktet for underlaget, men under den temperaturen hvorved basismetallet begynner å danne glødeskall, for å "fukte" overflaten for binding av den korrosjonsresistente legeringen. Dette myknede underlaget gir forbedret "fukting" av overflaten av basismetallet for påføring av et tynt lag av korrosjonsresistent legering ved konvensjonelle termiske sprayteknikker, spesielt konvensjonelle ly sbue - spr ayf remgangsmåter , i temperaturområ.det angitt i foregående setning. The method according to the present invention involves heating the sub-1 ags coated base part to a temperature between the softening point and the melting point of the substrate, but below the temperature at which the base metal begins to form a glow plug, to "moisten" the surface for bonding the corrosion resistant alloy. This softened substrate provides improved "wetting" of the surface of the base metal for the application of a thin layer of corrosion-resistant alloy by conventional thermal spray techniques, particularly conventional arc-spray methods, in the temperature range indicated in the preceding sentence.
Lavtemperatur-påføringsfremgansmåten ifølge foreliggende oppfinnelse gir en sterk, metallurgisk bundet, ugjennomtrengelig beleggingsbarriere av det fuktende underlagsmetallet og den korrosjonsresistente legeringen hvortil ytterligere en hard kromoverflate kan adderes for å fremstille gjenstander som viser overlegen korrosJ onsresistens. Disse og andre fordeler og trekk ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå klarere av den følgende detaljerte beskrivelsen. The low temperature application process of the present invention provides a strong, metallurgically bonded, impermeable coating barrier of the wetting base metal and the corrosion resistant alloy to which an additional hard chrome surface can be added to produce articles exhibiting superior corrosion resistance. These and other advantages and features of the present invention will appear more clearly from the following detailed description.
Foreliggende oppfinnelse er rettet mot fremstilte gjenstander som viser forbedret korrosjonsresistens og fremgangsmåter for fremstilling av disse. Den grunnleggende fremgangsmåten innbefatter fremstilling av en ugjennomtrengelig barriere på overflaten av en metallgjenstand ved binding ved lav temperatur av en korrosjonsresistent legering til et myknet, fuktende underlag bundet til basismetallet. Det myknede underlaget tilveiebringer bedre "fukting" av overflaten av basismetallet slik at bindingsstyrken, homogeniteten og kvaliteten forbedres. Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse gir en overlegen, ugjennomtrengelig barriere, i det vesentlige fri for mikroskopiske bobler, sprekker o.l. Dette underlaget er bundet ved hjelp av en sterk metallurgisk binding t-il basismetallet. En slik overflaten elliminerer eller minimaliserer mange av problemene i forbindelse med korrosjon, avskalling og glødeskalldannelse forbundet med tidligere kjente beleggingsfremgangsmåter. The present invention is directed to manufactured objects that show improved corrosion resistance and methods for manufacturing them. The basic process involves the production of an impermeable barrier on the surface of a metal object by low-temperature bonding of a corrosion-resistant alloy to a softened, wetting substrate bonded to the base metal. The softened substrate provides better "wetting" of the surface of the base metal so that bond strength, homogeneity and quality are improved. The method of the present invention provides a superior, impermeable barrier, substantially free of microscopic bubbles, cracks, and the like. This substrate is bonded by means of a strong metallurgical bond to the base metal. Such a surface eliminates or minimizes many of the problems associated with corrosion, scaling and scale formation associated with previously known coating methods.
Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse innbefatter innledende binding til en gjenstand av basismetall av et tynt underlag av et "fuktende" metall kjennetegnet ved at det har et mykningspunkt som er lavere enn den temperaturen hvorved glødeskalldannelsen for metallet inntrer. I de fleste tilfeller er basismetallet enkelt karbonstål. I disse tilfellene innbefatter eksempler på fuktende metaller bly, sink,: antimon og de myke loddelegeringene av bly og hvit legering. De myke loddelegeringene av bly innbefatter ofte fra ca. 30 til ca. 95% bly og fra ca. 70 til ca. 5% tinn. Hvit legering innbefatter ca. 91% tinn, ca. 4,5% antimon og ca. 4,5% kobber. Det fuktende underlagsmetallet er bundet til basismetallet i gjenstanden ved slaglodding eller andre konvensjonelle teknikker som er velkjente innen teknikken. Det fuktende underlagsmetallet påføres hensiktsmessig i en tykkelse på ca. 0,0025-0,013cm, og fortrinnsvis 0,0051-0,0076 cm. The method according to the present invention involves initial bonding to an object of base metal of a thin substrate of a "moistening" metal characterized by having a softening point lower than the temperature at which the glow scale formation of the metal occurs. In most cases, the base metal is plain carbon steel. In these cases, examples of wetting metals include lead, zinc, antimony and the soft solder alloys of lead and white alloy. The soft solder alloys of lead often include from approx. 30 to approx. 95% lead and from approx. 70 to approx. 5% tin. White alloy includes approx. 91% tin, approx. 4.5% antimony and approx. 4.5% copper. The wetting substrate metal is bonded to the base metal of the article by brazing or other conventional techniques well known in the art. The wetting substrate metal is suitably applied in a thickness of approx. 0.0025-0.013cm, and preferably 0.0051-0.0076cm.
