TWI405873B - 包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層的製備方法及使用該複合物製成之塗覆層 - Google Patents

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Description

包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層的製備方法及使用該複合物製成之塗覆層 發明背景 發明領域
本發明係有關於一種包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層的製備方法及使用該複合物製成之塗覆層，且特別係有關於一種對在該基底材料表面上之疲勞裂縫具有高抵抗性，並且不會在形成該塗覆層時對該基底材料造成如熱應變等破壞之抗磨塗覆層的製備方法及由該方法所製成塗覆層。
 先前技術之說明
為了延長在如摩擦、疲勞、腐蝕或侵蝕等磨蝕環境中使用之機械零件的壽命，目前使用的是使該等零件之表面硬化或以抗磨材料塗覆它們的方法。
用以改善抗磨性，通常使用的是具有高硬度之材料，即：例如，如氧化鋁之氧化物、如SiC或TiC之碳化物、及如Si3 N4 之氮化物等陶瓷材料。
目前已發展出多種具有抗磨塗覆結構之典型機械零件，特別是可抑制氣缸內孔內壁之磨蝕之汽車引擎單元及相關零件。例如，在韓國專利第1997－0045010號、1998－017171號及2003－0095739號中均有揭露。韓國專利第1997－0045010號揭露一種在氣缸內孔內壁上形成一塗覆膜而不是以往之鑄鐵內襯之方法，且在這方法中，藉由使用電漿或電弧作為熱源進行噴霧熱裂解法而在該等內孔內壁上形成包含陶瓷與其混合物，可改善抗磨性。
韓國專利第1998－017171號揭露一種藉由使用碳化矽顆粒進行電漿噴霧熱裂解法而在鋁氣缸單元之內孔側上形成抗磨塗覆層的方法。
韓國專利第2003－0095739號揭露一種藉由噴霧一噴塗用粉末組成而在不鏽鋼氣缸內孔內壁上形成一塗覆膜，並以高溫熱源將它熔化的方法，且該噴塗用粉末組成是鋁與鋯之混合物。
如前所述，目前已有以極佳抗磨陶瓷材料在金屬基底材料上形成一抗磨塗覆層之多種方法，但是所有的這些方法主要是依據電漿或電弧噴霧熱裂解，這些噴霧方法係藉由將欲塗覆之粉末顆粒加熱到熔點附近或超過熔點並藉此熔解其至少一部份，使基底材料具有粉末顆粒。
因此，當欲塗覆在基底材料上之陶瓷顆粒被加熱至大約1000℃，即，一般陶瓷顆粒之熔點，且接著藉接觸而附著至基底材料上時，它們會因為在塗覆過程中對該等基底材料造成熱震、在冷卻過程中產生殘留應力而造成破壞，因此減少黏著力且縮短零件之壽命。
同時，由於顆粒噴霧為高溫，所以處理噴霧機器之風險增加且必定會使操作複雜化。此外，高溫之熔化顆粒可能會與金屬基質或其表面上之雜質反應並形成另一化合物，因此對材料之性質產生不良之影響。
此時，週期性應力會週期性地發生且因此往復移動機器與相關零件會因在引擎工作時之引擎轉動而連續且重覆地受到多次循環性的應力，並且因此週期性應力會在熱機之相關零件中產生疲勞裂縫，且會局部加熱該等零件並最後會縮短該等零件之壽命。例如，用以插入預熱塞的插入溝槽係形成在柴油引擎單元中之氣缸溝槽四週，其中在該等插入溝槽與氣缸溝槽之間的區域極可能會因較短之間隔與高溫而被疲勞裂縫破壞。
因此，在許多情形中，使用在如往復移動式引擎與氣渦輪機等熱機中之零件對於疲勞裂縫具有良好之抗性且具有良好之抗磨性。但是，在大部份預塗覆技術中僅使用陶瓷，如此，對金屬基質之熱傳導無法適當進行且將維持高溫。因此，雖然抗磨性可能會增加，但是由於疲勞所發生之裂縫卻會增加且因此對疲勞之抗性減少。
 發明概要
為了解決先前技術中之問題，本發明之目的係提供一種最適當塗覆層之製備方法及該塗覆層，且該塗覆層不會由於對基底材料之熱震而造成熱應變或破壞且同時具有極佳抗磨性。
此外，本發明之目的亦係提供一種塗覆層之製備方法及該塗覆層，而該塗覆層可藉由防止熱堆積在塗覆層中且防止在該基底材料與塗覆層之間或在該塗覆層內側產生裂縫並且具有對於因該塗覆層疲勞而產生裂縫具有極佳抗性。
