[发明专利]涂布主体的方法，用于该方法的颗粒和制备颗粒的方法

说明书

一种用于涂布主体的方法和颗粒。每个颗粒包含硅(Si)、碳(C)、铬(Cr)和铁族金属，其铁族金属选自铁(Fe)、钴(Co)和镍(Ni)。当至少铁族金属的阈值量可用于硅、碳和铬时，硅、碳和铬的相对量使得包含硅、碳、铬和铁族金属的熔融相在低于1300摄氏度的熔化温度下形成；但是每个颗粒含有基本上低于铁族金属的阈值量。提供了铁族金属的第二源。形成颗粒和第二源的混合物，使得至少铁族金属的阈值量可从硅、碳和铬中获得。颗粒和第二源被加热至少到熔化温度以形成与主体接触的熔融相。然后除去热量以允许熔融相固化并提供涂布主体。

技术领域

本公开大体涉及涂布主体的方法，特别但不排他性地用于提供硬涂层，适用于这种方法的颗粒，以及制备颗粒的方法。

背景技术

国际专利申请公开号WO/2013/178550公开了一种制造包括用相对较硬材料层喷涂的钢基底(substrate)主体的构件(construction)的方法。该方法可以包括提供一批含有铁(Fe)、硅(Si)和碳(C)源的颗粒，其中选择铁、硅的相对量使得铁、硅和碳的组合具有至多约1280摄氏度的液相线温度(phase liquidus temperature)；以及借助于热喷涂组件(thermal spray assembly)将所述颗粒沉积到所述基底主体上。热喷涂工艺涉及以至少每秒约100摄氏度的平均加热速率将颗粒加热到至少约1350摄氏度的温度，并且在与基底主体接触时以至少约每秒20摄氏度的平均速率将颗粒冷却至低于1000摄氏度。

需要提供一种用于将材料热沉积的方法，并提供在热喷涂工艺中用作原料的含有前体材料的颗粒，同时提供制造颗粒的方法，特别地但不排他性地，其中前体材料可在相对低的温度下形成熔融相。

发明内容

从第一方面看，提供了一种涂布主体的方法，所述方法包括提供一批颗粒，每个颗粒包含硅(Si)，碳(C)，铬(Cr)和铁族金属，所述铁族金属选自铁(Fe)、钴(Co)和镍(Ni)；其中当至少铁族金属的阈值量可从硅、碳和铬中获得时，硅、碳和铬的相对量可使得包含硅、碳、铬和铁族金属的熔融相可在低于1300摄氏度的熔化温度下形成；每个颗粒包含基本上低于铁族金属的阈值量；提供所述铁族金属的至少一个第二源；形成所述颗粒和所述第二源的混合物，使得至少所述的铁族金属的阈值量可从硅、碳和铬中获得；将颗粒和第二源加热到至少熔化温度以形成与主体接触的熔融相；和除去热量以允许熔融相固化并提供涂布主体。

在一些示例中，熔化温度可至多约1280摄氏度或至多约1200摄氏度。

在一些示例中，该方法可以包含使用激光熔覆工艺，其中通过激光束实现加热；电子束工艺，其中通过电子束实现加热；或电弧等离子体喷涂工艺，其中通过电弧等离子体实现加热。

在一些示例中，该方法可包含使用增材制造工艺(additive manufacturingprocess)通过构建连续的涂层的层来制造制品，所述层构造用于制造制品。例如，增材制造工艺可以包含直接金属激光烧结(direct metal laser sintering,DMLS)、选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)或电子束熔炼(electron beam melting,EBM)。

在一些示例中，包含在颗粒中的铁族金属的含量可以是阈值量的20％至60％，或阈值量的30％至50％。在一些示例中，颗粒可包含至少约5％重量或至少约10％重量的铁族金属。在一些示例中，颗粒可包含至多约30％重量或至多约20％重量的铁族金属。

在一些示例中，颗粒可具有至少约50微米的平均晶粒尺寸。在一些示例中，颗粒可以有至多约500微米或至多约220微米的平均晶粒尺寸。颗粒可以具有50至500微米的平均尺寸(如果颗粒近似为球形，则晶粒尺寸近似为平均直径)。

在一些示例中，颗粒可具有至少50或至少200兆帕(MPa)的平均抗压强度。颗粒的平均抗压强度可为至多约1000MPa或至多约600MPa。