MX2014010904A

MX2014010904A - Concepto de recubrimiento novedoso.

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Publication number: MX2014010904A
Application number: MX2014010904A
Authority: MX
Inventors: Per Sjödin
Original assignee: Alfa Laval Corp Ab
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-15
Also published as: CA2868227C; CN104203487A; AU2013241720B2; CN104203488B; PH12014502000B1; PL2830821T3; CA2864958C; BR112014023761B1; CA2868635C; SI2830818T1; RU2014143253A; BR112014023762B1; EP2830818A1; KR102071484B1; AP2014007938A0; US10421141B2; WO2013144222A1; CL2014002567A1; AU2013241803A1; ES2617219T3

Abstract

La presente invención se refiere a una composición que comprende una mezcla de por lo menos una fuente de boro y por lo menos una fuente de silicio y la composición comprende además partículas seleccionadas de partículas que tienen propiedades de resistencia al desgaste, partículas que tienen propiedades de mejora de superficie, partículas que tienen propiedades catalíticas o combinaciones de las mismas, en donde la mezcla comprende boro y silicio en una relación en peso de boro a silicio dentro de un intervalo de aproximadamente 3: 100 peso: peso a aproximadamente 100: 3 peso: peso, en donde el silicio y el boro están presentes en la mezcla en por lo menos 25% en peso, y en donde por lo menos una fuente de boro y por lo menos una fuente de silicio son libres de oxígeno a excepción de cantidades inevitables de oxígeno contaminante y en donde la mezcla es una mezcla mecánica de partículas y las partículas tienen un tamaño medio de partícula inferior a 250 micras. La presente invención se refiere además a un método para proporcionar un producto recubierto y un producto recubierto obtenido por el método.

Description

CONCEPTO DE RECUBRIMIENTO NOVEDOSO La presente invención se refiere a un concepto DE recubrimiento novedoso, la composición de recubrimiento, un método para proporcionar un producto recubierto y usos.

ANTECEDENTES En la actualidad hay diferentes métodos de unión para unir aleaciones que tienen altas temperaturas de fusión. Por alta temperatura se entiende una temperatura de fusión superior a 900°C. Un método común que se utiliza es la soldadura. La soldadura se refiere a un método en el que se funde el material de base con o sin material adicional, es decir, creación de un producto colado mediante la fusión y re-solidificación. Otro método de unión es la soldadura fuerte. Durante el proceso de soldadura un material de carga de soldadura fuerte se añade al material de base, y la carga de soldadura se funde durante el proceso a una temperatura por arriba de 450°C, es decir la formación de una interfaz de liquido, a una temperatura inferior a la temperatura de liquido del material de base que será unido. Al soldar la interfaz de líquidos debe tener una buena humectación y flujo. La soldadura es un proceso en el que dos o más artículos de metal se unen entre sí por fusión y que fluye de un metal de carga, es decir, una soldadura, en la junta, la soldadura tiene un punto de fusión inferior a la pieza de trabajo. En la soldadura fuerte, el metal de aportación se funde a una temperatura superior a la soldadura, pero la pieza de trabajo de metal no se derrite. La distinción entre la soldadura y la soldadura fuerte se basa en la temperatura de fusión de la aleación de carga. Una temperatura de 450°C se utiliza por lo general como un punto que define la práctica entre soldadura y soldadura fuerte.

Al soldar se aplica un material de carga de soldadura fuerte en contacto con el espacio o parte libre entre el material de base a unir. Durante el proceso de calentamiento la carga de soldadura se derrite y llena el vacio que será unido. En el proceso de soldadura hay tres grandes etapas, la primera etapa se llama etapa física. La etapa física incluye humectantes y flujo de la carga de soldadura. La segunda etapa se produce normalmente a cierta temperatura de unión dada. Durante esta etapa hay una interacción de sólido-líquido, que se acompaña de transferencia sustancial de masas. El volumen de material de base que está conjuntado inmediatamente al metal de carga líquido o bien se disuelve o se hace reaccionar con el metal de carga en esta etapa. Al mismo tiempo, una pequeña cantidad de elementos de las fases líquidas penetra en el material de base sólido. Esta redistribución de los componentes en el área de la junta da como resultado cambios en la composición de metal de carga, y, a veces, a inicio de la solidificación del metal de carga. La última etapa, que se superpone a la segunda, se caracteriza por la formación de la microestructura final conjunta y progresa durante la solidificación y enfriamiento de la junta.

Un método muy relacionado con los procesos de soldadura es la soldadura de difusión (DFB) también llamada unión en fase Liquida Transitoria (TLP) , o la Unión por Difusión Activada (ADB) . Algunas veces se menciona la unión por difusión, pero la unión por difusión se refiere a soldadura fuerte difusión o soldadura por difusión y ahora la unión por difusión se considera que es un término no estándar .

La soldadura por difusión (DFB), la unión en fase Líquida Transitoria (TLP) , o Unión por Difusión Activada (ADB) es un proceso que choca, o se une, a metales calentándolos a una temperatura de soldadura fuerte adecuada, ya sea un metal de carga previamente colocado se fundirá o fluirá por atracción capilar, o bien se formará una fase líquida in situ entre dos superficies en contacto una con la otra. En cualquier caso, el metal de carga se difunde en el material de base hasta las propiedades físicas y mecánicas de la unión que se vuelven casi idénticas a las del metal de base. Dos aspectos críticos de la DFB, TLP, o ADB son que: - se debe formar o activar un líquido en el área de la junta; y debe ocurrir una extensa difusión de los elementos de carga de metal en el material de base.

Las maneras de obtener una junta cercana o el mismo que el obtenido cuando se utiliza DFB, TLP, o ADB, pero tiene la ventaja de soldadura fuerte, por ejemplo, tiene la posibilidad de soldar espacios más grandes, etc., es mediante el uso una técnica de soldadura fuerte y soldadura fuerte cargas descritos por WO 2002/38327, WO 2008/060225 y WO 2008/060226.

Mediante el uso de un material de carga de soldadura fuerte, es decir, una aleación de soldadura, con una composición cerca del material de base pero se agregan depresores del punto de fusión, por ejemplo, silicio y/o boro y/o fósforo. De esta manera la junta de soldadura fuerte tendrá una composición cerca del material de base después de la soldadura fuerte dado que la carga de soldadura fuerte tuvo una composición similar que el material de base, las mezclas de carga de soldadura fuerte con el material de base debido a la disolución del material de base y los depresores del punto de fusión se diseminan en el material de base.

Hay muchas razones para la selección de un método de conjunción determinado, tales como el costo, productividad, seguridad, velocidad y propiedades del producto de conjunto. Los E-módulos estrechamente relacionados disminuirán el riesgo de altas tensiones en el material con mayor E módulo cuando se carga el material. Cuando el coeficiente de expansión térmica es similar el resultado disminuirá las tensiones inducidas térmicamente. Cuando el potencial electroquímico es similar el resultado va a disminuir el riesgo de corrosión.

El uso de materiales de carga, es decir, aleaciones, cuando se conjuntan los metales de base es un proceso complicado. El material de carga tiene que estar en una forma que podría ser aplicado al metal de base antes del calentamiento. Por lo general, los materiales de carga son partículas producidas convenientemente por atomización, pero las cargas también pueden estar en forma de láminas producidas por "centrifugado por fusión", es decir, solidificación rápida (RS) . En cuanto a RS sólo un número limitado de composiciones son posibles de producir por RS . El número de composiciones que se pueden hacer en forma de partículas, es decir, en polvo, es mayor y la producción normal de polvos es por atomización. Cuando los materiales de carga están en forma de polvos a continuación, a menudo se combinan con aglutinantes para formar una pasta, que podría aplicarse al metal de base de cualquier manera adecuada. Para producir láminas o para producir polvos de aleación son procesos complicados y por lo tanto es costoso. Cuando los polvos se utilizan los polvos se adecuado aplicado en forma de una pasta como se mencionó anteriormente, esto añadirá un paso adicional al proceso, ya que necesita la pasta para ser mezclado con los aglutinantes y otros componentes, que son benéficos para las propiedades de la pasta. Por lo tanto procesa una gran cantidad de trabajo que se lleva a cabo para obtener la forma recta, propiedades, configuración y composición de la carga antes de la fusión y conjunción.

La Invención Un propósito de la invención es reducir las etapas del proceso cuando se recubren sustratos de materiales madre. Otro objetivo es simplificar el recubrimiento de los materiales madre y por lo tanto reducir los costos.

Si es posible, cuando se seleccionan los materiales de recubrimiento de carga de soldadura fuerte, es benéfica una composición cerca del material madre, ya que el material madre ha sido seleccionado para los propósitos de productos. Si hubiera sido posible y el costo no fuera limitado, seria mejor desarrollar una soldadura de recubrimiento de carga para cada material madre. Por lo tanto, otro propósito de la invención es disminuir el número necesario de los recubrimientos de carga de soldadura fuerte.

Por consiguiente, la presente invención proporciona una solución a los problemas técnicos y propósitos por el concepto de recubrimiento novedoso y actividad inventiva. El primer aspecto se refiere a una composición de recubrimiento que comprende una mezcla mecánica de por lo menos una fuente de boro y por lo menos una fuente de silicio, y la composición de recubrimiento comprende además partículas tales como partículas que tienen propiedades de resistencia al desgaste o partículas de la superficie mejora de las propiedades o propiedades catalíticas partículas o combinaciones de los mismos, en el que la mezcla comprende boro y silicio en una relación en peso de boro a silicio dentro de un intervalo de aproximadamente 3: 100 peso: peso a aproximadamente 100: 3 peso: peso, en donde el silicio y el boro están presentes en la mezcla en por lo menos 25% en peso y en donde por lo menos una fuente de boro y por lo menos una fuente de silicio son oxígeno libre a excepción de cantidades inevitables de oxígeno contaminante, y en donde la mezcla es una mezcla mecánica de partículas y las partículas tienen un tamaño medio de partícula inferior a 250 pm.

La composición de recubrimiento en el sentido de la invención se refiere a un material adecuado para el recubrimiento de sustratos. La composición de recubrimiento agregar propiedades a los sustratos recubiertos. Los ejemplos de propiedades son resistentes al desgaste, propiedades de la superficie, que mejoran propiedades catalíticas o combinaciones de los mismos. La adición de propiedades se añade mediante una composición que comprende partículas y una mezcla mecánica de por lo menos una fuente de boro y por lo menos una fuente de silicio.

Una mezcla mecánica de polvos se refiere a la mezcla mecánica de dos o más componentes. La mezcla mecánica de los polvos son partículas de diferentes fuentes, cada una de las partículas es o bien una fuente de boro o una fuente de silicio.

Las partículas que tienen propiedades que se suman a las propiedades de la superficie del sustrato son por ejemplo partículas que tienen propiedades de resistencia al desgaste o partículas que tienen propiedades o mejora de partículas superficiales con propiedades catalíticas o combinaciones de los mismos.