為了達到前述目的，本發明提供一種包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層的製備方法，該方法包含以下步驟：提供一基底材料；製備一混合物粉末，且該混合物粉末以1：1至3：1之體積比包含一平均直徑為50至100μm之金屬、合金或其混合物顆粒及一平均直徑為25至50μm之陶瓷或其混合物顆粒；將該混合物粉末注入一噴嘴以進行塗覆；及藉由利用一在該噴嘴中流動之運送氣體流，使該混合物粉末以300至1200m/s之速度在非融合之狀態下加速，將該混合物粉末塗覆在該基底材料表面。
此外，本發明提供一種由前述方法製成之包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層。
圖式簡單說明
第1圖是係用以製備本發明之包含金屬基質型複合物之塗覆層之冷噴霧裝置的示意圖。
第2a至2c圖顯示依據本發明之顆粒尺寸與比例的變化，該等塗覆層之硬度。
第3a至3d圖顯示依據本發明之顆粒尺寸與比例的變化，該等塗覆層之細部結構。
第4a至4d圖顯示依據本發明之顆粒尺寸與比例的變化，該等塗覆層之磨蝕量。
第5a至5d圖示用以製備本發明之塗覆層之噴嘴的實施例。
 發明之詳細說明
以下藉由圖式與較佳實施例來說明本發明。
本發明係有關於一種包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層的製備方法，且該方法包含以下步驟：提供一基底材料(S)；製備一混合物粉末，且該混合物粉末以1：1至3：1之體積比包含一平均直徑為50至100μm之金屬、合金或其混合物顆粒及一平均直徑為25至50μm之陶瓷或其混合物顆粒；將該混合物粉末注入一噴嘴以進行塗覆；及藉由利用一在該噴嘴中流動之運送氣體流，使該混合物粉末以300至1200m/s之速度在非融合之狀態下加速，將該混合物粉末塗覆在該基底材料表面。
如此，本發明聚焦於在一包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層的製備方法中改善塗覆層之抗磨性，並指出可實現前述改善之最佳製程條件及藉此製成之塗覆層。
冷噴霧法本身是已知的且這種冷噴霧用之裝置顯示在第1圖中，換言之，第1圖顯示一用以在本發明之基底材料S上製備一塗覆層的冷噴霧裝置100。該噴霧裝置100對該基底材料S提供粉末並藉由使它們以次音速或超音速加速而形成塗覆層，為達此目的，該噴霧裝置100包含一氣體壓縮機110、一氣體加熱器120、一粉末供給器130、及噴霧用噴嘴140。
藉由將由該粉末供給器130所提供之粉末以大約300~1200m/s之速度噴射通過該噴霧用噴嘴140，由該氣體壓縮機110所提供之大約5至20kgf/cm2 的壓縮氣體可塗覆該等粉末。對噴霧用噴嘴140而言，如第1圖所示，為了產生次音速或超音速流，所使用的是收縮－擴張噴嘴(第拉瓦(de Laval)型)且可利用收縮與擴張過程產生超音速流。
在流路上用以供給該壓縮氣體之氣體加熱器120是另一用以加熱該壓縮氣體以藉由增加其動能來增加其在該噴霧用噴嘴處之速度者，且該氣體加熱器120不一定是必要的。同時，如圖所示，為了增加對該噴霧用噴嘴140供給之粉末，在該氣體壓縮機110中之壓縮氣體一部份可以供應至該粉末供給器130。
在該裝置中之壓縮氣體可使用，例如氦氣、氮氣、氬氣與空氣且可依據在該噴霧用噴嘴140處之速度與成本，適當地加以選擇。
有關在此所示之裝置之操作與結構的詳細說明，請參見Anatoly P.Alkhimov等人之美國專利第5,302,414號。
在使用這種裝置之冷噴霧塗覆中，第一步驟是提供一基底材料，且該基底材料S可以是各種需要抗磨性之習知材料。特別地，該基底材料可以是鋁、鋁合金，特別是Al－Si或Al－Mg鋁合金；如鑄鐵之鐵合金；或如廣泛地被用來作為熱、機械構件之矽氧樹脂的半導電性材料。較佳地，該基底材料是鋁或鋁合金，因為它們的不良抗磨性可利用形成本發明之塗覆層大幅改善。
