从金属结构上去除铝-硅涂层的方法及制备磁性部件的相关方法技术

技术编号:20332067 阅读:36 留言:0更新日期:2019-02-13 07:40
描述了用于选择性地去除烧制于金属结构的表面上的铝‑硅涂层的方法。该方法包括在足以去除涂层而基本上不影响金属表面的条件下,使涂层与熔融的氢氧化钾(KOH)接触的步骤。还描述了用于制备磁性部件的方法。它们涉及在氮化步骤之前,使用烧制到表面上的铝‑硅涂层,掩蔽部件表面的预选区域。然后根据本文概述的程序去除涂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从金属结构上去除铝-硅涂层的方法及制备磁性部件的相关方法
本公开总体上涉及经涂布的金属结构。在一些具体实施例中,本公开的专利技术涉及用于去除已烧制到各种金属部件的表面上的铝-硅涂层的方法。
技术介绍
许多先进的涂层系统经常应用于金属部件或者由其它材料形成的部件的金属部分的一个或多个表面。涂层经常用于保护表面或基材,提供电绝缘或热绝缘,或者提供耐磨性、耐腐蚀性或抗氧化性。广泛多样的特种材料可用于这些用途,包括用于保护超合金零件和其它高温制品的热障材料(例如,稳定的氧化锆)。其它保护涂层可由许多不同的氧化铝、碳化物、硼化物或硅化物组合物形成。专门组合物的其它具体例子包括各种铝-硅涂层,其可包括硅酸铝材料、铝化物硅化物材料(aluminidesilicidematerial)等等。在一些情况下,上述各种涂层用于除表面保护之外的目的。例如,它们可用于化妆品目的,或用作阻气涂层;或者用于掩蔽基材的区段,同时对基材执行其它加工步骤。上述材料中的许多被设计为永久地沉积在基材上,并且在零件或装置的寿命期间不被去除。例如,一些硅酸铝材料以浆料形式施加到表面上。涂层可进行热处理以去除任何挥发性物质,例如有机粘结剂,或者有时简单地在环境温度下风干。通常,然后将涂层烧制到基材表面上,例如,在500℃以上且有时1,000℃以上的温度下,以将涂层永久地粘结到基材上。这种类型的高度粘附的涂层可保护各种制品免受温度、腐蚀、磨损等等的严重影响。然而,上述性能涂层中的一些对于其中涂层需要在某些点被去除的应用非常有用。一个例子涉及用作掩蔽材料的各种涂层。如在未决的美国专利申请S.N.14/068,937中所述,用于制备磁性部件的方法需要掩蔽部件表面的预选区段。在部件进行热处理且在专门反应中氮化之后,需要去除掩蔽材料或“停止”。然而,当用于铝-硅涂层如硅酸铝时,从金属基材去除各种掩蔽材料的常规材料和方法显示出缺点。一些涂层去除材料不能从表面去除大部分掩蔽材料。其它涂层去除材料在去除掩蔽材料方面可能略微有效,但损害或以其它方式改变下面的基材。考虑到这些观察和关注,用于从金属基材去除铝-硅涂层的方法和组合物中的改进在本领域中将是受欢迎的。新技术应该改进去除涂层(例如掩蔽材料)的能力,而不会不利地影响基材。材料和方法对于获得和实施也应该是相对经济的。此外,新材料的使用不应涉及有关安全或健康程序的难题。
技术实现思路
本专利技术的一些实施例涉及用于选择性去除烧制在金属结构的表面上的铝-硅涂层的方法。该方法包括在足以去除涂层而基本上不影响金属表面的条件下,使涂层与熔融的氢氧化钾(KOH)接触的步骤。其它实施例涉及制备磁性部件的方法,其包括:a)使用包含经烧制的铝-硅涂层的氮掩蔽材料,掩蔽部件的表面部分的预选区段,以在部件中形成经掩蔽的区域;b)在大于约900℃的温度下在富氮大气中热处理该部件,以在磁性合金中形成混杂的第一区域和第二区域;其中所述第一区域包含磁相;所述第二区域包含非磁相;所述第二区域包含大于0.1%的氮;以及然后c)在足以去除掩蔽材料而基本上不影响该部件的条件下,通过使材料与熔融的氢氧化钾接触,选择性去除氮掩蔽材料。附图说明图1是双相磁性部件的图示,因为它涉及本专利技术的实施例。具体实施方式应当注意,当介绍本专利技术的各种实施例的元件时,冠词“一个”、“一种”和“该/所述”预期意指存在一个或多个元件,除非另有说明。而且,术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。词语“包括”和“具有”旨在为包括性的,且意味着可能存在除了所列元件之外的另外的元件。本文在整个说明书以及权利要求书中使用的近似语言可以用于修饰任何定量表示,这些定量表示可以容许变化而不会导致其相关的基本功能改变。相应地,由一个或多个术语例如“约”或“基本上”修饰的值并不限于指定的精确值。在一些情况下,近似用语可对应于用于测量所述值的仪器的精度。用于本专利技术的实施例的金属结构或基材可由各种材料形成。非限制性例子包括铁、钴、镍、铝、铬、钛和铜、以及包括前述任何的混合物或合金(例如不锈钢)。此外,该结构可由非金属材料如聚合物(例如塑料)或陶瓷形成,所述结构包括涂层设置在其上的至少一个金属表面。可将各种铝-硅涂层沉积在金属结构(在本文中有时称为基材、零件或部件)的一个或多个表面上。如本文使用的,术语“铝-硅”意欲包括各种组合物,所述组合物含有以某种形式的铝和硅。