專利名稱：包括在金屬基質(zhì)中有未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒的復(fù)合材料的制品及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有基底和施加該基底上的復(fù)合材料的金屬制品，該復(fù)合材料是由未穩(wěn)定化的氧化鋯顆粒嵌埋在金屬基質(zhì)中形成的。本發(fā)明還涉及這種制品的制備。
背景技術(shù)：
當(dāng)有些金屬以較高的速率在它們的收縮被抑制的情況中冷卻時(shí)，它們往往會(huì)發(fā)生破裂和/或變?yōu)槎嗫仔?。例如，焊面如硬質(zhì)焊敷面和施加基底上并與其粘合的熱噴射金屬涂料在施加過程中快速冷卻時(shí)會(huì)如此。此時(shí)金屬以部分或完全熔化的狀態(tài)施加于基底的表面上，然后快速冷卻經(jīng)過固相線溫度，到達(dá)較低的溫度。
在冷卻過程中，由于所施加金屬的固化表面的收縮受到其在施加過程中所附著的基底材料的限制，會(huì)出現(xiàn)有差異的熱應(yīng)變。差異的熱應(yīng)變產(chǎn)生熱應(yīng)力。如果熱應(yīng)力超過了所應(yīng)用金屬的斷裂強(qiáng)度，或者差別的熱應(yīng)變超過所施加金屬的斷裂應(yīng)變，該應(yīng)用的金屬就會(huì)發(fā)生斷裂，或者形成裂紋和/或內(nèi)部孔隙。裂紋和/或內(nèi)部的孔隙都會(huì)導(dǎo)致制品的性能下降。
有許多種減輕這種情況下裂紋和/或內(nèi)部孔隙發(fā)生的技術(shù)?？梢允褂庙g性更大的金屬，只要這種金屬能滿足特定的性能需求?？稍谑┘咏饘偾跋葘⒒准訜?，并且在施加金屬的過程中維持在較高的溫度，以便減少所施加的金屬在冷卻時(shí)的初始溫度范圍?；缀退鶓?yīng)用的金屬然后緩慢冷卻至室溫，這樣金屬就會(huì)發(fā)生塑性變形。在有些情況下，采用消除應(yīng)力的熱處理和/或特殊的冷卻程序。
這些技術(shù)在有些情況下是成功的，但是，它們都增加了成本和/或制造的復(fù)雜性，此外，還可能削弱所應(yīng)用金屬和最終制品的基本性能。需要一種方法，能減少裂紋和/或孔隙的產(chǎn)生，而不明顯增加成本和工藝復(fù)雜性，也不會(huì)不利地影響到所應(yīng)用金屬和最終制品的性能。本發(fā)明滿足這種需求，并能進(jìn)一步提供一些相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明概要本發(fā)明提供一種制品及其制備方法，該制品具有沉積于基底上的金屬合金復(fù)合材料。該金屬合金復(fù)合材料可以任何可操作的形式應(yīng)用，尤其應(yīng)用于金屬焊縫和熱噴射涂層。該金屬材料與常規(guī)的金屬合金相比，其差異性熱裂紋和/或孔隙的發(fā)生可能性減少，但是其基本金屬材料的組成并無變化。本發(fā)明這種金屬復(fù)合材料的應(yīng)用技術(shù)實(shí)質(zhì)上與用于常規(guī)金屬合金的施加技術(shù)相同。
按照本發(fā)明，制備制品的方法包括提供金屬合金的前體，該前體的固相線溫度至少約為700℃；提供一定量未穩(wěn)定化的氧化鋯粉末。混合該金屬合金前體和氧化鋯粉末，形成混合物。將該混合物作為異質(zhì)復(fù)合材料施加在基底上，形成制品。該復(fù)合材料包含由金屬合金組成的基質(zhì)，未穩(wěn)定化的氧化鋯顆粒分散在整個(gè)基質(zhì)中。應(yīng)用溫度高于該金屬合金的固相線溫度。實(shí)施應(yīng)用步驟時(shí)，溫度不低于約700℃，較佳高于約950℃，更佳高于約1200℃。
較佳通過形成焊縫或熱噴射粉末或焊絲而實(shí)施應(yīng)用步驟。將粉末混合物加到一根管中，然后擠壓、拉伸或者旋鍛該管成一定尺寸，從而制得用于焊接或熱噴射的合適的焊條或焊絲。在熔化后，凈的組合物即為最終材料中所需的組合物。除了未穩(wěn)定化的氧化鋯外，在管內(nèi)的并形成管套的所有材料一起構(gòu)成了金屬合金的前體。
