鎳基自熔合金熔射塗層燒結製程研究

Abstract

摘要 Ni基自熔合金熔射塗層，經過適當的燒結處理後，可得到高耐磨，高緻密與高結合強 度等特性；而在諸多方法中，唯高溫爐燒結法可準確控制加熱，時間與燒結時的氣氛 。本研究中，針對這些燒結過程中的參數對塗層最終性質的影響進行探討，由實驗數 據顯示，以較高的加熱速率，在1025±5。C高溫下燒結20∼30分鐘可得到最佳硬度與 數低孔隙度的塗層；燒結溫度太低會造成熔融與潤濕的不完全，降低塗層與底材間的 結合強度與緻密性；太高則會因過量液相的形成，導致塗層變形與組織的粗大化。 在燒結氣氛對塗層性質影響的研究中發現，保持10-2Torr. 的低壓燒結環境可促進液 相潤濕，並降低脫碳的程度，提高禍硼高碳自熔合金中碳化鉻，Cr3C2 的穩定性，避 免粗大針狀Cr7C3 的形成。 在本研究中亦證明，在鎳基自熔合金中添加的碳化硼B13C2 ，在940。C以上的高溫下 會快速分解，並迅速固溶至基底中，提高合金中硼與碳的濃度，造成合金中各成份相 質與量的改變，包括強化相CrB 與Ni3B含量顯著增加，及微細碳化物Cr3C2 取代 Cr7C3 ，均勻散佈在合金中。經過乾砂磨耗試驗證實，這種結構上的變化可提升自熔 合金耐磨耗性20∼33％。 值得注意的是，因B13C2 分解與還原反應伴隨氣體的產生，會在塗層╱底材界面附近 形成串狀孔洞，這些對塗層強度有不良影響的孔洞，可藉燒結製程的改良而予以消除。