[发明专利]Ni-Fe基合金粉末、及使用该Ni-Fe基合金粉末的合金被膜的制造方法

说明书

提供即使在腐蚀与磨损同时起作用的环境中也具有优异的环境耐性的合金粉末及使用该粉末的合金被膜。Ni‑Fe基合金粉末的特征在于，包含15质量％以上、35质量％以下的Cr、10质量％以上、50质量％以下的Fe、0质量％以上、5质量％以下的Mo、0.3质量％以上、2质量％以下的Si、0.3质量％以上、0.9质量％以下的C、4质量％以上、7质量％以下的B，余量为Ni及不可避免的杂质。

技术领域

本发明涉及Ni-Fe基合金粉末以及使用该Ni-Fe基合金粉末的合金被膜的制造方法，特别涉及能够形成在腐蚀及腐蚀磨损会成为问题的高温环境下环境耐性优异的合金被膜的Ni-Fe基合金粉末及使用该Ni-Fe基合金粉末的合金被膜的制造方法。

背景技术

在焚烧废弃物、生物质等的焚烧炉内，因为燃料中所包含的氯而形成严苛的高温腐蚀环境。特别是在温度低于气氛温度的热交换器表面，气氛中所含的氯化物浓缩堆积于其上，因此发生剧烈的腐蚀。此外，流化床锅炉的情况中，除了腐蚀以外，亦存在因床料带来的磨损发生作用而发生急剧减薄的情况。目前系装设保护器作为对该等情况的减薄对策。装设保护器虽是有效的，但在热交换器中，将导致导热效率降低。因此，作为减薄对策，大多使用喷镀、堆焊(overlaying)等表面处理。

作为喷镀被膜一般性课题，可举出在被膜中形成气孔以及与基材的密合力弱等。对于使喷镀时的粒子速度高速化的HVOF(High Velocity Oxygen Fuel(超音速火焰喷涂))喷镀等而言，与等离子体喷镀相比，可使被膜的气孔率降低。然而，并无法使气孔完全消失，另外，与基材也仅仅是物理性接合，接合力弱。因此，使用自熔合金喷镀法，其中，通过在喷镀后使被膜再熔融，能够与基材之间形成冶金学反应层、使喷镀被膜中的气孔消失，显著提高喷镀被膜的特性。已知的是，自熔合金喷镀中，通过再熔融处理而使得被膜中的气孔减少，可抑制腐蚀性物质的侵入，因此能够赋予优异的耐腐蚀性。然而，可用于自熔合金喷镀的自熔合金粉末的组成是受限制的。对于自熔合金，要求其熔点在1,000℃以下，且在液相线与固相线之间温度范围较宽。若熔点过高，则不仅变得难以熔融，亦会有可能因温度上升至熔融温度而对母材产生热影响。另一方面，若温度范围狭窄，再熔融处理时难以控制温度，无法形成优质的被膜。

作为自熔合金粉末，最常使用的是JIS H8303：2010中规定的SFNi4(2.14ANiCrCuMoBSi 6915 3 3A)。SFNi4为Cr：12wt％～17wt％、Mo：4wt％以下、Si：3.5wt％～5.0wt％、Fe：5wt％以下、C：0.4wt％～0.9wt％、B：2.5wt％～4.0wt％、Co：1wt％以下、Cu：4wt％以下、余量为Ni的Ni-Cr合金，其在广泛的环境中具有耐腐蚀性，并且在HRC中具有50～60的高硬度，因此为耐腐蚀性及耐磨损性优异的合金。SFNi4的施工性(再熔融处理)也优异，因此在广泛的领域中进行使用。另外，针对特定用途，还提出了将SFNi4改良而得的合金等。

例如，提出了一种抑制了再熔融处理时的流动性的Ni基自熔性合金粉末及具有利用喷镀法使该Ni基自熔性合金粉末成膜的被膜之耐腐蚀性及/或耐磨损性优异的零件，该Ni基自熔性合金粉末含有：Cr：10wt％～16.5wt％、Mo：4.0wt％以下、Si：3.0wt％～5.0wt％、Fe：15.0wt％以下、C：0.01wt％～0.9wt％、B：2.0wt％～4.0wt％、Cu：3.0wt％以下、O：50ppm～500ppm，余量为Ni及不可避免的杂质，且满足Si/B：1.2～1.7(专利文献1)。

另外，提出了一种Ni基自熔性合金粉末，其含有Cr：12wt％～17wt％、Mo：3wt％～8wt％、Si：3.5wt％～5.0wt％、Fe：5.0wt％以下、C：0.4wt％～0.9wt％、B：2.5wt％～4.0wt％、Cu：4.0wt％以下、O：200ppm以下、余量为Ni及不可避免的杂质，且满足0ppm≧-20Mo％+100(专利文献2)。