可使用各種各樣的金屬，但是，金屬基質(zhì)較佳是非晶態(tài)的合金，如成碎片的轉(zhuǎn)變非晶態(tài)合金。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)基質(zhì)合金(非晶態(tài)的或晶態(tài)的)在室溫具有小于約10％，較佳小于約5％的最大破壞張應(yīng)變時(shí)，可有利地采用本方法，金屬/未穩(wěn)定化氧化鋯復(fù)合材料約中未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒約占0.2-8體積％，更佳約占0.2-4.5體積％。未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒的平均粒度較佳約為1微米到20微米。
根據(jù)本發(fā)明制得的制品包括一基底和結(jié)合于該基底上的復(fù)合材料。該復(fù)合材料包含金屬基質(zhì)和許多分散在該金屬基質(zhì)中的未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒。
金屬合金在固化和冷卻時(shí)發(fā)生收縮。由于金屬內(nèi)部有熱梯度，并且金屬的收縮受到表面限制，任何時(shí)候的收縮量在不同的位置上不同，通常在接近表面的位置上較大，而在接近金屬的中心較小。這種差異導(dǎo)致在金屬中可能發(fā)生裂紋和/或產(chǎn)生孔隙性。當(dāng)金屬附著在基底上時(shí)，由于金屬塊和基底熱膨脹系數(shù)不同的緣故，發(fā)生裂紋和/或產(chǎn)生孔隙性的可能性特別大。
未穩(wěn)定化的氧化鋯在約950℃冷卻到約700℃的相變范圍中，發(fā)生相變，從高溫正方相轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏貑涡毕?。這種相變常常伴有特定的體積增加。當(dāng)氧化鋯嵌埋在其體積在冷卻時(shí)減小的金屬基質(zhì)中時(shí)，該氧化鋯在其相變過程中的膨脹與該金屬至少一部分的收縮相互抵消，從而起到減少熱應(yīng)力和熱應(yīng)變的作用。因此，與不含未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒的可相同金屬合金相比，金屬合金基質(zhì)與嵌埋于其中的未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒的復(fù)合材料較不易于產(chǎn)生裂紋和形成孔隙，尤其是當(dāng)該復(fù)合材料被施加并結(jié)合在基底上時(shí)。
本方法還減少了制品由于內(nèi)部應(yīng)力而產(chǎn)生的翹曲以及沉積的復(fù)合材料和基底之間的粘合層破壞的發(fā)生。當(dāng)金屬沉積在基底上后，金屬和基底之間的不同的熱膨脹特性導(dǎo)致在金屬沉積物和基底冷卻時(shí)基底發(fā)生翹曲的傾向，從而使該基底和金屬沉積物出現(xiàn)“卷曲”。這種翹曲現(xiàn)象在金屬沉積物和基底之間的粘合層施加一應(yīng)力，顯著地減少了其強(qiáng)度。在本方法中，由于金屬沉積物和基底之間熱膨脹差異引起的內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變減少，從而減少了發(fā)生卷曲的傾向，也減少了粘合層強(qiáng)度的下降。
因此，本發(fā)明限于應(yīng)用并結(jié)合于基底上的復(fù)合材料沉積物，它由氧化鋯顆粒嵌埋于金屬合金基質(zhì)形成。與應(yīng)用并接合于基底上的沉積物相關(guān)的問題和沒有應(yīng)用和結(jié)合于基底的材料是不同的。具體而言，基底和所應(yīng)用并結(jié)合的沉積物之間的差異性熱膨脹，在材料并未被應(yīng)用和結(jié)合于基底上情況中是不存在的。
在氧化鋯的其它一些用途中，通過加入其它氧化物(如氧化銥)可將氧化鋯陶瓷穩(wěn)定化，以抑制正方相/單斜相轉(zhuǎn)變所產(chǎn)生的效應(yīng)。本發(fā)明是依靠此相變過程所獲得的有利結(jié)果，因此，必須使用未穩(wěn)定化的氧化鋯。穩(wěn)定化的氧化鋯在本發(fā)明中不適用。
結(jié)合下述關(guān)于優(yōu)選實(shí)施例的更詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，將更易理解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，這些實(shí)施例和附圖是以例舉性的方式闡述本發(fā)明的原理。但是，本發(fā)明的范圍并不受這些優(yōu)選實(shí)施例的限制。
