CN1288266C - 镍基耐热硬质合金 - Google Patents

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Abstract

一种Ni基耐热硬质合金，该合金是用于在高温气体环境下使用的高温部件的Ni基耐热硬质合金，是通过混合、加热熔点不同的2种Ni合金粉末构成的，作为所述2种Ni合金粉末，使用具有比进行烧结处理时的加热温度高的熔点的高熔点Ni合金粉末和具有比进行烧结处理时的加热温度低的熔点的低熔点Ni合金粉末，其特征在于，高熔点Ni合金粉末至少含有Ni和Cr以及Co、W与Ta中的至少1种作为合金组成，低熔点Ni合金粉末至少含有Ni、Cr、Co、Mo、Ta、Ti、Al和B作为合金组成，在低熔点Ni合金粉末中添加的Co、Mo、Ta、Ti、Al和B的量大于在高熔点合金粉末中添加的Co、Mo、Ta、Ti、Al和B的量。从而可以获得强度强的Ni基耐热硬质合金。

Description

镍基耐热硬质合金
技术领域
本发明涉及在燃气轮机、喷气式发动机等的高温部件，特别是在转动叶片或静子叶片中使用的Ni基耐热硬质合金。
背景技术
众所周知，对于燃气轮机、喷气式发动机等的在高温环境下使用的转动叶片和静子叶片，通常使用铸造合金和锻造合金。然而，这些合金缺乏充分的加工性、成型性。与此相反，Ni基合金，成型性的自由度大，故可以很容易地实施部件的制造、部分的修补。此外，具备该Ni基合金特性的Ni基铸造合金，其高温强度优异，故大多被用于转动叶片和静子叶片。
另外，由该Ni基铸造合金或锻造合金构成且在高温下使用的已有的部件，可以说其高温强度是优异的，但是当成为长时间处于高温环境下的状态时，与高温气体直接接触的部分等由于热疲劳，在运转中受损伤。这类损伤，在定期点检等中被发现时，要对该损伤部分局部地进行修复，故要进行焊接或钎焊等。
但是，在进行用焊接修复的场合，发生焊接裂纹之类的缺陷。另外，在进行用钎焊修补的场合，其蠕变强度和热疲劳强度不充足的同时，由于钎焊料与被修补的部件材料不同，所以与该修补部分的界面部分的结合强度差。而且，由于钎焊料粘性低，所以在修补部分大的场合，存在钎焊料流失之类的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Ni基耐热硬质合金，该合金是通过使熔点不同的2种Ni合金粉末混合、加热构成的，并且不要焊接，故避免了由此造成的焊接缺陷的发生，同时，也可以消除强度的不足。
为了达到上述目的，本发明的Ni基耐热硬质合金，是用于高温气体环境下使用的高温部件中的Ni基耐热硬质合金，该合金是通过使熔点不同的2种Ni合金粉末混合、加热构成的，作为所述2种Ni合金粉末，使用具有比进行烧结处理时的加热温度高的熔点的高熔点Ni合金粉末和具有比进行烧结处理时的加热温度低的熔点的低熔点Ni合金粉末，其特征在于，高熔点Ni合金粉末至少含有Ni和Cr以及Co、W与Ta中的至少1种作为合金组成，低熔点Ni合金粉末至少含有Ni、Cr、Co、Mo、Ta、Ti、Al和B作为合金组成，在低熔点Ni合金粉末中添加的Co、Mo、Ta、Ti、Al和B的量大于在高熔点合金粉末中添加的Co、Mo、Ta、Ti、Al和B的量。
此时，作为上述2种Ni合金粉末，由于使用具有比进行烧结处理时的加热温度高的熔点的高熔点Ni合金粉末，和具有比进行烧结处理的加热温度低的熔点的低熔点Ni合金粉末，在为进行烧结而加热时，只使低熔点Ni合金粉末熔化，并使之熔化了的低熔点Ni合金粉末埋入高熔点Ni合金粉末的间隙内，同时相互扩散。由此，使低熔点Ni合金粉末与高熔点Ni合金粉末混合，从而可以获得强度强的Ni基耐热硬质合金。
该场合，使上述低熔点Ni合金粉末的配比，达到上述高熔点Ni合金粉末与上述低熔点Ni合金粉末混合后的Ni合金粉末总量的30～60重量％。这是因为，若不足30重量％时，熔化的低熔点合金粉末的量少，则得不到充分的烧结作用，但是，若超过60重量％时，熔化的低熔点合金粉末的量多，液相部分所占比例变大，结果则不能获得充分的强度。
