專利名稱:用于耐磨鍍層的復(fù)合金屬絲的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于電弧槍噴鍍的金屬絲，特別涉及一種由鐵、鎳或鈷包殼，和包含含硼粉末之芯子所構(gòu)成的復(fù)合金屬絲。
熱噴鍍，也稱火焰噴鍍，系涉及經(jīng)由加熱軟化金屬或陶瓷之類的熱可熔性材料，并將此細(xì)粒狀軟化材料推向欲噴鍍的表面。受熱后的細(xì)粒沖擊該表面，并粘結(jié)在其上面。一種普通熱噴鍍槍便可用于加熱和推進(jìn)細(xì)粒的雙重目的。
熱噴鍍槍通常利用燃燒火焰、等離子火焰或電弧而產(chǎn)生噴鍍材料熔化所需的熱量。然而，該技術(shù)領(lǐng)域：
的熟練人員會認(rèn)識到，諸如電阻加熱器或感應(yīng)加熱器之類的其他加熱設(shè)備也同樣可以使用，這些加熱設(shè)備可以單獨(dú)應(yīng)用，或與其他形式加熱器結(jié)合起來使用。
可將材料以粉末、條狀或絲狀形狀供給加熱區(qū)。采用金屬絲型熱噴鍍槍時(shí)，則將棒狀或絲狀的噴涂材料供給由火焰或燃燒火焰之類所形成的加熱區(qū)，使其熔化，或至少處于熱軟化狀態(tài)，并進(jìn)行霧化，通常用壓縮氣體進(jìn)行霧化，由此將細(xì)碎狀物質(zhì)推向需噴鍍的表面。在電弧金屬絲噴鍍槍的情況下，通過兩根金屬絲末端的電弧放電，而使其熔化，再用壓縮氣體(通常為空氣)將熔融金屬霧化，并噴鍍到欲鍍工件表面。通常可采用拉絲;或者使粉末燒結(jié)在一起;或使用有機(jī)粘結(jié)劑或其他合適的粘結(jié)劑將粉末粘結(jié)在一起，而形成條狀或絲狀物，其中所說合適粘結(jié)劑是指在加熱區(qū)受熱后能進(jìn)行分解，由此釋出細(xì)碎狀的噴鍍粉末。其他形式的金屬絲可以包括由一種組分所制成的包殼，及由其他組分形成的芯子，或者可將幾股組分絞合而成。
歐洲專利申請公布號0118307(Tenkula)中揭示了一種能用于電弧槍噴鍍的復(fù)合金屬絲，它包括由軟合金鋼之類的軟金屬所制成的包殼，以及由金屬粉末或金屬粉末與“特種碳化物”和/或氧化物的混合物所形成的芯子。Tenkula所列舉的特種碳化物是鉻、鎢、釩、鈦、鈮、硅、鉬、硼等的碳化物。芯子的主要成分可以是C、Cr、Si、Mn、V、B、W、Mo、Nb、Ni、Co、Cu、Ti、Al或Fe。而芯子的粉末粒度為20-300微米。同樣，美國專利3，332，752(Batchelor等)報(bào)道了火焰噴鍍充填了含有金屬、合金、氧化物、碳化物和潤滑劑等粉末填料的管狀材料的方法，其中粉末粒度大于600目(20微米)。
電焊條可以是包殼和粉末芯子所組成的復(fù)合形式。焊接的要求與電弧槍噴鍍的要求多少有點(diǎn)不同。這是因?yàn)楹附舆^程系將材料熔化，并使之直接流到工件表面。因此這種焊條一般包括活性金屬氟化物之類的焊藥。美國專利3，627，979(Quaas)可作為電焊條技術(shù)的典型，文內(nèi)揭示了一種充填了小于25目(800微米)細(xì)粒的鋼、鎳合金或鈷合金的包殼。而藥芯可包括鉻、鎢、鈦和釩的耐熔碳化物。
諸如以上所述的涉及電弧槍噴鍍、燃燒火焰噴鍍或焊接用的含有碳化物之復(fù)合金屬絲的技術(shù)廣泛地用來產(chǎn)生含有碳化物的鍍層。上述參考文獻(xiàn)指出，為獲得這一結(jié)果，芯粉顆粒應(yīng)較粗，一般至少為20微米，此值是下限。粉末粒度的這一下限一般也適用于任何包含金屬的芯粉(例如Tenkula)。