I en alternativ fremgangsmåte gjøres overflaten av gjenstanden av basismetallet ru ved sandblåsing eller ved andre teknikker som er velkjente for fagmannen. Til den ru overflaten bindes et tynt lag av Nichrome eller et ekvivalent materiale sprayet til en tykkelse på ca. 0,0025-0,013cm ved konvensjonelle spray teknikker, og fortrinnsvis til en tykkelse på ca. 0,0051-0,0076cm. Loddemetallet eller et annet fuktende metall påføres på den Nichrome-belagte gjenstanden av basismetallet som beskrevet ovenfor. Smelting ved en temperatur nær eller over smeltepunktet for det fuktende metallet forårsaker at det fuktende metallet fyller hulrommene rundt Nichrome-partiklene som et resultat av kapillar virkning. Denne utførelsen gir et glass, ugjennomtrengelig underlag som viser større styrke som et resultat av den sterke metallurgiske bindingen mellom basismetallet og Nichrome-laget. In an alternative method, the surface of the base metal object is roughened by sandblasting or by other techniques well known to those skilled in the art. A thin layer of Nichrome or an equivalent material sprayed to a thickness of approx. 0.0025-0.013cm by conventional spray techniques, and preferably to a thickness of approx. 0.0051-0.0076cm. The solder or other wetting metal is applied to the Nichrome coated article of the base metal as described above. Melting at a temperature near or above the melting point of the wetting metal causes the wetting metal to fill the voids around the Nichrome particles as a result of capillary action. This design provides a glassy, impermeable substrate that exhibits greater strength as a result of the strong metallurgical bond between the base metal and the Nichrome layer.
Fremgangsmåten omfatter videre oppvarming av det fuktende metallet, på forhånd bundet til gjenstanden av basismetallet ved en av fremgangsmåtene beskrevet ovenfor, til en temperatur over mykningspunktet og fortrinnsvis under smeltepunktet, men under den temperaturen hvorved glødeskalldannelse av basismetallet inntrer. Oppvarming til en temperatur innenfor dette området mykner det fuktende metallet, samtidig som det ikke forårsaker at basismetallet danner glødeskall. F.eks. kan legeringer innbefattende ca. 70% tinn og 30% bly oppvar-mes til ca. 204°C. Ettersom %-andelen av tinn avtar øker den foretrukne temperaturen til ca. 316°C for en legering innbefattende ca. 5% og ca. 95% bly. Når rent bly benyttes som det fuktende underlagsmetallet foretrekkes mykningstempe-raturer på ca. 343° C. Temperaturer på ca. 371° C er foretrukne med hvit legering. -Endelig er temperaturer på ca. The method further comprises heating the wetting metal, previously bound to the object by the base metal by one of the methods described above, to a temperature above the softening point and preferably below the melting point, but below the temperature at which glow scale formation of the base metal occurs. Heating to a temperature within this range softens the wetting metal, while not causing the base metal to form a glow plug. E.g. can alloys including approx. 70% tin and 30% lead are heated to approx. 204°C. As the percentage of tin decreases, the preferred temperature increases to approx. 316°C for an alloy including approx. 5% and approx. 95% lead. When pure lead is used as the wetting base metal, softening temperatures of approx. 343° C. Temperatures of approx. 371°C is preferred with white alloy. -Finally, temperatures of approx.
427°C og 593°C foretrukne når hhv. sink og antimon er anvendt som det fuktende, underlagsmetallet. 427°C and 593°C preferred when respectively zinc and antimony are used as the wetting, substrate metal.