附圖的簡要描述

圖1是連接焊件的示意性截面圖。
圖2是堆焊焊件的示意性截面圖。
圖3是熱噴射沉積物的示意性截面圖。
圖4是存在于一段管子上硬質(zhì)焊敷面的堆焊箍圈的示意性透視圖。
圖5是本發(fā)明復(fù)合材料的理想化顯微結(jié)構(gòu)。
圖6是實(shí)施本發(fā)明的流程方框圖。
圖7是焊條或焊絲的示意性截面圖。
圖8A-8B示意性表示焊縫的透視圖，其中圖8A的焊縫是由不含氧化鋯顆粒的基質(zhì)合金形成，圖8B的焊縫是由未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒嵌埋于金屬合金的復(fù)合材料形成。
圖9A-9B示意性表示沉積于基底上的堆焊層的截面圖，其中圖9A的堆焊層由不含氧化鋯顆粒的基質(zhì)合金形成，圖9B的堆焊層是由未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒嵌埋于金屬合金的復(fù)合材料形成。
發(fā)明的詳細(xì)描述本方法可用于各種用途中。圖1-4闡述了本發(fā)明人最感興趣的制品20，該制品是使用根據(jù)本方法制得的復(fù)合材料22制得的。在圖1中，復(fù)合材料22被用作接合焊縫，用來接合兩塊金屬板24和26。在圖2中，復(fù)合材料22用作堆焊層(通常是硬質(zhì)焊敷的)，覆蓋在焊件基底28上。在圖3中，復(fù)合材料22是覆蓋在沉積基底30上的熱噴射沉積物。在圖4中，復(fù)合材料22用作堆焊層或熱噴射沉積物，在一段管子基底上形成有硬質(zhì)焊敷面的箍圈。在這些個(gè)例子中，復(fù)合材料22應(yīng)用于基底上并與其粘合。所有這些實(shí)施例都是例子而已，不能認(rèn)為它們限制了本發(fā)明的范圍。
圖5是復(fù)合材料22的理想化的放大顯微結(jié)構(gòu)。該復(fù)合材料22包括基底40和許多嵌埋并分布于該基底中的未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒42。較佳(但不一定必需)的是，通常這些未穩(wěn)定化的氧化鋯顆粒42均勻地分布在整個(gè)基質(zhì)40中。
基底40主要由其固相線溫度至少約為700℃的金屬材料組成。該固相線溫度必須至少這么高，否則未穩(wěn)定化氧化鋯中的相變將不會(huì)產(chǎn)生有利的效果，因?yàn)檫@種相變?cè)诩s700-950℃的溫度范圍內(nèi)發(fā)生。較好的是，基質(zhì)40的金屬合金的固相線溫度至少約為950℃，因?yàn)閷?duì)于固相線溫度約為700-950℃的金屬基質(zhì)，其相變的益處雖然存在但是很小。最佳的是，為了獲得本發(fā)明最大的益處，金屬基質(zhì)合金的固相線溫度至少約為1200℃。
在一個(gè)實(shí)施例中，用作基質(zhì)40的金屬合金在室溫下需要具有小于10％的最大破壞張應(yīng)變，較佳是小于約5％。這些合金包括通常強(qiáng)度大而硬的合金，因此可用作優(yōu)異的硬質(zhì)焊敷面或焊縫材料。如果金屬基質(zhì)合金在室溫的最大破壞張應(yīng)變大于約10％，則該金屬合金將具有足夠的延展性，使得內(nèi)應(yīng)力通過其自身的內(nèi)部變形過程而松弛，則由摻入未穩(wěn)定化的氧化鋯獲得的益處沒有像用與延展性較低的金屬合金那么大。室溫時(shí)其最大破壞張應(yīng)變小于約5％的合金，當(dāng)用作應(yīng)用在基底上的復(fù)合材料中的基質(zhì)時(shí)，其性能會(huì)得到特別的提高。
用作基質(zhì)40的優(yōu)選金屬合金是非晶態(tài)合金，較佳是整體固化的非晶態(tài)金屬合金，如美國專利5288344中所述的合金；或者是成碎片的轉(zhuǎn)變非晶態(tài)金屬合金，如美國專利4725512中所述的合金，這兩篇專利的內(nèi)容參考結(jié)合于此。優(yōu)選的組合物是ArmocorTMM合金，這種合金含有約1.1-2.1重量％硅，約26.5-31.5重量％鉻，1.1-2.2重量％錳，約3.35-4.15重量％硼，其余為鐵；以及ArmacorTMM*合金，它含有約0.6-1.5重量％的硅，約25.5-30重量％的鉻，約1.2-2.4重量％的錳，約3.2-3.7重量％的硼，約5.0-7.0重量％的鎳，其余為鐵?？蓮腁morphousTechnologies International，Laguna Niguel，CA得到的這些金屬合金，其固相線溫度大約為1240℃。本發(fā)明并不限于非晶態(tài)金屬合金基質(zhì)，本發(fā)明可使用滿足上述要求的其它金屬合金。