此外，优选的是，要将上述高熔点Ni合金粉末和上述低熔点Ni合金粉末的组成设定成，烧结后生成的Ni基耐热硬质合金的组成与作为上述高温部件的母材而使用的Ni合金的组成大致相同。因此，由于生成的Ni基耐热硬质合金与高温部件母材的组成是等同的，故在其界面处容易溶合为一，从而可以提高结合强度。
另外，上述高熔点Ni合金粉末，作为组成至少含有Ni和Cr，同时，作为其组成还含有Co、W与Ta中的至少一种，上述低熔点Ni合金粉末，作为组成至少含有Ni、Cr、Co、Ta、Ti、Al和B。
此外，作为上述高温部件的母材而使用的Ni基合金是IN738LC时，上述高熔点Ni合金粉末的组成是，Ni-16～18Cr-0～5Co-0.0～3.5W-0.0～1.0Ta-0.0～1.0Ti-0.0～1.0Al-0.15～0.3C-0.01～0.03B-0.0～0.1Zr，上述低熔点Ni合金粉末的组成是，Ni-8～12Cr-16～20Co-2.0～3.5Mo-1.5～2.5W-5～9Ta-7.5～10Ti-8.5～10.5Al-1～3Nb-0.5～3.5B-0.00～0.35Zr。
用作上述高温部件母材而使用的Ni基合金是MGA1400时，上述高熔点Ni合金粉末的组成是，Ni-10～20Cr-0～7Co-0～2Mo-0～9W-0.0～0.3C-0.00～0.03B，上述低熔点Ni合金粉末的组成是，Ni-3～13Cr-14～24Co-1.5～7.5Mo-0.5～11W-5～9Ta-4～9Ti-7.5～11.5Al-0.00～0.02C-0.5～3.5B。
本发明的Ni基耐热硬质合金中，作为上述高温部件母材而使用的Ni基合金是IN738LC时，使上述高熔点Ni合金粉末的熔点为1300℃以上，使上述低熔点Ni合金粉末的熔点为1200℃以下。另外，作为上述高温部件母材而使用的Ni基合金是MGA1400时，使上述高熔点Ni合金粉末的熔点为1300℃以上，使上述低熔点Ni合金粉末的熔点为1250℃以下。
为生成上面所述的各Ni基耐热硬质合金，在1150～1250℃，且2～12小时的条件下，对上述高熔点Ni合金粉末和上述低熔点Ni合金粉末进行加热烧结。而且该条件(温度、时间)也可以适用于上述的任一项的Ni基耐热硬质合金的场合。
下面，对本发明进行更详细地说明。
本发明的基本说明
本发明是将熔点不同的2种Ni合金粉末，例如具有高熔点的Ni合金粉末(以下称作“高熔点Ni合金粉末”)和具有低熔点的Ni合金粉末(以下称作“低熔点Ni合金粉末”)进行混合、加热，但是，只有低熔点Ni合金粉末，或者也有一部分高熔点Ni合金粉末进行熔融反应从而使之液相烧结。图1A、B中示出使高熔点Ni合金粉末(H)与低熔点Ni合金粉末(L)混合、加热的状态。此时，加热前，如图1A所示，将Ni合金粉末(H)、(L)两者进行混合，成为低熔点Ni合金粉末(L)配置在高熔点Ni合金粉末(H)之间的状态。
然后，通过在比低熔点Ni合金粉末(L)的熔点高且比高熔点Ni合金粉末(H)的熔点低的温度下进行加热，使低熔点Ni合金粉末(L)熔融，熔融的低熔点Ni合金粉末(L)作为熔融Ni合金部分1，如图1B所示，使高熔点Ni合金粉末(H)间的间隙的大部分通过毛细管现象成为掩埋状态。其结果，可以获得由液相烧结导致的强度强的合金。
这样，混合了高熔点Ni合金粉末和低熔点Ni合金粉末的Ni合金粉末(下面，把该混合Ni合金粉末叫作“Ni基耐热硬质合金粉末”)被用于烧结的场合，要使低熔点Ni合金粉末的配比成为Ni基耐热硬质合金粉末总量的30～60重量％。这里，低熔点Ni合金粉末的配比若不足30重量％时，由于不能充分的扩散，所以烧结不能充分地进行。另外，若超过60重量％时，相对于高熔点Ni合金粉末间的间隙，熔融Ni合金部分1所占的部分变大，液相部分变多，故不能得到足够的强度。
作为该Ni基耐热硬质合金粉末中所含的高熔点Ni合金粉末，可以使用至少含有Ni和Cr，同时作为组成还含有Co、W与Ta中的至少1种的Ni合金。另外，作为低熔点Ni合金粉末，可以使用作为组成至少含有Ni、Cr、Co、W、Ti、Al和B的Ni合金。
Ni基耐热硬质合金粉末中含有的各Ni合金粉末的合金成分的组成范围，通过其熔点调整的同时，使以规定配比配合得到的Ni基耐热硬质合金粉末反应之后，能发挥各合金成分的添加效果即可，另外，调整到δ相等的有害的脆化相不发生的程度。还有，要将该Ni基耐热硬质合金粉末中所含的各Ni合金粉末的合金粉末的组成范围设定成为，Ni基耐热硬质合金粉末被烧结之后的各合金的组成比，接近用于母材中使用的Ni基合金中所含的各合金的组成比。