Til det myknede, fuktende underlagsmetallet bindes et lag av en korrosjonsresistent legering. Denne legeringen påføres ved konvensjonelle termiske sprayteknikker som er velkjente for fagmannen, fortrinnsvis lysbuespraying, ved en temperatur over mykningspunktet og under smeltepunktet for det fuktende underlagsmetallet og under den temperaturen hvorved basismetallet begynner å danne glødeskall. Konvensjonelle korrosjonsresistente legeringer som er anvendelige innenfor det anviste temperaturområdet kan anvendes. De følgende er eksempler på korrosjonsresistente legeringer som kan benyttes med et karbonbasisstål og de fuktende metallene angitt ovenfor. Eksempler på jernbaserte legeringer innbefatter 304 rustfritt stål, 316 rustfritt stål og A-286. Et eksempel på krombasert legering er 80 krom/20 nikkel. Eksempler på koboltbaserte legeringer innbefatter Haynes legering 25, Multimet legering og MP-35N. Eksempler på nikkelbaserte legeringer innbefatter INCO 718, INCO 625, INCO 925, INCO X750, Hasteloy G og Hasteloy C-276. Endelig innbefatter eksempler på nikkel/kobberbaserte legeringer Monel 400 og Cupro-nikkel. Den korrosjonsresistente legeringen påføres hensiktsmessig i et lag som er ca. 0,025-0,127cm tykt, og fortrinnsvis ca. 0,064-0,089cm tykt. A layer of a corrosion-resistant alloy is bonded to the softened, wetting base metal. This alloy is applied by conventional thermal spray techniques well known to those skilled in the art, preferably arc spraying, at a temperature above the softening point and below the melting point of the wetting base metal and below the temperature at which the base metal begins to form scale. Conventional corrosion resistant alloys which are applicable within the specified temperature range may be used. The following are examples of corrosion resistant alloys that can be used with a carbon base steel and the wetting metals listed above. Examples of iron-based alloys include 304 stainless steel, 316 stainless steel, and A-286. An example of a chromium-based alloy is 80 chromium/20 nickel. Examples of cobalt-based alloys include Haynes alloy 25, Multimet alloy and MP-35N. Examples of nickel-based alloys include INCO 718, INCO 625, INCO 925, INCO X750, Hasteloy G and Hasteloy C-276. Finally, examples of nickel/copper based alloys include Monel 400 and Cupro-nickel. The corrosion-resistant alloy is suitably applied in a layer that is approx. 0.025-0.127cm thick, and preferably approx. 0.064-0.089cm thick.
De kjemiske sammensetningene av de ovenfor nevnte legeringene og deres ekvivalenter er velkjente innen teknikken og er samlet og publisert i tabeller av American Society of Mechanical Engineers. Videre er disse og andre legeringer av angitte sammensetninger gitt identifikasjonsnumre for enkel referanse i ASME/ANSI Unified Metal Numbering System. Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse gir en fremstilt gjenstand som har et overlegent, korrosjonsresistent belegg påført derpå innbefattende en tilnærmet ugjennomtrengelig barriere av det fuktende underlagsmetallet kombinert med den korrosjonsresistente legeringen. Denne barrieren er metallurgisk bundet til basismetallet. Fordi dette belegget er metallurgisk bundet til basismetallet motstår dette belegget flakdannelse. Fordi belegget viser forbedret homogenitet og frihet for mikroskopiske bobler og sprekker gir det overlegen resistens mot korrosjon. The chemical compositions of the above alloys and their equivalents are well known in the art and are compiled and published in tables by the American Society of Mechanical Engineers. Furthermore, these and other alloys of specified compositions are given identification numbers for easy reference in the ASME/ANSI Unified Metal Numbering System. The method of the present invention provides an article of manufacture having a superior corrosion resistant coating applied thereto including a substantially impermeable barrier of the wetting base metal combined with the corrosion resistant alloy. This barrier is metallurgically bonded to the base metal. Because this coating is metallurgically bonded to the base metal, this coating resists flaking. Because the coating exhibits improved homogeneity and freedom from microscopic bubbles and cracks, it provides superior resistance to corrosion.
Korosjons- og s 1 ittasjeresistensen for gjenstanden kan forbedres ytterligere ved belegging av hardkrom over den korrosjonsresistente legeringen ved å anvende konvensjonelle elektrolytiske hardkromsbeleggingsteknikker som er velkjente innen teknikken. The corrosion and wear resistance of the article can be further improved by coating hard chrome over the corrosion resistant alloy using conventional electrolytic hard chrome plating techniques well known in the art.