在本發明中所使用之金屬、合金或其混合物顆粒可以選自於由鐵、鎳、鋁、鉬、鈦及其組合所構成之群組。此外，該金屬可選自於由鐵合金、鎳合金、鋁合金、鉬合金、鈦合金及其組合所構成之群組，且例如，它可以是鋁、鋁合金、鋁與鋁合金之混合物、鋁與鈦之混合物、鋁與鈦合金之混合物、或鋁合金與鈦合金之混合物。特別地，它可以是通常被用來作為一般熱、機械構件之鋁合金或鈦合金。較佳地，該金屬或合金是鋁或鋁合金，因為它們與鋁或鋁合金基底材料是同類的，且可藉由形成本發明之塗覆層而展現較佳的抗磨性。
本發明中之陶瓷或其混合物可以是各種具有極佳抗磨性之習知陶瓷或其混合物且它可以是氧化物、碳化物或氮化物。特別地，該陶瓷可使用金屬氧化物、金屬碳化物或金屬氮化物，且更特別地，可使用如矽氧化物、氧化鋯、氧化鋁等氧化物；如TiN與Si3 N4 等氮化物；及如TiC與SiC等碳化物，而其中以使用氧化鋁或SiC來增加抗磨性為佳。
用以在本發明中欲混合成混合物粉末之陶瓷顆粒可研磨成細顆粒，且因此在該等粉末顆粒於塗覆過程中與基材碰撞時變成細顆粒。因此，其優點是可形成其中細陶瓷顆粒均勻分散之塗覆層。
欲混合成混合物粉末之金屬合金或其混合物顆粒及陶瓷與其混合物顆粒的直徑範圍分別是50至100μm及25至50μm，使作為抗磨性之相對指數的微維克氏(Vickers)硬度值達到最大，且係以金屬：陶瓷為1：1至3：1之體積比例混合。例如，當鋁與SiC在鋁顆粒尺寸由100網目(平均直徑：大約140μm)、200網目(平均直徑：大約77μm)變成325網目(平均直徑：大約44μm)；SiC顆粒尺寸由150網目(平均直徑：大約106μm)、400網目(平均直徑：大約35μm)、1000網目(平均直徑：大約13μm)變成2000網目(平均直徑：大約6μm)；及SiC佔總混合物粉末之體積混合比例由10%、25%變成50%等種種條件下混合時，在冷噴霧後測出微維克氏硬度值，且這些硬度值顯示在第2a圖(使用100網目之鋁)、第2b圖(使用200網目之鋁)及第2c圖(使用325網目之鋁)中。由圖可看出當200網目鋁與400網目SiC以25%至50%之體積比例混合時，可得到不小於80Hv之高硬度值。
前述結果可依據相對於具有相同平均直徑之鋁粉末之SiC尺寸與量，由形態變化推知。其中SiC體積量分別為25%與50%之塗覆層微細結構係顯示在第3a圖(使用200網目之鋁＋150網目之SiC)、第3b圖(使用200網目之鋁＋400網目之SiC)、第3c圖(使用200網目之鋁＋1000網目之SiC)、及第3c圖(使用200網目之鋁＋2000網目之SiC)中。當SiC之尺寸過大時，SiC未適當地分散在該金屬基質型複合物中，且當尺寸太小時，它會由於在SiC顆粒之間的吸引力而具有網紋型形態且因此分散效果降低。
此外，當顆粒尺寸太小時，顆粒之重量較小且因此它們與塗覆層碰撞時之速度雖然極快，但衝擊力會變得很小，故較不會產生如珠擊處理之加工硬化效果。另一方面，當顆粒尺寸過大時，雖然衝擊力大，但是碰撞之頻率與面積變小且因此亦較不會產生加工硬化之效果。因此，必須具有適當之中型尺寸範圍，使加工硬化之效果達到最大。
另外，依據該等顆粒之尺寸與混合比例來計算抗磨性。所測得之研磨量係顯示在第4a圖(使用200網目之鋁＋25vol.%之SiC)、第4b圖(使用200網目之鋁＋50vol.%之SiC)、第4c圖(使用325網目之鋁＋25vol.%之SiC)、及第4c圖(使用325網目之鋁＋50vol.%之SiC)中，且它們被稱為相對所使用之SiC網目尺寸的研磨量。依據這些結果，可以看出當200網目之鋁與SiC以25至50%之體積比例混合時，研磨效果極佳，且特別是當200網目之鋁與400網目之SiC以50%之體積比例混合時，可得到極佳之研磨效率。
因此，依據研磨量、形態與硬度測試結果，使用一包含以1：1至3：1之體積比例混合一平均直徑為50至100μm之金屬、合金或其混合物顆粒及一平均直徑為25至50μm之陶瓷或其混合物顆粒的混合物粉末，對於形成一極佳抗磨塗覆層是有利的，且較佳地，使用一包含以1：1至3：1之體積比例混合一平均直徑為50至100μm之鋁顆粒及一平均直徑為25至50μm之SiC顆粒的混合物粉末更為有利。
