热喷涂粉末、热喷涂方法及热喷涂涂层的形成方法技术

一种热喷涂粉末，其含有包含炭黑的铬铁基合金粉末。合金粉末中炭黑的质量与合金粉末中铬和铁的总质量之比为２％或更多。该合金粉末的１０％颗粒尺寸Ｄ↓［１０］优选为１０μｍ或更大，并且进一步优选为１５μｍ或更大。该合金粉末的５０％颗粒尺寸Ｄ↓［５０］优选为２０μｍ或更大。该热喷涂粉末适用于通过高速火焰喷涂形成热喷涂涂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于通过高速火焰喷涂形成热喷涂涂层的热喷涂粉末。本专利技术还涉及一种热喷涂方法，以及使用该热喷涂粉末形成热喷涂涂层的方法。
技术介绍
一种在各类工业用机器和普通机器的金属部件表面形成热喷涂涂层的技术，需要能够赋予表面诸如耐腐蚀性、耐磨性以及耐热性等特性。例如，日本专利第2969050号和日本专利第3155124号分别公开了一种技术，该技术在钠硫电池阴极室内表面上涂布了由铬铁基合金制成的热喷涂涂层，从而由多硫化钠使之赋予耐腐蚀性。特别地，日本专利第3155124号公开了一种通过等离子喷涂铬铁基合金粉末形成热喷涂涂层的技术。日本专利第2969050号和第3155124号中的由铬铁基合金制成的热喷涂涂层的硬度和耐磨性较低，因此不适用于需要耐磨性的场合。具有高耐磨性的热喷涂涂层包括由含有碳化钨和钴的金属陶瓷粉末形成的热喷涂涂层，和由含有碳化钨、钴和铬的金属陶瓷粉末形成的热喷涂涂层。然而，与由铬铁基合金粉末形成的热喷涂涂层相比，由这些金属陶瓷粉末形成的热喷涂涂层十分昂贵。因此，在现有的由金属陶瓷粉末形成的热喷涂涂层价格昂贵的情况下，工业上就需要由铬铁基合金粉末形成的热喷涂涂层的耐磨性有所改善。
技术实现思路
因此，本专利技术目的在于提供一种热喷涂粉末，其能够形成具有较为令人满意耐磨性的由铬铁基合金粉末形成的热喷涂涂层。本专利技术的另一个目的在于提供一种热喷涂方法，以及使用该热喷涂粉末形成热喷涂涂层的方法。为达到上述及其他目的，提供了一种热喷涂粉末。该热喷涂粉末包含的铬铁基合金粉末含有炭黑。合金粉末中炭黑的质量与合金粉末中铬和铁的总质量之比为2％或更多。本专利技术还提供了一种包含对上述热喷涂粉末进行高速火焰喷涂的方法。本专利技术还提供了一种形成热喷涂涂层的方法。该方法包含对上述热喷涂粉末进行高速火焰喷涂形成热喷涂涂层的方法。本专利技术的其他方面和优点将在以下通过实施例的方式说明本专利技术的原理而成为显而易见的。具体实施例方式现在将对本专利技术的一个实施方式进行描述。根据本实施方式的热喷涂粉末由含有炭黑的铬铁基合金粉末形成。如果合金粉末中炭黑的质量与合金粉末中铬和铁的总质量之比小于2％，由该热喷涂粉末形成的热喷涂涂层的硬度较小，并且耐磨性不能令人满意。因此，从获得具有较好耐磨性的热喷涂涂层考虑，炭黑的比例必须为2％或更大。然而，尽管炭黑的比例为2％或更大，但当炭黑的比例小于3％时，热喷涂涂层的耐磨性可能并不充分。因此，炭黑的比例优选为3％或更大。同时，如果炭黑的比例大于10％，会有可能由于热喷涂涂层的脆化导致热喷涂涂层的耐磨性下降的危险。因此，从防止脆化导致的热喷涂涂层的耐磨性下降考虑，炭黑的比例优选为10％或更小。在本实施方式的热喷涂粉末中，合金粉末中炭黑的质量与合金粉末中铬和铁的总质量的比，同热喷涂粉末中炭黑的质量与热喷涂粉末中铬和铁的总质量的比相等。当合金粉末中铬的含量小于60mass％时，热喷涂粉末形成的热喷涂涂层可能不会具有较高的硬度。当热喷涂涂层的硬度不高时，热喷涂涂层的耐磨性不充分。因此，铬的含量优选为60mass％或更多。同时，当铬的含量大于95mass％时，或特别地进一步大于85mass％时，甚至特别地更进一步大于80mass％时，会有附着率(热喷涂率)下降的问题。因此，从防止附着率下降考虑，铬的含量优选为95mass％或更小，并且进一步优选为85mass％或更小，并且更进一步优选为80mass％或更小。在本实施方式的热喷涂粉末中，合金粉末中的铬含量与热喷涂粉末中的铬含量相等。当合金粉末的10％颗粒尺寸D10小于10μm时，或特别地进一步小于15μm时，在热喷涂的过程中可能会出现一种称为喷溅的现象。