TW493015B - A process for producing carbide particles dispersed in a MCrAly-based coating - Google Patents

A process for producing carbide particles dispersed in a MCrAly-based coating Download PDF

Info

Publication number
TW493015B
TW493015B TW084106453A TW84106453A TW493015B TW 493015 B TW493015 B TW 493015B TW 084106453 A TW084106453 A TW 084106453A TW 84106453 A TW84106453 A TW 84106453A TW 493015 B TW493015 B TW 493015B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
chromium
coating
fuel
mcraly
patent application
Prior art date
Application number
TW084106453A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Alan Taylor
James Kent Knapp
Original Assignee
Praxair Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Praxair Technology Inc filed Critical Praxair Technology Inc
Application granted granted Critical
Publication of TW493015B publication Critical patent/TW493015B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06Metallic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/126Detonation spraying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/129Flame spraying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18After-treatment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 493015 A7 B7 五、發明説明(1 ) 本發明係有關一種使用氣體的燃料-氧混合物,在底 材表面上熱噴塗一種金屬鉻鋁釔(MOA1Y)基粉末組合物 的方法,其中使用含足量碳的燃料混合物,與粉末中的 一種或幾種元素反應, 形成實質上完全分散於塗層中 的碳化物顆粒。 在工業上為了各種目的和在各種環境中使用著許多良 好的抗氧化和腐蝕的塗料。已經為此目的研製了各種鐵 基、鈷基或鎳基超級合金製品,用於如航空,和用作葉 Η、輪葉、封條和用於氣體渦輪發動機的其它部件。在 這些應用中,重要的是這些製品對過度氧化和硫化具有 足夠的保護,因為這種腐蝕會影響製品的使用壽命而使 性能下降及產生可能的安全問題。儘管各種超級合金具 有高度的抗蝕性,但是當這些超级合金操作在暴露於高 溫環境中時,這種抗蝕性下降。 為了增加由合金或超級合金製造的部件的使用壽命, 已經研製了各種塗層。開始時是使用鋁化物塗層來提供 抗腐蝕外層,但這種塗層受到機槭或熱引發的應變時產 生裂縫。另一類研製的塗層是MCr A 1Υ外塗層,其中Μ代 表一種過渡金屬元素,如鐵、鈷或鎳。已經發琨這種塗 層在延長合金部件在高溫環境中的使用壽命方面,比鋁 化物塗層更有效。 超級合金底材上之習用MCrAlY塗層之現有問題是,在 高溫環境中長時間暴露後,塗層元素與底材元素之間相 互擴散。有些底材元素,如钛,已發現經該MCrAlY塗層 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 丨L-------~I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
Λ7 Β7 493015 五、發明説明(2 ) 擴散進人外表面氧化物皮中,並使該氧化物皮的保護性 下降。因此,需要改進琨行MCrAlY塗層來降低這種相互 擴散效應。 雖然MCrAlY鼷於對超级合金具有良好抗氧化和抗腐蝕 的成功的塗曆之列,但對M C r A 1 Y塗層仍然進行了改良。 (J.S. P.3,993,454號揭示在升高的溫度下,特別適合 於鎳和鈷的超级合金物品之保護的塗層。該類塗層的保 護性質,是由於在減少氧化/腐蝕的塗層表面形成氧 化鋁層。該等塗層含鋁、鉻和選自鎳和鈷之一的一種金 屬或其混合物。該等塗層還含有少量限制百分比的給, 給可大為改進塗層表面的氧化鋁保護膜的黏附性和耐用 性。U.S.P.4,585,481揭示一種類似塗層,只是釔和給 與矽一起使用。 本發明的目的之一是提供一種製備具有碳化物分散在 塗層中的MCrAlY基塗層的熱噴塗方法。 本發明的目的之二是提供一種使用爆震槍製備MCrAlY 基塗層的方法,其中該塗層中各處分散有碳化物。 本發明的目的之三是提供一種MCrAlY基塗層,其中鉻 實質上是以元素鉻形式,少量以碩化鉻的形式存 在0 本發明係有關一種製備MCrAlY基塗層的方法,其中Μ 選自鐵、鈷、鎳和其混合物,該方法包括使用如,爆震槍 等手段,對底材表面熱嗔塗ΜΟΑ1Υ基粉末組合物,該方 法中使用一種氣體燃料-氧化劑混合物,該混合物包括 -4- 本紙張尺度適Μ中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210Χ297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 493015 A7 B7 五、發明説明(3 ) 一種氧化劑和至少一種選自飽和和不飽和烴的可燃氣體 ,其中氧與碳的原子比在1 . 