而且，加热烧结这样的Ni基耐热硬质合金粉末时，将该加热温度定为1150～1250℃，同时将该加热时间定为2～12小时。这里，加热温度不满1150℃，低熔点Ni合金粉末不能充分熔化，所以不能产生利用毛细管现象的液相。另外，加热温度超过1250℃时，母材容易熔化。而且，在进行为如此烧结的加热处理之后，优选再进行阶段性的加热处理，具体地说，在1120℃±10℃下进行2～4小时加热(以下称作“烧结后的固溶处理”)，再于850℃±10℃下进行16～24小时加热(下面称作“烧结后的时效处理”)。
在该阶段性的加热处理中，实施烧结后的固溶处理，是为了上述烧结的加热处理中的冷却过程析出的母材中的γ′相(Ni3Al金属互化物)固溶。此时，由于不发生γ′相的固溶或初期熔化，将该温度定为1120℃，还为了使各合金成分的扩散充分进行，将处理时间定为2～4小时。另外，烧结后的时效处理是为了使γ′相均匀析出进行的。这时，为了使γ′相的析出状态均匀、微细，将该温度定为850℃，还为了让合金组成进行适宜的析出，将该时间定为16～24小时。
这样一来，进行为烧结的加热处理之后，或进行烧结后的加热处理之后，由Ni基耐热硬质合金粉末生成的Ni基耐热硬质合金中的气孔面积率，优选是全体的0～5％。这是因为，进行这种烧结时气孔的发生不可避免，但是超过5％时，会给Ni基耐热硬质合金的强度和延展性带来不良的影响。
如上所述，由Ni基耐热硬质合金粉末生成的Ni基耐热硬质合金，例如，可用于整体成型、涂覆、局部修复。此处，整体成型，是对叶片材料形式的Ni基耐热硬质合金粉末加压成型后，进行烧结。另外，涂覆，是利用，例如，低压等离子体喷镀法、高速火焰喷镀法将Ni基耐热硬质合金粉末喷镀涂覆到高温氧化等的减薄部分后，再进行加热烧结。还有，局部修复，是将Ni基耐热硬质合金粉末，补到龟裂部分等的修复对象部分后，再进行烧结。
按照本发明，由于Ni基耐热硬质合金是将熔点不同的2种Ni合金粉末混合后，再加热生成的，所以可以不要焊接。因此，可避免因焊接引起的焊接缺陷的发生，同时可以提供能消除强度不足的Ni基耐热硬质合金。另外，由于可以使生成的Ni基耐热硬质合金的组成与高温部件的母材的组成大致相同，故母材与Ni基耐热硬质合金的界面容易溶合为一，从而可以消除修复后的结合强度的不足。
附图说明
图1A、B是本发明的Ni基耐热硬质合金中使用的、具有高熔点的Ni合金粉末与具有低熔点的Ni合金粉末进行混合、加热时的说明图。
图2是采用第1实施方案的实施例1中的Ni基耐热硬质合金的叶轮机的说明图。
图3A、B是采用第1实施方案的实施例2中的Ni基耐热硬质合金的叶轮机的说明图。
图4A、B是采用第1实施方案的实施例3中的Ni基耐热硬质合金的叶轮机的说明图。
具体实施方式
下面说明实施发明的最佳方案。
<第1实施方案>
下面对本发明的第1实施方案进行说明。在本实施方案中，作为母材，使用IN738LC。IN738LC的组成是，Ni-15.7～16.3Cr-8～9Co-1.5～2.0Mo-2.4～2.8W-1.5～2.0Ta-3.2～3.7Ti-3.2～3.7Al-1.5～2.0Nb-0.09～0.13C-0.007～0.012B-0.03～0.08Zr。
作为本实施方案的Ni基耐热硬质合金粉末中的高熔点Ni合金粉末，使用其熔点为1300℃以上的。作为该高熔点Ni合金粉末的组成的一例，可举出Ni-16～18Cr-0～5Co-0.0～3.5W-0.0～1.0Ta-0.0～1.0Ti-0.0～1.0Al-0.15～0.3C-0.01～0.03B-0.0～0.1Zr。此时，Ni中添加的各合金 成分的效果如下所述。
首先，Cr，是赋予合金耐氧化性和耐蚀性的合金成分。Co，对于在形成γ′相(Ni3Al)中作为改善高温强度有效的合金成分的Al和Ti，增大高温下这些成分的固溶限度，结果有助于提高高温强度。W，具有固溶强化的效果，和有助于高温强度的提高。Ta，通过固溶强化和由于γ′相的析出强化而有助于高温强度的提高。