Una composición de recubrimiento de la presente invención es ventajosa ya que proporciona posibilidades para obtener sustratos recubiertos. El material de recubrimiento obtenido en el sustrato es de un material similar al material de los sustratos, excepto que la capa de recubrimiento contiene cantidades adicionales de los elementos de las partículas de mezcla y de recubrimiento. Al permitir la formación del material recubierto en el que el material recubierto se origina en parte del material madre de los sustratos, por lo menos se pueden disminuir los riesgos de corrosión.

Los sustratos se refieren a partes de un producto obtenible, las partes podrían ser, por ejemplo, pero no limitadas a, piezas gruesas, tales como separadores o decantadores, etc., o partes delgadas tales como placas o bobinas. Los sustratos pueden ser las piezas que deben ser recubiertas. El sustrato también podría ser de piezas de trabajo. Los sustratos son de materiales matrices, es deci , material a recubrir. Los materiales de origen se refieren a materiales madre o aleaciones base, dicho material madre o aleaciones base son adecuadas para cubrir. Ejemplos de materiales de matrices, se pueden encontrar en la Tabla 1, la invención no se limita a los ejemplos en la Tabla 1.

El material madre es un metal o una aleación. La aleación se define como una asociación íntima o compuesto de dos o más elementos, la aleación posee un grado marcado de todas o la mayoría de estas características comúnmente descritas como metálicas. Las aleaciones son compuestos no simples mezclas. Un metal es un elemento que tiene propiedades metálicas.

El boro se clasifica como metaloide y no es un metal. El silicio es un metaloide tetravalente y no un metal. El silicio y el boro pueden ser aleaciones cuando están en un compuesto junto con un elemento de metal.

Los compuestos son combinaciones de dos o más elementos. Vidrio, acero, óxido de hierro son compuestos en los que cada átomo es atraído por todos los átomos adyacentes a fin de producir un sólido uniforme o casi uniforme, tales cuerpos claramente no son simples mezclas mecánicas, compuestos químicos de composición variable o indefinida tal como silicatos, los polímeros son combinados químicamente pero son compuestos de composiciones variables.

Sin estar ligado a ninguna teoría específica, los inventores creen que la presencia de boro proporciona humectabilidad y disminución del punto de fusión, y el silicio proporciona disminución del punto de fusión.

Una fuente de boro se refiere al boro elemental (B) , una aleación o compuesto que contiene boro.

Una fuente de silicio se refiere a silicio elemental (Si) , una aleación o un compuesto que contiene silicio.

La contaminación de oxígeno se refiere a cantidades inevitables de oxígeno que, por ejemplo, está contenida en grados técnicos etc. de una fuente de silicio o de una fuente de boro, y la cantidad puede ser tan alta como 5% en peso de oxígeno en la fuente de boro y tan alta como 5 % en peso en la fuente de silicio. La contaminación de oxígeno puede ser tan alta como 10% en peso.

De acuerdo con un ejemplo, la fuente de silicio se selecciona de uno o más de silicio elemental, una aleación que contiene silicio, o un compuesto que contiene silicio.

De acuerdo con otro ejemplo, la fuente de boro se selecciona entre uno o más de boro elemental, una aleación que contiene boro, o un compuesto que contiene boro.

De acuerdo con un ejemplo adicional, la fuente de boro se selecciona de entre boro elemental, carburos de boro, boruros de níquel, boruros de silicio y la fuente de silicio se selecciona de silicio elemental, carburos de silicio, boruros de silicio y siliciuros de hierro.

De acuerdo con un ejemplo adicional de la fuente de boro por lo menos una puede seleccionarse de entre boro elemental, B4C, B4S1, B3SÍ, NiB, y FeB, y por lo menos una fuente de silicio se puede seleccionar de silicio elemental, FeSi, SiC, y B4Si, B Si .

De acuerdo con un ejemplo más de las partículas que tienen un tamaño de partícula inferior a 250 pm. De acuerdo con un ejemplo adicional el tamaño de partícula será inferior a 160 pm. De acuerdo con un ejemplo adicional el tamaño de partícula será inferior a 100 µp?. De acuerdo con un ejemplo aún más el tamaño de partícula inferior a 50 µp\.

De acuerdo con un ejemplo adicional, el silicio y el boro están presentes en la mezcla en por lo menos 25% en peso, preferiblemente de silicio y boro están presentes en la mezcla en por lo menos 35% en peso, de silicio y boro más preferida están presentes en la mezcla en por lo menos 40% en peso, más preferido de silicio y el boro está presente en la mezcla en por lo menos 45% en peso.

De acuerdo con un ejemplo adicional, el silicio y el boro están presentes en la mezcla en por lo menos 50% en peso, preferiblemente el silicio y boro están presentes en la mezcla en por lo menos 60% en peso, de mayor preferencia el silicio y boro están presentes en la mezcla en por lo menos 70 % en peso, de máxima preferencia el silicio y boro están presentes en la mezcla en por lo menos 80% en peso.

La cantidad de silicio y boro en la mezcla depende de la pureza de silicio y boro, sino también en el tipo de fuente de silicio o fuente de boro que están contenidos en la mezcla. Por ejemplo, si la fuente de silicio es Fe - Si el Fe es pesado y la cantidad de silicio y boro será menor. En la tabla se enumeran unos cuantos ejemplos.

Tabla 1 De acuerdo con un ejemplo adicional la mezcla tiene una relación en peso de boro a silicio dentro de un intervalo de aproximadamente 5: 100 a aproximadamente 2: 1.

De acuerdo con un ejemplo adicional la mezcla tiene una relación en peso de boro a silicio dentro de un intervalo de aproximadamente 5: 100 a aproximadamente 2: 1.

De acuerdo con un ejemplo adicional la mezcla tiene una relación en peso de boro a silicio dentro de un intervalo de aproximadamente 1: 10 a aproximadamente 7:10.

De acuerdo con un ejemplo adicional la mezcla tiene una relación en peso de boro a silicio dentro de un intervalo de aproximadamente 15: 100 a aproximadamente 4:10.

De acuerdo con un ejemplo las partículas que tienen propiedades de resistencia al desgaste partículas duras son seleccionadas a partir de partículas a base de óxidos, nitruros, carburos, boruros, o mezclas de los mismos.

De acuerdo con otro ejemplo de las partículas, las que tienen propiedades de mejora de la superficie son, por ejemplo zeolitas.

De acuerdo con otro ejemplo las partículas que tienen propiedades catalíticas son por ejemplo óxidos de titanio, óxidos de magnesio, óxidos de cinc, etc.

De acuerdo con otro ejemplo las partículas que tienen propiedades de resistencia al desgaste son uno o más de carburo de tungsteno, nitruro de boro (cúbico), nitruro de titanio, diamantes, materiales compuestos metálicos, boruros de cromo. Las partículas pre-chapados con metales, por ejemplo el níquel.

De acuerdo con otro ejemplo la composición de recubrimiento comprende, además, polvos de un material madre, en donde el material madre está presente en una cantidad menor que 75% en peso calculado sobre el peso total de silicio, boro y el material madre.

De acuerdo con otro ejemplo la composición de recubrimiento comprende además una aleación de soldadura.

De acuerdo con un ejemplo adicional, la composición de recubrimiento comprende además por lo menos un aglutinante seleccionado a partir de disolventes, agua, aceites, geles, lacas o barnices, polímeros, cera o combinaciones de los mismos .

Como un ejemplo, el aglutinante puede ser seleccionado a partir de poliésteres, polietilenos, polipropilenos, polímeros acrilicos, polímeros (met) acrílicos, alcoholes de polivinilo, acetatos de polivinilo, poliestirenos , ceras.

De acuerdo con un ejemplo adicional, el aglutinante puede ser un poliéster, una cera o combinaciones de los mismos .

De acuerdo con un ejemplo adicional, la composición de recubrimiento es una pintura o la composición de recubrimiento es una pasta o la composición de recubrimiento es una dispersión.

De acuerdo con un ejemplo adicional, el aglutinante es un gel y la composición de recubrimiento es una pasta.

Una ventaja cuando la composición de recubrimiento es una pasta, es que la pasta se puede aplicar fácilmente a las áreas seleccionadas en el sustrato.

De acuerdo con un ejemplo adicional, el aglutinante es una laca o un barniz y la composición de recubrimiento es una pintura.

Una ventaja cuando una composición de recubrimiento es una pintura, es que la pintura puede ser fácilmente distribuida sobre la superficie del sustrato y se adhieren a la superficie y por lo tanto puede ser manipulada durante, por ejemplo, su transporte, prensado, corte, etc.

De acuerdo con un ejemplo adicional, el aglutinante se selecciona a partir de poliésteres, polietilenos , polipropilenos, polímeros acrilicos, polímeros (met ) acrílieos , alcoholes de polivinilo, acetatos de polivinilo, poliestirenos, ceras o combinaciones de los mismos y la composición de recubrimiento es una pintura o la composición de recubrimiento es una pasta.

De acuerdo con un ejemplo adicional, el aglutinante se selecciona a partir de poliésteres, polietilenos, polipropilenos, polímeros acrilicos, polímeros (met ) acrílieos , alcoholes de polivinilo, acetatos de polivinilo, poliestirenos, ceras o combinaciones de los mismos, y la composición de recubrimiento es una pintura.

De acuerdo con un ejemplo adicional, el aglutinante se selecciona a partir de poliésteres, polietilenos, polipropilenos, polímeros acrilicos, polímeros (met ) acrílieos , alcoholes de polivinilo, acetatos de polivinilo, poliestirenos, ceras o combinaciones de los mismos, y la composición de recubrimiento es una pasta.

De acuerdo con un ejemplo adicional, la mezcla se dispersa en el aglutinante.

De acuerdo con un ejemplo adicional, la composición de recubrimiento es una dispersión.

Una ventaja cuando la composición de recubrimiento es una dispersión, es que el aglutinante puede ser fácilmente evaporado después de aplicar la dispersión sobre la superficie del sustrato. Otra ventaja es que se incorpora menos de carbono adicional en el recubrimiento.

Un segundo aspecto de la invención se refiere a un producto que comprende un sustrato de un material madre, que el material madre tiene una temperatura de sólidos superior a 1100°C, y el producto también comprende la composición de recubrimiento de acuerdo con los ejemplos del primer aspecto por lo menos una parte del producto tiene una capa superficial de la composición de recubrimiento. Ejemplos de material de patente diferente se enumeran en la Tabla 2, los materiales madre de la invención no se limitan a los materiales indicados.

Tabla 2 Dependiendo de cuál material madre se utiliza de acuerdo con la invención hay diferentes materiales madre preferidos que tienen diferente temperatura de sólidos, es decir, el punto de temperatura en el que se solidifica un material. La temperatura de sólido del material madre puede ser superior a 1100°C.

De acuerdo con un ejemplo adicional el material madre tiene una temperatura de sólidos superior a 1220°C. De acuerdo con un ejemplo adicional el material madre tiene una temperatura de sólidos superior a 1250°C. De acuerdo con un ejemplo adicional el material madre tiene una temperatura de sólidos superior a 1300°C.