〇 4 4 : 1和1.00 : 1之間,較佳 為1 . 0 2 : 1和1 . 0 0 : 1之間,最佳為約1 , 0 0 : 1 ,在塗層中含 有70-100wU碳化物形式的碳組分,較佳含有90-lOOwU 碳化物形式的碳組分,例如C r 23 C 6和/或Cra C 2◦該燃料-氧化劑混合物中的碳,按塗層的重量計,最佳以l-2AtX的 量,更佳Μ約2 w t %的量存在於該塗層中。 使用爆震槍的爆震手段進行火焰電鍍,可用於製備本 發明的塗層。一般地,爆震槍主要由流體冷卻的槍管組 成。它有約1英寸內徑。通常將氧和乙炔的混合物與塗 料粉末一起進料至槍內。該氧-乙炔燃料氣體混合物點 火,產生爆震波,爆震波傳向槍筒下部,由此塗料受加 熱並推出槍膛,射向待塗物件。U.S.P.2714563揭示一 種利用爆震波於火焰噴塗的方法和設備。該美國專利的 說明書內容併於本文作為參考,就好像其全部內容在本 說明書中引錄。在某些應用中,可能需要如用氮或氩等 惰性氣體稀釋氧-乙炔燃料混合物。已發現這種氣體稀 釋麵會降低火焰溫度,雖然它不參加爆震反應。U . S . P . 2 9 7 2 5 5 0握示稀釋氧-乙炔燃料混合物的方法,使所用的 爆震電鍍法能增加塗料組分的數目,並賦予可得到的塗 層新而更廣闊的應用。該美國專利的說明書併於本文作 為參考,就好像其全部內容在本說明書中引錄。在其它 應用方面,也可與乙炔一起使用一種第二可燃 氣體, 這種氣體較佳為丙烯。兩種可燃氣體的應用揭示於美國 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 493015 A7 B7 五、發明説明(4 ) 專利4 9 0 2 5 3 9號中,其全部說明書併於本文作為參考, 就好像其全部內容在本說明書中引錄。 塗層中希望分散有元素鉻和碳化鉻兩者,因為碳化鉻 相有助於防止高溫龜裂,元素铬相用於在升高的溫度下 給塗層提供良好的抗腐蝕性。咸信塗曆中存在的鉻對塗 層中的鋁組分具有協同性效應,它可增加鋁與氧在塗層 表面上反應形成A12 〇3時的親合力,所K這將有效而 快速地穩定Al2〇3的形成,因而留下過量元素鋁完全 分散於塗層中。氣體燃料中增加更多的碳可用於與鉻反 應形成碳化鉻,同時保持其量不足,而使元素鉻將仍存 在且完全分散於塗層中。一般,期望碳與鉻結合形成 〇23C6和/或〇3 C2它使塗層在機械性質方面產生有 用而有益的變化。然而,在氧化或硫化環境中,一般是 K元素鉻存在於塗層中為更好。因而,塗層中碳化鉻和 鉻的量將取決於使用塗層的特定應用和環境。從氣體燃 料中得到的碳量越高,在粉末組合物中可K利用的鉻的 百分數越高,就能保證維持有適當量的碳化鉻和元素鉻 。向組合物中加入其它元素組分也是可Μ的,這些元素 與碳反應具有較高的生成自由能,所Κ這些元素的碳化 物可用於增強這些塗層的特性。這些元素的例子可為鈦 、組、鎢、鈮、釩和_,且通常實質上形成碳化物,例 如90wU或更多進人碳化物相。頃發琨,這些元素碳化 物先於C r 23 C 6和/或C r 3 C 2形成,因此添加這些附加 元素,更多的鉻將以元素形式保留下來。藉由適當地調 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 493015 A7 B7 五、發明説明(5 ) 節粉末組合物的組分,就能生產出具有所需鉻和碳化鉻 分散劑的塗層,而且如果需要,遷可含有一種或幾種元 素碳化物,Μ增強塗層作為特定應用的特性。因此,在 熱沉積塗層工藝中使用含碳燃料,可用以製造具有意加 入的碳化物相的一類M C r A 1 Υ塗層,Μ進一步控制塗層的 機槭和其它性質。金屬原料粉末可與氣體燃料中的碳一 起,用於建立塗層中所需碳化物相及所需量的碳化物相 。如果需要,粉末組合物中可加入附加組分,Κ優選形 成感興趣的碳化物,減少過多的鉻轉化形成碳化鉻。期 望含有至少40wU,較佳為40wt!K2於碳化鉻形式之塗層 的鉻組分, 這樣可賦予塗層附加的機槭強度。至少 的鉻應保留在元素鉻相中,這樣該塗層將具有良 好的抗腐蝕特性。 本發明的一個特點是在MOA1Y基粉末組合物中,可使 用更高濃度的鉻,因為一些鉻與燃料混合物中的碳反應 形成碳化鉻。發生由氣體燃料-氧化劑和該MCr A 1 Y基粉 末組合物生成的碳化物相,這樣,一些鉻將與碳反應, 因為鉻在這些組分中具有最高的生成自由能,所Μ鉻將 轉化為Cr23C6和/或Cr3C2 。具體而言,至少30-80 wU的鉻將轉化為碳化鉻,較佳為40 -70 wU的鉻轉化為 碳化鉻。根據本發明,在該Μ O A 1 Y基粉末組合物中,可 使用更高含量的鉻,K補償將形成碳化鉻消耗的鉻量。 本發明的塗層可用作為單層的MCr A 1Y基環境塗層,或 作為熱障塗層用的加強型黏结塗層。用於本發明中的粉 -Ί - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 493015 A7 B7 五、發明説明(6 ) 末較佳為由真空熔融氬霧化法製備的粉末。 為了控制將在塗層中形成的碳化鉻的比例,在氣體燃 料-氧化劑混合物中氧與碳的原子比可被調節至1 . 0 44 : 1 至1 . 0 0 : 1。在燃料中碳的比例越大,鉻將轉化為碳化鉻 的量也就越大。 當使用爆震槍技術時,粉末顆粒在槍膛内的時間短, 可能不足K在塗層中建立所需的碳化物的平衡分散,因 此可能需要熱處理以完成該反應,且因而穩定這些碳化 物的形成。該熱處理可在8 0 0勺或Μ上進行,較佳在1 0 0 0 °C或以上進行一段時間以實質上穩定碳化物的形成。加 熱步驟的時間可從2到1 0小時,較佳為3至5小時。 本發明的MCr/UY粉末組合物含鉻量可為10至 較佳15至40wt%,最佳17至,含鋁量可為4至 ,較佳6至1 8 w t % , 最佳7至1 6 w t ,釔的含量為0 · 1 至 l.OwU,較佳 0.2 至 0.8wU, 最佳 0.2-0.6wU,其 餘為鐵、鈷、鍊或其混合物。如果需要,粉末組合物中 遷可加入其它組分,如緦、鑭、矽、給、釩、钛、钽、 鎢、鈮、锆、鏡、铈或其混合物。其加入量隨加入的目 的而改變,但在多數應用中,其量Μ Μ O A 1 Y粉末組合物 的重量為基準,Μ 0 . 5至1 0 %,較佳1 - 7 %為宜。適宜的粉 末組合物的實例列於表1 。 - 8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
