專利名稱：可焊接抗裂鈷基合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及鈷基合金。更具體地，本發(fā)明涉及具有耐磨性和耐
腐蝕性的可^艮的鈷基合金，以及一種將這種合金作為覆蓋層(overlay, 堆焊層)表面處理施加在基材上的方法。本發(fā)明尤其可應(yīng)用于通過在大的 表面上形成焊接部進^f亍施加，在冷卻期間在該表面上由于熱現(xiàn)象而具有破 裂的危險。
背景技術(shù)：
鈷基合金由于其良好的耐磨性和能夠與許多希望的合金元素很好地形 成合金，因而用于許多磨損或磨蝕密集型的應(yīng)用場合。鈷基合金的一個可 能的問題是當(dāng)暴露于腐蝕性介質(zhì)-例如海水、微咸水、基于礦物油的液壓 流體、酸、以及腐蝕劑-時的耐腐蝕性。將鈷基合金沒計成顯示出提高的 耐腐蝕性的一種方式是包含鉬和鉻。但是，許多鈷基合金中同時存在的碳
會通過形成碳化物降低這些^r元素的功效。因此，通常降低鈷基合金內(nèi)
的碳濃度以使鉬和鉻的添加物能夠提高合金的耐腐蝕性。但是，碳濃度的 降低具有降低合金的整體硬度的不好的作用，從而會降低合金的耐磨性。 此外，由于鈷的高熔點，鈷基合金在高溫應(yīng)用場合尤其有用。但是使 用鈷基合金形成整個部件在成本上是不可接受的。例如，用鈷基合金形成
500 lb的部件在成本上是不可接受的，而在鐵基基材上形成鈷基覆蓋層則 便宜得多。因此，為了仍可利用鈷基合金的所希望的特性，鈷基合金的一 種普遍應(yīng)用是作為基材上的表面處理，例如涂層或覆蓋層。由于在將鈷基 合金用作表面處理時涉及高熱量，所以經(jīng)常需要預(yù)先加熱基材以避免在覆 蓋層冷卻時發(fā)生破裂。當(dāng)將鈷基合金施加在大的基材上時，預(yù)先加熱是困難的或者在商業(yè)上是不現(xiàn)實的。此外，由經(jīng)過熱處理的金屬制成的基材可 能根本不能進行熱處理，因為這樣的過程會導(dǎo)致預(yù)期的基材特性扭曲或惡 化。因此，為了在不預(yù)先加熱的情況下成功處理具有鈷基合金的基材表面， 合金必須在熔化形式下具有足夠的流動特性，并且在凝固期間和凝固之后 具有可延展性。該合金還必須具有與沉積在沒有預(yù)先加熱的較冷的基材上 相適應(yīng)的熱特性。
美國專利No. 647卯14公開了用于鋸齒的鈷-l鉬和鈷-4^鉬-鵠合金。 美國專利No. 5002731公開了一種具有用于提高耐腐蝕性和耐磨性的碳和 氮的鈷-l鉬-鴒合金。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種鈷基合金，該鈷基合金具有足夠 的t艮性以便可經(jīng)由堆焊(weld overlay)操作進行應(yīng)用，同時還具有提高 的耐腐蝕性和耐磨性。
因此，筒而言之，本發(fā)明針對一種鈷基合金以及用于沉積該合金的方 法。該合金包括以大約重量百分比計為0.12-0.7%的碳、20-30%的鉻、 10-15%的鉬和1-4%的鎳。
本發(fā)明的其他目標(biāo)和特征部分將是顯而易見的，部分將在下文指出。


圖l是本發(fā)明的合金的^bC結(jié)構(gòu)的顯微照片。