De acuerdo con un ejemplo el material madre se selecciona de aleaciones de hierro, aleaciones a base de níquel, aleaciones a base de cromo, aleaciones a base de cobalto y aleaciones a base de cobre.

De acuerdo con otro ejemplo, el material madre comprende de aproximadamente 15 a aproximadamente 22% en peso de cromo, de aproximadamente 8 a aproximadamente 22% en peso de níquel, de aproximadamente 0 a aproximadamente 3% en peso de manganeso, de aproximadamente 0 a aproximadamente 1% en peso de silicio 0,5, de aproximadamente 0 a aproximadamente 8% en peso de molibdeno, y es equilibrado con hierro.

De acuerdo con otro ejemplo, el material madre comprende de aproximadamente 80% en peso de Ni.

De acuerdo con otro ejemplo, el material madre comprende más de 50% en peso de Fe, menos de 13% en peso de Cr, menos de 1% en peso de Mo, menos de 1% en peso de Ni y menos de 3% en peso de Mn.

De acuerdo con otro ejemplo, el material madre comprende más de 10% en peso de Cr y más de 60% en peso de Ni.

De acuerdo con otro ejemplo, el material madre comprende más de 15% en peso de Cr, 10% más de peso de Mo, y más de 50% en peso de Ni.

De acuerdo con otro ejemplo el material madre comprende más de 10% en peso de Fe, de 0.1 a 30% en peso de Mo, 0.1 a 30% en peso de Ni, y más de 50% en peso de Co.

De acuerdo con otro ejemplo de los sustratos son bobinas, chapas, piezas, láminas.

Un tercer aspecto se refiere a un producto recubierto obtenido por calentamiento de un producto de acuerdo a los ejemplos del segundo aspecto a una temperatura de soldadura fuerte.

De acuerdo un ejemplo el producto recubierto está formado por placas recubiertas de intercambio de calor, placas recubiertas de reactor, se obtienen partes recubiertas de reactores, partes recubiertas de separadores, partes recubiertas de decantadores, partes recubiertas de bombas, partes recubiertas de válvulas.

Un cuarto aspecto se refiere a un método para proporcionar un producto recubierto de por lo menos un sustrato de un material madre que comprende: Etapa (i) aplicar por lo menos una fuente de silicio y por lo menos una fuente de boro en por lo menos un sustrato y las partículas seleccionado de partículas que tienen propiedades de resistencia al desgaste, partículas que tienen la mejora de las propiedades superficiales, partículas que tienen propiedades catalíticas o combinaciones de los mismos ; Etapa (ii) calentar por lo menos un sustrato aplicado a una temperatura de soldadura fuerte por debajo de 1250°C, en un horno en vacío, en un gas inerte, en una atmósfera reductora, o combinaciones de los mismos; y Etapa (iii) enfriar por lo menos un sustrato calentado aplicado y la obtención de un producto recubierto.

De acuerdo un ejemplo, el método puede comprender aplicar una mezcla mecánica de por lo menos una fuente de silicio y por lo menos una fuente de boro.

De acuerdo con un ejemplo, el método puede comprender que es igual por lo menos una fuente de silicio y por lo menos una fuente de boro, preferiblemente la fuente de boro y la fuente de silicio son boruros de silicio.

De acuerdo con un ejemplo, el método puede comprender que por lo menos una fuente de silicio puede ser aplicada como una capa sobre el sustrato y la fuente de boro por lo menos se puede aplicar como otra capa sobre el sustrato .

De acuerdo con un ejemplo, el método puede comprender que la fuente de boro por lo menos una se puede aplicar como una primera capa sobre el sustrato, y por lo menos una fuente de silicio se puede aplicar como segunda capa en la parte superior de la primera capa sobre el sustrato .

De acuerdo un ejemplo el método comprende en la etapa (i) la composición de recubrimiento de acuerdo con los ejemplos, del primer aspecto.

De acuerdo con un ejemplo adicional el método comprende en la etapa (i) el producto obtenido de acuerdo a los ejemplos del segundo aspecto.

De acuerdo con un ejemplo adicional el método comprende en la etapa (iii) que el producto obtenido es de acuerdo con el tercer aspecto.

De acuerdo con un ejemplo, el producto obtenido se calienta a una temperatura por debajo de 1250°C. Según otra alternativa de la invención el producto puede ser calentado a una temperatura por debajo de 1200°C. De acuerdo con una alternativa adicional de la invención el producto puede ser calentado a una temperatura superior a 1100°C. De acuerdo con una alternativa adicional de la invención el producto puede ser calentado dentro de un intervalo de aproximadamente 1100°C a aproximadamente 1250°C.

La capa superficial se puede aplicar como un polvo de la composición de recubrimiento o por medios tales como depósito física de vapor (PVD) o depósito química de vapor (CVD) . El depósito físico de vapor (PVD) es una variedad de depósito en vacío y es un término general utilizado para describir cualquiera de una variedad de métodos para depositar películas delgadas por la condensación de una forma vaporizada del material de película deseada sobre varias superficies de piezas de trabajo, por ejemplo, en obleas de semiconductores. El método de recubrimiento implica procesos puramente físicos, tales como la evaporación al vacío de alta temperatura con la subsiguiente condensación, o plasma de bombardeo iónico en lugar de bombardeo que implica una reacción química en la superficie a recubrir como en el depósito de vapor químico. Depósito de vapor químico (CVD) es un proceso químico utilizado para producir alta pureza, los materiales sólidos de alto rendimiento. El proceso es utilizado por ejemplo en la industria de semiconductores para producir películas delgadas. En un procedimiento de CVD típico, la oblea, es decir, el sustrato, se expone a uno o más precursores volátiles, que reaccionan y/o que se descomponen en la superficie del sustrato para producir el depósito deseado. Con frecuencia, los subproductos volátiles también se producen, que se eliminan por el flujo de gas a través de la cámara de reacción.

El método puede comprender también que el producto recubierto obtenido se seleccione ente intercambiadores de calor, reactores de placas, partes de reactores, partes de separadores, decantadores, partes de piezas de bombas, partes de válvulas, etc.

Un quinto aspecto se refiere a un uso de una composición de recubrimiento para proporcionar un producto recubierto .

Un sexto aspecto se refiere a un uso de una composición de recubrimiento para de piezas o placas para intercambiadores de calor, recubrimiento de los reactores de placas, recubrimiento de piezas de reactores, recubrimiento de piezas de separadores, recubrimiento de piezas de decantadores, recubrimiento.

Otras modalidades y alternativas se definen por las reivindicaciones .

En lo siguiente la invención se explica por el uso de las Figuras 1 a 6 las cifras son para el propósito de demostrar la invención y no tienen la intención de limitar su alcance.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 muestra una placa de prensado circular usada en los Ejemplos.

La Figura 2 muestra un gráfico de "aproximación".

La Figura 3 muestra un diagrama en el que la anchura medida en función de la cantidad aplicada (g/3500mm2) con las lineas de tendencia.

La Figura 4 muestra otro diagrama en el que calculó el área de llenado de la junta de soldadura fuerte basada en el ancho medido como una función de la cantidad aplicada (g/3500mm2) con las lineas de tendencia.

La Figura 5 muestra otro diagrama en el que el % de la resistencia a la tracción de las muestras probadas en las que la junta fue más fuerte o igual que el que en el material de la placa en función de la cantidad aplicada de mezcla (gramo por 3.500 mm2) .

La Figura 6 muestra la imagen de una de las muestras después de unirse.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS DIBUJOS La Figura 1 muestra una placa de prensado circular, que es de 42 mm de diámetro y 0.4 mm de espesor, hechas de acero inoxidable del tipo 316L. La placa de prensado tenia dos vigas prensado V y H, cada aplicación de 20 mm de largo. La viga V o v significa viga izquierda y viga H o h representa la viga derecha, y v y h se utilizan en los Ejemplos 5 y 9.

La Figura 2 muestra la aproximación 1 que se basa en una sección transversal de una muestra de prueba con soldadura fuerte. La sección transversal en la Figura 2 muestra la viga presiona en la parte superior de la Figura 2 En la parte inferior de la Figura 2 es la placa plana, aplicada anteriormente. En el capilar entre la viga y la superficie plana se crea una junta. Para estimar la cantidad de aleación de soldadura creada en la junta se han hecho las siguientes aproximaciones y cálculos. Se ha estimado que el volumen en el centro de la junta es insignificante. Por lo tanto, el volumen creado para soldadura fuerte de aleación para juntas con una anchura, es decir, anchura B de 1.21 mm o menos, se pone a cero. En los lados exteriores de la viga, es decir, ((X - B)/2), aleación de soldadura formada se ha acumulado. Por lo tanto, la aleación de soldadura en forma fundida ha sido transportada por fuerzas capilares al área de la junta, principalmente de las áreas vecinas que forman los volúmenes de soldadura fuerte de la aleación de los triángulos .

De acuerdo con la Figura 2, es posible calcular un área por la estimación que dos triángulos que se forman en cada lado del centro de la junta. El ángulo en el triángulo se mide a aproximadamente 28°. La anchura total medida se llama X y la anchura central B. El área total (A) de los dos triángulos es, por tanto, A = 2 x (((X-B)/2) x ((X-B)/2) x tan(a)))/2, es decir, para la Figura 2 a = 2 x ( ( (x-1.21) /2) x ( (x-1.21) /2) x tan (28)))/2. El volumen total creado de aleación para soldadura fuerte, que había volado a las grietas, podría ser las veces el área de la longitud de las dos vigas. Algo de la aleación de soldadura formada no fluye a las grietas y se deja en la superficie. La Figura 3 muestra un diagrama en el que la anchura medida en función de la cantidad aplicada (g/3500mm2) con las lineas de tendencia. Los resultados de la prueba de escamas se muestran en las Tablas 8 y 9 del Ejemplo 5 y en la Figura 3. Las lineas de tendencia de la Figura 3 son la base en Y = K x X + L. Los resultados de las anchuras medidas y las áreas estimadas se ilustran en los diagramas de la Figura 3. Las cantidades aplicadas, véanse los cuadros 8 y 9, fueron de 0.06 gramos/3500 mm2 a 0.96 gramos/3500 mm2, que corresponden a la aplicación de 0.017 mg/mm2 a 0.274 mg/mm2, para ser comparado con aproximadamente 1.3-5.1 mg de mezcla por mm2 usado en el Ejemplo 2.