然而，復(fù)合材料中不包含碳化物顆粒的某些組成所產(chǎn)生的鍍層相當(dāng)硬和耐磨。例如，美國專利3，991，240(Harrington等)揭示了一種在生鐵芯外面包覆鉬和硼顆粒的復(fù)合粉末。這種粉末材料可適合活塞環(huán)鍍層之類的應(yīng)用，比起熱噴鍍鉬的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鍍層可能是一種有潛力的改進(jìn)。但是進(jìn)一步的改進(jìn)期待于進(jìn)一步延長發(fā)動(dòng)機(jī)或其他類似設(shè)備中部件的壽命。
鎳和鈷的自助熔合金粉末在硬面鍍層中的應(yīng)用十分普遍。此類粉末材料含有硼和硅，它們在噴鍍過程中起助熔劑作用，而在鍍層中則充當(dāng)硬化劑的角色。通常，自助熔合金分二步鍍覆，即先用正常方式進(jìn)行熱噴鍍，然后用氧-乙炔矩、感應(yīng)線圈、爐或其他類似手段使其在原處熔化。助熔劑促使熔化這一步驟能在空氣中得以實(shí)現(xiàn)。然而，上述合金也可以采用無需熔化步驟的等離子噴鍍之類工藝進(jìn)行熱噴鍍，但鍍層并不象經(jīng)過熔化步驟之后那樣致密或耐磨。自動(dòng)熔合金鍍層一般用于硬質(zhì)面層，以提供耐磨性，特別在表面光潔度要求較高之處，更為適用，其原因是熔化后所產(chǎn)生的鍍層孔隙率很低。美國專利2，868，639和2，936，229中揭示了一些典型的自助熔合金粉末組成。
鑒于以上所述，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于電弧槍噴鍍工藝的新穎復(fù)合金屬絲。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于產(chǎn)生具有極高硬度和耐磨性之熱噴鍍層的新穎金屬絲。
本發(fā)明的又一目的是提供一種用于產(chǎn)生含有合金化硼和碳的熱噴鍍鍍層的新穎金屬絲。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種采用新穎復(fù)合金屬絲之改進(jìn)的電弧槍噴鍍法。
以上及更進(jìn)一步的目的均可從以下描述中清楚地看出。
按照本發(fā)明，用于電弧槍噴鍍的復(fù)合金屬絲由包含鐵、鎳或鈷的合金包殼和包含含硼粉末的芯子所構(gòu)成，其中含硼粉末中的硼和/或碳化硼粒子的細(xì)度足以使硼基本上都融化在由電弧槍噴鍍復(fù)合金屬絲所產(chǎn)生的鍍層中。在含硼材料包括元素硼的情況下，則芯子還應(yīng)包括粒度小于20微米的細(xì)碳粉，并與硼粉混合在一起。最好絕大部分的含硼粉末都小于20微米。在一個(gè)極為令人滿意的實(shí)施例中，包殼材料為軟鋼，而芯子則包括碳化硼和諸如鉬鐵合金之類的合金粉末。
本發(fā)明的復(fù)合金屬絲由至少包括鐵、鎳和鈷中的一種金屬作為主要成分的合金包殼制成。而復(fù)合金屬絲的芯子則包括含硼粉末和/或硼化硼的粉劑，其中硼和/或碳化硼粒子的細(xì)度應(yīng)足以使硼基本上融化在由電弧槍噴鍍復(fù)合金屬絲所產(chǎn)生的鍍層中。舉例來說，含硼粉末的細(xì)度大都小于20微米。在含硼粉末包括未合金化的硼粉的情況下，最好將細(xì)碳粉與硼混合在一起。但若用碳化硼細(xì)粉則更佳。
芯子也可包含一些由熱噴鍍金屬絲而產(chǎn)生之鍍層所需其他合金化成分的粉末。此種金屬絲特別適用于采用雙金屬絲電弧槍噴鍍法進(jìn)行的熱噴鍍。籍助于硼和碳或碳化硼的融化，而均勻地分散和摻合到涂層中，由此所產(chǎn)生的鍍層硬而耐磨。
金屬絲可用任何已知的或令人滿意的方法制造，例如用芯粉填塞到金屬包殼管中，并將其拉制成適合熱噴鍍的尺寸。包殼最好采用如在美國專利4，396，820中所述的制造電焊條的方法，由金屬帶制成。該法將粉末引入用滾壓法使金屬帶成形為管子時(shí)所形成的凹槽中，然后將填料管以交替的方式進(jìn)一步進(jìn)行滾壓或拉制和退火，直至達(dá)到最終尺寸。