非限制性例子包括硅酸铝涂层材料(其中一些可包括莫来石)和铝化物硅化物材料,后者有时被称为“硅化铝”材料。一些铝化物-硅化物涂层材料是商购可得的硅改性的铝组合物,例如SermaloyJ(来自Pottstown,Pa.的SermatechInternational,Inc.)。两者均以引用的方式并入本文的美国专利6,126,758和7,993,759描述了相关的组合物。这些涂层中的一些被称为“扩散涂层”或“扩散铝化物涂层”。铝化物-硅化物涂层在本领域中是已知的,并且在各种来源例如以引用的方式并入本文的美国专利7,271,125中描述。它们经常以液体分散体例如水性分散体的形式获得。分散体还可包括各种有机组成成分,例如粘结剂、分散剂、消泡剂等等。此外,在一些实施例中,涂层组合物包含至少一种碱金属,例如钠和钾。这些涂层组合物的一个非限制性例子是可从ZYPCoatings,Inc.,OakRidge,TN获得的Sealmettm材料(钠-钾-铝-硅酸盐)。如上所述,铝-硅涂层中的许多以确保永久粘附的方式配制且施加到金属基材上。作为在硅酸铝的情况下的一个例子,固化(干燥)然后在非常高的温度下加热(例如烘烤或“烧制”)的两步法提供了用于各种金属基材的永久保护涂层。然而,对于必须最终去除此类涂层的最终用途应用,用于剥离涂层的传统技术或者无效,或者损害下面的金属表面。根据本专利技术实施例的一种解决方案是使铝-硅涂层与熔融的氢氧化钾(KOH)接触,如上所述。如本文所述与氢氧化钾溶液接触去除基本上所有涂层。如本文使用的,“基本上所有涂层”的去除意指去除在制品的所有表面上至少90%的涂层,且更经常为至少95%的涂层。在一些高度优选的实施例中,“基本上”指去除至少约99%的涂层。此外,用熔融的KOH处理去除铝-硅涂层,而基本上不影响下面的金属表面,例如,而不使表面凹陷或经由晶间边界攻击损害它,其方式减损其最终用途。此外,与一些其它常规剥离方法不同,本去除方法不需要使用强无机酸和可发出危险的酸性烟雾的其它添加剂。氢氧化钾可各种形式获得,例如颗粒、薄片和小球。在本专利技术的一些优选实施例中,KOH以基本上纯的形式提供,例如,具有不超过约15重量%的水。如本领域已知的,KOH是吸湿的,并且通常含有不同量的水,以及天然形成的碳酸盐。一般而言,为了本公开内容的目的,熔融的KOH被说成由至少约85重量%的氢氧化钾本身组成。通常,KOH以小球形式使用,并且商业例子是可从FisherScientific获得的“PotassiumHydroxideCertifiedACSPellets(CAS1310-58-3)。此类材料在约270℃至约280℃范围内的温度下变得熔融且可用于本专利技术的实施例。多种技术可用来用熔融的KOH处理基材。例如,可使用各种类型的喷枪,用组合物连续本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于选择性地去除烧制在金属结构的表面上的铝‑硅涂层的方法,其包括在足以去除所述涂层而基本上不影响所述金属表面的条件下,使所述涂层与熔融的氢氧化钾(KOH)接触的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.24 US 15/191,6621.一种用于选择性地去除烧制在金属结构的表面上的铝-硅涂层的方法,其包括在足以去除所述涂层而基本上不影响所述金属表面的条件下,使所述涂层与熔融的氢氧化钾(KOH)接触的步骤。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述熔融的氢氧化钾在约270℃至约280℃范围的温度下与所述涂层接触。3.根据权利要求1所述的方法,其中所述熔融的氢氧化钾包含至少约85重量%的氢氧化钾。4.根据权利要求1所述的方法,其中所述涂层与所述熔融的氢氧化钾的接触通过将所述金属结构浸入所述熔融的氢氧化钾浴中来进行。5.根据权利要求4所述的方法,其中对于厚度高达约3密耳(76微米)的涂层,浸没时间在约30分钟至约210分钟的范围内。6.根据权利要求1所述的方法,其中所述铝-硅涂层包含硅酸铝材料或铝化物硅化物材料。7.根据权利要求1所述的方法,其中所述铝-硅涂层包含至少一种碱金属。8.根据权利要求7所述的方法,其中所述铝-硅涂层包含钠和钾。9.根据权利要求1所述的方法,其中所述铝-硅涂层以水性浆料的形式施加到所述金属结构的表面。10.根据权利要求9所述的方法,其中所述浆料包含至少一种有机粘结剂。11.根据权利要求10所述的方法,其中在烧制所述浆料之前,在足以去除基本上所有有机粘结剂材料的温度下干燥所述浆料。12.根据权利要求11所述的方法,其中经干燥的涂层在至少约500℃的温度下进行烧制。13...

【专利技术属性】
技术研发人员:小彼得·J·博尼塔蒂布斯F·约翰逊M·邹
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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