Se midió la linea de tendencia Y = K x X + L para la mezcla, Y es el ancho de la junta, K es la inclinación de la linea, X es la cantidad aplicada de mezcla y L es una constante, véase la Figura 3. Por lo tanto, la anchura de unión de soldadura fuerte: Y (anchura de A3.3) = 1.554 + 9.922 x (cantidad aplicada de mezcla A3.3) Y (anchura para B2 ) = 0.626 + 10.807 x (cantidad aplicada de mezcla B2) Y (anchura para Cl) = 0.537 + 8.342 x (cantidad aplicada de mezcla Cl) Y (anchura de F0) = 0.632 + 7.456 x - (cantidad aplicada de mezcla F0) Como se observa en la Figura 3 las mezclas A3.3 de mezclas A3.3, B2, Cl, DO.5, E0.3 y FO dan la mayor cantidad de aleación para soldadura fuerte en la junta como una función de la cantidad aplicada de mezcla. FO Muestra no dio uniones sustanciales inferior a 0.20 gramos por 3500 mm2.

La Figura 4 muestra otro diagrama en el que calculó el área de llenado de la junta de soldadura fuerte basada en el ancho medido como una función de la cantidad aplicada (gramo/3500mm2) con las lineas de tendencia. La linea de tendencia Y = K x X - L de la mezcla fue medida, Y es el área, K es la inclinación de la linea, X es la cantidad aplicada de mezcla y L es una constante, véase la Figura 4.

Y (área para A3.3) = 4.361 x (cantidad aplicada de mezcla A3.3) - 0.161 Y (área para B2) = 3.372 x (cantidad aplicada de mezcla B2) - 0.318 Y (área para Cl) = 2.549 x (cantidad aplicada de mezcla Cl) - 0.321 Y (área para F0) = 0.569 x (cantidad aplicada de F0 mezcla) - 0.093 Una estimación aproximada del volumen creado basado en el diagrama en la Figura 4 para, por ejemplo una cantidad de 0.18 gramos por 3500 mm2, con exclusión de la muestra F0, debido a que "no hay" uniones de soldadura fuerte y muestra DO .5 debido a muy pocos datos, se obtiene un valor para las muestras de volumen creado de aleación de soldadura en la unión entre las dos vigas, ver a continuación.

Volumen (A3.3) = 0.63 x longitud 40 (20 x 2) = 25.2 mm3 Volumen (B2) = 0.30 x longitud 40 (20 x 2) = 12.0 mm3 Volumen (Cl) = 0,12 x longitud 40 (20 x 2) = 4.8 mm3 Volumen (E0.3) = 0.10 x longitud 40 (20 x 2) = 4.0 mm3 La Figura 5 muestra otro diagrama en el que el % (por ciento) es la tasa de éxito de las muestras de tracción probadas en donde el conjunto fue más fuerte o el mismo que el material de la placa como una función de cantidad aplicada de mezcla, es decir, gramos por 3500 mm2. Cuando la placa fue más fuerte que la junta, lo que da como resultado una fracción de la junta, el resultado se pone a cero. Para las muestras que la unión fuera más fuerte que el material de la placa de la diferencia de resultados no fue estadísticamente significativa.

En la imagen de la Figura 6 se observa una de las muestras después de unirse. La imagen muestra que hay una unión formada entre las dos piezas. La muestra unida es del Ejemplo 10.

La invención se explica con más detalle por medio de los siguientes ejemplos y los ejemplos son para ilustrar la invención y no pretenden limitar el alcance de la invención .

EJEMPLOS Se hicieron las pruebas en estos ejemplos para investigar si de silicio, Si, es capaz de crear una aleación de soldadura fuerte cuando se aplica sobre la superficie de una muestra de prueba de metal base. También se añadieron diferentes cantidades de boro, B, ya que el boro puede disminuir el punto de fusión de aleaciones de soldadura. El boro también puede cambiar el comportamiento de humectación de aleaciones de soldadura. También se investigaron las propiedades de las mezclas probadas. En los Ejemplos el % en peso es porcentaje en peso y % atm es por ciento de átomos.

Si no se menciona nada más, las muestras de prueba de metal base para todas las pruebas se limpiaron por lavado de vajillas y con acetona antes de añadir las muestras de las mezclas de silicio y boro para las muestras de prueba.

Ejemplo 1 : Preparación de mezclas de silicio y de boro a ser probadas : Prueba de muestra No. Cl se preparó mezclando 118.0 gramo de polvo de silicio cristalino de tamaño de partícula de malla 325, 99.5% (del metal) 7440-21-3 de Alfa Aesar -Johnsson Matthey Company, con 13.06 gramos de partículas de polvo de boro cristalino tamaño de malla 325, 98%, 7440-42-8 de Alfa Aesar - Johnsson Matthey Company y 77.0 gramos de Nicrobraz S-30 aglutinante de Wall Colmonoy en un Varimixer BEAR de Busch & Holm que produce 208 gramos de pasta, véase la muestra Cl. Se produjeron todas las muestras de prueba siguiendo el mismo procedimiento como muestra de prueba Cl. Las mezclas se resumen en la Tabla 3.

Tabla 3 Las muestras G15, H100, 166 y J se prepararon de la misma forma que las muestras FO, E0.3, DO.5, Cl, B2 y A3.3 con la excepción de que se utilizó otro aglutinante, el aglutinante fue Nicrobraz S-20 de Wall Colmonoy. Las muestras de prueba se resumen en la Tabla .

Tabla 4 Las muestras también se calculan para mostrar la relación, por ciento en peso y por ciento en átomos, éstos se muestran en la Tabla 5.

Tabla 5 Medida del contenido de aglutinante (polímero y disolvente) en el aglutinante S-20 y S-30. También se probó el contenido de material "seco" dentro de los geles. Las muestras de S-20 y S-30 fueron pesadas y posteriormente colocadas en un horno durante 18 horas a 98°C. Después de que las muestras habían sido sacadas del horno se pesan otra vez. Los resultados se pueden encontrar en la Tabla 6.

Tabla 6 Ejemplo 2: Pruebas de soldadura fuerte Al probar el flujo y humectación características para cargas de soldadura fuerte de la técnica anterior, el peso de la carga de soldadura aplicada es de 2.0 gramos, que corresponde a 0.2 gramos de silicio. Dado que mezclas de silicio y de boro serán probadas, se usaron cantidades similares de silicio y boro en las composiciones probadas. La carga de soldadura contiene 10% en peso de silicio, por lo tanto, 0.2 gramos de mezclas de silicio y boro se aplican sobre las muestras de prueba. Las muestras de prueba fueron piezas de prueba circulares que tienen un diámetro de 83 mm y un espesor de 0.8 mm y las piezas de prueba estaban hechas de acero inoxidable del tipo 316L. Dado que no se espera que 0.2 gramos de mezcla (Si y B) se correspondería a 2 gramos de aleación de soldadura debido a una "aleación de soldadura formada" primero se debe crear desde el metal base y el Si y B. Por lo tanto, una cantidad más alta, es decir, 0.4 gramos también fue probado. El comportamiento de "aleación de soldadura formada" se probó para capacidad de fluir, si la "aleación de soldadura formada" no puede fluir, entonces serían de silicio y boro sólo difundido en el metal de base, o incluso no fundir el metal base. Todas las muestras se sueldan en un horno de vacío a 1210°C durante 1 hora. Se utilizaron pruebas de dobles. Es decir, dos pesos 0.2 gramos y 0.4 gramos, muestras de prueba dobles y seis mezclas diferentes, es decir, F0, E0.3, DO.5, Cl, B2 y A3.3, agregando hasta 2 x 2 x 6 = 24 muestras. Las mezclas se aplican sobre un área circular que tiene un diámetro de aproximadamente 10 a 14 mm, es decir, una superficie de 78 a 154 mm2 o aproximadamente 1.3 a 5.1 mg de mezcla por mm2.

Resultados : Se observó claramente que las piezas de prueba de metal de base se habían fundido y fue creado algún tipo de masas fundidas. También se observó que las fusiones en algunos aspectos aparecieron como una aleación de soldadura con flujo. Sin medir el tamaño de la humectación fue evidente que un aumento de la fracción de boro en las mezclas dio como resultado una mejor humectación. Sin embargo, también se observó que para la mayoría de las muestras de todo el espesor del área cubierta se había derretido creando un agujero que fue creado en el medio de la pieza de prueba. Para las "muestras de 0.2 gramos" cinco de las doce piezas tuvieron agujeros, y para las diez de los doce "piezas de 0.4 gramos".

Por lo tanto, una conclusión es que no es posible cambiar de una pasta de carga de soldadura fuerte o similares y aplicar puntos o líneas con "cantidades iguales comparativas" de mezclas de silicio y boro, ya que las mezclas de silicio y boro fundirá un agujero en el metal de base si la muestra de prueba es delgada, en este caso 0.8 mm. Si se utilizan las muestras de prueba más gruesas pueden aparecer sin agujeros, pero, se podrían formar "ranuras" en el metal base. Esto podría prevenirse o mejorarse mediante la adición de metal base como por ejemplo en polvo a las mezclas de silicio y boro. Si se aplica sólo de silicio, es decir, muestra F0, el resultado parece tener menos propiedades de flujo y humectantes que las otras muestras en el que se aplican tanto el silicio como el boro.

Ejemplo 3: Nuevo Procedimiento de Aplicación En este Ejemplo se prepararon las placas de prueba para todas las pruebas de escamas, pruebas de corrosión y pruebas de tracción al mismo tiempo. A partir del Ejemplo 2 se concluyó que podría haber un riesgo al aplicar las mezclas de silicio y boro en puntos o líneas en las placas de paredes delgadas. Por lo tanto, se investigaron nuevas muestras de pruebas, es decir, las nuevas placas de prueba se aplicaron con diferentes mezclas de Si y B para las pruebas de escamas, pruebas de corrosión y pruebas de tracción.

Por consiguiente, las nuevas muestras de prueba fueron hechas de placas de acero inoxidable del tipo 316L. El tamaño de las placas fue de 100 mm de ancho, 180 a 200 mm de longitud y el espesor fue de 0.4 mm. Todas las placas se limpiaron mediante lavado de vajillas y con acetona antes de la aplicación de las mezclas de Si y B. Se midió el peso. En cada placa se enmascaró una sección de 35 mm en un lado corto .

Las diferentes mezclas utilizadas fueron A3.3, B2, Cl, DO.5, E0.3, F0, G15, H100, y 166, todo con el aglutinante añadido S-30. Las placas fueron "pintadas" con las mezclas en la superficie desenmascarado, que el área de superficie tuvo el tamaño de 100 mm x 35 mm. Después de secar durante más de 12 horas a temperatura ambiente se retiró la cinta adhesiva y el peso placa se mide para cada placa. El peso presentado en la Tabla 7 a continuación es el octavo de la cantidad total de las mezclas en el área de 100 mm x 35 mm = 3500mm2 = 35 cm2.

Tabla 7 Ejemplo 4: Prueba de corrosión-curva de las mues ras .

Las placas de prueba del Ejemplo 3 se cortaron en tiras de 35 mm de ancho, lo que da como resultado un área de superficie aplicada de 35 mm x 35 mm en cada tira. Una placa de prensado circular se colocó sobre las áreas superficiales de las tiras. La placa de prensado circular se muestra en la Figura 1. La placa de prensado tenia un tamaño de 42 mm de diámetro y 0.4 mm de espesor y fue de acero inoxidable del tipo 316L. Las muestras de prueba fueron soldadas por soldadura fuerte durante 1 hora a 1210°C. Los especímenes preparadas para las pruebas de corrosión se aplicaron con muestras de la mezcla A3.3, B2 , Cl, DO.5, E0.3, H100, 166 y J, ver Tabla 5.