Eksempel 1Example 1
Et ca. 0,0051cm tykt lag av bly-loddelegering (70% tinn/30% bly) ble slagloddet på overflaten av et rent rørformet forsøksstykke av karbonstål. Forsøksstykket, innbefattende loddemetallet slagloddet på overflaten ble oppvarmet til ca. 232" C for å mykne loddemetallet. Et lag av Monel 400 av tykkelse ca. 0,076cm ble lysbuesprayet på det myknede loddemetallet ved denne temperaturen. Etter nedsliping av komposittbarrieren av loddemetall og Monel 400 til en tykkelse på ca. 0,038cm ble forsøksstykket elektrolytisk belagt med et lag av hardkrom av tykkelse ca. 0,031cm. An approx. A 0.0051 cm thick layer of lead-solder alloy (70% tin/30% lead) was brazed onto the surface of a clean tubular carbon steel test piece. The test piece, including the solder metal soldered on the surface, was heated to approx. 232" C to soften the solder. A layer of Monel 400 approximately 0.076cm thick was arc sprayed onto the softened solder at this temperature. After grinding down the composite barrier of solder and Monel 400 to a thickness of approximately 0.038cm, the test piece was electroplated with a layer of hard chrome of thickness approx. 0.031cm.
Det ferdige forsøksstykket ble utsatt for en kontinuerlig saltspraytåke i overensstemmelse med fremgangsmåten angitt i ASTM B-117-73. Forsøksstykket ble undersøkt etter 485 timer og ingen tegn på korrosjon var synlige. The finished test piece was exposed to a continuous salt spray mist in accordance with the procedure specified in ASTM B-117-73. The test piece was examined after 485 hours and no signs of corrosion were visible.
Eksempel 2 "'" Example 2 "'"
Et andre forsøksstykke ble fremstilt ved fremgangsmåten angitt i eksempel 1, med det unntak at tykkelsen av det fuktende loddemetallet var ca. 0,0076cm og tykkelsen av den korrosjonsresistente legeringen var ca. 0,114cm. Denne komposittbarrieren ble slipt til en tykkelse på ca. 0,076cm og elektrolytisk belagt med hardkrom i et lag av tykkelse ca. 0,013cm. A second test piece was produced by the method indicated in example 1, with the exception that the thickness of the wetting solder metal was approx. 0.0076cm and the thickness of the corrosion-resistant alloy was approx. 0.114cm. This composite barrier was ground to a thickness of approx. 0.076cm and electrolytically coated with hard chrome in a layer of thickness approx. 0.013cm.
Forsøksstykket i eksempel 2 ble på tilsvarende måte underkas-tet en kontinuerlig saltspraytåke i overensstemmelse med fremgangsmåten angitt i ASTM B-117-73. Dette forsøksstykket ble undersøkt etter 1 000 timer og ingen korrosjon var synlig. The test piece in example 2 was similarly subjected to a continuous salt spray mist in accordance with the method specified in ASTM B-117-73. This test piece was examined after 1,000 hours and no corrosion was visible.
I den ovenstående beskrivelsen er det illustrert og beskrevet en rekke forskjellige fuktende underlagsmetaller og korrosjonsresistente legeringer som er spesielt nyttige med basismetaller i form av karbonstål. Imidlertid var fagmannen være klar over at andre egnede metaller og legeringer som oppfyller temperaturkravene angitt ovenfor kan benyttes, spesielt i tilfeller hvor andre basismetaller skal benyttes. Foreliggende oppfinnelse er derfor ikke begrenset til de spesielle metallene og legeringene som er illustrert og beskrevet, men dekker alle modifikasjoner som faller innenfor rammen av de følgende kravene. In the above description, a number of different wetting base metals and corrosion resistant alloys are illustrated and described which are particularly useful with base metals in the form of carbon steel. However, the person skilled in the art was aware that other suitable metals and alloys which meet the temperature requirements stated above can be used, especially in cases where other base metals are to be used. The present invention is therefore not limited to the particular metals and alloys illustrated and described, but covers all modifications that fall within the scope of the following claims.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US91883786A | 1986-10-14 | 1986-10-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO872722D0 NO872722D0 (en) | 1987-06-29 |
| NO872722L true NO872722L (en) | 1988-04-15 |
Family
ID=25441041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO872722A NO872722L (en) | 1986-10-14 | 1987-06-29 | LOW TEMPERATURE PROCEDURE FOR THE APPLICATION OF CORROSION RESISTANT ALLOYS. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI874213A (en) |