當(dāng)包殼金屬足夠軟，以至能方便地用標(biāo)準(zhǔn)滾壓式拉制的方法成形，則上述方法最為有效。因此，包殼金屬應(yīng)當(dāng)比較純，或至少合金元素的含量應(yīng)較低。例如AISI1008中的低碳含量的軟鋼是令人滿意的。
金屬包殼和芯子的總組成應(yīng)能形成一種具有所需組成的合金鍍層。例如，可以包括一個(gè)軟鋼包殼和由鐵、鉬和碳化硼粉末所組成的芯子，以形成鐵-鉬合金;或者具有一個(gè)鎳或鈷的包殼和由鎳(和/或鈷)、鉻、硅和碳化硼粉末所構(gòu)成的芯子，以形成自助熔合金。
雖然芯子的合金組分可以元素金屬的形式存在，如鐵粉和鉬粉，但業(yè)已發(fā)現(xiàn)最好將芯粉中的組分結(jié)合成合金形式。例如，芯粉中的鐵和鉬可以鉬鐵合金粉末的形式存在。這類合金的鉬含量可在50-95%(按重量計(jì))的范圍內(nèi)，例如為62%左右。同樣，鎳和鉻可以鎳-鉻合金的形式存在，其中鉻含量在1～30%的范圍內(nèi)，常用含量為20%。令組分以合金形式存在，可使其比較均勻地在最終熱噴鍍的鍍層中合金化，而且合金往往是最經(jīng)濟(jì)的組分形式。也可另行添加一些元素金屬，以獲得所需的鍍層組成。
除含硼粉末和碳外，芯內(nèi)粉末的細(xì)度應(yīng)在約40至325目(420至44微米)的范圍內(nèi)，最好為80至200目(177至74微米)(此處篩目尺寸為美國標(biāo)準(zhǔn))。粉末填料大于40目的金屬絲不能很好地進(jìn)行拉制。而比325目更細(xì)的粉末，其流動(dòng)性較差，以至難以均勻地充填。而且，在噴鍍時(shí)，這種細(xì)粉易于吹散，以至不能摻合或夾雜在鍍層中。令人驚奇的是，這一問題對含硼的細(xì)粉和碳并不重要，只要將其與其他較粗芯粉混合在一起即可。
最好大部分硼和碳化硼粉末的細(xì)度應(yīng)小于約20微米，尤以在約為1至15微米的范圍內(nèi)為佳，例如平均為7微米。通常，至少95%(按重量計(jì))碳化硼的細(xì)度應(yīng)小于20微米。碳同樣應(yīng)非常細(xì)，例如小于20微米，并可以小于5微米的石墨碳形式存在。碳含量正比于元素硼的量，應(yīng)在約5%至40%的范圍內(nèi)，最好為約20%至28%(以硼的量為基準(zhǔn))。
為了將硼和碳包含在金屬絲中，按照本發(fā)明，這些元素最好以碳化硼粉末的形式加到芯粉中，這些粉末足夠細(xì)，以至在電弧槍噴鍍過程中基本上能與芯子的其他金屬組分和包殼金屬融合或合金化。因此，所形成的鍍層實(shí)質(zhì)上并無任何可覺察的碳化硼顆粒，至少在用標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)顯微鏡檢查法觀察鍍層的晶相截面時(shí)應(yīng)當(dāng)如此。
典型的碳化硼化合物是組成為B4C的化合物，而硼含量一般約在70%至78%(按重量計(jì))的范圍內(nèi)。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，碳化硼細(xì)粉在用于將硼和碳按所需要求合金化到噴鍍鍍層的其他金屬組分中特別有效。
在復(fù)合金屬絲成形過程中，應(yīng)先將含硼細(xì)粉與芯粉其他組分均勻地混合，然后再將此混合物加到管狀包殼材料中。在一個(gè)較佳的實(shí)施例中發(fā)現(xiàn)，若碳化硼，或硼和碳的混合物能涂覆在其他較粗在芯粉上，例如涂覆在鉬鐵顆粒上，則可得到極好的效果。可以采用粘結(jié)劑，最好是能在噴鍍過程中燒盡的有機(jī)粘結(jié)劑(如前面提到的美國專利3，991，240中所述的這類粘結(jié)劑)來進(jìn)行這種涂覆。而粘結(jié)劑的用量最好是涂覆粉末總量的1%至3%左右(按重量計(jì))。