493015 A7 B7 五、發明説明(7 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表1 元素-組合物的重量百分數 組合物 Co Νί Cr A1 Y Ta Nb NiCrAlY — 餘量 15-25 7-14 0.1-1 CoCrAlY 餘量 -- 10-50 4-12 0.1-1 NiCoCrAlY 10 - 40 餘量 17-30 7-16 0.H NiCoCrAlYHb 10 - 40 餘量 17 - 30 4-16 - 0.1-1 2-8 CoCrAlYTa 30-83 一 10 - 50 4-12 0.1-1 1-5 NiCrAlYTa — 47-72 15-25 7-14 0.1-1 1-5 —:-------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 493015 A7 B7 五、發明説明(8 ) 本發明所用的氣體燃料-氧化劑混合物的可燃氣體, 可以是至少一種選自下列氣體的氣體:乙炔(C 2 Η 2 )、 丙炔(C3 Ηβ )、甲烷(CH4 )、甲基乙炔(c3 Η4 )、丙烷 (C3 Η8 )、乙烷(C2 Η6 )、丁二烯(C4 Η6 )、丁烯 iC4 Hs )、丁烷(C4 Η10)、環丙烷(C3 Η6 )、丙二烯 (C3 H4 )、環丁烷(C4 H8 )和環氧乙烷(C2 H4 0)。較 佳的燃料混合物包括單純乙炔氣,或它與至少一種可燃 氣體如丙炔等的混合物。 如果需要,一種惰性氣體,如氮氣可K加到氣體燃料 混合物中,加入量按可燃燃料和氧氣的體積計,為2 0至 5 0體積%,較佳30至40體積%。使用爆震槍時,氣體燃 料-氧化劑混合物的流速可在10至14英尺3 /分,較佳 11至13英尺3 /分之間改變,點火速度可在每秒鐘4至 1 0次,較佳7至9次之間改變。槍筒中粉末加料速度為 5至35克/分,較佳15至25克/分之間改變。這些參數 的選擇是使所需的碳量可與鉻反應,使最終塗層中生成所需 量的碳化鉻。 製備本發明的塗層的另一方法可Μ是用高速氧-燃料, 包括所謂的超音火焰噴塗塗佈法。在這些方法中,氧和 一種燃料氣體連續燃燒,因而形成一種高速氣流,向該 氣流中注入塗層組合物的粉末材料。粉末顆粒被加熱至 接近於熔點,被加速並衝向待塗佈表面。通過撞擊,粉 末顆粒向外流動,形成相互覆蓋的、薄的透鏡狀顆粒和 突起。當使用 含碳型燃料進行高速氧-燃料技術於沉 —10— 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
493015 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 末不漿A1的 ,,t%經 $ 可 Γ W 氧 粉生電 C 備量外 Ο 已。層 的產的CO製含此 5 。卜塗 同,蔽Ni末鋁。的 。}40漿 相氣屏 之粉屬量入合 W 約電 由合氩 物的金鋁加结 ί、高本 ,混軸 成量的屬明性量的基 法烯同。組鋁耗金發活測層與 方丙有層示加消餘本行 了塗有 槍和具塗所附鋁殘據進行漿具 震氧用本中含化的根碳進電層 爆的使基 2 用氧等有的度本塗 用變由的表是為相含法硬基槍 是可是較從層化致中方觀比震 丨例層比是塗轉大末槍微度爆 β 比塗為層槍充曆粉震氏硬 , ¾用種作塗震補塗的爆維的示 (Α使三用燈爆 Μ 漿層自的層顯 層中第 ,噴。用電塗來層塗果 塗其。的漿的是與槍與塗槍結 種,比備電備鋁生震來類震的 兩的碳製等製加產爆用這爆驗 頭造氧燈該末附而於,對現試 製同噴 粉,因用Nb發化 A7 B7 五、發明説明(9 ) 積該塗層時,Μ英尺3 /小時表示的氧氣與燃料之比應 為低氧比,該比例為4 : 1至1 : 1,較佳為3 : 1至2 : 1。本發 明的塗層材料非常適合於塗佈由如鈦、鋼、鋁、鎳、鈷 、它們的合金等製成的底材。 實例1 在ΙΝ718基稈上製備三種塗層,在1975Τ在真空中熱 處理4小時,磨平,並受噴砂處理。每種塗層的樣品在 2 0 0 0 °F下受到循環氧化試驗,在這些試驗中,樣品在熱 區放置5 0分鐘,然後取出冷卻1 0分鐘。經此試驗後,截 取稈的橫截面,黏貼在環氧樹脂上並磨光,顯現出表面 氧化物曆和其下方的鋁化物貧化層的情況。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210ΧΓ2妁公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
493015 A7 B7 五、發明説明(10 ) 比較但略差的抗氧化性。 因此,對於必須考慮高硬度和高抗氧化性兩者的應用 而言,例如在抗腐蝕磨損的渦輪葉Η Z形槽口塗佈或在 高溫環境中抗蠕變塗佈應用的場合,爆震槍塗層應為優 於習用的電漿體塗層,因為它提供碳Κ形成分散在整個 塗層中的碳化物。 表2 外部鋁化物貧化區及氧化 皮的平均厚度(密耳) 爆震槍 塗層* 氧碳比 塗層硬度 HV 3 2000°F 80小時 160小時 A 1.00:1 602 0.51 0.91 B 1·03:1 586 0.53 0.81 電漿 — 431 0.45 0.61 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 對於塗層Α和Β的起始粉末組成,K : 21.8Co-16.9Cr- 14·2Α1 -0·65Υ-5Nb-餘量 Νί 對於電漿塗層的起始粉末組成,按¥〇計: 21.8Co-17.2Cr-12.5Α卜0.6Υ-餘量 Ni 實例2 _12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 493015 A7 B7 五、發明説明(11 ) 化學分析實例1的兩種爆震槍塗層的氧和碳含量,结 果列於表3 。此外,具有示於表3中之碳對氧比之兩種 爆震槍塗層是由相似組成的粉末製得,只是沒有加入鈮 ,對這些塗層C和D也進行了類似的化學分析。