陶瓷或其混合物顆粒與金屬、合金或其混合物顆粒的混合物粉末可以用習知方法來製備。一種簡單之方法是利用v形研磨機將該等陶瓷顆粒與金屬顆粒乾式混合，且經乾式混合後之粉末可使用在粉末供給器中且不必再進行加工。該等混合物中，該陶瓷粉末與該金屬粉末之混合比例可以依據其用途適當地調整，但是為了使抗磨性最適當化，它們係在前述之範圍內混合。例如，當該等陶瓷顆粒之體積比例超過50%時，該塗覆層不可超過某一厚度。
通常，在本發明中使用的噴嘴是收縮－擴張噴嘴，且若具有一般結構，則供應至該混合物粉末的是大約5~20kgf/cm2 之壓縮氣體。該壓縮氣體可使用氦氣、氮氣、氬氣或空氣，且該氣體係由一氣體壓縮機供給且壓縮至大約5~20kgf/cm2 。如有必要，該壓縮氣體可以在被如第1圖中之氣體加熱器120等加熱裝置加熱至大約200~500℃的狀態下供應。
該冷噴霧過程具有各種如相對粉末之壓縮壓力、運送氣體之流量及運送氣體之溫度等控制參數，但是為了增加抗磨性，最好在塗覆製程中有至多50%由該噴嘴噴出之粉末參與且其他部份在碰撞後掉落分離而有助於在該塗覆表面上之如珠擊處理等加工硬化，而不是為了依據塗覆層之加工硬化改善硬度與增加抗磨性就使用所有的噴出粉末進行塗覆。就改善硬度與增加抗磨性而言，塗覆效率之範圍最好是10至20%。
因此，如果保持前述塗覆效率，則該等混合物粉末在碰撞時之速度最好保持在相當低的速度。由於速度大致正比於該運送氣體溫度之平方根，供應至該噴嘴之運送氣體的溫度可在該等混合物粉末經由該噴嘴塗覆時保持在相當低的溫度。較佳地，該運送氣體溫度是280±5℃。更佳地，這運送氣體溫度對於鋁金屬與陶瓷之混合物粉末是有利的，因為它具有適當的塗覆效率。
同時，當該金屬是鋁或鋁合金時，如果欲塗覆在該基底材料上之粉末的速度保持在300至500m/s，則不論該等陶瓷顆粒為何均可得到前述塗覆層之加工硬化效果，且因此可使抗磨性達到最大。
除了前述第拉瓦型收縮－擴張噴嘴以外，該冷噴霧裝置之噴嘴可使用具有喉部之收縮－擴張噴嘴或收縮－筆直噴嘴，如第5圖所示。該等混合物粉末之注入可以經由一穿過一喉部之注入管而在該噴嘴之擴張或筆直段中實施，且由於該等混合物粉末之注入係以一相當低之壓力在該擴張或筆直段中實施，所以注入該混合物粉末之壓力可以保持在低壓且因此可設計一低成本之冷噴霧裝置。此外，由於該等粉末注入該擴張或筆直段中，所以可以防止粉末被塗覆在該噴嘴內側，特別是在喉部，並因此可長時間操作。
因此，如果使用前述噴嘴與注入管，則當該等混合物粉末注入該噴嘴時之壓力最好低至90至120psi，而這壓力遠低於一般壓力。
更佳地，如果使用前述形態之噴嘴與注入管，則為了形成具有極佳抗磨性之塗覆層，當該等混合物粉末注入該噴嘴時之壓力為90至120psi且運送氣體之溫度為280±5℃，且特別地，該金屬是鋁而該陶瓷是SiC。
此外，在塗覆階段，在塗覆以1：1至3：1之體積比例包含該金屬、合金或其混合物顆粒與該陶瓷或其混合物顆粒之混合物粉末之前，可事先塗覆一以低於前述比例之比例包含一陶瓷或其混合物顆粒之混合物粉末。換言之，可加入一或多數具有低陶瓷含量之層。或者，亦可在塗覆以1：1至3：1之體積比例包含該金屬、合金或其混合物顆粒與該陶瓷或其混合物顆粒之混合物粉末之前，塗覆一以低於前述比例之比例包含一陶瓷或其混合物顆粒之混合物粉末且接著增加該比例至可以一更高之比例包含該陶瓷或其混合物顆粒，直到最後之體積到達該混合物粉末由該基底材料表面塗覆至該塗覆層表面時之1：1至3：1之比例為止。換言之，該塗覆可以在該等陶瓷顆粒之濃度梯度可依據由該基底材料至該塗覆層邊緣之厚度產生之情形下進行。
形成這些另外的層可使由於在該基底材料與該塗覆層之間之熱膨脹係數所產生的熱應力減至最小，且亦可促進熱傳送並藉此使會因熱循環所產生之剝離、殘餘應力等減至最少。
為了形成這些另外的中間層，該金屬最好是鋁且該陶瓷最好是SiC，如此可克服鋁與SiC之熱膨脹係數的差。
此外，在進行這塗覆製程後，本發明可更包括一在該金屬、合金或其混合物之退火溫度下進行熱退火處理的熱處理步驟，換言之，如有必要，由前述製程所形成之塗覆層可以進行適當之後處理。例如，該等後處理可包括用以控制表面亮度之機械加工或用以改善該塗覆層黏著性之熱處理。