涂覆用的粘結(jié)劑材料可以是這些能用來形成涂層，或者能將顆粒粘結(jié)在一起，或粘結(jié)在表面上的任何已知或普通的粘結(jié)劑。粘結(jié)劑最好是有機(jī)物質(zhì)，可以是一種含有作為固體成份的樹脂的清漆，或者也可含有一種在形成固化或固定膜時(shí)并不依賴于溶劑蒸發(fā)的樹脂。因此粘結(jié)劑可以含有一種催化聚合樹脂作為清漆的固體成份。例如可供使用的粘結(jié)劑包括普通苯酚清漆、環(huán)氧清漆或醇酸清漆，含有桐油、亞麻子油之類干性油的清漆，橡膠和膠乳粘結(jié)劑等。粘結(jié)劑也可以是水溶型，如聚乙烯吡咯烷酮型或聚乙烯醇型。除有機(jī)粘結(jié)劑外，也可使用無機(jī)粘結(jié)劑，如硅酸鈉、硼酸、硼砂、碳酸鎂或其他可溶性碳酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽或氯氧化物，或者含有氧化物的膠態(tài)懸浮體。
可采用任何已知或有效的方法，使含有顆粒的粘結(jié)劑涂覆芯粉材料。亦即僅需將粉末組分混合在一起，并使粘接劑固化和干燥，由此將產(chǎn)生一種由碳化硼或硼與碳之混合物涂層覆蓋的芯子所組成的頗能自由流動(dòng)的粉末。
本發(fā)明的金屬絲應(yīng)當(dāng)具有熱噴鍍金屬絲的常規(guī)尺寸和精度容限，因此舉例來說，其尺寸可在6.4毫米和0.8毫米之間變化。對于電弧噴鍍，該金屬絲最好在2.4毫米和1.6毫米(11至14線規(guī))之間。
芯子部分一般應(yīng)約占金屬絲重量的10%至50%，而且芯子的充填密度至少應(yīng)為理論全密度的60%，或最好充分密集，以避免芯中出現(xiàn)松散粉末。一種較佳類型金屬絲具有軟鋼包殼，而包殼內(nèi)充有80至200目(177至74微米)的鉬鐵粉和平均粒度為7微米的碳化硼(B4C)粉末。鉬的含量應(yīng)占金屬絲重量的5%至50%，最好為10%至30%。碳化硼的含量應(yīng)為1%至10%，至好為2%至4%。
其他較為理想的自助熔型金屬絲包括鎳包殼，以及充填在包殼內(nèi)的80-200目(177-74微米)的鎳-鉻粉和平均粒度為7微米的碳化硼(B4C)粉末。其中鉻含量應(yīng)占金屬絲重量的5%至50%，而最好為10%至30%。碳化硼含量應(yīng)為1%至10%，最好為2%至4%。另外還包含粒度為270目至5微米(53-5微米)，含量為0.5%至5.0%的硅粉。鈷可代替全部或部分的鎳芯和/或包殼。自助熔型金屬絲系用普通方法進(jìn)行噴鍍，最好采用雙金屬絲電弧型熱噴鍍槍。按照本發(fā)明所產(chǎn)生的鍍層具有高密度、高硬度和低磨阻的性能，并顯示出極好的耐磨損性和耐擦傷性。其后此種鍍層也可再進(jìn)行熱處理和熔融。
本發(fā)明的鍍層極其適用于軸承和機(jī)器零部件的磨損面，特別是處在腐蝕性環(huán)境中的設(shè)備，例如鍍覆泵的柱塞、活塞桿連軸節(jié)、軸套、泥漿泵軸瓦和壓縮機(jī)活塞桿之類的石油化工生產(chǎn)設(shè)備;汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)活塞環(huán)，以及氣缸壁的四周;動(dòng)力和加工工業(yè)中煙道氣洗滌器的內(nèi)表面;浸煮器、剝皮機(jī)和回收鍋爐一類的紙漿和紙加工設(shè)備;模子、模板、柱塞、軸頸環(huán)一類的玻璃制造設(shè)備;發(fā)電廠鍋爐水壁、斜管、控制閥和泵的部件;燃?xì)廨啓C(jī)的噴嘴和靜葉片扇形部分等部件;機(jī)床導(dǎo)軌;印刷滾筒;電鍍夾具;轉(zhuǎn)缸式發(fā)動(dòng)機(jī)的樞軸關(guān)節(jié)、密封圈和端面板;發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸;軋輥軸頸;軸承套筒;葉輪軸;齒輪傳動(dòng)軸頸;燃料泵轉(zhuǎn)子;螺旋輸送器;鋼絲或繩索絞盤;拔叉;刮漿刀;農(nóng)具;電動(dòng)機(jī)軸;車床和磨床的頂針;以及凸輪隨動(dòng)件。