一種基 本電漿噴燈塗層E由相似但鋁含量較低的NiCoCrAlY粉 末製備,也對其進行了化學分析。根據化學分析的结果 ,計算了這些塗層中各不同相的量。其中假定氧形成平 衡量的最穩定的氧化物,即形成Y 2 0 3 ,及部分A 1 2 0 3 。假定碳首先形成最穩定的碳化物,N b C ,然後是部分 Cr 3 C 2 。這些計算總結在表3中。 頃發琨,當N b加到起始粉末中時,該計算顯示塗層中 形成的C r 3 C 2量相應減少,因而殘餘的金屬鉻量增加 。當氧碳比增加時,對於在這些塗層中得到碳的範圍而 言,A 1 2 〇 3的量增加,C r 3 C 2的量減少,N b C的量保 持不變(見塗層A和B )。 殘餘金屬鉻的量因此可藉由加入的金屬元素Μ的量來 控制,其中Μ是一種強MC型碳化物的形成者,且另外受 到塗相Ϊ方法中氧碳比的控制。而且,分散的氧化物與分 散的碳化物相之比,受塗佈方法中氧碳比的控制,同時 在賁例1中所示1.00:1至1.03:1的範圍內的塗層,在較寬的 範圍内具有相似的硬度和抗氧化性。因此塗佈過程的條 件可依據所打算的應用來進行選擇,使得到所希望的更 高的碳化物分散狀態。 頃發琨,含N b塗層Α和Β實質上比基本電漿塗層更硬 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 493015 A7 B7 五、發明説明(l2 ) ,如表2所示。此外,不含N b的塗層(塗層C和D )被發 琨兩者的硬度均為約5 5 0 Η V 3 。因此,N b的另一作用是 增加塗層的硬度,這在需要高硬度、抗蠕變或耐高溫強 度的塗層的應用中,預料是有益的。MC碳化物,如NbC 的應用,預料比在簡單的N i C 〇 C r A 1 Y爆震槍塗層中的 C r 3 C 3或更低級的碳化鉻在塗佈溶液方面具有更優的 高溫穩定性。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
493015 A7 B7 五、發明説明(l3 蹿筇_画3>fuBsffi誃缪汫薛a,^__nH^i+: 21 · 8COI16 · 9Cr-14.2 ATP 65 γ—50-難 _ Νί; iicfaD : 12^200-170114,2^10.77^13:::¾ iffiE: 21oocoll7,2crllr°5Allo.6YI^_Ni。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A D-Gun B D-Gun C D-Gun 1) D-Gun E電漿 塗層 1.00:1 1,25 2.04 1,03:1 1,55 1.45 1.00:1 1.26 1.95 1.03:1 1.77 1,38 --- 0·15 0.01 1 s n m m 測得值wt% -fef TJM LL· 1.20 4.00 5,10 10.90 1.20 5,20 5.10 6.30 1.30 4,00 0.00 15.30 1.30 5.90 0.00 10.80 1.30 0.00 0.00 o.io Y 2 〇 3 A1 2 0 3 HbC Cr 3 C 2 計算值Vo 1.% — 一 — — 一 to 一 — 一 to cn 00 Hpa. ·<! ΓΟ 〇〇〇〇〇 h~* H-i -<1 -*<1 00 H-* r〇 <L71 ^ 05 05 〇〇〇〇〇 0 計算值wU 紲3 jj — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 493015 A7 B7 五、發明説明(l4 ) 應當理解,在不偏離本發明的精神和範圍的情況下, 對於這裡所示和描述的較佳具體實例可作出許多修改和 變化。例如,本發明的塗層上遷可K塗上氧化锆的頂塗 層,製備性能良好的雙重熱障塗層。 —16— 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

  1. 申請專利範圍
    A8 B8 C8 D8 公告本 第84106453號「一種製備分散在金屬鉻鋁釔基塗層中的 碳化物顆粒的方法」專利案 (87年11月修正) 杰申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1· 一種製備Μ選自鐵、鈷、鎳和其混合物的MCrA1Y基之 抗氧化及腐蝕塗層的方法,其係包括使用一種氣體燃 料-氣化劑混合物藉由爆震槍裝置,將MCrA 1Y基粉末 組合物熱噴塗到底材表面,該氣髏燃料-氧化劑混合物 包括一種氧化劑和至少一種選自飽和和不飽和烴的可 燃氣體,其中氣與碩的原子比為1.044:1至1州0:1; 及其中氣體燃料-氣化劑中之碩偽於足以將30-80重 量S:於塗層中之鉻成份轉化為碩化鉻;及該碩存在於 至少該塗層之1重量% 。 2·如申請專利範圍第1項的方法,其中已塗覆底材被加 熱到800TC以上溫度,加熱時間足以穩定燃料-氧化劑 混合物中的碩與粉末組合物中的鉻之反應,生成所需 量的磺化鉻。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 3·如申請專利範圍第1項的方法,其中的MCrAlY基粉末 組合物進一步包含至少一種選自銪、鑭、矽、姶、鉅 、鎢、鈦、锆、鈽、鈮、钒和鐙中之元素。 4.如申請專利範圍第1項的方法,其中的可燃氣體是乙 炔和丙烯的混合物;氧與磺的原子比為1·02:1至1·00 :1,塗層中的40-80重量的鉻組分是磺化鉻。 -1- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) 493015 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5. —種製備Μ選自鐵、鈷、鎳和其混合物的MCrAlY基 之抗氣化及腐蝕塗層的方法,其俗包括使用一種氣體 燃料-氣化劑混合物藉由高速氣燃料裝置,將MCrAlY 基粉末組合物熱噴塗到底材表面,該氣體燃料-氣化劑 混合物包括一種氧化劑和至少一種選自飽和和不飽和 烴的可燃氣體,其中氧與燃料的比例,按立方英尺/ 小時計為4:1至1:1 ,塗層中含30 -7 5重量S;的於碩化 鉻形式之鉻組成。 