同時，本發明亦提供一由前述方法製成之包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層。該塗覆層之厚度最好是10μm至1mm，且如果該厚度太薄，則抗磨性會減少，而如果該厚度太厚，則製備一塗覆層將會過於昂貴，且可能會因為熱膨脹而產生剝離或熱應力。
更佳地，該金屬是鋁且該陶瓷是SiC，並且如此製成之塗覆層的厚度以微維克氏硬度表示為至少80Hv。
由本發明之方法所製成之包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層可強化該基底材料或該塗層本身之特性。
首先，該構件之抗磨性可藉由在該塗覆層中包含高硬度陶瓷顆粒而增加。
其次，由本發明製成之塗覆層可強化塗覆於其上之零件的疲勞性。因此，在該塗覆層與該基底材料之間的強大結合力可防止裂縫產生且由於該塗覆層具有金屬基質型複合物之種種特性，故其細微結構可減少裂縫與其散播速度並因此強化疲勞特性。此外，它有助於該等零件對熱疲勞破壞具有高抗性。在如氣渦輪機等耐熱引擎所使用之零件中，裂縫產生與散播的其中一主要原因是局部溫差所造成的熱應力。同時，在引擎單元中，由於引擎之燃燒，一靠近氣缸之部份具有高溫且一遠離該氣缸之部份具有低溫。這溫度差會產生熱應力，而熱應力會在引擎單元上產生裂縫。特別地，例如，在引擎中，當週期性地燃燒與冷卻發生時，控制因週期性熱應力所產生熱疲勞破壞性質是重要的。利用製備一塗覆層，可強化該構件之熱傳導性，而在本發明中，該等塗覆層使用多數以具有高熱傳導性質之如鋁或鋁合金作為一金屬並且以SiC作為一陶瓷之顆粒。該等熱傳導性質之改良可減少存在該構件中之溫度差，且因此可改善該構件之熱疲勞破壞性質。此外，由於形成該複合物可減少由於該基底材料所產生之熱膨脹係數差，故可減少在加熱時發生之熱應力，並且因此可將該等塗覆層之剝離與裂縫產生情形減至最少。
依據本發明之包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層的製備方法及使用該方法製成之塗覆層，可得到一具有最適當抗磨性及對疲勞裂縫之極佳抗性的塗覆層，且亦可改善其熱疲勞性質。所製成之塗覆層可作為在研磨環境中使用之機械零件或在週期性熱應力環境下操作之引擎零件的表面塗層，且藉由防止裂縫之產生與散播可改善抗磨性。另外，藉由控制熱膨脹係數及改善熱傳導性質可儘量防止在該塗覆層與該基底材料之間的剝離或該塗覆層之裂縫，並藉此改善對熱疲勞裂縫之抗性。
此外，利用相當低之混合物粉末注入壓力與低運送氣體溫度，可以製備該塗覆層且因此它可具有以低成本製造之優點。
特別地，使用冷噴霧製程，以鋁金屬顆粒與SiC陶瓷顆粒在一基底材料上形成一包含金屬基質型複合物之塗覆層的製程中，可得到最適當之抗磨性。
另外，本發明之方法藉由塗覆顆粒之動能而非熱能來形成一塗覆層。因此，對該基底材料不可能施加熱震或產生熱應變且亦不可能因為與該基底材料產生反應而形成一具有對該基底材料之特性產生不良影響的新狀態。
本發明不受限於本發明之詳細說明與圖式，且對發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，在不偏離以下申請專利範圍所界定之本發明範疇的情形下，可對本發明進行各種改變與修改。
2．．．收縮段
4．．．喉部
6．．．擴張/筆直段
8．．．排出管
10．．．噴嘴段
12．．．注入口
20．．．注入管
22．．．基準點
24．．．連接段
30．．．緩衝室
100．．．噴霧裝置
110．．．氣體壓縮機
120．．．氣體加熱器
130．．．粉末供給器
140．．．噴霧用噴嘴
S．．．基底材料
第1圖是係用以製備本發明之包含金屬基質型複合物之塗覆層之冷噴霧裝置的示意圖。
第2a至2c圖顯示依據本發明之顆粒尺寸與比例的變化，該等塗覆層之硬度。
第3a至3d圖顯示依據本發明之顆粒尺寸與比例的變化，該等塗覆層之細部結構。
第4a至4d圖顯示依據本發明之顆粒尺寸與比例的變化，該等塗覆層之磨蝕量。
第5a至5d圖示用以製備本發明之塗覆層之噴嘴的實施例。

Claims (17)

  1. 一種包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層的製備方法，該方法包含以下步驟：提供一基底材料；製備一混合物粉末，且該混合物粉末以1：1至3：1之體積比包含一平均直徑為50至100μm之金屬、合金或其混合物顆粒及一平均直徑為25至50μm之陶瓷或其混合物顆粒；將該混合物粉末注入一噴嘴以進行塗覆；及藉由利用一在該噴嘴中流動之運送氣體流，使該混合物粉末以300至1200m/s之速度在非融合之狀態下加速，將該混合物粉末塗覆在該基底材料表面。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該金屬係選自於由鐵、鎳、鋁、鉬、鈦及其組合所構成之群組。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該金屬係選自於由鐵合金、鎳合金、鋁合金、鉬合金、鈦合金及其組合所構成之群組。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該陶瓷是氧化物、碳化物或氮化物。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該金屬是鋁或鋁合金，且該陶瓷是氧化鋁或SiC。
  6. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該陶瓷顆粒是以堆積形態之粉末提供者。
  7. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該基底材料是鋁、 鋁合金或鑄鐵。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在該塗覆步驟中，塗覆效率至多保持在50%。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該金屬是鋁或鋁合金，且該粉末欲塗覆在該基底材料上之速度是300至500m/s。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該噴嘴是一收縮-擴張噴嘴或收縮-筆直噴嘴且該混合物粉末之注入係經由一穿過一喉部之注入管而在該噴嘴之擴張或筆直段中實施。
  11. 申請專利範圍第10項之方法，其中該混合物粉末注入該噴嘴，且該壓力是90至120psi。
  12. 申請專利範圍第1項之方法，其中該混合物粉末係透過該噴嘴塗覆，且在該噴嘴中之運送氣體溫度是280±5℃。
  13. 申請專利範圍第1項之方法，其中在塗覆以1：1至3：1之體積比例包含該金屬、合金或其混合物顆粒與該陶瓷或其混合物顆粒之混合物粉末之前，i)包含陶瓷或其混合物顆粒之混合物粉末相對於該金屬、合金或其混合物顆粒之比例，以低於前述製備步驟之比例予以塗覆；或ii)包含陶瓷或其混合物顆粒之混合物粉末相對於該金屬、合金或其混合物顆粒之比例，是以低於前述製備步驟之比例予以塗覆，且接著增加該比例至可以一更高之比例包含該陶瓷或其混合物顆粒，直到最後之體積到達該混合物粉末由該基底材料表面塗覆至該塗覆層表面 時之1：1至3：1之比例為止。
  14. 申請專利範圍第1項之方法，其中在進行前述塗覆製程後，更包含一在該金屬、合金或其混合物之退火溫度下進行熱退火處理的熱處理步驟。
  15. 一種由申請專利範圍第1至14項中任一項之方法製成之包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層。
  16. 申請專利範圍第15項之包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層，其中該塗覆層之厚度是10μm至1mm。
  17. 申請專利範圍第15項之包含金屬基質型複合物之抗磨塗覆層，其中該金屬是鋁且該陶瓷是SiC，且該塗覆層之硬度是至少80Hv。
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