實(shí)施例1使用0.28毫米厚，12.4毫米寬的AISI1008鋼帶制造充有粉末的金屬絲，并按美國專利4，396，820(Puschner)中所述的方法填塞粉末，滾壓成管狀金屬絲，并進(jìn)行拉制。芯子包括鐵和62%鉬所形成的鉬鐵合金粉末，以及碳化硼(B4C)粉末。其中鉬鐵粉末的粒度在74至420微米的范圍內(nèi)，而碳化硼粉末的平均粒度為7微米。首先按下述方法將碳化硼涂覆在鉬鐵合金上，以制備所需的粉末即配制濃度為250克聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/750毫升水的PVP粘結(jié)劑溶液，然后將大約400毫升上述溶液加到4000克鉬鐵合金芯粉中，充分混和，接著再緩緩加入250克碳化硼粉末，并與補(bǔ)充的水完全混和，繼續(xù)混合直至粘結(jié)劑干燥，由此得到頗能自由流動(dòng)的粉末，其中全部合金芯粒均涂覆了一層含有碳化硼細(xì)粒的干膜。此后需將粉末加熱到120℃，以確保完全干燥。如此形成的粉末包括依靠粘結(jié)劑將碳化硼細(xì)粒固定在其上面的鉬鐵合金芯粒。
最終的金屬絲包含27.5%鉬和3.00%碳化硼(均按重量計(jì))，后者相當(dāng)于2.35%硼和0.75%碳。金屬絲直徑為約2.4毫米(11線規(guī))。
金屬絲的熱噴鍍系使用美國專利3，632，952中所述的通用型電弧槍，它由Perkin-Elmer公司的Metco部門經(jīng)銷，型號為4RG，其性能參數(shù)如下金屬絲進(jìn)料速率為5公斤/小時(shí)(11磅/小時(shí));電流強(qiáng)度200安倍;供霧化和氣帽用的壓縮空氣壓力分別為60磅/平方英寸，(4巴)和40磅/平方英寸(2.7巴)，噴鍍距離15厘米。用該電弧槍熱噴鍍本實(shí)施例制成的金屬絲，在業(yè)已用常規(guī)方法進(jìn)行噴砂處理的軟鋼基片表面產(chǎn)生了極好的鍍層。
其后對鍍層截面的檢查清楚地表明，含有硼和碳添加物的鍍層，其氧化物含量較之不含這些添加物的鐵-鉬鍍層低。雖然其機(jī)理尚不十分清楚，但碳和硼的添加(B4C)確實(shí)產(chǎn)生了非?！扒鍧崱钡牡脱趸镥儗印６鹣嘟孛娣治?，以及顯微硬度和磨損試驗(yàn)表明，硼和碳均填隙式地分散在整個(gè)鍍層基體中。
實(shí)施例2
按類似的方法制造一些組分配比和粉末粒度各不相同的金屬絲，并用電弧槍熱噴鍍，其中金屬絲的組成示于表1(為比較起見，表中也包括實(shí)施例1的相應(yīng)數(shù)據(jù))。如實(shí)施例1所述那樣，這些金屬絲均具有軟鋼包殼，以及由含硼粉末和鉬鐵合金粉末所組成的芯子。正如表中所指出的那樣，某些芯粉僅采用混合的方法(末涂覆)制備。
表1金屬絲＃Fe(4)Mo B(1)C(1)粉末形式1(3)余數(shù) 28.0 3.0 1.0 涂覆2 余數(shù) 26.3 2.8 0.94 混合3(2)余數(shù) 27.5 2.25 0.75 涂覆4 余數(shù) 29.5 1.5 0.5 涂覆5 余數(shù) 28.5 2.25 0.75 混合6 余數(shù) 47.0 2.25 0.75 涂覆7 余數(shù) 47.0 2.25 0.75 混合8(3)余數(shù) 29.5 1.5 0.5 涂覆(1)以B4C的形式添加(2)例1(3)B4C的平均粒度為7微米(而其他的相應(yīng)數(shù)值均為37微米)(4)包括包殼實(shí)施例3