Los especímenes fueron analizados de acuerdo a la corrosión método de prueba ASTM A262, "Prácticas estándar para la detección de susceptibilidad al ataque intergranular en aceros inoxidables austeníticos " . "Práctica E - cobre -sulfato de cobre - Acido Sulfúrico. Prueba para la detección de susceptibilidad al ataque intergranular en aceros inoxidables austeníticos" , se selecciona de entre el método de prueba. La razón para seleccionar este pruebas de corrosión fue la sospecha de que el boro podría reaccionar con cromo en los boruros de cromo creación de acero, principalmente en los bordes de los granos, que aumentan el riesgo de ataque de la corrosión intergranular. Las muestras se colocaron en ebullición de ácido sulfúrico del 16% junto con sulfato de cobre en 20 horas, lo que en la norma se refiere como la "práctica" y, posteriormente, una prueba de flexión, de acuerdo con el capítulo 30 de la norma.

Resultados de la prueba de corrosión y seccionamiento de las muestras de prueba Las piezas de prueba se probaron para flexión de acuerdo con el método de prueba de corrosión en el capitulo 30.1. Ninguna de las muestras dio indicaciones de ataque intergranular en la investigación ocular de las superficies flexionadas. Después de la investigación ASTM se cortaron los especímenes flexionados, rectificados y pulidos y las secciones transversales fueron estudiadas en microscopio óptico de luz y en EDS, es decir, Espectroscopia de energía dispersiva. Los resultados se resumen en la Tabla 8.

Tabla 8 Comentarios : Al parecer, cuando la adición de altas cantidades de boro, como por ejemplo H100, J, 166, se forma una capa frágil en la superficie. La capa es probablemente debido a una alta concentración de precipitados de boruro de cromo, que aumenta con la cantidad de boro. No capa frágil se encontró en la muestra H100, aún más probablemente debido a la corrosión en la superficie. A medida que aumenta la cantidad de boruros de cromo con una mayor cantidad de boro, también ha de tenerse en cuenta que las propiedades de corrosión puede disminuir. Esto explicaría por qué H100 muestra que fue atacado en la prueba de corrosión. El efecto "negativo" de boro se puede disminuir mediante el uso de sustratos más gruesos y/o tiempos de difusión más largos. Es entonces posible "diluir" por difusión de boro en el metal base. Para la cantidad más pequeña de muestras de boro A3.3 y B2, se formó una capa superficial más delgada frágil. Se observó que para la baja cantidad de EÜ.3 muestra de boro, una capa superficial frágil bastante grueso, con un alto contenido de silicio en general> 5% en peso de silicio, se formó. Esta capa tenia características diferentes de las superficies frágiles para A3.3, B2, H100, 166 y J. El efecto "negativo" con el silicio se puede disminuir mediante el uso de metales más gruesos base y/o tiempos de difusión más largos. Es entonces posible "diluir" de silicio en el metal base .

Ejemplo 5: Prueba de Escamas de las muestras Las placas de prueba del Ejemplo 3 se cortaron en tiras de 35 mm de ancho, lo que da como resultado un área de superficie aplicada de 35 mm x 35 mm en cada tira. Una placa de prensado circular se colocó sobre las áreas superficiales de las tiras. La placa de prensado circular se muestra en la Figura 1. La placa de prensado tenía un tamaño de 42 mm de diámetro y 0.4 mm de espesor y fue de acero inoxidable del tipo 316L. La placa de prensado tenía dos vigas prensadas, cada una de aproximadamente 20 mm de largo. Las muestras fueron soldados en aproximadamente 1 hora a aproximadamente 1200°C.

Los resultados de la prueba muestran escamas de la anchura de la aleación de soldadura se encuentra en el área de la junta creada entre la superficie plana y el contacto con un viga pulsado en la muestra de prueba visto en la Figura 1. Las mezclas se aplican sobre las superficies planas antes del calentamiento. La cantidad de aleación para soldadura fuerte se estimó; véase la Figura 2, por una aproximación de la superficie de la sección transversal de escamas a dos triángulos formados en cada lado del centro de la junta. En la parte media no hay o muy pequeñas cantidades de "aleación de soldadura fuerte" formada adicional. El área de los dos triángulos se puede calcular mediante la medición de la altura (h) y la base (b) . El área total de los dos triángulos se suman (h) x (b) , ya que hay dos triángulos. El problema con este cálculo es que la altura es difícil de medir. Por lo tanto se utiliza la siguiente ecuación para calcular de las dos áreas triangulares: A = ((X - B)/2) x ( (X - B)/2) x tan a A es el área total de los dos triángulos, X es el ancho total de la unión formada, B es la parte de la unión formada cuando el volumen de la aleación de soldadura formado en el centro de la junta es insignificante. Por lo tanto, la base de cada triángulo es (X - B) /2 La altura se calcula midiendo el ángulo a, que es el ángulo entre las tangentes de la viga presiona la placa base.

Para calcular el volumen del volumen total creado de la aleación de soldadura fuerte formada que había fluido a las grietas, la longitud de los dos haces, es decir, cada viga es de 20 mm, se multiplicó con A.

El área de dos triángulos es el área estimada después de la soldadura en la Tabla 9 y 10. El volumen es el volumen de la aleación de soldadura fuerte formada en una de las vigas. Los resultados de la prueba de escamas se muestran en la Tabla 9 y 10, y en la Figura 3. En la Tabla 9 y en la Tabla 10 v y h soportan v = viga de la izquierda y h = viga de la derecha.

Tabla 9 Resultados de prueba de escamas, muestras A3.3 - B2/B4 Tabla 10 Resultados de las pruebas de Escamas, muestras Cl a F0 Los resultados de las anchuras medidas y las áreas estimadas se presentan en las Tablas 9 y 10, y se ilustran en los diagramas de la Figura 3. Las cantidades aplicadas, ver Tablas 9 y 10, varió de 0.06 gramos/3500 mm2 a 0.96 gramos/3500 mm2. Esto corresponde de aproximadamente 0.017 mg/m2 a 0.274 mg/mm2, que se comparará con aproximadamente 1.3 a 5.1 mg de mezcla por mm2 utilizado en el Ejemplo 2.

Se calculó la lineas de tendencia Y = K x X + L para las mezclas. Y es el ancho de la junta [mm] , K es la inclinación de la linea, X es la cantidad aplicada de mezcla [g] y L es una constante, véase la Figura 3. Por lo tanto, la anchura de unión soldada: Y (anchura de A3.3) = 1.554 + 9.922 x (cantidad aplicada de mezcla A3.3) Y (anchura para B2) = 0.626 + 10.807 x (cantidad aplicada de mezcla B2) Y (anchura para Cl) = 0.537 + 8.342 x (cantidad aplicada de mezcla Cl) Y (anchura de F0) = 0.632 + 7.456 x - (cantidad aplicada de mezcla F0) Como se observa en el diagrama, mezclar A3.3 de mezclas A3.3, B2, Cl, DO.5, E0.3 y F0 da la mayor cantidad de aleación para soldadura fuerte en la junta como una función de la cantidad aplicada de mezcla. La muestra F0 no dio juntas sustanciales inferior a 0.20 gramos por 3500 mm2.

La línea de tendencia Y = K x X - L para la mezcla se midieron, Y es el área [mm2] , K es la inclinación de la linea, X es la cantidad aplicada de mezcla [g] y L es una constante, véase la Figura 4.

Y (área de A3.3) = 4.361 x (cantidad aplicada de A3.3 mezcla) - 0.161 Y (área de B2 ) = 3.372 x (cantidad aplicada de mezcla B2) - 0.318 Y (área para Cl) = 2.549 x (cantidad aplicada de mezcla Cl) - 0.321 Y (área de F0) = 0.569 x (cantidad aplicada de mezcla F0 ) - 0.093 Una estimación aproximada del volumen creado basado en el diagrama en la Figura 4 para, por ejemplo, una cantidad de 0.18 gramos por 3500 mm2, con exclusión de la muestra F0, debido a que "no" hay juntas de soldadura fuerte y muestra DO .5 debido a muy pocos datos, da un valor para las muestras de volumen creado de aleación de soldadura en la unión entre las dos vigas, como se ve a continuación.

Volumen (A3.3) = 0.63 x longitud 40 (20 x 2) = 25.2 Volumen (B2) = 0.30 x longitud 40 (20 x 2) = 12.0 mm3 Volumen (Cl) = 0.12 x longitud 40 (20 x 2) = 4.8 mm3 Volumen (E0.3) = 0.10 x longitud 40 (20 x 2) = 4.0 mm3 También las mezclas con una mayor fracción de boro se probaron por ejemplo, G15, H100, 166 y J. Todas estas mezclas funcionaron bastante similar a mezclar ?3.3 y B2 en relación con el volumen de aleación de soldadura creado. Sin embargo, la sección transversal metalúrgica de las muestras soldadas mostró que la cantidad de boruros fue mayor. Para la muestra H100, es decir, de boro puro, también se encontraron fases quebradizas alto contenido de cromo en la superficie donde se aplicó la mezcla anterior. Las fases duras eran más probablemente boruros de cromo, que reducen el contenido de cromo en el material circundante, lo que disminuye la resistencia a la corrosión. Esto puede ser un problema cuando se requiere buena resistencia a la corrosión, pero no es un problema para el medio ambiente no corrosivo. El efecto de boro podría reducirse cambiando el tratamiento térmico y o mediante el uso de un metal base más gruesa que puede "absorber" una mayor cantidad de boro. Para un material más grueso, es decir, > 1 mm, este efecto de "absorber" de boro en la superficie también será menos grave, ya que la proporción del volumen de superficie en comparación con el volumen de metal base es mucho menor que para un material fino <1 mm o <0.5 mm. Los boruros de cromo podría ser una ventaja si se quiere mejor resistencia al desgaste. La investigación también mostró que metalúrgico para la muestra FO, es decir, silicio puro, se encontró una capa frágil de espesor que contiene una fase de silicio. Esta capa tenía un espesor de > 50% del espesor de la placa para algunas áreas en la muestra investigada. La fase similar también se encontró en la junta. Se encontraron grietas en esta fase, con una longitud > 30% del espesor de la placa. Tales grietas disminuir el rendimiento mecánico del producto unido y se pueden iniciar los puntos de corrosión y/o grietas de fatiga. La dureza promedio medido de la fase había terminado 400Hv (Vickers) . Esta fase frágil es probablemente mucho más difícil de reducir, en comparación con la fase de boruro, mediante el uso de metal de base más gruesa o un cambio en el tratamiento térmico. Aún para el metal base más grueso este efecto puede ser menos grave.