6. 如申請專利範圍第5項的方法,其中經塗覆底材被加 熱到800 ¾以上溫度,加熱時間足以穩定燃料-氣化劑 混合物中的磺與粉末組合物中的鉻之反應,生成所需 量的碳化鉻。 7. 如申請專利範圍第5項的方法,其中的MCrAlY基粉末 組合物還含有至少一種選自銪、鑭、矽、姶、鉅、結 、鎢、钒、鈽、鈮和鏡中之元素。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 8. —種塗覆以包括MCrAlY基材料的熱噴塗層的底材,其 中Μ選自鐵、鈷、鎳和其混合物,其中30-80重量S:的 鉻組分是以碩化鉻形式存在。 9. 如申請專利範圍第8項之熱噴塗覆底材,其中該塗層 含有至少一種選自銪、鑭、矽、給、铈、鐙、钒、鈮 、鈦、鎢、鉅和鉻的元素;其中該元素實質上是以碩 化物形式存在。 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 493015 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 10.如申請專利範圍第8項之熱噴塗覆底材,其中該底材 係選自鈦、綱、鋁、鎳、鈷及其合金。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
TW084106453A 1994-06-24 1995-06-23 A process for producing carbide particles dispersed in a MCrAly-based coating TW493015B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US26488694A 1994-06-24 1994-06-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW493015B true TW493015B (en) 2002-07-01

Family

ID=23008033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW084106453A TW493015B (en) 1994-06-24 1995-06-23 A process for producing carbide particles dispersed in a MCrAly-based coating

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5652028A (zh)
EP (1) EP0688886B1 (zh)
JP (1) JP3115512B2 (zh)
KR (1) KR100259481B1 (zh)
CN (1) CN1065570C (zh)
CA (1) CA2152525C (zh)
DE (1) DE69508658T2 (zh)
TW (1) TW493015B (zh)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2319783B (en) * 1996-11-30 2001-08-29 Chromalloy Uk Ltd A thermal barrier coating for a superalloy article and a method of application thereof
JP2001521987A (ja) * 1997-11-03 2001-11-13 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 高温の侵食性ガスに対して基材を保護するための層組織を有する製品
KR200173586Y1 (ko) * 1998-04-06 2000-03-02 유영희 피스톤에 수지채널을 가지는 밸브노즐
JPH11343564A (ja) * 1998-05-28 1999-12-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 高温機器
US20040124231A1 (en) * 1999-06-29 2004-07-01 Hasz Wayne Charles Method for coating a substrate
US6451454B1 (en) * 1999-06-29 2002-09-17 General Electric Company Turbine engine component having wear coating and method for coating a turbine engine component
EP1149931A4 (en) * 1999-11-09 2008-02-13 Jfe Steel Corp CERMET POWDER FOR PULVERIZED COATING HAVING EXCELLENT MOUNTING RESISTOR AND ROLL WITH PULVERIZED COATING
US6346134B1 (en) * 2000-03-27 2002-02-12 Sulzer Metco (Us) Inc. Superalloy HVOF powders with improved high temperature oxidation, corrosion and creep resistance
US6635362B2 (en) 2001-02-16 2003-10-21 Xiaoci Maggie Zheng High temperature coatings for gas turbines
DE10111111C2 (de) * 2001-03-08 2003-11-27 Deutsche Titan Gmbh Verfahren zum Herstellen einer gegen Beschuß und Splitter gepanzerten Platte