| GB (1) | GB2196023A (en) |
| NO (1) | NO872722L (en) |
| SE (1) | SE8703978L (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2386944B (en) * | 2002-03-26 | 2004-10-06 | Ken Ford | Agricultural buildings |
| DE502006007310D1 (en) * | 2005-08-10 | 2010-08-12 | Waertsilae Nsd Schweiz Ag | Large diesel engine with protection against high-temperature corrosion, as well as the use of an alloy in the large diesel engine as high-temperature corrosion protection. |
| JP2009072764A (en) | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Waertsilae Schweiz Ag | Exhaust gas particle filter and method for manufacturing exhaust gas particle filter |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB362608A (en) * | 1929-11-27 | 1931-12-10 | Wmf Wuerttemberg Metallwaren | Method of electroplating metal alloys containing chromium |
| GB812378A (en) * | 1955-01-20 | 1959-04-22 | Giuseppe Zappa | A method of applying to a metal object, by means of a spraygun, a thickness or layer of bronze |
| GB808380A (en) * | 1956-02-10 | 1959-02-04 | Lucas Industries Ltd | Silver deposition on metal parts |
| GB822366A (en) * | 1956-09-10 | 1959-10-21 | Coal Industry Patents Ltd | Improvements in and relating to the protective coating of articles of aluminium or alloys of aluminium |
| GB796128A (en) * | 1956-12-13 | 1958-06-04 | Husqvarna Vapenfabriks Ab | Sintered metal objects and the manufacture thereof |
| GB826057A (en) * | 1957-03-15 | 1959-12-23 | Glacier Co Ltd | Bearings |
| US4296181A (en) * | 1980-01-16 | 1981-10-20 | Nehra Samuel A | Plating method and structure |
-
1987
- 1987-06-29 NO NO872722A patent/NO872722L/en unknown
- 1987-09-22 GB GB08722255A patent/GB2196023A/en not_active Withdrawn
- 1987-09-25 FI FI874213A patent/FI874213A/en not_active Application Discontinuation
- 1987-10-13 SE SE8703978A patent/SE8703978L/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8722255D0 (en) | 1987-10-28 |
| GB2196023A (en) | 1988-04-20 |
| FI874213A (en) | 1988-04-15 |
| SE8703978D0 (en) | 1987-10-13 |
| SE8703978L (en) | 1988-04-15 |
| FI874213A0 (en) | 1987-09-25 |
| NO872722D0 (en) | 1987-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO155185B (en) | DIFFUSION BINDING COVER. | |
| US4477538A (en) | Platinum underlayers and overlayers for coatings | |
| US10487412B2 (en) | Chromium-containing coating, a method for its production and a coated object | |
| US4910098A (en) | High temperature metal alloy mixtures for filling holes and repairing damages in superalloy bodies | |
| USRE31339E (en) | Process for producing elevated temperature corrosion resistant metal articles | |
| US4326011A (en) | Hot corrosion resistant coatings | |
| NO155528B (en) | DUKTILT INTERMEDIATE COVER FOR USE OF TRANSITIONAL PHASE CONNECTION OF METALLIC ARTICLES, AND PROCEDURE FOR CONNECTION OF METALLIC ARTICLES. | |
| US4891274A (en) | Hot-dip aluminum coated steel sheet having excellent corrosion resistance and heat resistance | |
| NO164667B (en) | PROCEDURE FOR COATING A METAL SUBSTRATE WITH METAL M2 AND OXYSIDE OF METAL M1 | |
| US3024522A (en) | Rhenium bonded composite material and method | |
| US4487663A (en) | Steel sheets for preparing welded and coated cans and method for manufacturing the same | |
| US4208222A (en) | In situ interlayer formation for transient liquid phase diffusion bonding | |
| NO872722L (en) | LOW TEMPERATURE PROCEDURE FOR THE APPLICATION OF CORROSION RESISTANT ALLOYS. | |
| WO2004080640A1 (en) | Aluminium layered brazing product and method of its manufacture | |
| US3311458A (en) | Copper coated steel | |
| GB2159835A (en) | Silicon-rich alloy coatings | |
| JPS61127872A (en) | Improved corrosion resistant coating | |
| US6720086B1 (en) | Liquid interface diffusion bonding of nickel-based superalloys | |
| US5021101A (en) | Method of manufacture of a copper watch case | |
| US2304371A (en) | Bearing | |
| US1043579A (en) | Chemical vessel. | |
| Wlodek | Coatings for columbium | |
| US5389454A (en) | Silicide coating having good resistance to molten metals | |
| KR102578420B1 (en) | Hot-dip aluminum coated steel for extremely low temperature and method for manufacturing the same | |
| JPS59107096A (en) | Surface treated steel sheet for seam welded can with superior corrosion resistance, weldability and coatability |