Ti和Al，通过取决于γ′相的析出强化而有助于高温强度的提高。C，形成碳化物，主要强化晶界有助于高温强度的提高。B和Zr，增加晶界结合力提高高温强度。
另一方面，作为本实施方案的Ni基耐热硬质合金粉末中的低熔点Ni合金粉末，使用其熔点为1120～1200℃的。而且，作为低熔点Ni合金粉末的组成的一例，可举出Ni-8～12Cr-16～20Co-2.0～3.5Mo-1.5～2.5W-5～9Ta-7.5～10Ti-8.5～10.5Al-1～3Nb-0.5～3.5B-0.00～0.35Zr。
而且，各合金成分的添加效果，与高熔点Ni合金粉末相同。另外，高熔点Ni合金粉末中未含有的Mo，与W相同，有固溶强化的效果，有助于高温强度的提高。此外，Nb，与Ti一样，与Al一起对于形成γ′相有助于提高高温强度。还有，该低熔点Ni合金粉末中，可比具有高熔点的Ni合金粉末中添加更多的Co、Mo、Ta、Ti、Al和B。其目的在于，可使低熔点Ni合金粉末的熔点下降。尤其是B的效果更大。但是，B在烧结时，使合金变脆，所以有必要控制其含量。
在使用，由这样的合金组成构成的高熔点Ni合金粉末和低熔点Ni合金粉末混合并使低熔点Ni合金粉末的配比为30～60重量％作成的Ni基耐热硬质合金粉末，进行上述的整体成型或涂覆或局部贴补增厚时，通过于1150～1250℃的温度下，2～12小时之间加热进行烧结。结束该烧结用的加热处理，进行母材和Ni基耐热硬质合金的冷却时，如上所述，也可以进行采用1120℃±10℃下的2～4小时的加热和850℃±10℃下的16～24小时的加热的阶段性的加热处理。
下面，对使用本实施方案中的Ni基耐热硬质合金粉末的烧结处理进行说明。而且，在下述实施例中所述的各部分的数值等只表示一例，并不限定本发明的权利范围。
(实施例1)
在本实施例中，参考图2，对整体成型进行说明。首先，将Ni基耐热硬质合金粉末中的2种Ni合金粉末作成下述组成的粉末。
低熔点Ni合金粉末：Ni-10.7Cr-17.2Co-2.6Mo-2.0W-5.8Ta-8.6Ti-8.7Al-2.6Nb-1.2B-0.27Zr
高熔点Ni合金粉末：Ni-17.1Cr-3.1W-0.19C
将这样组成的低熔点Ni合金粉末按45重量％、高熔点Ni合金粉末按55重量％的配比，用球磨机等进行混合，由此构成Ni基耐热硬质合金粉末。将这样的Ni基耐热硬质合金粉末按照叶片材料的形式压粉成型后，在1215℃、8小时的条件下进行加热烧结。接着，为了提高强度，进行相当于固溶处理和时效处理的、1120℃×2小时+850℃×24小时的阶段性的热处理，成型出了如图2所示的叶轮机的转动叶片11。
按照本实施例1，由于通过混合加热2种Ni基合金成型转动叶片11，所以在低熔点Ni合金粉末和高熔点Ni合金粉末之间发生上述的毛细管现象(参见图1)，从而可以得到强度充分的转动叶片11。另外，在为烧结的加热之后，进行阶段性的热处理，再进行固溶处理和时效处理，由此均匀地在母材中析出γ′相，从而可以更进一步提高转动叶片11的强度。
而且，在本实施例1中，烧结时也可以进行更高温静水压(HIP)处理。此时，例如，在1200℃×1500Kg/cm2×4小时的条件下进行HIP处理。而且，通过并用该HIP处理，可以得到减少或消灭烧结后产生的气孔的效果。
(实施例2)
在本实施例2中，参考图3A、B，对涂覆进行说明。其中，图3A示出涂覆前的转动叶片的略图，图3B示出涂覆后的转动叶片的略图。另外，作为用于本实施例2中的Ni基耐热硬质合金粉末中的低熔点Ni合金粉末和高熔点Ni合金粉末，使用与实施例1中的Ni基耐热硬质合金粉末具有相同组成的。
首先，用球磨机将低熔点Ni合金粉末(粒径75μm以下)按45重量％、高熔点Ni合金粉末(粒径150μm以下)按55重量％的配比进行混合，生成Ni基耐热硬质合金粉末。接着，例如，用低压等离子喷涂法，将该Ni基耐热硬质合金粉末喷涂到图3A中的转动叶片11的减薄部位12上，再于1215℃、8小时的条件下进行加热烧结。然后，与实施例1同样，进行相当于固溶处理和时效处理的、1120℃×2小时+850℃×24小时的热处理，如图3B所示，形成了牢固地涂覆了减薄部位12的涂层部分13。这样一来，成型成具有涂层部分13的转动叶片11，并将转动叶片11修复。