EP1365044A1 (de) * 2002-05-24 2003-11-26 Siemens Aktiengesellschaft MCrAl-Schicht
EP1380672A1 (en) * 2002-07-09 2004-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Highly oxidation resistant component
US6893737B2 (en) * 2002-12-27 2005-05-17 General Electric Company Low cost aluminide process for moderate temperature applications
US6884524B2 (en) * 2002-12-27 2005-04-26 General Electric Company Low cost chrome and chrome/aluminide process for moderate temperature applications
US6887589B2 (en) * 2003-04-18 2005-05-03 General Electric Company Nickel aluminide coating and coating systems formed therewith
US7074253B2 (en) * 2003-05-20 2006-07-11 Exxonmobil Research And Engineering Company Advanced erosion resistant carbide cermets with superior high temperature corrosion resistance
US7487840B2 (en) * 2004-11-12 2009-02-10 Wear Sox, L.P. Wear resistant layer for downhole well equipment
US7378132B2 (en) 2004-12-14 2008-05-27 Honeywell International, Inc. Method for applying environmental-resistant MCrAlY coatings on gas turbine components
US7345255B2 (en) * 2005-01-26 2008-03-18 Caterpillar Inc. Composite overlay compound
WO2006084925A1 (es) * 2005-02-11 2006-08-17 Fundacion Inasmet Procedimiento para la proteccion de aleaciones de titanio frente a altas temperaturas y material obtenido
KR100573802B1 (ko) * 2005-10-25 2006-04-24 주식회사 동명테크 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치
JP4864426B2 (ja) * 2005-11-15 2012-02-01 新日本製鐵株式会社 鉄系合金の半溶融・半凝固鋳造用の金型
US20070116884A1 (en) * 2005-11-21 2007-05-24 Pareek Vinod K Process for coating articles and articles made therefrom
US7601431B2 (en) * 2005-11-21 2009-10-13 General Electric Company Process for coating articles and articles made therefrom
CN101187295B (zh) * 2006-11-21 2010-10-13 安东石油技术(集团)有限公司 超高强度防腐抽油光杆的制作方法
JP5058645B2 (ja) * 2007-03-27 2012-10-24 トーカロ株式会社 溶射用粉末、溶射皮膜及びハースロール
US8262812B2 (en) * 2007-04-04 2012-09-11 General Electric Company Process for forming a chromium diffusion portion and articles made therefrom
US8530050B2 (en) * 2007-05-22 2013-09-10 United Technologies Corporation Wear resistant coating
EP2417324B1 (en) 2009-04-07 2017-05-17 Frank's International, Inc. Friction reducing wear band and method of coupling a wear band to a tubular
JP4517008B1 (ja) * 2009-12-16 2010-08-04 住友金属工業株式会社 高温材搬送用部材
US8708659B2 (en) 2010-09-24 2014-04-29 United Technologies Corporation Turbine engine component having protective coating
CN102179511A (zh) * 2011-04-21 2011-09-14 北京矿冶研究总院 一种热喷涂用多孔MCrAlY合金粉末的制备方法
US8697250B1 (en) * 2013-02-14 2014-04-15 Praxair S.T. Technology, Inc. Selective oxidation of a modified MCrAlY composition loaded with high levels of ceramic acting as a barrier to specific oxide formations