圖2是其上具有合金覆蓋層的桿的照片。 圖3是其上具有合金覆蓋層的桿的照片。
圖4是在根據(jù)ASTME染色滲透試驗法進行試驗之后的其上具有合金 覆蓋層的桿的照片。
圖5是比較本發(fā)明的合金與市售合金的耐磨系數(shù)的表。 圖6是比較本發(fā)明的合金與市售合金的耐磨系數(shù)的表。 圖7是在澆鑄時本發(fā)明的合金的微觀結(jié)構(gòu)的顯微照片。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種鈷基合金，該合金具有改進的耐腐蝕性和耐 磨性，并且能夠在無需預(yù)先加熱基材的情況下通過表面處理操作被應(yīng)用。 盡管沒有預(yù)先加熱，但是在凝固期間合金并不會破裂而且特性不會惡化。 鈷基合金適合于堆焊施加在大規(guī)模的基材上。因此，在一方面，本發(fā)明是 位于金屬部件—例如液壓缸或其他大表面工業(yè)部件-上的鈷-鉻-鉬耐磨和
耐腐蝕覆蓋層。該覆蓋層的表面積通常大于大約lm2,例如在大約11112和 大約IO 1112之間。覆蓋層的厚度至少為大約50微米，例如在大約50微米 和大約10毫米之間。
在另一個方面，本發(fā)明是形式為桿、鑄件、自耗電極或線的合金，該 合金用于形成本發(fā)明的覆蓋層。
本發(fā)明涉及通過鈷基合金實現(xiàn)的強化，這是因為鈷基^r具有耐熱性、
耐磨蝕性、耐腐蝕性、抗咬焊性(galling)、抗氧化性、抗熱沖擊性和耐 磨性，這是許多應(yīng)用場合所希望的特性。此外，鈷與多種所希望的合金元 素很好地形成合金并且將形成韌性基體。
因此，本發(fā)明一方面是用于堆焊過程的鈷基合金。在一個優(yōu)選形式中， 此合金的組成包括以大約重量百分比計的以下組分
碳0.12-0.7
鉻20-30
鉬10-15
鎳1-4
硅至多大約l
至多大約l
鐵至多大約l
鎢至多大約l
硼+銅至多大約3鈷余量圖l內(nèi)示出使用本發(fā)明的合金的覆蓋層的孩O見結(jié)構(gòu)。合金的^bf見結(jié)構(gòu) 是亞共晶的，其中主要組分為鈷-鉻相顆粒。這些顆粒在合金冷卻時首先凝 固，成為枝狀晶體以形成富含鉻的區(qū)域。此外，當(dāng)合金冷卻時還開始形成
二次碳化物。這些碳化物主要是富含鉻的]\123<:6和富含鉬的M6C的共晶碳
化物。當(dāng)合金繼續(xù)冷卻時，在枝狀晶體和碳化物之間形成薄片形式的共晶 結(jié)構(gòu)，并且該共晶結(jié)構(gòu)是富含鉬的區(qū)域。碳化物非常精細地^t在合金的 共晶區(qū)域內(nèi)。由于碳濃度被精心控制，所以在合金內(nèi)存在很少或不存在一
次碳化物(例如M7C3 )，該一次碳化物在碳的濃度較高(即在大約0.8-3.5 wt。/。之間)時出現(xiàn)。這些一次碳化物具有較高的碳濃度，體積較大且形狀 是帶角的，并且通常會增加合金的脆性同時降低合金的耐腐蝕性。在一個 實施例中，合金中的至少大約80%的碳化物為二次碳化物。例如，合金中 的至少大約90%的碳化物為二次碳化物。在一個優(yōu)選實施例中，合金中形 成的基本所有碳化物為二次碳化物。
