涂覆結(jié)構(gòu)材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐Mg腐蝕性優(yōu)異的涂覆結(jié)構(gòu)材料，其用于Mg或Mg合金注射成型機(jī)的 料筒等并且對(duì)由熔融的Mg和熔融的Mg合金造成的腐蝕具有抵抗性。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于諸如高工作效率和確保良好工作環(huán)境能力的優(yōu)勢(shì)，已將注射成型機(jī)廣泛應(yīng)用 于Mg和Mg合金的成型。因?yàn)榕c熔融的Mg合金接觸，所以注射成型機(jī)中的料筒部件有必要 具有優(yōu)異的高溫性能。因此，對(duì)于料筒部件，已經(jīng)提出使用Ni基耐熱合金。
[0003] 然而，通常，由于Ni基耐熱合金在其與熔融的Mg合金接觸時(shí)被嚴(yán)重腐蝕，所以有 必要用耐腐蝕性優(yōu)異的材料在料筒的內(nèi)表面上加襯里。據(jù)說(shuō)，Co基合金適合作為襯里材料， 迄今已經(jīng)報(bào)道了通過(guò)用Co基合金對(duì)輕金屬注射成型機(jī)的料筒部件加襯里來(lái)提高耐腐蝕性 的一些技術(shù)（專利文獻(xiàn)1~4)。
[0004] 例如，專利文獻(xiàn)1和2公開(kāi)了通過(guò)經(jīng)HIP法將諸如Co基合金的涂層結(jié)合到輕合金 注射成型機(jī)的Ni基超合金料筒的內(nèi)表面來(lái)賦予耐腐蝕性的技術(shù)。此外，專利文獻(xiàn)3公開(kāi)了 將諸如Co基合金的涂層形成在輕金屬注射成型機(jī)的料筒基體材料的內(nèi)表面上以提高耐腐 蝕性的技術(shù)，所述料筒基體材料由奧氏體基鋼材構(gòu)成。專利文獻(xiàn)4公開(kāi)了一種技術(shù)，其通過(guò) Ni基耐熱合金構(gòu)成各種高溫部件如低熔點(diǎn)金屬注射成型機(jī)的料筒、螺桿和螺桿頭并進(jìn)一步 利用Co基耐熱合金對(duì)所述部件進(jìn)行涂布。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn) I :JP-A-2004-66241
[0008] 專利文獻(xiàn) 2 :JP-A-2004-66240
[0009] 專利文獻(xiàn) 3 :JP-A-2002-283030
[0010] 專利文獻(xiàn)4 :日本專利特許2862799號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 技術(shù)問(wèn)題
[0012] 順便提及，近年來(lái)，為了盡可能地提高熔融Mg合金的液相率，期望料筒部件在超 過(guò)650°C的環(huán)境使用。由此，從耐腐蝕性考慮，需要更苛刻的要求，但常規(guī)料筒基體材料不能 充分滿足這種要求。
[0013] 上述專利文獻(xiàn)中所示的技術(shù)未積極控制在料筒基體材料與作為涂層形成的Co基 合金之間可能發(fā)生的成分稀釋。為了使得Co基合金作為涂層展示優(yōu)異的耐腐蝕性，有必要 抑制合金成分的波動(dòng)，但在其中在料筒基材的內(nèi)表面上形成涂層的情況下，或多或少的發(fā) 生來(lái)自基材的成分稀釋。在其中成分稀釋明顯的情況下，涂層的成分變得與原始Co基合金 的成分不同且存在失去賦予耐腐蝕性的功能的問(wèn)題。
[0014] 另外，為了充當(dāng)高可靠性料筒部件，自然地，在高溫下的優(yōu)異強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是 必要的。此外，還需要確保作為料筒部件的可制造性。即，部件有必要擁有具有如上所述這 種耐腐蝕性的涂層，同時(shí)滿足關(guān)于高溫強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和可制造性所需要的性能。
[0015] 為了解決這種情況而完成了本發(fā)明且其目的是提供一種耐Mg腐蝕性優(yōu)異的涂覆 結(jié)構(gòu)材料，其在由Ni-Co基合金構(gòu)成的基材上具有抑制成分稀釋的Co基合金涂層并對(duì)由熔 融的Mg和熔融的Mg合金造成的腐蝕具有抵抗性。當(dāng)開(kāi)發(fā)這種部件時(shí)，可以預(yù)期，能夠確保 良好的耐腐蝕性并作為料筒部件能夠展示優(yōu)異的可制造性、高溫強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0016] 技術(shù)方案
[0017] 本發(fā)明人首先對(duì)成分稀釋對(duì)Co基合金的耐腐蝕性的影響、具體地對(duì)由Ni造成的 成分稀釋對(duì)施加到Ni-Co基超合金上的Co基合金層的耐腐蝕性的影響進(jìn)行了研宄。結(jié)果 發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在Co基合金中Ni的含量按質(zhì)量％計(jì)超過(guò)20%時(shí)，耐腐蝕性急劇下降。而且，他們 發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Co基合金中Co的含量為42%以上時(shí)，獲得優(yōu)異的耐腐蝕性，由此完成了本發(fā)明。