另外，在本实施例2中，与实施例1同样，在烧结时，例如，将1200℃×1500Kg/cm2×4小时条件下的HIP处理并入一起进行，也可以减少或消灭烧结后发生的气孔。
(实施例3)
在本实施例3中，参照图4A、B，对局部的修复进行说明。其中，图4A示出局部修复前的转动叶片的略图，图4B示出局部修复后的略图。另外，作为用于本实施例3中的Ni基耐热硬质合金粉末中的低熔点Ni合金粉末和高熔点Ni合金粉末，使用与实施例1中的Ni基耐热硬质合金粉末是相同组成的。
实施例3示出以转动叶片11作为修复对象，例如发生龟裂部位14，将其修复的场合。同实施例3的场合，首先，如图4A所示，将龟裂部位14的点线所示的龟裂周边部分15用砂轮机等切除。然后，在球磨机中，将低熔点Ni合金粉末按45重量％、高熔点Ni合金粉末按55重量％的配比进行混合，生成Ni基耐热硬质合金粉末，同时还用有机溶剂(例如Uolukoromonoi社制的商品名：Mikurobarishi#510)进行混炼作成粘土状。
接着，将含有Ni基耐热硬质合金粉末的粘土状混合物，修复去除了龟裂周边部分15的部位之后，在与实施例1相同条件下进行烧结和其后的加热处理，由此形成了相当于图4B所示的龟裂周边部位15的修复部分16。这样一来，成型出有龟裂部位14的转动叶片11，并进行了转动叶片11的修复。
另外，在本实施例3中，与实施例1同样，在烧结时，例如，并入1200℃×1500Kg/cm2×4小时条件下的HIP处理一起进行，也可以降低或消灭烧结后发生的气孔。
<第2实施方案>
下面，对本发明的第2实施方案进行说明。在本实施方案中，作为母材，使用MGA1400。MGA1400的组成是，Ni-13.1～15.0Cr-8.5～10.5Co-1.0～3.5Mo-3.5～4.5W-3.0～5.5Ta-2.2～3.2Ti-3.5～4.5Al-0.06～0.12C-0.005～0.025B-0.01～0.05Zr。
作为本实施方案的Ni基耐热硬质合金粉末中的高熔点Ni合金粉末，使用其熔点为1300℃以上的。作为该高熔点Ni合金粉末的组成的一例，可举出，Ni-10～20Cr-0～7Co-0～2Mo-0～9W-0～3Ta--0.0～0.3C-0.00～0.03B。而且，Ni中添加的各合金成分的效果与第1实施方案相同。
另一方面，作为本实施方案2的Ni基耐热硬质合金粉末中的低熔点Ni合金粉末，使用其熔点为1250℃以下的(特别是1215℃以下的)。而且，作为低熔点Ni合金粉末组成的一例，可举出，Ni-3～13Cr-14～24Co-1.5～7.5Mo-0.5～11W-5～9Ta-4～9Ti-7.5～11.5Al-0.00～0.02C-0.5～3.5B。另外，Ni中添加的各合金成分的效果，与第1实施方案相同。
使用由这样的合金组成构成的高熔点Ni合金粉末和低熔点Ni合金粉末进行混合并且低熔点Ni合金粉末的配比为30～60重量％的Ni基耐热硬质合金粉末，完成上述整体成型或涂覆或局部贴补增厚时，通过在1150～1250℃的温度下2～12小时之间加热进行烧结。结束该烧结用的加热处理，再进行母材和Ni基耐热硬质合金的冷却时，如上所述，也可以进行通过1120℃±10℃下的2～4小时的加热和850℃±10℃下的16～24小时的加热的阶段性的加热处理。
这样，相对于母材MGA1400，使用Ni基耐热硬质合金粉末烧结时生成的Ni基耐热硬质合金的组成的重量％示于下述表1、表2中。表1中，将低熔点Ni合金粉末的组成定为Ni-4.81Cr-22.05Co-5.29Mo-8.94W-7.93Ta-6.94Ti-9.47Al-0.02C-1.53B。另外，将高熔点Ni合金粉末的组成定为Ni-18.35Cr-1.62Ta-0.10C-0.017B。将由这样的低熔点Ni合金粉末和高熔点Ni合金粉末形成的Ni基耐热硬质合金粉末，在1215℃×8小时的条件下进行加热和烧结处理。
此时，设定低熔点Ni合金粉末为55重量％、50重量％、45重量％的配比时，形成的Ni基耐热硬质合金的组成，分别成为下述的1)、2)、3)。
1)Ni-10.90Cr-12.13Co-2.91Mo-4.92W-5.09Ta-3.82Ti-5.21Al-0.06C-0.85B