Ejemplo 6 Prueba de tracción de unión por soldadura fuerte Las placas de prueba aplicadas originales fueron cortadas en tiras. El tamaño de la placa fue de aproximadamente 100 mm de ancho, 180 a 200 mm de longitud y el espesor de 0.4 mm. El área aplicada para cada tira fue de 10 mm por 35 mm = 350mm2. Una parte más gruesa, 4 mm, de acero inoxidable del tipo 316L se colocó en el área aplicada que abarca 30 mm sobre el total de 35 mm de superficie aplicados. La parte más gruesa se colocó en el extremo de la tira dejando 5 mm de la superficie aplicada no cubierta por la placa gruesa. Al hacer esto una disminución en la resistencia del material de placa debido a la mezcla aplicada seria detectada por la prueba de tracción, si la junta es más fuerte que la placa. La placa más gruesa fue también más ancha que los cortes de 10 mm. Todas las muestras de prueba fueron soldadas por soldadura fuerte a aproximadamente 1200°C durante aproximadamente 1 hora.

Después de la soldadura fuerte, se llevó a cabo una prueba de desprendimiento de 90°C y la parte gruesa de la muestra de prueba se monta horizontalmente a la parte inferior en una máquina de prueba de tracción. La tira de soldadura fuerte estaba firmemente flexionada 90°, a una dirección vertical y la tira se monta en la parte superior de la máquina de prueba de tracción. La parte gruesa de las muestras de prueba se monta de modo que pueda moverse en dirección horizontal. Las muestras fueron luego cargadas y la unión soldada por soldadura fuerte se dividieron o la tira falló/se agrietó.

Resultados Los resultados se presentan como la fracción (%) de las uniones que no han fallado para cada condición. La prueba falló si la placa fue más fuerte que la junta, lo que dio lugar a que la junta se dividiera. Si la unión fue más fuerte que la placa (la condición no falló), la placa agrietado/fallado antes de la junta. Los resultados se resumen en la Tabla 1 y 1 en el diagrama de la Figura 5.

Tabla 11 Tabla 11 Ejemplo 7 Para establecer la relación entre la cantidad aplicada y el riesgo para la quema de agujeros a través de las placas, como se describe en el Ejemplo 2, se llevaron a cabo nuevas pruebas. Para todas las pruebas que se utilizaron de mezcla B2, consulte la Tabla 6. A la mezcla B2E1 se le agregó el aglutinante S-30. Las piezas de prueba fueron de tipo circular de acero inoxidable 316 con un espesor de 0.8 mm y un diámetro de 83 mm. A todas las muestras se les aplicó la mezcla en el centro de la pieza de prueba. El área aplicada fue de 28 mm2, es decir, punto circular que tiene un diámetro de 6 mm. Todas las muestras de prueba se pesaron antes y después de la aplicación, y los resultados se resumen en la Tabla 12. Posteriormente, las muestras de prueba se colocaron en temperatura ambiente durante 12 horas. Las muestras se pesaron de nuevo.

Las muestras de prueba fueron colocadas en un horno y se sueldan a 1210°C durante aproximadamente 1 hora. Durante la soldadura fuerte sólo los bordes exteriores de cada muestra se pusieron en contacto con el material accesorio, manteniendo el centro de la placa de superficie inferior libre de contacto con cualquier material durante la soldadura fuerte. La razón para mantener la superficie inferior central placa libre de contactos es que un colapso o quemado podrían prevenirse si el material central es el soporte desde abajo por el material accesorio.

La cantidad aplicada y los resultados de paso por fuego de las muestras de 0.8 mm se resumen en la Tabla 12.

Tabla 12 Las pruebas muestran que la muestra 11 fue quemada. La muestra 10 tiene 2.264 mg/mm2 aplica cantidad de mezcla y de la muestra 11 tiene 2.491 mg/mm2. Para unir placas que tienen espesor inferior a 1 mm, hay un riesgo con una cantidad dentro del intervalo de aproximadamente 2.830 mg/mm2 a aproximadamente 3.114 mg/mm2 para quemar a través de las placas, la cantidad en el medio de este rango es de 2.972 mg/mm2. Por lo tanto, por una placa que tiene un espesor de menos de 1 mm con una cantidad de menos de 2.9 mg/mm2 sería adecuado para evitar la quema de la placa. El resultado también muestra que 2.491 mg/mm2 se quema a través de una placa que es menos gruesa que 0.8 mm y tienen lugar circular que tiene un diámetro de 6 mm aplicados con la mezcla. Para muestras con áreas aplicadas más pequeños pueden tener mezcla más aplicada por unidad de superficie de muestras con áreas aplicadas de mayor tamaño.

Ejemplo 8 En el Ejemplo 8 una unión soldada entre dos placas intercambiadoras de calor prensado está formada por tres maneras diferentes. El espesor de las placas intercambiadoras de calor son 0.4 mm.

En la primera y segunda muestras de prueba se utilizó un material de carga de soldadura fuerte a base de hierro con un tipo de composición de acero inoxidable cierre 316, véase el documento WO 2002/38327. La carga de soldadura tenía una concentración de silicio de aproximadamente 10% en peso, concentración de boro de aproximadamente 0.5% en peso y una cantidad disminuida de Fe de alrededor de 10.5% en peso. En la primera muestra de prueba de la carga de soldadura se aplicó en líneas y en la segunda muestra de prueba se aplicó la carga de soldadura de manera uniforme sobre la superficie. En ambos casos se aplicó el material de carga después del prensado .

Después de la soldadura fuerte de la muestra de prueba 1 mostró que la carga de soldadura aplicada en líneas se señaló a las juntas de soldadura fuerte. Parte de la carga de soldadura no fluye a la unión soldada y por lo tanto incrementa el espesor en destino, en la línea aplicada. Para la muestra de prueba 2 la carga de soldadura fuerte fluyó a las juntas de soldadura fuerte, sin embargo, algunos en la carga de soldadura se mantuvieron en la superficie y aumenta el grosor. En ambas muestras de prueba, 1 y 2, la cantidad de carga de soldadura añadido correspondió a aproximadamente 15% en peso del material de la placa.

En la muestra de prueba 3, se utilizó mezcla A3.3, véase la Tabla 7. La mezcla se aplicó de manera uniforme sobre la placa antes del prensado. La mezcla se aplica en una cantidad que crearía unión soldada con tamaños similares a las muestras de prueba 1 y 2.

La muestra de prueba 3 se aplicó con una capa uniforme de A3.3. Esta cantidad corresponde a una relación en peso de mezcla: material de placa de aproximadamente 1.5: 100 Al soldarse, una aleación de soldadura se formó principalmente del metal base. Esta aleación de soldadura fuerte fluyó a las uniones de soldadura fuerte. Por consiguiente, el espesor de la placa disminuye ya que el material madre se disolvió y se señalan a las juntas de soldadura fuerte.

Ejemplo 9 Las pruebas con diferentes fuentes de Si y fuentes de B Se realizaron las pruebas en el ejemplo 9 para investigar alternativas de fuente de boro y fuente de silicio. La mezcla B2, véase la Tabla 7, fue seleccionada como referencia para la prueba. Las fuentes alternativas fueron probadas con su capacidad para crear una junta. Para cada experimento, se puso a prueba ya sea una alternativa de fuente de boro o una fuente de silicio alternativa. Cuando se utiliza una fuente alternativa de la influencia del elemento secundario se supone que es cero, lo que significa que sólo fue el peso de boro o silicio en el componente alternativo que se "mide", véase la Tabla 13 para la mezcla de referencia B2, el peso relación entre el silicio y el boro es de 10 a 2. Cada mezcla se mezcló junto con aglutinante S-30 y la mezcla se aplicó sobre una placa de acero de acuerdo con el Ejempl 1. Todas las muestras se sueldan en un horno de vacío 1210°C durante 1 hora.

Tabla 13 Se midió la línea de tendencia Y - x X + L para la mezcla B2, Y es el ancho de la junta [mm] , K es la inclinación de la línea para B2, X es la cantidad aplicada de mezcla [g] y L es una constante por ninguna cantidad aplicada de mezcla B2 , véase la Figura 3. Por lo tanto, la anchura de unión soldada Y = 0.626 + 10.807 x (cantidad aplicada de mezcla) .

En la Tabla 14 v y h es soporte para I = viga izquierda y r = viga derecha como en el ejemplo 5.

Tabla 14 Los resultados de la Tabla 13 muestran que es posible usar BC, NiB y FeB como fuente de alternativas al boro. Cuando se utilizó NiB, la cantidad creada de aleación de soldadura fuerte fue menor que para el boro puro, sin embargo, la semilla podría ser utilizada si se quiere un efecto de aleación de Ni.

Ejemplo 10 Análisis de metales básicos En el Ejemplo 10 se pusieron a prueba un gran número de diferentes metales base. Todos las pruebas, excepto para el acero suave y una aleación de Ni-Cu se probaron según la prueba Y.

Para la prueba Y dos piezas de prueba prensadas circulares con un espesor de aproximadamente 0.8 mm se colocaron una sobre otra. Cada muestra tuvo una viga circular presionada. Las caras superiores de las vigas se colocaron una hacia la otra creando una hendidura circular entre las piezas. Para cada muestra de la mezcla B2 con aglutinante S-20 se aplica con una brocha. El peso de la cantidad añadida no se midió ya que la finalidad con la prueba fue investigar si fue posible crear un material de carga de soldadura fuerte y no prueba cómo diferentes cantidades afectado los resultados. Una imagen de una de las muestras después de unirse se presenta en la Figura 6.

La mezcla se aplicó a las muestras de acero suave y las muestras de Ni-Cu de la misma manera. Por acero suave las pruebas realizadas se llevaron a cabo como en el Ejemplo 5 "prueba de escamas". La prueba de Ni-Cu se realizó con dos piezas de prueba planas. Todas las muestras, excepto para el Ni-Cu se "sueldan" en un horno a aproximadamente 1200°C, es decir, 1210°C, durante 1 h en horno de vacio. La muestra de Ni-Cu se suelda a aproximadamente 1130°C durante aproximadamente 1 h en el mismo horno de vacio. Después de "soldadura fuerte" una junta se había formado entre las piezas para todas las pruebas realizadas. También se observó un flujo creado principalmente de "aleación para soldadura fuerte" que consiste en el metal base para la junta para todas las muestras probadas. Los resultados se muestran en la Tabla 15.

Tabla 15 Los resultados de la Tabla 15 muestran que la soldadura fuerte de aleaciones se forman entre la mezcla y el metal base para cada muestra de 1 a 20 Los resultados también muestran que las uniones se crean para cada muestra probada.

Los resultados de los ejemplos 1 a 10 muestran que se necesitaba de boro para crear una cantidad sustancial de aleación para soldadura fuerte, que podría rellenar las juntas y también crear la fuerza en las uniones. Los ejemplos también muestran que se necesitaba de boro para la microestructura, ya que se formó una capa frágil de espesor en las muestras sin boro.