根據(jù)本發(fā)明，在合金中使用碳以提高成品合金的耐磨性。這通過與其 他合金元素反應(yīng)以形成^t碳化物例如鉻或鉬的碳化物來實現(xiàn)。碳的濃度 被嚴(yán)格控制，因為過量的碳會導(dǎo)致脆性并降低鉻或鉬的效能，在一個實施 例中，合金中的碳的濃度在大約0.12 wt。/。和大約0.7 wt。/。之間。例如，碳 的濃度在大約0.15 wt。/o和大約0.45 wt。/o之間。在一個這樣的實施例中， 碳的濃度在大約0.2 wt。/。和大約0.4 wt。/。之間。在一個優(yōu)選實施例中，碳 濃度為大約0.3 wt%。
在本發(fā)明的合金中包含鉻以提高耐腐蝕性和形成^t碳化物從而提高 耐磨性。較高的鉻濃度會導(dǎo)致熔融合金流動緩慢或具有差的流動特性，同 時還會導(dǎo)致成品合金易碎。在一個實施例中，合金中的鉻的濃度在大約20 wt。/。和大約30 wt。/。之間。例如，鉻的濃度在大約25 wt。/。和大約30 wt% 之間。在一個這樣的實施例中，鉻的濃度在大約27wt。/。和大約29wt。/。之 間。在一個優(yōu)選實施例中，鉻的濃度為大約28wt。/。。
在合金中使用鉬以便通過形成硬質(zhì)碳化物提高耐磨損性。同時，使用 鉬來提高合金尤其在點蝕環(huán)境例如海水內(nèi)的耐腐蝕性。盡管現(xiàn)有技術(shù)的合金很大程度上依賴鵠來提高耐磨性，但是鉬原子遠小于鴒原子并且原子量 大約為鎢原子量的一半，對于給定的重量百分比鉬原子的數(shù)量大約為鴒原 子的兩倍。鉬與碳的親和性大于鴒與碳的親和性，并且會由于其較小的尺 寸而更加迅速地擴散，從而有助于碳化物的形成以獲得耐磨損性。此外， 在具有還原特性的酸性環(huán)境中鉬產(chǎn)生的耐腐蝕性要高于鵠。盡管由鉬產(chǎn)生 的耐腐蝕性被認為是固溶體內(nèi)的鉬產(chǎn)生的，但是耐磨性主要是通過形成鉬 的碳化物產(chǎn)生的。但是，高的鉬濃度會降低合金的t艮性，從而減小合金 作為沒有被預(yù)先加熱的基材上的堆焊覆蓋層的效用。另外，高的鉬濃度會
降低熔融合金的流動性。在一個實施例中，合金中的鉬的濃度在大約10 wt。/。和大約15 wtY。之間。例如，鉬的濃度在大約11 wt。/。和大約14 wt% 之間。在一個這樣的實施例中，鉬的濃度在大約11wt。/。和大約13wt。/。之 間。在一個優(yōu)選實施例中，鉬的濃度為大約12wt%。
合金中包M以便在冷卻期間穩(wěn)定鈷基合金的易逸艮的面心立方相。 在此情況下，合金轉(zhuǎn)化成較硬的六邊形密集相。鎳的量是有限的，因為高 的鎳濃度會降低合金的耐磨性。在一個實施例中，合金中的鎳的濃度在大 約l wt。/。和大約4 wt。/。之間。例如，鎳的濃度在大約1.2 wt。/。和大約3.5 wt。/。之間。在一個這樣的實施例中，鎳的濃度在大約1.2 wt。/。和大約3 wt% 之間。在一個優(yōu)選實施例中，鎳的濃度為大約1.5wt%。
鐵是被容許的偶存元素(雜質(zhì)元素)并且其濃度被嚴(yán)格控制。過量的 鐵會對合金的耐腐蝕性和耐磨性均產(chǎn)生有害影響。因此，鐵的濃度不超過 大約lwt。/。。在一個優(yōu)選實施例中，鐵的濃度不超過大約0.2wt。/。.