EP3425082B1 (en) 2013-08-28 2024-05-15 Innovex Downhole Solutions Inc. Chromium-free thermal spray composition, method, and apparatus
PL3050997T3 (pl) * 2013-09-25 2018-12-31 The Chugoku Electric Power Co., Inc. Sposób powlekania dyfuzujnego żaroodpornego elementu metalowego materiałem wzmacniającym przed pełzaniem, oraz żaroodporny element metalowy o zwiększonej wytrzymałości na pełzanie
CN103911581B (zh) * 2014-03-24 2016-03-02 燕山大学 一种基于轧辊的氧化锆热障涂层的制备方法
CN104980233B (zh) 2014-04-01 2017-09-12 国基电子(上海)有限公司 调制解调器及其校准功率的方法
US20150353856A1 (en) 2014-06-04 2015-12-10 Ardy S. Kleyman Fluid tight low friction coating systems for dynamically engaging load bearing surfaces
TWI548753B (zh) 2014-12-30 2016-09-11 財團法人工業技術研究院 組成物及應用其製成之塗層結構
WO2017042420A1 (en) * 2015-09-09 2017-03-16 Savroc Ltd Chromium-based coating, a method for producing a chromium-based coating and a coated object
CN108465811B (zh) * 2018-03-12 2019-10-01 北京矿冶科技集团有限公司 封严涂层用镍铬铝镍石墨复合粉末及其制备方法
CN110241372A (zh) * 2019-07-10 2019-09-17 上海君山表面技术工程股份有限公司 抗氧化耐磨复合涂层的制备方法
CN110241371A (zh) * 2019-07-10 2019-09-17 上海君山表面技术工程股份有限公司 抗氧化耐磨炉辊
CN115747795B (zh) * 2022-12-05 2024-03-26 江苏大学 一种高服役寿命的热障涂层粘结层及其制备方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU34279A1 (zh) 1955-03-28
US2972550A (en) 1958-05-28 1961-02-21 Union Carbide Corp Flame plating using detonation reactants
DE2456238C2 (de) * 1974-11-28 1982-08-12 Goetze Ag, 5093 Burscheid Verwendung eines Pulvergemisches als Spritzpulver für die Herstellung von Schichten mit hoher Verschleiß- und Brandspurfestigkeit
US3993454A (en) 1975-06-23 1976-11-23 United Technologies Corporation Alumina forming coatings containing hafnium for high temperature applications
US4101713A (en) * 1977-01-14 1978-07-18 General Electric Company Flame spray oxidation and corrosion resistant superalloys
US4585481A (en) * 1981-08-05 1986-04-29 United Technologies Corporation Overlays coating for superalloys
SE8401757L (sv) * 1984-03-30 1985-10-01 Yngve Lindblom Metalloxidkeramiska ytskikt pa hog temperaturmaterial
US4578114A (en) * 1984-04-05 1986-03-25 Metco Inc. Aluminum and yttrium oxide coated thermal spray powder
GB2214523B (en) * 1985-09-17 1990-04-04 Electric Power Res Inst Chromium carbide compositions
CA2002497A1 (en) * 1988-12-28 1990-06-28 Anthony J. Rotolico High velocity powder thermal spray method for spraying non-meltable materials
US4999255A (en) * 1989-11-27 1991-03-12 Union Carbide Coatings Service Technology Corporation Tungsten chromium carbide-nickel coatings for various articles
US5137422A (en) * 1990-10-18 1992-08-11 Union Carbide Coatings Service Technology Corporation Process for producing chromium carbide-nickel base age hardenable alloy coatings and coated articles so produced