Ejemplo 11 Pruebas de pre-soldadura fuerte Cuatro materiales madre diferentes se probaron en el Ejemplo 11. La mezcla que se utilizó para las piezas de prueba fue la mezcla A3.3, véanse los ejemplos anteriores. Todas las mezclas se hicieron usando Si y B como fuentes depresor de punto de fusión, dispersos en una laca de Akzo Nobel (si no se declaró nada más) . El material madre de las piezas de prueba fue: 1. Tipo de acero inoxidable 316 de 0.4 mm de espesor 2. Tipo de Ni 200 espesor 0.45 mm 3. Monel 400 espesor 1. Omm 4. Hastelloy C2000 espesor de 0.5 mm Para material de tipo 316, grandes piezas de prueba, es decir, tamaño de 323 mm x 123 MI, se aplicaron con mezclas en las que el peso total de 2 gramos calculado en el silicio y boro en la mezcla sin ningún aglutinante, es decir, laca sobre cada pieza de prueba grande. La cantidad calculada de silicio y boro corresponde a aproximadamente 0.05 mg/mm2. Las piezas de prueba fueron recubiertas con mezcla A3.3, utilizando Si elemental y B elemental en la mezcla. Las proporciones de silicio y boro en la mezcla A3.3 se pueden encontrar en la Tabla 4. Cada pieza de prueba recubierta se secó y se curó a menos de 400°C en aire. En pruebas con 316, a excepción de la prueba de horno de banda, se utilizaron piezas de prueba grandes. Para la prueba de horno de banda de la pieza de prueba se ajusta a la anchura máxima del horno. Para los otros materiales se utilizaron 2-6 diferentes tamaños de piezas de prueba, pero el todo aplicado con 0.05 mg/ mm2 de silicio y boro.

Las piezas de prueba se pre-soldaron por soldadura fuerte de acuerdo con los siguientes ciclos de pre-soldadura fuerte : VC1 (T) - ciclo de vacio, donde T es la temperatura máxima, tiempo de mantenimiento 1 h a temperatura máxima.

VC2 (T) - ciclo de vacio, donde T es la temperatura máxima, tiempo de mantenimiento 2 horas a temperatura máxima.

BF ( , t) - ciclo de horno de banda en atmósfera de hidrógeno, donde T es la temperatura máxima y t es el tiempo aproximado a la temperatura máxima.

Los ciclos de pre-soldadura que se llevaron a cabo fueron : Níquel tipo 200, Monel 400, y Hastellov C2000 prueba, 1) ciclo VC1 (1100°C) Pruebas de acero inoxidable de tipo 316 2) Ciclo de VC2 (1040°C) 3) Ciclo de VC2 (1060°C) 4) Ciclo de VC2 (1070°C) 5) Ciclo de VC2 (1080°C) 6) ciclo de VC2 (1090°C) 7) Ciclo de VC2 (1100°C) 8) Ciclo de VC2 (1110°C) 9) Ciclo de VC2 (1120°C) 10) Ciclo de VC2 (1130°C) 11) Ciclo de VC2 (1140°C) 12) Ciclo de VC2 (1160°C) 13) Ciclo de VC2 (1180°C) 14) Ciclo de VC2 (1200°C) 15) Ciclo de BF (1 100°C, 10 min) 16) Ciclo de BF (1 130°C, 10 min) Análisis de sección transversal de las piezas de prueba .

Las secciones transversales de todos los materiales pretratados se analizaron mediante SEM-EDX (Microscopio Electrónico de Barrido - Espectroscopia de Dispersión de Energía) . En las secciones transversales se analizó la composición para la capa de aleación de soldadura obtenida. Se midió el contenido de silicio como una función de la profundidad desde la superficie de la placa donde se había aplicado la mezcla. Los resultados del análisis se resumen en la Tabla 16.

Tabla 16 Prueba No. Contenido de silicio a diferente profundidad de la superficie de la capa de aleación de soldadura fuerte Los resultados de las pruebas muestran que se forman capas en la parte superior de los materiales madre. El contenido de silicio son rangos aproximados, pero difieren sustancialmente del contenido de silicio en el material madre, es decir, menos de 0.6% en peso. Los resultados de las pruebas muestran que la temperatura tiene un efecto sobre la capa de aleación de soldadura formada, pero los resultados son más dependientes del tipo de material madre.

Análisis magnético y análisis de configuración para los materiales tratados previamente 316 Dos de los materiales tratados previamente fueron analizados, no. 7, VC (1100°C) y no. 15 BF (1100°C, 10 min) . Ambas muestras tratadas previamente mostraron propiedades magnéticas de la capa superficial, claramente diferente del material madre, la no magnética de acero inoxidable tipo 316 Las propiedades magnéticas se confirmaron ya que fue posible levantar las muestras tratadas previamente pero no las "muestras no tratadas" con un imán permanente. También la forma se cambió para las muestras tratadas previamente. Al inspeccionar las placas tratadas previamente oculares, se confirmó que las placas eran flexionadas con la superficie tratada previamente orientada hacia el exterior de la superficie convexa creada. Esto también significa que si el material no tiene la posibilidad de deformarse (como en este caso, una placa delgada), o si el material es tratado previamente en ambos lados, las tensiones de presión estarán presentes en la superficie. Las tensiones de presión pueden, por ejemplo, aumentar las propiedades de fatiga de presión.

Pruebas de dureza de la superficie: Las capas superficiales de aleación de soldadura fuerte obtenidas se probaron para determinar la dureza. Las muestras que se probaron fueron níquel tipo 200, Monel 400, Hastelloy C2000, Acero Inoxidable Tipo 316 de prueba de muestra 15 BF (1100°C, 10 min) y Acero Inoxidable Tipo 316 de la muestra de prueba de 16 BF (1130°C, 10 min) aplicado tanto con A3.3 hecho con Si y B y A3.3 hecho con Si y B4C. Los resultados se resumen en la Tabla 17.

Tabla 17 Resultados : Las pruebas de dureza muestran que la dureza de la capa de aleación de soldadura es más duro que los materiales madre. Todos los materiales madre probados tenían dureza inferior a aproximadamente 300 HV0.05 después de un ciclo de calor pre-tratamiento o un ciclo de soldadura fuerte. La dureza de la capa superficial y el material madre se midió desde la superficie original material madre a una profundidad de aproximadamente 200um. El aumento de los valores de dureza se correlacionó con el aumento anterior medido en Si en la capa superficial, la aleación de soldadura fuerte. Los pruebas muestran también que la dureza es mayor en la superficie que cerrado a los materiales de los bases.

Ejemplo 12 Análisis de soldadura fuerte En este ejemplo se probaron las capas de aleación de soldadura obtenida en el Ejemplo 11, tales como el número de muestras 2 a 14. Se probó una muestra extra y fue muestra número 17, en donde el material fue SS sin tratar tipo 316 con la mezcla aplicada. Las pruebas se llevaron a cabo con el propósito de averiguar si una unión soldada podría crearse entre un sustrato que tiene una capa de aleación de soldadura y otro sustrato sin ninguna capa de aleación de soldadura.

Las piezas de prueba eran placas SS Tipo 316, y las pruebas de soldadura fuerte se llevaron a cabo en ciclos normales de soldadura fuerte. La prueba se realizó mediante la colocación de la prueba de la placa pre-tratada con la capa de aleación de soldadura hacia arriba. Una placa de prensado circular sin ninguna aleación de soldadura, véase la Figura 1, se colocó en la parte superior de la prueba de la placa pre-tratada en la capa de aleación de soldadura. Un peso se aplicó sobre la placa de prensado circular para mantenerlo en contacto con la prueba de la placa de pre-tratada. A continuación, la muestra de prueba de placa se expuso a un Ciclo VC1 (T) en vacio a una temperatura de 1210°C. El resultado se presenta como el tamaño del área de soldadura fuerte como una función de la temperatura de pre-tratamiento. Las muestras se cortaron a través de la placa de prensado circular y la anchura del centro de la junta obtenida se midió de acuerdo con la Figura 2. En la Tabla 18 la anchura media de cada centro de las muestras de prueba se resumen .

Tabla 18 Los resultados de estas pruebas muestran que mientras es mayor la temperatura de pre-soldadura fuerte es menor la unión soldada, es decir, la capa de aleación para soldadura fuerte de las muestras pre-soldadas pierde la propiedad para soldarse juntas. Una anchura central pequeña es el resultado de la propiedad de soldadura fuerte inferior. Al perder la propiedad de soldadura fuerte las muestras pre-soldadas no pueden ser utilizadas para la soldadura fuerte sin la adición de una aleación de soldadura fuerte o la adición de mezcla adicional de boro y silicio después de la etapa de pre-soldadura fuerte. La temperatura critica depende del material madre. Si el material madre tiene un punto de fusión alto, entonces la capa de aleación para soldadura fuerte obtenido todavía podría tener la soldadura fuerte de propiedad a una temperatura de pre-soldadura fuerte superior.

Ejemplo 13 Prueba de tracción Seis diferentes materiales madre fueron probados en el Ejemplo 13. Las muestras de prueba se aplicaron con diferentes curvas, las mezclas fueron A3.3, B2 y Cl, todas formadas usando Si y B como fuentes depresoras del punto de fusión, en una laca de Akzo Nobel (si nada más indicado). Las piezas de prueba grandes de materiales madre, es decir, el tamaño de 323 mm x 123 mm, se aplicaron con mezclas. El peso total de 2 g calculado en silicio y boro en la mezcla sin ningún aglutinante, es decir, la laca en cada gran pieza de prueba, se aplicaron en las grandes piezas de prueba. La cantidad calculada de silicio y de boro corresponde a aproximadamente 0.05 mg/mm2.

Las muestras fueron de los siguientes materiales para bases: 1. SS tipo 316 espesor 0. mm 2. Ni tipo 200 espesor 0.45 mm 3. Monel 400 espesor 1. Omm 4. SS tipo 254SMO espesor 0.4 mm 5. Espesor de acero moderado 0.4 mm que tiene un contenido de hierro > 97% en peso 6. Hastelloy C2000 espesor de 0.5 mm En este ejemplo las muestras de materiales en capas de aleación de soldadura fuerte se probaron de acuerdo con el Ejemplo 11, muestra 1 (Hastelloy C2000) .

En estas pruebas dos piezas se cortaron para cada muestra de prueba de tracción. Una de las piezas de prueba se cortó a partir de una placa no tratada del mismo material de los bases como para la pieza pre-tratado, es decir, la pieza en capas aleación de soldadura, véase el Ejemplo 11, o con una superficie aplicada con mezcla A3.3 dispersada en una laca de Akzo Nobel. El tamaño de las piezas de prueba se, una longitud de 41-45 mm, y la anchura 11.3-11.7 mm. Cada pieza de prueba se inclinó en el medio, usando una herramienta de prensado. La forma de la parte superior de la herramienta de presión fue una placa gruesa 3 mm aproximadamente 150 mm de largo. La parte inferior de la herramienta está hecha de una placa gruesa con una "ranura mecanizada" con un radio de 1.9 mm. Cuando se pulsa, la pieza de prueba se aplicó sobre la herramienta de presión inferior con la superficie tratada previamente orientada hacia abajo, donde después se prensaron/flexionaron las placas en el medio de la longitud cuando se presiona. A veces, una curvatura adicional fue formada a mano después del prensado, por ejemplo, si el material tenia una gran vuelta a resorte o era "demasiado grueso" .