可以將硅結(jié)合在合金中以有助于熔化并且用作脫氧劑。硅的濃度應(yīng)足 夠高以便能夠在合金內(nèi)實現(xiàn)這些有利的影響，但是也應(yīng)足夠低以便不會形 成易碎的碳化物。例如，如果硅濃度過高，則硅可與鉬組合以形成易碎的 鉬的硅化物。在一個實施例中，合金中的硅的濃度不超過大約lwt。/。。在 一個優(yōu)選實施例中，硅濃度不超過大約0.7 wt%。
其他元素例如硼和銅可作為偶然的雜質(zhì)或作為故意的添加物存在。硼 可結(jié)合在合金內(nèi)以降低合金的熔化溫度，從而有助于合金完全熔化并增加熔融合金的流動性或流動特性。硼還在熔化噴涂(spray-and-fuse)方法中 促進合金粉末的熔合。合金內(nèi)可包含銅以提高對合金的環(huán)境中的微生物-例如當(dāng)合金暴露在海水中時-的耐腐蝕性。具體地說，合金內(nèi)累積包含至 多大約3wt。/。、優(yōu)選地至多大約1.5wt。/。的這些元素。
根據(jù)本發(fā)明，合金被制備成適合于表面處理應(yīng)用場合的形式。例如， 合金可制備成粉末、桿、鑄件、自耗電極、或者實心線或管狀線的形式。
在一個實施例中，為了將上述合金組分作為覆蓋層覆蓋在基材上，發(fā) 明人已研制出 一種鈷基護套的機構(gòu)，其中具有形式為金屬粉末或顆粒的合 金組分。在一個這樣的實施例中，鈷基護套具有至少大約95wt。/。的鈷，其 余包括鐵和鎳。其他合金元素例如碳、鉻、鉬、鎳以及可能額外的鈷以粉 末形式存在于護套內(nèi)。粉末合金元素存在的比例為當(dāng)在堆焊操作期間與 鈷基護套聚結(jié)時，可獲得如上所述的總體合金組成。在一個實施例中，使 用線制造機將護套和粉末形成管狀線。這里，合金粉末混合物被供給到作 為窄條的扁平鈷基護套上。然后護套形成管狀線且粉末位于其中。管狀線 進一步通過至少一個附加的軋制或拉制操作形成。這些隨后的成形操作減
小管狀線的外徑并壓緊其中的粉末。
鈷基護套設(shè)計成具有這樣的壁厚和直徑，使得該鈷基護套可容易地形 成并提供具有適當(dāng)尺寸的內(nèi)部空間以保持一定體積的粉末，這些粉末在全 部聚結(jié)時可獲得所希望的成品合金組成。針對特定護套根據(jù)護套的壁厚計 算特定的粉末組成。對于具有較厚的壁的護套，粉末中包含額外數(shù)量的非 鈷合金元素以避免具有過量的鈷的聚結(jié)合金組成。對于具有較薄的壁的護 套，粉末中包*末或顆粒形式的(1)少量非鈷合金元素或(2)額外的 鈷，以避免產(chǎn)生鈷含量不足的聚結(jié)合金組成.在一個實施例中，所述線的 外徑在大約0.9mm和大約4 mm之間o在可以與前述實施例結(jié)合的另一個 實施例中，護套的壁的厚度在大約0.15 mm和大約0.5 mm之間。
在本發(fā)明的一個方面，該合金可用于堆焊過程。這里，可使用適用于 堆焊涂覆的任何焊接或類似技術(shù)。例如，等離子噴焊(plasmatransferred arc welding, PAW)、鴒極氣體保護電弧焊、熔化極氣體保護電弧焊、激光熔覆(laser cladding)、以及熔化噴涂方法可用于施加合金作為覆蓋層。 在上述技術(shù)的任何一個中，在待處理的基材的表面附近生成局部熱，該表 面被任選地預(yù)先加熱。然后將鈷基合金放置在熱源附近以使該合金充分地 熔化，在基材上形成包含熔融的鈷基合金和一些熔融的基材材料的熔池。 當(dāng)熔池凝固時，形成鈷基合金覆蓋層，該覆蓋層基本沒有由于熱應(yīng)力引起 的破裂。
另一個施加涂層的常用方法是熔化噴涂方法，該方法包括首先熔化鈷 基合金，將熔融合金噴涂在基材上，然后利用熱源使噴涂的合金涂層熔合。 常見的熱源包括例如感應(yīng)加熱、激光器、紅外熱源和非轉(zhuǎn)移等離子弧?？?選擇地，整個工件可被放置在熔爐內(nèi)以實現(xiàn)涂層的熔合。
在一個優(yōu)選實施例中，使用PAW形成覆蓋層。這里，熱量由基材和 非自耗鴒電極之間形成的電弧產(chǎn)生。該熱量導(dǎo)致鈷基合金以及鈷基合金與 基材之間的聚結(jié)。噴嘴位于電弧周圍的合適位置處，從而與其他技^M目比 增加了電弧溫度并使加熱曲線進一步集中。使用氣體來屏蔽熔融的焊M 屬。由于鎢具有高熔化溫度并且由于鎢是電子的強發(fā)射體，所以使用鵠電 極是優(yōu)選的。
有利地，根據(jù)本發(fā)明，不管使用何種特定技術(shù)，都不必預(yù)先加熱基材 以獲得基本沒有由于熱應(yīng)力導(dǎo)致的破裂的涂層或覆蓋層.
示例
提供下面的非限制性示例以便進一步說明本發(fā)明。 示例1 -在固體桿上形成焊接覆蓋層
使用標(biāo)準(zhǔn)粉末冶金技術(shù)制備粉末，該粉末包含大約0.3 wt。/。的碳、28 wt。/。的鉻、12 wt。/。的鉬、1.5 wt。/o的鎳，余量為鈷。然后通過PAW將該 粉末施加在固體桿上。桿的直徑為大約60mm,長度為大約700mm。圖2 和3示出其上具有合金覆蓋層的桿。
對合金覆蓋層的硬度進行標(biāo)準(zhǔn)維氏硬度試驗，發(fā)現(xiàn)其硬度為440 HV。 此外，使用ASTM E165-02的"Standard Test Method for Liquid PenetrantExamination"中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)染色滲透試驗沒有在覆蓋層內(nèi)觀察到裂縫。圖 4示出覆蓋層表面的照片。
示例2 -物理和化學(xué)特性的比較
使用傳統(tǒng)鑄造工藝形成三個樣品，并對其進行試驗，以比較本發(fā)明的 合金與其他已知合金的物理和化學(xué)特性。下面的表中給出它們的組成，其 中樣品A是本發(fā)明的合金，樣品B是以Stellite21的名稱銷售的現(xiàn)有的市 售合金，并且樣品C是以Ultimet的名稱銷售的現(xiàn)有的市售合金。
鉻鉬碳硅鎳鎢鐵
樣品A28120.30.51.5-0.2
樣品B285.50.31.53.0-0.5
樣品C265.50.061.09.02.03.0
為了比較樣品A和B的耐腐蝕性，根據(jù)ASTM G31腐蝕試驗方法在 室溫下對鑄件樣品測試72小時。此試J^表明，樣品A沒有可測量的質(zhì)量 損失，而樣品B以0.89 mm/年的速度損失。
為了比較這些樣品的耐磨性，在銷盤式摩擦計上對每個樣品執(zhí)行滑動 摩擦試驗。在此試驗中，將由94 %的WC和6%的鈷制成的硬度為1534 HV 的球壓在樣品表面上，同時球以319RPM的轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，從而造成磨損軌跡 或凹點。使用直徑為5 mm的球?qū)悠稟和B在10N下試驗10,000秒和 在4N下試驗4,000秒。使用直徑為6mm的球?qū)悠稟和C在4N下試驗 2,000秒。記錄留在每個樣品內(nèi)的磨損軌跡的橫截面廓線。根據(jù)這些廓線， 估算磨損體積損失。結(jié)果在圖5和6內(nèi)示出，其表明樣品A的滑動耐磨性 高于樣品B和C。
示例3-微觀結(jié)構(gòu)
檢驗具有示例2的樣品A的組成的本發(fā)明的合金的鑄造樣品的樹觀結(jié) 構(gòu)。圖7示出合金的反向散射電子圖像。分析表明，該#^見結(jié)構(gòu)由固溶體枝狀結(jié)晶(黑暗區(qū)域)和共晶區(qū)域(明亮區(qū)域)組成，而不具有一次碳化 物顆粒。明亮的共晶區(qū)域表明其富含重元素例如鉬。因為樣品是鑄造的，
所以該微觀結(jié)構(gòu)是緩慢冷卻的結(jié)果。對于PTA焊接，通常以較快的速度冷
卻覆蓋層，從而產(chǎn)生較精細的微觀結(jié)構(gòu)，例如圖1。
當(dāng)介紹本發(fā)明或其優(yōu)選實施例的元件時，冠詞"一"、"該"和"所
述"是指存在一個或多個該元件。術(shù)語"包含"、"包括"和"具有"是
包含性的，是指除了列出的元件之外還可以存在其他元件。
從上文可以看出，實現(xiàn)了本發(fā)明的多個目標(biāo)并獲得了其他有利的結(jié)果。 由于可對上述方法和產(chǎn)品進^f亍多種改變而不會背離本發(fā)明的范圍，所
以上述說明所包含的以及附圖中示出的所有內(nèi)容應(yīng)被理解為例示性的而不
是限制性的。
權(quán)利要求
1. 一種鈷-鉻-鉬耐磨和耐腐蝕覆蓋層，該覆蓋層是包含以下組分的合金大約0.12wt％-大約0.7wt％的碳、大約20wt％-大約30wt％的鉻、大約10wt％-大約15wt％的鉬、大約1wt％-大約4wt％的鎳、其余為鈷；并且該覆蓋層附著在金屬部件基材上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的覆蓋層，其特征在于，該覆蓋層包含大 約0.15wt%-大約0.45wt。/。的碳。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的覆蓋層，其特征在于，該覆蓋層包含大 約0.2wt%-大約0.4wt。/。的碳。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的覆蓋層，其特征在于，該覆蓋層包含大 約0.3wt"/。的碳。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層包含大約25wt% —大約30wt。/。的鉻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層包含大約27wt%-大約29wt。/o的鉻。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層包含大約28wt。/。的鉻。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層包含大約llwt%-大約14wt。/。的鉬。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層包含大約llwt% —大約13wt。/。的鉬。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層包含大約12wt。/。的鉬。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層包含大約1.2wt% -大約3.5wt。/。的鎳。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層包含大約1.2wt% -大約3wt。/。的鎳。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層包含大約1.5wt。/。的鎳。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層還包含按大約wt。/。計的以下組分硅至多大約l 錳至多大約l 鐵至多大約l 鴒至多大約l 硼+銅至多大約3。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1的覆蓋層，其特征在于，該覆蓋層主要由 按大約wt。/。計的以下組分組成碳 0.12-0.7 鉻 20-30 鉬 10-15 鎳 1-4 硅至多大約l 錳至多大約l 鐵至多大約l 硼+銅至多大約3 鈷余量。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-15中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該合金具有亞共晶的微觀結(jié)構(gòu)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1-16中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該合金的微觀結(jié)構(gòu)包括鈷-鉻相顆粒和二次碳化物。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1-17中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該二次碳化物由富含鉻的M23Q和富含鉬的M6C共晶碳化物組 成。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1-18中的任何一個的覆蓋層，其特征在于，該合金的微觀結(jié)構(gòu)包括碳化物，并且該碳化物的至少大約80%是 二次碳化物。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1-18中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該合金的微觀結(jié)構(gòu)包括碳化物，并且該碳化物的至少大約90%是 二次碳化物。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1-18中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該合金的微觀結(jié)構(gòu)包括碳化物，并且基本所有該碳化物是二次碳 化物。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1-21中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該合金的微觀結(jié)構(gòu)包括富含鉻的枝狀結(jié)晶區(qū)域和富含鉬的共晶區(qū) 域。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1的覆蓋層，其特征在于，該覆蓋層主要由 以下組成大約0.3wt。/。的碳、大約28wt。/o的鉻、大約12wt。/o的 鉬、大約1.5wt。/。的鎳、其余為鈷。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1-23中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層的厚度至少為大約50微米。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1-24中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層的厚度為大約50微米-大約10毫米.
26. 根據(jù)權(quán)利要求1-25中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層的表面積大于大約lm2。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1-26中的任何一個的覆蓋層，其特征在于， 該覆蓋層的表面積為大約1 m2-大約10 m2。
28. —種用于形成權(quán)利要求1-27的覆蓋層的合金，該合金的 形式選自粉末、桿、鑄件、自耗電極、實心線和管狀線。
29. —種用于形成權(quán)利要求1-27的覆蓋層的管狀線，其中該 管狀線包括鈷基護套和位于鈷基護套內(nèi)的包含元素碳、鉻、鉬和 鎳的金屬粉末，其比例使得可提供根據(jù)權(quán)利要求1-27中任何一個 的覆蓋層合金。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29的管狀線，其特征在于，該線的外徑為 大約0.9mm-大約4mm。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29或30的管狀線，其特征在于，該鈷基護 套的厚度為大約0.15mm-大約0.5mm。
32. —種用于將權(quán)利要求1-27的覆蓋層施加在金屬基材表面 上的方法，該方法包括熔化覆蓋層合金以形成熔池，該熔池凝固成為金屬基材表面 上的覆蓋層。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其特征在于，在基材表面上形 成熔池之前，不對該基材表面預(yù)先加熱。
34. 根據(jù)權(quán)利要求32或33的方法，其特征在于，熔化使用的 熱源為電弧。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其特征在于，熔化采用選自以 下的技術(shù)等離子噴焊、鎢極氣體保護電弧焊、熔化極氣體保護 電弧焊、激光熔覆、以及熔化噴涂方法.
36. 根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其特征在于，熔化是通過等離 子噴焊完成的。
37. 根據(jù)權(quán)利要求32-36中的任何一個的方法，其特征在于， 該合金的形式選自粉末、桿、鑄件、自耗電極、實心線和管狀線。
38. 根據(jù)權(quán)利要求32-36中的任何一個的方法，其特征在于， 該合金的形式為權(quán)利要求29-31的管狀線。
39. —種用于以暴露在一種或多種腐蝕性介質(zhì)為特征的環(huán)境 的工業(yè)部件，該腐蝕性介質(zhì)選自海水、微咸水、基于礦物油的液 壓流體、酸、以及腐蝕劑，其中該部件包括權(quán)利要求1-27中的任 何一個的覆蓋層和金屬部件。
40. 根據(jù)權(quán)利要求39的工業(yè)部件，其特征在于，該工業(yè)部件 構(gòu)成液壓釭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可延展鈷基合金，該合金包含大約0.12wt％-大約0.7wt％的碳、大約20wt％-大約30wt％的鉻、大約10wt％-大約15wt％的鉬、大約1wt％-大約4wt％的鎳，其余為鈷，并且還公開了一種將該合金作為覆蓋層施加在金屬基材上的方法，以提供耐磨性和耐腐蝕性，同時在合金凝固期間不會形成裂縫。
文檔編號C22C38/10GK101415853SQ200580047335
公開日2009年4月22日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者J·B·C·伍, M·X·姚, V·赫林格爾 申請人:德羅若司太立控股公司