[发明专利]具有耐磨损涂层的物品以及制造这些物品的方法

说明书

相关申请的交叉引用

[0001]本申请是于2005年2月7日提交的美国申请序列号 11/052,144的一个部分继续申请，该申请通过引用结合在此。

发明领域

[0002]本发明涉及具有耐磨损涂层的物品，如筛屏以及管道，还涉 及用于制造此类耐磨损物品的方法。

背景资料

[0003]筛屏经常被用在高腐蚀的工业环境中，在这些环境中，人们 希望将微粒从携带这些微粒的流体中分离。这些筛屏典型地是栅格、 多孔板或编织网的形式。例如，钢质筛屏被用在烧煤的发电厂中以从 热气流中俘获并且分离粗的飞灰颗粒。经受这种高腐蚀环境的常规筛 屏显示出明显的磨损并且必须频繁地更换或修理，从而在已磨损的筛 屏从运行中移开时导致生产率的损失。

[0004]Hall的已公开美国专利申请号US 2006/0210721A1披露了 用于涂覆金属筛屏的热喷涂方法，其中多个喷头从不同的角度将涂覆 材料喷到筛屏上。虽然Hall的US 2006/0210721中的热喷涂的涂层据 说增加了筛屏的耐磨损性，但是它们遭受诸如耐磨损材料过度浪费的 问题的困扰。

[0005]授予Breton等人的美国专利号6,649,682B1(该申请通过 引用结合在此)披露了一种涂料系统以及用于对金属表面(如，风机 叶片、管道、泵以及阀门)进行表面硬化的方法。在Brenton等人的 ‘682号专利中，包括硬颗粒的分散体的一种涂料首先作为一个涂层 被涂覆到基体的表面上。接着，包括铜焊合金的分散体的一种涂料被 涂覆在硬颗粒层上。然后加热该基体以使铜焊合金熔化并且熔渗进这 些硬颗粒之中，从而将它们粘结在金属表面上。Brenton等人的‘682 号专利还披露了该方法的一个实施方案，其中一个第一粘合剂层被涂 覆到基体上，然后一种表面硬化粉末被涂覆到粘合剂上。涂覆一个第 二粘合剂层并且将一种铜焊合金粉末涂覆到该第二粘合剂上。然后加 热该基体从而使铜焊合金熔化并且熔渗进入这些颗粒中，以使它们粘 结在金属表面上。在Brenton等人的‘682号专利的一个第三实施方 案中，包含沉淀的金属间硬质化合物的一种表面硬化合金粉末被制成 一种涂料并且被涂覆到有待被保护的表面上。干燥之后，加热该涂料 以形成一个涂层。在一个第四实施方案中，表面硬化颗粒以及铜焊合 金粉末被制成一种涂料并且被涂覆到有待被保护的表面上。然后干燥 并且加热该涂料以形成涂层。

[0006]在诸如Brenton等人的‘682号专利中所披露的方法中，为 了获得包括硬质材料的分散体的具有足够厚度的一个涂料层，它需用 基体在涂料中的多次涂覆(或浸渍)以达到必要的包覆厚度。在基体 的尖锐的拐角或边缘处，涂料具有剥脱的倾向，这在邻近基体的尖锐 的拐角或边缘的这些区域中导致一个较薄的包覆层以及过早的磨损。

[0007]令人希望的是提供一种涂覆方法，该方法在一个物体(如一 个筛屏)上产生一种高度有效的耐磨损涂层。

[0008]还令人希望的是提供一种物品(如一个筛屏)，该物品具有 一个耐磨损涂层，该涂层在经受高腐蚀环境时显著地增加了该物品的 耐磨损性。

发明概述

[0009]本发明的一个方面是提供一种耐磨损的制造物品，该物品包 括一个磁性沉积的耐磨损涂层，该涂层包括实质上均匀地分布在一种 铜焊合金基质中的铁磁的或顺磁的硬颗粒，该铜焊合金基质覆盖该制 造物品的至少一部分，其中，这些硬颗粒构成该耐磨损涂层按面积计 的至少百分之20。在一个实施方案中，该耐磨损涂层的硬颗粒可以构 成该耐磨损涂层按面积计的至少百分之25。

[0010]本发明的另一方面是提供在制造物品上形成一个耐磨损涂 层的方法。该方法包括以下步骤：使制造物品的至少一部分与一种涂 覆材料相接触，该涂覆材料包括铁磁的或顺磁的硬颗粒以及一种铜焊 材料；在该接触步骤的至少一部分的过程中使该制造物品的至少一部 分经受一个磁场；并且将该涂覆材料转化成一个耐磨损涂层，该涂层 包括分布在该铜焊材料中的硬颗粒，其中，该涂覆材料具有这些硬颗 粒与该铜焊材料的比值，该比值小于在该耐磨损涂层中的这些硬颗粒 与该铜焊材料的比值。在某些实施方案中，在该耐磨损涂层中硬颗粒 按面积计的百分比是至少百分之20或25。