2)Ni-11.58Cr-11.03Co-2.65Mo-4.47W-4.78Ta-3.47Ti-4.74Al-0.06C-0.77B
3)Ni-12.26Cr-9.92Co-2.38Mo-4.02W-4.46Ta-3.12Ti-4.26Al-0.07C-0.70B
另外，在表2中，将低熔点Ni合金粉末的组成定为Ni-11.71Cr-15.09Co-2.28Mo-1.90W-7.98Ta-5.72Ti-7.89Al-0.009C-1.96B。另外，将高熔点Ni合金粉末的组成定为Ni-13.21Cr-5.01Co-0.99Mo-7.50W-0.13C。将由这样的低熔点Ni合金粉末和高熔点Ni合金粉末构成的Ni基耐热硬质合金粉末，在1215℃×8小时的条件下进行加热和烧结处理。
这时，将低熔点Ni合金粉末设定为55重量％、50重量％、45重量％的配比时，所形成的Ni基耐热硬质合金的组成，分别为下述4)、5)、6)。
4)Ni-12.39Cr-10.55Co-1.70Mo-4.42W-4.39Ta-3.15Ti-4.34Al-0.065C-1.08B
5)Ni-12.46Cr-10.05Co-1.64Mo-4.7W-3.99Ta-2.86Ti-3.95Al-0.072C-0.98B
6)Ni-12.54Cr-9.55Co-1.57Mo-4.98W-3.59Ta-2.57Ti-3.55Al-0.078C-0.88B
表1
  Ni   Cr   Co   Mo   W
  低熔点Ni合金粉末   32.90   4.81   22.05   5.29   8.94
  高熔点Ni合金粉末   79.90   18.35   0.00   0.00   0.00
  配合组成   55％配合   54.05   10.90   12.13   2.91   4.92
  50配合   56.40   11.58   11.03   2.65   4.47
  45％配合   58.75   12.26   9.92   2.38   4.02
  MGAI400   Bal.   13.1-15.0   8.5-10.5   1.0-3.5   3.5-4.5
  Ta   Ti   Al   C   B   Zr
  7.93   6.94   9.47   0.02   1.53   0.00
  1.62   0.00   0.00   0.10   0.017   0.00
  5.09   3.82   5.21   0.06   0.85   0.00
  4.78   3.47   4.74   0.06   0.77   0.00
  4.46   3.12   4.26   0.07   0.70   0.00
  3.0-5.5   2.2-3.2   3.5-4.5   0.06-0.12   0.005-0.025   0.01-0.05
表2
  Ni   Cr   Co   Mo   W
  低熔点Ni合金粉末   45.40   11.71   15.09   2.28   1.90
  高熔点Ni合金粉末   73.10   13.21   5.01   0.99   7.50
  配合组成   55％配合   57.87   12.39   10.55   1.70   4.42
  50配合   59.25   12.46   10.05   1.64   4.70
  45％配合   60.64   12.54   9.55   1.57   4.98
  MGAI400   Bal.   13.1-15.0   8.5-10.5   1.0-3.5   3.5-4.5
  Ta   Ti   Al   C   B   Zr
  7.98   5.72   7.89   0.009   1.96   0.00
  0.00   0.00   0.00   0.134   0   0.00
  4.39   3.15   4.34   0.07   1.08   0.00
  3.99   2.86   3.95   0.07   0.98   0.00
  3.59   2.57   3.55   0.08   0.88   0.00
  3.0-5.5   2.2-3.2   3.5-4.5   0.06-0.12   0.005-0.025   0.01-0.05
这样，使用将表1、表2所示组成的低熔点Ni合金粉末和高熔点Ni合金粉末，按上述配比配合构成的Ni基耐热硬质合金粉末，采用第1实施方案的实施例1～3相同的方法进行烧结，则可形成与母材MGA1400的组成相近的Ni基耐热硬质合金。尤其是，通过进行第1实施方案中的实施例2的涂覆和实施例3的局部修复，可以使形成的涂层部分13(图3A、B)和修复部分16(图4A、B)的组成比达到与转动叶片11的母材的组成相近的水平，从而可增强其结合强度。

Claims (18)

1、一种Ni基耐热硬质合金，该合金用于在高温气体环境下使用的高温部件，是通过混合、加热熔点不同的2种Ni合金粉末构成的，作为所述2种Ni合金粉末，使用具有比进行烧结处理时的加热温度高的熔点的高熔点Ni合金粉末和具有比进行烧结处理时的加热温度低的熔点的低熔点Ni合金粉末，其特征在于，高熔点Ni合金粉末至少含有Ni和Cr以及Co、W与Ta中的至少1种作为合金组成，低熔点Ni合金粉末至少含有Ni、Cr、Co、Mo、Ta、Ti、Al和B作为合金组成，在低熔点Ni合金粉末中添加的Co、Mo、Ta、Ti、Al和B的量大于在高熔点合金粉末中添加的Co、Mo、Ta、Ti、Al和B的量。
2、按照权利要求1所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，所述具有低熔点的Ni合金粉末的配比，是混合了所述具有高熔点的Ni合金粉末和所述低熔点Ni合金粉末得到的Ni合金粉末全体的30～60重量％。
3、按照权利要求1所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，使烧结后生成的Ni基耐热硬质合金的组成与作为所述高温部件的母材使用的Ni合金的组成大致等同地设定所述高熔点Ni合金粉末和所述低熔点Ni合金粉末的组成。
4、按照权利要求2所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，使烧结后生成的Ni基耐热硬质合金的组成与作为所述高温部件的母材使用的Ni合金的组成大致等同地设定所述高熔点Ni合金粉末和所述低熔点Ni合金粉末的组成。
5、按照权利要求1所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，作为所述高温部件母材使用的Ni基合金是IN738LC时，
所述高熔点Ni合金粉末的组成是，Ni-16～18Cr-0～5Co-0.0～3.5W-0.0～1.0Ta-0.0～1.0Ti-0.0～1.0Al-0.15～0.3C-0.01～0.03B-0.0～0.1Zr，
所述低熔点Ni合金粉末的组成是，Ni-8～12Cr-16～20Co-2.0～3.5Mo-1.5～2.5W-5～9Ta-7.5～10Ti-8.5～10.5Al-1～3Nb-0.5～3.5B-0.00～0.35Zr。
6、按照权利要求2所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，作为所述高温部件母材使用的Ni基合金是IN738LC时，
所述高熔点Ni合金粉末的组成是，Ni-16～18Cr-0～5Co-0.0～3.5W-0.0～1.0Ta-0.0～1.0Ti-0.0～1.0Al-0.15～0.3C-0.01～0.03B-0.0～0.1Zr，
所述低熔点Ni合金粉末的组成是，Ni-8～12Cr-16～20Co-2.0～3.5Mo-1.5～2.5W-5～9Ta-7.5～10Ti-8.5～10.5Al-1～3Nb-0.5～3.5B-0.00～0.35Zr。
7、按照权利要求1所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，作为所述高温部件母材使用的Ni基合金是MGA1400时，