US5141571A (en) * 1991-05-07 1992-08-25 Wall Colmonoy Corporation Hard surfacing alloy with precipitated bi-metallic tungsten chromium metal carbides and process
CH684196A5 (de) * 1991-05-30 1994-07-29 Castolin Sa Verschleissfeste Schicht auf einem Bauteil sowie Verfahren zu deren Herstellung.
US5326645A (en) * 1992-03-06 1994-07-05 Praxair S.T. Technology, Inc. Nickel-chromium corrosion coating and process for producing it
WO1993024672A1 (en) * 1992-05-29 1993-12-09 United Technologies Corporation Ceramic thermal barrier coating for rapid thermal cycling applications
JPH06116703A (ja) * 1992-10-01 1994-04-26 Nittetsu Hard Kk 耐熱耐摩耗性ハースロール
US5407048A (en) * 1993-05-04 1995-04-18 Sievers; George K. High performance automotive clutch assembly

Also Published As

Publication number Publication date
CN1122377A (zh) 1996-05-15
JPH08176786A (ja) 1996-07-09
CA2152525A1 (en) 1995-12-25
EP0688886B1 (en) 1999-03-31
KR960001163A (ko) 1996-01-25
JP3115512B2 (ja) 2000-12-11
DE69508658T2 (de) 1999-10-14
KR100259481B1 (ko) 2000-06-15
CA2152525C (en) 1999-03-23
US5652028A (en) 1997-07-29
EP0688886A1 (en) 1995-12-27
DE69508658D1 (de) 1999-05-06
CN1065570C (zh) 2001-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW493015B (en) A process for producing carbide particles dispersed in a MCrAly-based coating
TW493016B (en) A process for producing an oxide dispersed MCrAly-based coating
US3150938A (en) Coating composition, method of application, and product thereof
US3091548A (en) High temperature coatings
US6780526B2 (en) Process for producing graded coated articles
US7601431B2 (en) Process for coating articles and articles made therefrom
NO173450B (no) Gassformig brennstoff-oksydasjonsmiddelblanding for bruk i en detonerende pistol, og fremgangsmaate for flammebelegning med en detonerende pistol
JP2008255487A (ja) クロム拡散部分の形成方法及び物品
EP0482831A1 (en) Production of chromium carbidenickel base coatings
SU1609457A3 (ru) Порошкообразный материал дл напылени износостойких покрытий
JPH01222040A (ja) 耐磨耗性被覆物質
CN107287547A (zh) 硼化钽复合涂层的制备方法
US20070116884A1 (en) Process for coating articles and articles made therefrom
Kreye et al. The role of the fuel gas in the HVOF process
KR100447289B1 (ko) 탄화티탄/붕화텅스텐 코팅막
Boulos et al. Combustion Spraying
Ulianitsky et al. Detonation spraying of metal carbides composites
Fauchais et al. Combustion Spraying Systems
US20080305276A1 (en) Method of Applying Hot Gas Anticorrosion Layers
Petrov Technology and equipment for depositing coatings in gas‐air plasma
JPH0261049A (ja) クロム炭化物系溶射材料

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees