具备耐高温腐蚀特性的Ni-Cr-Co系合金与使用该合金并经过表面改性的提升阀的制作方法_2

文档序号:8476398阅读:来源:国知局
阀上来提高耐高温腐蚀特性, 此外,能够应用于除此之外的更大范围的用途。
【附图说明】
[0043] 图1是示出在提升阀的阀头表面实施本发明的Ni-Cr-Co系合金的涂敷时的一例 的示意图。
[0044] 图2是示出在形状与图1不同的提升阀上实施本发明的Ni-Cr-Co系合金的涂敷 时的示意图。
【具体实施方式】
[0045] 将以基体的Ni与作为添加成分的0、0)、吣冲6、51、以及根据需要添加的此、评、 Mn、Ti、A1等分别达到规定的质量%的方式调整、配合而成的坯料在熔解炉中的坩埚内加 热、熔融,形成液状的合金,之后通过喷雾法、熔融粉碎法形成粉末或铸造为规定的形状而 设为棒状、板状等,从而获得本发明合金。
[0046] 特别是将通过喷雾法制造的合金粉末调整为与目标施工方法相适应的粒度,从而 能够应用于喷镀、PTA堆焊等表面改性施工,通过连续铸造法制造的堆焊棒能够应用于气 体堆焊等表面改性施工,作为金属锭的合金能够作为蒸镀法的蒸发源而应用于表面改性施 工。另外,通过将该粉末或棒材涂敷于各种材质的提升阀,能够对提升阀赋予耐高温腐蚀特 性。
[0047] 图1以及图2均是示出涂敷有本发明的Ni-Cr-Co系合金的提升阀的一例的示意 图,在这些提升阀1中,在轴部2的一端侧设置阀头4,在该阀头4的阀头表面4a设置有涂 敷所述合金而形成的涂敷层5。需要说明的是,附图标记3是表面部,附图标记4b是阀头背 部。在本发明的提升阀中,由所述Ni-Cr-Co系合金形成的涂敷层5至少设置在阀头表面即 可,本发明不限定于附图例示的构造。
[0048] 实施例
[0049] 熔炼以上述方式调整、配合的本发明的实施例合金以及比较例合金,以如下方法 测定夏比冲击值,实施高温腐蚀试验。另外,还实施了使用通过喷雾法来制作的合金粉末进 行喷镀施工后的皮膜特性的评价。
[0050] (1)夏比冲击试验;使用电炉在氩气流中将具有各合金的配合组成的l〇〇g坯料 加热至约1600°c,使之熔解,铸造成壳模,机械加工为JISZ2242 :2005记载的试件(无槽 口)。然后,使用夏比冲击试验机,进行以JISZ2242:2005为基准的冲击试验,测定冲击 值。
[0051] 需要说明的是,在专利文献9~15中,由于Cr量超过60质量%的合金无法在设 定为约1600°C的电气炉中熔融,因此,放弃比较研宄(进行了比较研宄的专利仅为专利文 献 11、15)〇
[0052] (2)高温腐蚀试验(钒腐蚀试验);将以与所述(1)相同的方法熔炼出的铸造片机 械加工为4>12X3mm的圆柱形状,制作有试件。另外,测定"试验前的试件重量"。以通过研 钵将85质量% %05与15质量%似#04碾碎而成的粉末作为混合试剂,通过以JISZ2292 : 2004为基准的方法对该试件的整面进行腐蚀试验。在800°C的大气炉中加热保持20小时 之后,通过强碱清洗进行脱垢,测定"试验后的试件重量"。
[0053] [腐蚀减少量(mg/cm2)] = {(试验前的试件重量)一(试验后的试件重量)} +(试 件表面积),由此测定腐蚀减少量。另外,设置以下的判断基准,将判断A、B设为合格。
[0054] 判断A:腐蚀减少量不足22. 5mg/cm2
[0055] 判断B:腐蚀减少量为22. 5mg/cm2以上且不足45.Omg/cm2
[0056] 判断C:腐蚀减少量为45.Omg/cm2以上
[0057] (3)高温腐蚀试验(硫化腐蚀试验);以与所述(2)相同的方法来制作试件,以通 过研钵将90质量%似#0 4与10质量%NaCl碾碎而成的粉末作为混合试剂,通过以JIS Z2292 :2004为基准的方法对试件的整面进行腐蚀试验。在800°C的大气炉中加热保持20 小时之后,进行冷却,通过强碱清洗进行脱垢,切断试件,对其切割面进行研磨,观察截面状 态。需要说明的是,在截面状态中,设置以下的判断基准,将判断〇设为合格。
[0058] 判断〇:侵蚀深度为20ym以下。
[0059] 判断X:侵蚀深度超过20ym。
[0060] (4)热冲击试验;使用高频熔炉在氩气流中将具有各合金的配合组成的100kg的 坯料加热至约1600°C,使之熔解,通过气体喷雾法使其粉末化,利用振捣筛选机将粒度调整 为10~45ym。通过高速火焰喷镀将该合金粉末制成为Fe-Ni-Cr系耐热钢,以在实施喷砂 处理后的提升阀的阀头表面形成大约200ym的膜厚的方式进行喷镀施工。切断进行施工 后的提升阀轴部,仅将阀头作为试件。将试件放入规定温度环境的大气炉,保持1小时后进 行水冷,通过渗透探伤和外观状态来确认喷镀皮膜有无破裂以及剥离。试验温度从300°C 开始以100°C为单位上升,进行试验,直到产生喷镀皮膜的破裂以及剥离为止。需要说明的 是,根据喷镀皮膜的破裂以及剥离产生温度而设置以下的判断,将判断〇设为合格。
[0061] 判断〇:在试验温度600°C或者以上不存在喷镀皮膜的破裂、剥离
[0062] 判断X:在试验温度500°C以下产生喷镀皮膜的破裂、剥离
[0063] (5)喷镀皮膜的紧贴强度试验;以与所述⑷相同的方法来制作合金粉末,通过高 速火焰喷镀对JISK6849 :1994记载的试件(圆棒形拉伸粘合强度试件)的单侧进行喷镀 施工。然后,使用拉伸试验机进行以JISK6849 :1994为基准的拉伸试验,测定喷镀皮膜的 紧贴强度。需要说明的是,设置以下的判断基准,将判断〇设为合格。
[0064] 判断〇:70MPa以上
[0065] 判断X:不足 7〇MPa
[0066] 表1不出本发明的实施例,表2不出比较例。
[0067][表1]
[0068]
【主权项】
1. 一种具备耐高温腐蚀特性的Ni-Cr-Co系合金,其特征在于, 所述具备耐高温腐蚀特性的Ni-Cr-Co系合金含有40. 0~50. 0质量%的Cr、10. 0~ 20. 〇质量%的Co、0. 5~5. 0质量%的Nb、0. 01~5. 0质量%的Fe、0. 1~3. 0质量%的 Si,剩余部分包括26. 0~40. 0质量%的Ni以及不可避免杂质。
2. 根据权利要求1所述的具备耐高温腐蚀特性的Ni-Cr-Co系合金,其特征在于, 从Mo、W、Mn、Ti、Al、B、C选择的元素总计含有5. 0质量%以下,并且,Ti、Al均为3. 0 质量%以下,B、C均为1.0质量%以下。
3. -种提升阀,其特征在于, 所述提升阀使用由权利要求1或2所述的组成构成的具备耐高温腐蚀特性的Ni-Cr-Co系合金,通过喷镀、堆焊、蒸镀法中的任一施工工序来实施表面改性。
4. 根据权利要求3所述的提升阀,其特征在于, 所述表面改性至少在阀头表面处实施。
【专利摘要】本发明提供耐破裂性、耐剥离性优秀并且具有优秀的耐高温腐蚀特性的表面涂敷材料、以及涂敷有该表面涂敷材料的提升阀。本发明的Ni-Cr-Co系合金含有40.0~50.0质量%的Cr、10.0~20.0质量%的Co、0.5~5.0质量%的Nb、0.01~5.0质量%的Fe、0.1~3.0质量%的Si,剩余部分包括26.0~40.0质量%的Ni以及不可避免杂质。此外,从Mo、W、Mn、Ti、Al、B、C选择的元素总计含有5.0质量%以下,此时,Ti、Al均为3.0质量%以下,B、C均为1.0质量%以下。在本发明的提升阀中,所述Ni-Cr-Co系合金至少涂敷在阀头表面。
【IPC分类】C22C27-06, C22C30-00
【公开号】CN104797728
【申请号】CN201380056791
【发明人】乙部胜则, 西村信一, 仓桥一宪, 高桥佳弘
【申请人】福田金属箔粉工业株式会社, 日锻汽门株式会社
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年10月8日
【公告号】EP2915892A1, WO2014069180A1
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