Fijación de las muestras Una primera pieza de prueba flexionada con la superficie tratada previamente o la superficie aplicada se colocó con la superficie tratada mirando hacia arriba cuando se coloca sobre una placa de 1 mm (22 x 22 mm) con propiedades "no humectantes". Esta placa junto con la primera pieza de prueba flexionada se montó luego en la diagonal de un tubo que tiene una sección transversal cuadrada. Las dimensiones del tubo fueron de 17 x 17 mm en el interior y 20 x 20 mm en el exterior. El espesor del tubo fue de aproximadamente 1.4 mm y la altura de 55 mm.

Una segunda pieza de prueba no tratada flexionada se colocó de manera que la parte curvada de la segunda pieza de prueba se colocó en la parte superior de la parte curva de la primera pieza de prueba flexionada. La segunda pieza de prueba se colocó en el tubo en dirección perpendicular a la primera pieza de prueba creando una pequeña área de contacto entre las dos piezas. Las muestras fijadas se calentaron a continuación en un ciclo VC1 (1210°C).

Pruebas de tracción Las muestras de las pruebas fueron soldadas después de la soldadura montada en una máquina de prueba de tracción "Sistema de Pruebas de Materiales Automáticos de Instron Corporation Series IX". La velocidad de la cruceta fue aproximadamente 1 mm/min. La carga se midió en kN . Los resultados de las pruebas de tracción, tanto para (PRE) muestras tratadas previamente y muestras no tratadas previamente se resumen en la Tabla 19.

Tabla 19 La Tabla 19 muestra que sueldan juntas a partir de muestras con capa de aleación para soldadura fuerte tienen resistencia a la tracción comparable como juntas de soldadura fuerte de las muestras, que tienen una mezcla de silicio y de boro dispersado en un aglutinante aplicado en la superficie. Estos resultados de las pruebas muestran, por lo tanto, que la selección de método de soldadura fuerte puede depender de otros aspectos que se espera resistencia a la tracción de las uniones producidas.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Una composición que comprende partículas seleccionadas de partículas que tienen propiedades de resistencia al desgaste, partículas que tienen propiedades de mejoramiento de superficie, partículas que tienen propiedades catalíticas o combinaciones de las mismas y una mezcla mecánica que comprende por lo menos un polvo de partículas de una fuente de boro y por lo menos un polvo de partículas de una fuente de silicio, cada partícula en los polvos es ya sea una fuente de silicio o de una fuente de boro y en donde las partículas tienen un tamaño de partícula promedio menor a 250 µp? y en donde : - la mezcla mecánica comprende boro y silicio en una relación en peso de boro a silicio dentro de un intervalo de aproximadamente 3:10 peso:peso a aproximadamente 100:3 peso :peso, - el silicio y boro están presentes en la mezcla en por lo menos 25% en peso; - por lo menos una fuente de boro y por lo menos una fuente de silicio son libres de oxígeno excepto para cantidades inevitables de oxígeno contaminante y en donde la cantidad inevitable de oxígeno contaminante es menor a 10 % en peso.

2. - La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la mezcla comprende que la fuente de silicio se selecciona de uno o más de silicio elemental, una aleación que contiene silicio, o un compuesto que contiene silicio.

3. - La composición de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la mezcla comprende que la fuente de boro se selecciona entre uno o más de boro elemental, una aleación que contiene boro, o un compuesto que contiene boro.

4. - La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 3, en donde la mezcla comprende que la fuente de boro se selecciona de entre boro elemental, carburos de boro, boruros de níquel y el silicio se selecciona de silicio elemental, carburos de silicio, siliciuros de hierro.

5.- La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde las partículas que tienen propiedades de resistencia al desgaste partículas duras son seleccionados a partir de partículas a base de óxidos, nitruros, carburos, boruros, o mezclas de los mismos.

6. - La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde las partículas que tienen propiedades de resistencia al desgaste se seleccionan de uno o más de carburo de tungsteno, nitruro de boro (cúbico) , nitruro de titanio, diamantes, materiales compuestos metálicos, boruros de cromo.

7. - La composición de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la composición también comprende polvos de un material madre, en donde el material madre está presente en una cantidad menor que 75% en peso calculado sobre el peso total de silicio, el boro y el material madre.

8. - La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición también comprende una aleación de soldadura.

9. - La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición comprende también por lo menos un aglutinante seleccionado de disolventes, agua, aceites, geles, lacas, barnices, polímeros y ceras.

10. - La composición de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el polímero se selecciona de entre los poliésteres, polietilenos , polipropilenos, polímeros acrílicos, polímeros (met) acrílicos , alcoholes de polivinilo, acetatos de polivinilo, poliestirenos y ceras.

11. - La composición de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, en donde la mezcla se dispersa en el aglutinante .

12. - La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la mezcla mecánica y por lo menos una fuente de boro y por lo menos una fuente de silicio son libres de oxígeno excepto por las cantidades inevitables de oxígeno contaminante.

13. - Un producto que comprende un sustrato de un material madre y la composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el material madre tiene una temperatura de sólidos superior a 1100°C, en donde por lo menos una parte de la producto tiene una capa superficial de la composición.

14. - El producto de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el material madre se selecciona de aleaciones de hierro, aleaciones a base de níquel, aleaciones a base de cromo, aleaciones a base de cobalto y aleaciones a base de cobre .

15. - El producto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 o 14, en donde el material madre comprende de aproximadamente 15 a aproximadamente 22% en peso de cromo, de aproximadamente 8 a aproximadamente 22% en peso de níquel, de aproximadamente 0 a aproximadamente 3% en peso de manganeso, de aproximadamente 0 a aproximadamente 1.5% en peso de silicio, desde aproximadamente 0 a aproximadamente 8% en peso de molibdeno, y se equilibra con hierro.

16. - El producto según la reivindicación 13 o 14, en donde el material matriz comprende más de 50% en peso de Fe, menos de 13% en peso de Cr, menos de 1% en peso de Mo, menos de 1% en peso de Ni y menos de 3% en peso de Mn.

17. - El producto según la reivindicación 13 o 14, en donde el material matriz comprende más de 10% en peso de Cr y más de 60% en peso de Ni.

18. - El producto según la reivindicación 13 o 14, en donde el material matriz comprende más de 15% en peso de Cr, más de 10% en peso de Mo, y más de 50% en peso de Ni.

19. - El producto según la reivindicación 13 o 14, en donde el material matriz comprende más de 10% en peso de Fe, de 0.1 a 30% en peso de Mo, de 0.1 a 30% en peso de Ni , y más de 50% en peso de Co.

20.- El producto de acuerdo con la reivindicación 13 o 14, en donde el material madre comprende más de 80% en peso de Ni .

21.- El producto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 20, en donde los sustratos son bobinas, placas, partes, láminas.

22.- Un producto recubierto obtenido por calentamiento de un producto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 20, a una temperatura de soldadura fuerte y obtener un producto recubierto que tiene propiedades de resistencia al desgaste, que obtiene un producto recubierto que tiene propiedades de mejoramiento de superficie, que obtiene un producto recubierto que tiene propiedades catalíticas o combinaciones de las mismas.

23.- Un método para proporcionar un producto recubierto que comprende los pasos siguientes: - aplicar por lo menos una fuente de silicio y por lo menos una fuente de boro en por lo menos un sustrato junto con partículas seleccionadas de partículas que tienen propiedades de resistencia al desgaste, partículas que tienen propiedades potenciadoras de la superficie, partículas que tienen propiedades catalíticas o combinaciones de los mismos; - calentar por lo menos un sustrato aplicado a una temperatura de soldadura fuerte por debajo de 1250°C, en un horno en vacío, en un gas inerte, en una atmósfera reductora, o combinaciones de los mismos; y enfriar por lo menos un sustrato calentado aplicado y obtener un producto recubierto.

24.- El método de acuerdo con la reivindicación 23, en donde el método comprende además la aplicación de una mezcla mecánica de por lo menos una fuente de silicio y por lo menos una fuente de boro en la etapa de aplicación.

25. - El método de acuerdo con la reivindicación 23, en donde por lo menos una fuente de silicio y por lo menos una fuente de boro son iguales, preferiblemente la fuente de boro y la fuente de silicio son boruros de silicio.

26. - El método de acuerdo con la reivindicación 23, en donde el método comprende además la aplicación de por lo menos una fuente de silicio como una capa sobre el sustrato, y la aplicación de por lo menos una fuente de boro como otra capa sobre el sustrato en la etapa de aplicación.

27.- El método de acuerdo con la reivindicación 23, en donde el método comprende además la aplicación de una composición de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 en el paso de aplicación.

28.- El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 23 a 27, en donde el sustrato aplicado desde la etapa de aplicación es un producto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 21.

29. - El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 23 a 28, en donde el producto obtenido se acuerdo con la reivindicación 22.

30. - El método de acuerdo con la reivindicación 29, en donde las placas del intercambiador de calor recubiertas, placas de reactores recubiertos, piezas recubiertas de reactores, las piezas recubiertas de separadores, piezas recubiertas de decantadores, piezas recubiertas de bombas, se obtienen piezas recubiertas de válvulas.

31.- El uso de una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, para proporcionar un producto recubierto.

32.- El uso de una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, para el recubrimiento de piezas o placas para intercambiadores de calor, recubrimiento de los reactores de placas, recubrimiento de piezas de reactores, recubrimiento de piezas de separadores, de recubrimiento de partes de los decantadores, piezas de recubrimiento de bombas, o recubrimiento de piezas de válvulas. RESUMEN La presente invención se refiere a una composición que comprende una mezcla de por lo menos una fuente de boro y por lo menos una fuente de silicio y la composición comprende además partículas seleccionadas de partículas que tienen propiedades de resistencia al desgaste, partículas que tienen propiedades de mejora de superficie, partículas que tienen propiedades catalíticas o combinaciones de las mismas, en donde la mezcla comprende boro y silicio en una relación en peso de boro a silicio dentro de un intervalo de aproximadamente 3: 100 peso: peso a aproximadamente 100: 3 peso: peso, en donde el silicio y el boro están presentes en la mezcla en por lo menos 25% en peso, y en donde por lo menos una fuente de boro y por lo menos una fuente de silicio son libres de oxígeno a excepción de cantidades inevitables de oxígeno contaminante y en donde la mezcla es una mezcla mecánica de partículas y las partículas tienen un tamaño medio de partícula inferior a 250 mieras. La presente invención se refiere además a un método para proporcionar un producto recubierto y un producto recubierto obtenido por el método .