[0018] SP，本發(fā)明的主旨在于如下〈1>~〈7>。
[0019] 〈1> 一種涂覆結(jié)構(gòu)材料，其包含Ni-Co基合金基材和形成在Ni-Co基合金基材上的 Co基合金涂層，
[0020] 其中按質(zhì)量％計(jì)，所述Co基合金涂層包含：Ni :20%以下，Co :42%以上，Si : 2. 8% 以下，F(xiàn)e :3. 5% 以下。
[0021] 〈2>根據(jù)〈1>的涂覆結(jié)構(gòu)材料，其中按質(zhì)量％計(jì)，所述Co基合金涂層還包含選自 如下元素中的至少一種元素 ：C :1. 5%以下、Mn :1. 0%以下、Cr :30%以下、Mo :20%以下、W : 9.0%以下、Ti :0.3%以下和Al :0.4%以下，其余為不可避免的雜質(zhì)。
[0022] 〈3>根據(jù)〈1>或〈2>的涂覆結(jié)構(gòu)材料，其中按質(zhì)量％計(jì)，所述Ni-Co基合金包含：C : 0· 005%~0· 15%、Cr :8%~22%、Co :5%~30%、Mo :1%~小于 9%、W :5%~20%、Al : 0· 1%~2. 0%和Ti :0· 3%~2. 5%，其余為Ni和不可避免的雜質(zhì)。
[0023] 〈4>根據(jù)〈3>的涂覆結(jié)構(gòu)材料，其中按質(zhì)量％計(jì)，所述Ni-Co基合金還包含選自如 下元素中的至少一種元素 ：Si :0. 3%以下、B :0. 015%以下、Mg :0. 01%以下、Zr :0. 2%以下 和Hf :0· 8%以下。
[0024] 〈5>根據(jù)〈3>或〈4>的涂覆結(jié)構(gòu)材料，其中根據(jù)[Nb的含量（％)+0. 5XTa的含量 (%)]按質(zhì)量％計(jì)，所述Ni-Co基合金還以1. 5%以下的量包含Nb和Ta中的至少任意一 種。
[0025] 〈6>根據(jù)〈1>~〈5>中任一項(xiàng)的涂覆結(jié)構(gòu)材料，其中通過(guò)經(jīng)堆焊用Co基合金對(duì)所 述Ni-Co基合金基材進(jìn)行涂布而得到所述Co基合金涂層。
[0026] 〈7>根據(jù)〈1>~〈6>中任一項(xiàng)的涂覆結(jié)構(gòu)材料，其用于Mg或Mg合金注射成型機(jī)的 料筒用部件。
[0027] 有益效果
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，具有耐熱性的Ni-Co基合金基材和具有優(yōu)異耐腐蝕性以及合適組成 的上層Co基合金涂層，即使抵抗由高溫熔融Mg或熔融Mg合金造成的腐蝕，仍能夠提供良 好的耐久性。由此，當(dāng)使用具有由根據(jù)本發(fā)明的涂覆結(jié)構(gòu)材料的Co基合金涂層部分構(gòu)成的 內(nèi)表面的圓筒部件時(shí)，可以明顯抑制在圓筒內(nèi)表面上由熔融Mg造成的腐蝕。
[0029] 當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的涂覆結(jié)構(gòu)材料用于Mg或Mg合金注射成型機(jī)的料筒用部件時(shí)， 可升高在料筒部分處的溫度，結(jié)果，能夠增加料筒中熔融Mg合金的液相率，能夠提高成型 效率，且能夠?qū)g或Mg合金良好地注射成型，從而預(yù)期能夠展示優(yōu)異的制造性、高溫強(qiáng)度 和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0030] [圖1]圖1是顯示本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施方案的涂覆結(jié)構(gòu)材料的一部分的橫斷面 視圖。
[0031] [圖2]圖2是顯示表1中所示各種Co基合金的Co含量與腐蝕速度常數(shù)之間關(guān)系 的圖。
[0032] [圖3]圖3是顯示表1中所示各種Co基合金的Ni含量與腐蝕速度常數(shù)之間關(guān)系 的圖。
[0033] [圖4]圖4顯示發(fā)明材料和比較材料在25小時(shí)的試驗(yàn)時(shí)間的腐蝕速度常數(shù)（包 括專利文獻(xiàn)4的數(shù)據(jù)）。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的涂覆結(jié)構(gòu)材料是包含Ni-Co基合金基材和形成在所述Ni-Co基合金 基材上的Co基合金涂層的涂覆結(jié)構(gòu)材料，其中按質(zhì)量％計(jì)，所述Co基合金涂層包含：Ni : 20% 以下，Co :42% 以上，Si :2. 8% 以下，F(xiàn)e :3. 5% 以下。
[0035] 接下來(lái)將依次解釋限制本發(fā)明中定義的Co基合金涂層的組成和Ni-Co基合金基 材的組成的原因。順便提及，如下成分的含量都是以質(zhì)量％計(jì)示出。此處，"重量％"與"質(zhì) 量％ "具有相同的含義且簡(jiǎn)單描述為" ％ "的情況指的是"重量％ "。
[0036] (I)Co基合金涂層的組成
[0037] Co基合金涂層的組成包含如下成分作為必須成分且對(duì)其它成分沒(méi)有特別限制。例 如，其余可以為不可避免的雜質(zhì)或所述組成可以包含下述其它成分。
[0038] Ni :20% 以下
[0039] 由于在Ni存在于涂層中時(shí)Ni明顯損傷對(duì)熔融Mg的耐腐蝕性，所以將涂層