再制造一批不屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的金屬絲，其組成如表2所示。如同實(shí)施例1所述的那樣，這些金屬絲均具有軟鋼包殼，而芯子部分包括鉬鐵合金粉末。然而，其他芯子成分包括代替碳化硼的元素碳、碳化鈦(TiC)、氧化鐵(Fe3O4)和碳化硅(SiC)。
表2金屬絲＃ Fe(2)Mo C Ti(1)Fe3O4(4)Si(3)9 余數(shù) 29.0 -10 余數(shù) 24.7 -11 余數(shù) 27.8 2.412 余數(shù) 25.0 1.4 5.7613 余數(shù) 23.2 2.25 4.7514 余數(shù) 24.0 1.8 4.2(1)所添加的碳化鈦粒度小于44微米;
(2)包括包殼;
(3)所添加的碳化硅粒度小于60微米;
(4)所添加的FeO粒度小于20微米。
用以下方法測定上述一些試樣的耐磨損性使噴鍍后的試樣在研磨漿的存在下，對著生鐵板作滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其中研磨漿的成分為500毫升水中含有150克粒度為15至53微米的氧化鋁研磨粉，所施加的負(fù)荷為3.3公斤/平方厘米，表面運(yùn)動(dòng)速度約為122厘米/秒，并持續(xù)20分鐘。磨損性能數(shù)據(jù)以試樣的鍍層減薄量與用燃燒槍噴鍍的鉬絲標(biāo)準(zhǔn)樣品的相應(yīng)值之比表示，這種鉬鍍層廣泛用于汽車活塞平環(huán)中。
試樣合金的耐滑動(dòng)磨損性能系由Fayville-Levalle公司(Downers Grove，Illinois)經(jīng)銷的αLFW-1摩擦和磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測定，并使用一個(gè)直徑為3.5厘米的試驗(yàn)環(huán)，負(fù)荷為45公斤，轉(zhuǎn)速為197轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)數(shù)12，000轉(zhuǎn)。環(huán)表面材料為生鐵。
上述試樣之鍍層的比較結(jié)果示于表3。表中還列出按美國專利3，991，240中實(shí)施例1所述的等離子噴鍍法來噴鍍包含涂有鉬和硼粉的生鐵芯粉之復(fù)合粉末的結(jié)果。
若與鐵-鉬復(fù)合粉末的鍍層(鍍層15)以及鉬絲鍍層相比較，一般來說本發(fā)明的金屬絲顯示出諸如硬度、厚度極限和耐磨性能的極好組合?；诤蠺iC、SiC、Fe3O4和元素碳，而不含硼之鍍層(鍍層9-14)的低硬度和/或較差的金相顯微結(jié)構(gòu)、這些鍍層均視為不合格。
表3耐滑動(dòng)磨損性厚度 硬度 摩擦 鍍層 生鐵環(huán)失重 失重鍍層＃(mm) (Rc) 耐磨損性系數(shù) (mg) (mg)1 1.25 43-57 1.62 1.25 453 2.50 39-51 1.7 .14-.16 0.3 5.54 2.50 39-47 1.45 0.60 45-51 1.8 0.13 0.3 2.26 2.50 39-49 0.97 2.50 30-43 0.628 2.50 43-539 1.80 2610 2511 1.80 2512 1.9 2513 Rb8514 3015(1)1.0 40-45 0.14 1.8 1.8(1)按照美國專利3，992，240實(shí)施例1而配制的復(fù)合粉末。
