[發明專利]一種用于電弧噴涂制備含非晶相耐磨耐蝕涂層的鐵基粉芯絲材及涂層制備方法

無效

• 申請號: 201210466545.2
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102925789A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 賀定勇;周正;李冉;蔣建敏;趙秋穎;崔麗;王智慧;李曉延
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C38/36;C23C4/12;C23C4/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明屬于材料加工工程中的熱噴涂領域，是一種用于電弧噴涂制備含非晶相耐磨耐蝕涂層的鐵基粉芯絲材，該發明主要應用于防腐蝕、耐磨損等各個工業領域。?

背景技術

機械零件大多數是用金屬材料制造的，在使用中由于相配合零件表面的相互作用會引起磨損；零件的金屬表面由于大氣的影響發生化學或電化學的作用而導致腐蝕。隨著現代工業和科學技術的發展，機械零件經常處于異常復雜和苛刻的條件下工作，大量機械設備往往因磨損或腐蝕而破壞。?

非晶態合金由于與各種傳統材料相比具有更為優異的物理、化學、力學性能及精密成型性，在航空航天器件、精密機械、信息等高科技領域發揮重要的作用。但是，單相塊體非晶合金的斷裂表現為無宏觀塑性變形的脆性斷裂，極大的影響了非晶合金的工程應用。鑒于晶體材料中位錯受第二相的阻力而增殖的原理，在非晶合金中引入具有不同強度和彈性模量的第二相，阻礙單一剪切帶的滑移，促使多剪切帶的產生和滑移，是目前提高非晶合金塑性的一種有效的方法。?

非晶合金基復合材料的制備原理就是在非晶合金中引入第二相，改變非晶合金的結構來控制剪切帶的產生和擴展，以提高非晶基體的韌性、強度和硬度。目前，以力學性能為主的非晶合金基復合材料的制備方法一般有內生復合和外加復合兩種。其中內生復合法有非晶晶化法、急冷鑄造法和原位反應法，外加復合法有壓鑄法和液態浸滲鑄造法，這些方法的一個顯著特點就是工藝繁復，?設備復雜，經濟成本高。相對而言，采用熱噴涂方法制備非晶合金基納米復合材料是近年來材料科學中廣泛研究的一個新領域。等離子噴涂、爆炸噴涂、超音速火焰噴涂等熱噴涂工藝設備復雜，成本高，不適宜原位大面積現場施工，且噴涂原材料粉體制備復雜。而電弧噴涂具有設備簡單，操作方便，噴涂材料制備方便、經濟，可以實現原位大面積噴涂等優點，作為最有希望的大面積非晶合金基復合涂層制備方法之一，已開始引起廣泛關注。本發明利用電弧噴涂快速冷卻的特點進行非晶涂層的制備，賦予材料表面新的性能，以達到大幅度提高金屬結構構件和裝置部件在嚴酷的腐蝕磨損環境中的使用性能、延長服役壽命的目的。為節約材料、降低使用成本、提高經濟效益做出應有的貢獻。?

發明內容

本發明所要解決的問題是克服傳統非晶涂層脆性大，不適合工程應用的缺點，提供一種用于電弧噴涂制備含非晶相耐磨耐蝕涂層的鐵基粉芯絲材，用本發明的粉芯絲材制備的電弧噴涂含非晶相涂層，涂層硬度高、耐磨及耐蝕性能好，具有良好的力學性能，能提高金屬結構構件和裝置部件在嚴酷的腐蝕磨損環境中的使用性能、延長服役壽命。?

本發明的一種用于電弧噴涂制備含非晶相耐磨耐蝕涂層的鐵基粉芯絲材，其特征在于：絲材外皮所用帶材為不銹鋼帶；粉芯絲材填充率為32-34%；粉芯絲材包括以下各元素，其百分比為：Cr：15-26at.%；P：4-14at.%；Si：9-18at.%；C：2-4at.%。?

所述粉芯絲材外皮不銹鋼帶優選430不銹鋼帶；?

優選所述粉芯絲材包括以下各元素，其百分比為：Cr：20-26at.%；P：10-14at.%；Si：12-18at.%；C：2-3at.%。?

進一步優選所述粉芯絲材包括以下各元素，其百分比為：Cr：20-24at.%；?P：10-13at.%；Si：12-16at.%；C：2-3at.%。?

進一步優選上述所述的粉芯絲材的元素組成為Cr、P、Si、C、Fe及不可避免的雜質。?

采用本發明上述的粉芯絲材制備一種含非晶相耐磨耐蝕鐵基涂層的方法，其特征在于，包括如下步驟：?

步驟1：對基體表面進行預處理：基體表面經粒度180目砂紙預磨后，利用粒度為60目棕剛玉進行噴砂處理，氣壓0.5-0.6MPa。?

步驟2：將粉芯絲材軋制，最終獲得直徑為2.0mm的粉芯絲材，允許正負公差在0.03mm以內。?

步驟3采用電弧噴涂工藝制備涂層。噴涂工藝參數為：電壓25-34V；電流180-220A；噴涂距離：190-210mm；壓縮空氣壓力：0.4-0.6MPa，制備涂層。?

步驟3所述噴涂工藝進行優化，將噴涂工藝參數設定為：電壓30-32V；電流190-200A；噴涂距離：200mm；壓縮空氣壓力：0.5-0.6MPa。?