所述高熔点Ni合金粉末的组成是，Ni-10～20Cr-0～7Co-0～2Mo-0～9W-0～3Ta-0.0～0.3C-0.00～0.03B，
所述低熔点Ni合金粉末的组成是，Ni-3～13Cr-14～24Co-1.5～7.5Mo-0.5～11W-5～9Ta-4～9Ti-7.5～11.5Al-0.00～0.02C-0.5～3.5B。
8、按照权利要求2所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，作为所述高温部件母材使用的Ni基合金是MGA1400时，
所述高熔点Ni合金粉末的组成是，Ni-10～20Cr-0～7Co-0～2Mo-0～9W-0～3Ta-0.0～0.3C-0.00～0.03B，
所述低熔点Ni合金粉末的组成是，Ni-3～13Cr-14～24Co-1.5～7.5Mo-0.5～11W-5～9Ta-4～9Ti-7.5～11.5Al-0.00～0.02C-0.5～3.5B。
9、按照权利要求1所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，作为所述高温部件母材使用的Ni基合金是IN738LC时，
所述高熔点Ni合金粉末的熔点是1300℃以上，所述低熔点Ni合金粉末的熔点是1200℃以下。
10、按照权利要求2所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，作为所述高温部件母材使用的Ni基合金是IN738LC时，
所述高熔点Ni合金粉末的熔点是1300℃以上，所述低熔点Ni合金粉末的熔点是1200℃以下。
11、按照权利要求3所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，作为所述高温部件母材使用的Ni基合金是IN738LC时，
所述高熔点Ni合金粉末的熔点是1300℃以上，
所述低熔点Ni合金粉末的熔点是1200℃以下。
12、按照权利要求4所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，作为所述高温部件母材使用的Ni基合金是IN738LC时，
所述高熔点Ni合金粉末的熔点是1300℃以上，所述低熔点Ni合金粉末的熔点是1200℃以下。
13、按照权利要求1所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，作为所述高温部件母材使用的Ni基合金是MGA1400时，
所述高熔点Ni合金粉末的熔点是1300℃以上，所述低熔点Ni合金粉末的熔点是1250℃以下。
14、按照权利要求2所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，作为所述高温部件母材使用的Ni基合金是MGA1400时，
所述高熔点Ni合金粉末的熔点是1300℃以上，所述低熔点Ni合金粉末的熔点是1250℃以下。
15、按照权利要求3所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，作为所述高温部件母材使用的Ni基合金是MGA1400时，
所述高熔点Ni合金粉末的熔点是1300℃以上，所述低熔点Ni合金粉末的熔点是1250℃以下。
16、按照权利要求4所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，作为所述高温部件母材使用的Ni基合金是MGA1400时，
所述高熔点Ni合金粉末的熔点是1300℃以上，所述低熔点Ni合金粉末的熔点是1250℃以下。
17、按照权利要求1所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，所述高熔点Ni合金粉末和所述低熔点Ni合金粉末是通过在1150～1250℃、且2～12小时的条件下加热烧结生成的。
18、按照权利要求17所述的Ni基耐热硬质合金，其特征在于，烧结后，对由此获得的烧结件，在1120℃±10℃下进行2～4小时加热，再于850℃±10℃下进行16～24小时加热处理。
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