實(shí)施例4按實(shí)施例1所述的同樣方法，用厚度為0.28毫米，寬度為12.4毫米的AISI1008鋼帶制成充有芯粉的金屬絲。其中芯粉部分包括由鐵和62%(按重量計(jì))鉬所形成的鉬鐵合金粉末，以及4.5%硼和1.5%石墨碳(均為重量百分?jǐn)?shù))。鉬鐵合金粉末的細(xì)度為74-420微米、而硼和石墨粉末的細(xì)度小于20微米。
亦按實(shí)施例1的同樣方法充填芯粉，但需將140克石墨和410克硼加到4000克鉬鐵合金芯粉中，并充分進(jìn)行混合。
最終金屬絲名義上的組成為27.5%鉬、2.25%硼和0.25碳(以上均按重量計(jì))。用實(shí)施例1的方法噴鍍此種金屬絲，所得鍍層性質(zhì)與實(shí)施例1報(bào)道的相差不大。
實(shí)施例5用類似的方法制備一些自助熔型金屬絲，并用電弧槍熱噴鍍。所用包殼材料為鎳，而芯粉系由35%鉻、6.5%鉬、8%硅和8%碳化硼粉末混合而成。包殼尺寸和芯粉細(xì)度，制造方法，以及噴鍍參數(shù)均如實(shí)施例1所述。由此得到極好的充分粘結(jié)之鍍層。
鑒于上述已結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)描述，凡在本發(fā)明原則和所附權(quán)利要求
書范圍內(nèi)的各種變化和變換對于本技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)的熟練人員將是顯而易見。因此，本發(fā)明只是用所附的權(quán)利要求
書或其等同的文件予以限制。
權(quán)利要求
1.一種用于電弧槍噴鍍的復(fù)合金屬絲，它由合金包殼和芯粉構(gòu)成，所說合金包殼包括選自鐵、鎳、鈷和它們的組合物中的一種金屬，而所說芯粉至少包括一種選自硼和碳化硼中的硼物質(zhì)之含硼粉末，所說含硼粉末的粒度應(yīng)足夠細(xì)，以至硼基本上能融化在用電弧槍噴鍍該復(fù)合金屬絲時(shí)所產(chǎn)生的鍍層中。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的復(fù)合金屬絲，其中所說的硼物質(zhì)包括硼粉，而芯子又包括與硼粉相混合的，粒度小于20微米的碳粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的復(fù)合金屬絲，其中所說碳粉的含量以硼粉重量計(jì)為5-40%。
4.一種用于電弧槍噴鍍的復(fù)合金屬絲，它由合金包殼和芯子構(gòu)成，所說合金包殼包括選自鐵、鎳和鈷中的一種金屬，而所說芯子包括由碳化硼組成的含硼粉末，所說含硼粉末的粒度應(yīng)足夠細(xì)，以至碳化硼基本上能融化在用電弧槍噴鍍該復(fù)合金屬絲時(shí)所產(chǎn)生的鍍層中。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的復(fù)合金屬絲，其中所說含硼粉末的粒度大都小于20微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的復(fù)合金屬絲，其中所說含硼粉末的粒度約在1微米至15微米的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的復(fù)合金屬絲，其中所說金屬絲的直徑約在0.8毫米至6.4毫米的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的復(fù)合金屬絲，其中所說的芯子還包括選自包殼金屬、鉻和鉬中的一種或一種以上的芯元素。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的復(fù)合金屬絲，其中所說的芯子構(gòu)成了金屬絲重量的約10%-50%。