顆粒42是未穩(wěn)定化的氧化鋯。當(dāng)這些顆粒42在從約950℃直到約700℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行正方相向單斜相的轉(zhuǎn)變時(shí)，產(chǎn)生大約3-5％的體積膨脹。較佳可使用其平均粒度在1微米到約20微米范圍之內(nèi)的未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒42，但是也可使用在此范圍之外的顆粒。如果這些顆粒小于約1微米，則可能難以處理。如果顆粒大于約20微米，則它們的有利效果減少。
未穩(wěn)定化的氧化鋯顆粒42在復(fù)合材料22中較佳占大約0.2-8體積％。如果未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒占少于大約0.2體積％，則其體積分?jǐn)?shù)太小，難以獲得適用的有利效果。如果未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒占多于大約8體積％，則該材料不能被合適處理加工。更佳的是，該顆粒含有約0.2-4.5體積％的復(fù)合材料。
圖6是實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方法的方框流程圖。提供一種金屬合金的前體，標(biāo)號(hào)為50。該前體可以是金屬粉末、非粉末狀金屬或者它們的混合物。該前體還可以包括氧化鋯以外的非金屬組分。任何金屬粉末，其粒度較佳為約-60目(250微米)到約-325目(約44微米)，但是這些粒度并不是關(guān)鍵性的，具體是因?yàn)榻饘俜勰┰陔S后的過程中至少部分熔化的緣故。
根據(jù)最終產(chǎn)品所需的組成，在金屬前體中還可含有其它組分。例如可使用硼化鐵(FeB)粉末作為硼的來源，使用硅化錳(MnSi)粉末用作鎂和硅的來源，鉻(Cr)粉末用作鉻的來源，鎳(Ni)粉末用作鎳的來源。
提供一定量的未穩(wěn)定化的氧化鋯顆粒，標(biāo)號(hào)為52。此未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒的類型、粒度和量(相對(duì)于金屬合金粉末的量)如前所述。
將金屬前體和一定量的未穩(wěn)定化氧化鋯粉末一起混合，形成前體混合物，標(biāo)號(hào)為54?？刹捎萌魏慰刹僮鞯哪艿玫椒勰┩w均勻混合物的方法進(jìn)行混合。
將該前體混合物用作異質(zhì)復(fù)合材料，施加到基底上，形成制品，標(biāo)號(hào)為26。所得的復(fù)合材料22由從金屬前體形成的金屬合金基質(zhì)40和分散于該基質(zhì)40中的許多未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒42組成，如圖5所示。應(yīng)用步驟56中至少有一部分過程在不低于約700℃，更佳不低于約950℃的溫度下進(jìn)行。無論如何，應(yīng)用步驟需要該基質(zhì)合金被加熱到其固相線溫度以上，使它至少部分熔化。
可采用任何可操作的方式施加粉末混合物，形成復(fù)合材料?，F(xiàn)在主要用的是兩種方法。在焊接中，先制造焊接材料或熱噴射材料的來源，然后施加之。可使用焊接材料或熱噴射材料的任何可操作的來源。圖7表示了用作焊接材料或熱噴射材料來源的焊條或焊絲60。是將粉末混合物62放置到用作外套材料的管子64中，然后密封其兩端，從而制得該焊條或焊絲。管子64較佳是有延伸性的金屬。是先制造外套材料的U形件，將粉末混合物62放到該U形件中，然后將該U形件的兩臂封閉，并密封形成管子64，從而容易地形成焊條或焊絲60。再通過擠壓、拉伸、旋鍛等步驟將其減小到所需的尺寸。
在加入了未穩(wěn)定化氧化鋯生產(chǎn)的ArmacorTMM材料的焊條或焊絲的例子中，制備含有43重量％鉻、4重量％FeSi、49重量％FeB和4重量％MnSi與足以占所需體積百分?jǐn)?shù)(在此例中大約為該焊條或焊絲的總體積的2.25體積％)的未穩(wěn)定化氧化鋯的量的粉末混合物。將大約43重量份的這種粉末混合物加入約57重量份的430型不銹鋼的管套中。擠壓此管套形成焊條或焊絲。
在加入了未穩(wěn)定化氧化鋯生產(chǎn)的ArmacorTMM*材料焊條和焊絲的例子中，制備含有42重量％鉻、5重量％FeSi、52重量％FeB和1重量％MnSi與足以占所需體積百分?jǐn)?shù)(在此例中大約為該焊條或焊絲總體積的2.25體積％)的未穩(wěn)定化氧化鋯的量的粉末混合物。將大約35重量份的這種粉末混合物加入約65重量份的304型不銹鋼的管套中。擠出壓管套形成焊條或焊絲。
可使用該焊條或焊絲60焊接兩塊板件24和26，如圖1所示，熔化的焊條或焊絲60形成復(fù)合材料焊縫22。焊條或焊絲60可改用來沉積圖2或圖4的堆焊層。焊條或焊絲60可用作等離子體噴射裝置〔如雙股焊絲由弧噴射(TWAS)裝置〕的進(jìn)料。在無論哪種情況，須將焊條或焊絲60加熱到700℃以上，較佳是加熱到約950℃以上，并且是加熱到最終焊縫或或沉積層的固相線溫度以上。焊條或焊絲60作為焊接材料和焊接材料的這些例子只不過是以優(yōu)選的方法給出，但也可采用其它可用的方法代替之。當(dāng)焊條或焊絲加熱到固相線溫度以上熔化時(shí)，除了未穩(wěn)定化氧化鋯粉末以外的焊條或焊絲的組分，包括外套內(nèi)的其它粉末和該外套自身，都一起作為金屬合金的前體。
在另一方法中，應(yīng)用步驟56利用任何可操作的粉末熱噴射技術(shù)。在這些技術(shù)中，將具有所需最終組成的粉末混合物提供給噴射裝置，該裝置將粉末混合物加熱到700℃以上，較佳約950℃以上，并且，無論如何是加熱到最終組合物的固相線溫度以上，然后讓該熱的混合物流在基底30上流動(dòng)，形成圖3或圖4的復(fù)合材料沉積物22。粉末混合物可在進(jìn)入該噴射裝置之前或之后形成。在此，粉末混合物除了未穩(wěn)定化的氧化鋯粉末以外的其它組分是金屬合金的前體。
本發(fā)明已試驗(yàn)了采用MIG焊接和雙股焊絲由弧噴射來實(shí)施，進(jìn)行了比較試驗(yàn)確定未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒存在所產(chǎn)生的作用。圖8A所示是基底72上的MIG焊縫70，該焊縫70由不含氧化鋯的ArmacorTMM*材料形成。沿著焊縫70的長度方向觀察到周期性的裂紋74。圖8B所示是基底78上的MIG焊縫76，該焊縫76由ArmacorTMM*材料與2.25體積％未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒構(gòu)成的復(fù)合材料形成，上面沒有裂紋。(在圖8B中，存在著未穩(wěn)定化的氧化鋯顆粒，但是其量很少，在該圖的比例下看不到)。
圖9A所示的是基底82(如圖4的管子基底)上的TWAS硬質(zhì)焊敷面堆焊層80的顯微結(jié)構(gòu)，該堆焊層由不含氧化鋯的ArmacorTMM*材料形成，存在大量的孔隙84。圖9B所示的是基底88((如圖4的管子基底)上的TWAS硬面質(zhì)焊焊敷面堆焊層86的顯微結(jié)構(gòu)，它是含有約2.25體積％未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒的ArmacorTMM*材料，基本上沒有孔隙。(在圖9B中，存在著未穩(wěn)定化的氧化鋯顆粒，但是由于其量很少，在該圖的比例下看不到)。
將圖9A的硬質(zhì)焊敷面堆焊層進(jìn)行了表面拋光后，見到無光澤的表面，說明有孔隙存在，并且事實(shí)上其金相觀察表明有大量的孔隙。而將9B的硬質(zhì)焊敷面堆焊層進(jìn)行了拋光，其表面平滑光亮，表明沒有孔隙，并且事實(shí)上其金相觀察表明沒有什么孔隙。
在不改變基質(zhì)材料組成的情況下，在本發(fā)明的材料中卻獲得沒有或者接近沒有裂紋和孔的效果，這是本發(fā)明的重要優(yōu)點(diǎn)。基質(zhì)材料的組成不能改變，否則所需的性能(如硬度和非晶態(tài)特性)會(huì)喪失。裂紋和/或孔隙會(huì)減少強(qiáng)度和耐磨性，并給腐蝕性化學(xué)物質(zhì)到達(dá)其下面的基底提供通道。本發(fā)明方法通過加入氧化鋯顆粒，避免或者至少極大地減少了導(dǎo)致機(jī)械性能和物理性能降低的裂紋和/或孔隙。
雖然出于闡述的目的，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但是，在不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明作出各種修改和增加。因此，本發(fā)明除了所附的權(quán)利要求外不受限制。
權(quán)利要求
1.一種制造一種制品(20)的方法，其特征在于，該方法包括提供金屬合金的前體，該前體的固相線溫度至少約為700℃；提供一定量的未穩(wěn)定化氧化鋯粉末；將所述金屬合金的前體和所述一定量的未穩(wěn)定化氧化鋯粉末混合，形成混合物(62)；將混合物(62)用作異質(zhì)的復(fù)合材料(22)，施加在基底(28，30)上，形成制品(20)，該復(fù)合材料(22)由基質(zhì)(40)和許多分散在整個(gè)基質(zhì)(40)中的未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒(42)組成，該基質(zhì)(40)由金屬合金組成，施加步驟在施加溫度高于該金屬合金的固相線溫度的情況下進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合步驟包括將粉末混合物(62)放到管子(64)中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述施加步驟包括形成復(fù)合材料(72)的焊縫(76)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述施加步驟包括熱噴射所述復(fù)合材料(22)。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述提供前體的步驟包括提供非晶態(tài)合金的前體。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述提供一定量未穩(wěn)定化氧化鋯粉末的步驟包括提供足量的未穩(wěn)定化氧化鋯粉末，使得該未穩(wěn)定化的氧化鋯顆粒(42)占所述復(fù)合材料(22)的大約0.2-8體積％。
7.一種制品(20)，其特征在于，該制品包括基底(28，30)；粘合于該基底(28，30)上的復(fù)合材料(22)，該復(fù)合材料(22)包含基質(zhì)(40)，該基質(zhì)(40)由固相線溫度至少約為700℃的金屬合金組成；許多未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒(42)，這些顆粒分散于整個(gè)金屬合金基質(zhì)(40)中。
8.如權(quán)利要求7所述的制品(20)，其特征在于，所述制品(20)是硬質(zhì)焊敷面制品(86)。
9.如權(quán)利要求7所述的制品(20)，其特征在于，所述金屬合金是非晶態(tài)金屬。
10.如權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的制品(20)，其特征在于，所述未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒(42)占所述復(fù)合材料(22)的大約0.2-8體積％。
全文摘要
一種包括基底(28，30)和粘合于該基底(28，30)上的復(fù)合材料(22)的制品(20)。該復(fù)合材料(22)包括由金屬合金組成的基底(40)和完全分布在該金屬合金中的許多未穩(wěn)定化氧化鋯顆粒(42)組成，該金屬合金的固相線溫度至少約為700℃。通過將該金屬合金的前體與一定量未穩(wěn)定化的氧化鋯粉末混合，形成混合物(62)，然后將此混合物(62)作為異質(zhì)復(fù)合材料(22)，施加于基底(28，30)上，從而形成制品(20)。應(yīng)用步驟是在應(yīng)用溫度高于該金屬合金的固相線溫度的情況下進(jìn)行。
文檔編號(hào)C23C26/02GK1524037SQ01814829
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2001年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月29日
發(fā)明者G·A·克羅普克, G A 克羅普克 申請(qǐng)人:液態(tài)金屬技術(shù)公司