[發(fā)明專利]一種用于金屬表面改性的金屬柔性布及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910091045.3
• 申請(qǐng)日: 2009-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101633992A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: （請(qǐng)求不公開(kāi)姓名）
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西恒大高新技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C30/00
• 分類號(hào): C22C30/00;C22C32/00;C22C1/05
• 代理公司: 北京連城創(chuàng)新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉伍堂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種專用于高溫、耐腐蝕涂層制備的金屬柔性布及其制備方法。可用于、電站、石油、航空、食品、塑料等領(lǐng)域機(jī)械零件的防護(hù)。

背景技術(shù)

磨擦磨損與腐蝕是各種機(jī)械設(shè)備中金屬工件失效的主要形式，由此導(dǎo)致的能源和材料消耗增加等所造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，故對(duì)金屬磨損和耐磨耐蝕材料的研究一直受到國(guó)內(nèi)外的廣泛重視。很多機(jī)械裝備的部件都有防磨、抗蝕或耐高溫的要求，從某種意義上講，機(jī)械裝備可靠性的高低取決于其關(guān)鍵部件的抗腐蝕和抗磨損程度，防腐、抗磨問(wèn)題解決得如何，對(duì)機(jī)械裝備的安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)效益都具有舉足輕重的作用。因此，探索一種具有較好的耐磨蝕、耐高溫腐蝕的涂層是保證機(jī)械裝備正常運(yùn)行的當(dāng)務(wù)之急，也是符合21世紀(jì)綠色制造概念的前沿技術(shù)。

另外，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，電力需求愈來(lái)愈大，電站的耐熱金屬部件如燃燒器、燃?xì)怙L(fēng)機(jī)、熱交換器、煤灰輸送設(shè)備、燃燒器管道、粉磨機(jī)零件等設(shè)備的高溫腐蝕和磨損問(wèn)題已成為電廠關(guān)注的焦點(diǎn)，成為安全運(yùn)行中亟待解決的一個(gè)問(wèn)題。

綜上所述，機(jī)械裝備和電站設(shè)備中重磨蝕耐熱部件，迫切需要性能良好的涂層防護(hù)，而傳統(tǒng)的熱噴涂、等離子噴涂、高速火焰噴涂、堆焊、激光處理等，只能提供單一和有限的保護(hù)，壽命有限，難以從根本上解決這一行業(yè)的難題。本發(fā)明涉及的金屬粉末布適合用于制備機(jī)械裝備和電站設(shè)備中重磨蝕耐熱部件防護(hù)的涂層，解決一般的金屬防護(hù)涂層厚度較薄、結(jié)合強(qiáng)度低的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)機(jī)械裝備和電站設(shè)備中高溫重沖蝕、磨蝕零部件急需的防護(hù)涂層要求的金屬柔性布，從而解決現(xiàn)有的金屬防護(hù)涂層厚度較薄、結(jié)合強(qiáng)度低的難題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明主要由以下重量份的物質(zhì)組成：碳化鎢-鈷(WC-Co)40-50份、鎳(Ni)20-25份、鉻(Cr)20-25份。

它還包含有成型劑和粘結(jié)劑共6-20重量份。所述成型劑由以下重量份的物質(zhì)組成：橡膠3-10份、硬脂酸0.5-3份、石蠟0.5-2份。

所述粘結(jié)劑為樹(shù)脂2-5重量份。

這種用于金屬表面改性的金屬柔性布的制備方法包含下列步驟：

A、選料：選取由以下重量份的物質(zhì)：碳化鎢-鈷(WC-Co)40-50份、鎳(Ni)20-25份、鉻(Cr)20-25份。

B、混合：將步驟A中選取的物質(zhì)充分混合，并通過(guò)電磁攪拌造粒，在輥壓設(shè)備中輥壓成型，得到金屬柔性布。

在B步驟中加入4-15重量份的成型劑和重量份為2-5的粘結(jié)劑樹(shù)脂與步驟A中選取的物質(zhì)共混。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：

傳統(tǒng)的表面涂層如預(yù)熔敷層、耐磨涂料、噴焊、堆焊、熱噴涂涂層等在耐磨成效、傳熱和運(yùn)轉(zhuǎn)要求方面尚有嚴(yán)重不足及弊端，只能提供單一和有限的保護(hù)，而且性能壽命有限，不能從根本上解決機(jī)械裝備和電站設(shè)備中重磨蝕耐熱部件的高溫腐蝕及磨損。比如堆焊WC-Co、CrC時(shí)局部的高溫會(huì)導(dǎo)致基體受熱不均勻，溫度場(chǎng)梯度大，容易引起較大焊接殘余應(yīng)力及變形，焊接保護(hù)層會(huì)局部開(kāi)裂甚至形成貫穿裂紋，導(dǎo)致保護(hù)涂層脫落。而且堆焊層表面粗糙，機(jī)加工量大；噴焊鎳基合金主要提高了耐腐蝕性而耐磨蝕性一般。噴焊鈷基合金耐腐蝕性有限。熱噴涂的涂層厚度受到一定限制(0.2-0.6mm)且噴涂高鎳鉻層和噴焊時(shí)涂層與基體均為機(jī)械結(jié)合，涂層致密度也有限。涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度不高(30-50MPa)易造成脫落，壽命很短，甚至只有3個(gè)月壽命。

本發(fā)明方案制作的金屬粉末布具有制備設(shè)備簡(jiǎn)便、操作靈活、涂敷效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種在形狀復(fù)雜鋼鐵工件表面復(fù)合涂層新技術(shù)?？梢圆捎脻B透釬焊的方法將復(fù)合碳化物顆粒增強(qiáng)的柔性涂層布連接到基體上。當(dāng)被連接的零件和釬料加熱到釬料熔化，利用液態(tài)釬料在母材表面潤(rùn)濕，鋪展與母材相互熔解和擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)零件間的冶金連接，因此，涂層結(jié)合強(qiáng)度遠(yuǎn)高于機(jī)械結(jié)合的噴涂層，結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)500Mpa，厚度可達(dá)3mm，壽命提高3-6倍。由于釬焊時(shí)溫度均勻，涂層中應(yīng)力很小，完全防止了涂層產(chǎn)生缺口、剝落和爆裂。涂層具有良好的熱傳導(dǎo)性和抗腐蝕、耐沖擊能力。同時(shí)，經(jīng)過(guò)包覆的零件可以通過(guò)熱處理以恢復(fù)基底材料原有的機(jī)械性能?？蛇m用于表面異形件的修復(fù)，尤其是處于不同位置的曲面、折面、螺旋面等?？山鉀Q機(jī)械裝備和電站設(shè)備中重磨蝕耐熱部件高溫腐蝕及磨損問(wèn)題，減少停產(chǎn)檢修次數(shù)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明

實(shí)施例1