因此，从防止出现喷溅考虑，10％颗粒尺寸D10优选为10μm或更大，并且进一步优选为15μm或更大。同时，当10％颗粒尺寸D10大于25μm时，附着率可能下降。因此，从防止附着率下降考虑，10％颗粒尺寸D10优选为25μm或更小。热喷涂粉末的10％颗粒尺寸D10，是当合金粉末中的颗粒体积从最小尺寸颗粒以升序累积，直到累积的体积达到合金粉末中所有颗粒体积总和的10％时，最终合计的颗粒尺寸。合金粉末的10％颗粒尺寸D10的测量是使用了例如激光衍射粒度仪。在本实施方式的热喷涂粉末中，合金粉末的10％颗粒尺寸D10与热喷涂粉末的10％颗粒尺寸D10相等。喷溅指的是过量熔化的热喷涂粉末粘附并堆积在热喷涂器的喷嘴内壁的现象，这会由于那些沉积物在热喷涂过程中脱落而造成热喷涂涂层的污染。当发生喷溅时，热喷涂涂层的结构会变得不均匀，而造成热喷涂涂层的质量显著下降。当合金粉末的50％颗粒尺寸D50小于20μm时，可能会有发生喷溅的危险。因此，从防止出现喷溅考虑，50％颗粒尺寸D50优选为20μm或更大。同时，当50％颗粒尺寸D50大于50μm时，会有附着率可能下降的危险。因此，从防止附着率下降考虑，50％颗粒尺寸D50优选为50μm或更小。热喷涂粉末的50％颗粒尺寸D50，是当合金粉末中的颗粒体积从最小尺寸颗粒以升序累积直到累积的体积达到合金粉末中所有颗粒体积总和的50％时，最终合计的颗粒尺寸。合金粉末的50％颗粒尺寸D50的测量是使用了例如激光衍射粒度仪。在本实施方式的热喷涂粉末中，合金粉末的50％颗粒尺寸D50与热喷涂粉末的50％颗粒尺寸D50相等。热喷涂粉末是用于通过例如高速火焰喷涂形成热喷涂涂层。通过高速火焰喷射热喷涂粉末形成的热喷涂涂层具有令人满意的耐磨性。能够以合适的方式喷射热喷涂粉末的高速火焰喷涂器包括高输出型高速火焰喷涂器例如由Parxair/TAFA制造的“JP-5000”和由Sulzer Metco制造的“Diamond jet(混合型)”。本优选实施方式具有以下优点。通过高速火焰喷射本实施方式的热喷涂粉末形成的热喷涂涂层具有令人满意的耐磨性。因此，该热喷涂粉末非常适用于作为含有碳化钨和钴的金属陶瓷粉末或含有碳化钨、钴和铬的金属陶瓷粉末的替代品，以形成所需要耐磨性的热喷涂涂层。根据高速火焰喷涂，由于与其他喷涂方法例如火焰喷涂和等离子喷涂相比，从热喷涂器喷射的热喷涂粉末颗粒的速度较高，热喷涂粉末以高速与基板表面发生碰撞。这使热喷涂涂层与基板的附着力较高，并且热喷涂涂层较厚。此外，根据高速火焰喷涂，与其他喷涂方法相比，喷涂过程中热喷涂粉末不易发生过热现象，这抑制了热喷涂粉末的热变化。在使用高速火焰喷涂时热喷涂粉末的热变化被抑制的原因包括由于高速火焰喷涂的热源火焰是在高压下，进入火焰的空气量较小；以及由于从热喷涂器中喷射高速热喷涂粉末颗粒，热喷涂粉末在火焰中的停留时间段较短。当热喷涂涂层与基板的附着力较高，并且热喷涂涂层较厚，或热喷涂涂层不含发生热变化的热喷涂粉末时，热喷涂涂层的耐磨性得到改善。本优选的实施方式可以根据以下方法修改。铬铁基合金粉末可以包含除了炭黑、铬和铁以外其他组分。而炭黑、铬和铁在合金粉末中的总量优选为90mass％或更多，并且进一步优选为95mass％或更多，并且更进一步优选为98mass％或更多。当合金粉末中二氧化硅的质量与合金粉末中铬和铁的总质量的比大于1％时，可能无法获得高质量的热喷涂涂层。因此，当合金粉末进一步含有二氧化硅时，二氧化硅的比例优选为1％或更小。热喷涂粉末可以包含除了铬铁基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热喷涂粉末，其特征在于一种含有炭黑的铬铁基合金粉末，其中合金粉末中炭黑的质量与合金粉末中铬和铁的总质量之比为２％或更多。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：北村顺也，五日市刚，太和田聪，
申请(专利权)人：福吉米株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]