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的復(fù)合金屬絲，其中所說的包殼由軟鋼制成，而芯子還包括鉬鐵合金粉末。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的復(fù)合金屬絲，其中所說含硼粉末中提供的硼含量約為1%至10%，鉬鐵合金中提供的鉬含量約為5%至50%(以上百分?jǐn)?shù)均按金屬絲的重量計(jì))。
12.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的復(fù)合金屬絲，其中所說的芯元素包含在粒度為44至420微米的芯粉中。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的復(fù)合金屬絲，其中所說的金屬絲還包含有機(jī)粘結(jié)劑，并由包含涂有包容在所說的有機(jī)粘結(jié)劑中的含硼粉末之芯粉的復(fù)合芯粉制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的復(fù)合金屬絲，其中所說包殼含有鎳，而所說芯子還包含鉻。
15.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的復(fù)合金屬絲，其中所說包殼由鎳制成，而所說芯子還包括鎳-鉻合金粉末。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的復(fù)合金屬絲，其中所說的芯子還包括硅。
17.根據(jù)權(quán)利要求
16所述的復(fù)合金屬絲，其中所說的含硼粉末提供的硼含量約為0.75%-7.5%，提供的鉻含量約為5%-50%，提供的硅含量約為0.5%-5.0%(以上百分?jǐn)?shù)均按金屬絲重量計(jì))。
18.一種用于電弧槍噴鍍的復(fù)合金屬絲，它包括一個(gè)軟鋼包殼和一個(gè)芯子，所說芯子包含粒度約為1-15微米的碳化硼粉末和粒度約為44-420微米的鉬鐵合金粉末，其中碳化硼中提供的硼含量約為1-10%，而鉬鐵合金中提供的鉬含量約為5-50%(以上百分?jǐn)?shù)均以金屬絲重量計(jì))。
19.一種用于電弧槍噴鍍的復(fù)合金屬絲，它包括一個(gè)鎳包殼和一個(gè)芯子，所說芯子包括粒度約為1-15微米的碳化硼粉末，粒度約為44-420微米的鎳-鉻合金粉末，以及粒度約為1-10微米的硅粉，其中碳化硼中提供的硼含量約為0.75%-7.5%，合金粉末中提供的鉻含量約為5%-50%，而硅的含量約為0.5-5%(以上百分?jǐn)?shù)均以金屬絲重量計(jì))。
專利摘要
一種用于電弧槍噴鍍的復(fù)合金屬絲，它由合金包殼和芯子構(gòu)成。其中合金包殼包含鐵、鎳或鈷，而芯子包含由硼和/或碳化硼所組成的含硼粉末，其粒度應(yīng)足夠細(xì)，以至硼基本上可融化在用電弧槍噴鍍該復(fù)合金屬絲而產(chǎn)生的鍍層中。在含硼物質(zhì)包含元素硼的情況下，芯粉還應(yīng)包含粒度小于20微米的細(xì)碳粉，并與硼粉相混合。含硼粉末的粒度宜小于20微米。在一個(gè)特別滿意的實(shí)施例中，包殼材料為軟鋼，而芯子包含碳化硼和鉬鐵合金之類的合金粉末。
文檔編號B23K35/368GK87103718SQ87103718
公開日1987年12月9日 申請日期1987年5月20日
發(fā)明者弗蘭克N·朗戈, 約瑟夫D·里德, 安涅爾·班索爾 申請人:珀金—埃爾默公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan