[發明專利]一種用于高速電弧噴涂技術制備Al-Ni-Zr-Cr非晶涂層的粉芯絲材

有效

• 申請號: 201710051743.5
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106835001B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 梁秀兵;張志彬;徐濱士;陳永雄;胡振峰;蔡志海;仝永剛;商俊超;范建文;漆陪部
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍裝甲兵工程學院;北京戎魯機械產品再制造技術有限公司
• 主分類號: C23C4/131
• 分類號: C23C4/131;C23C4/073
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 張晶;郭佩蘭

本發明公開了一種用于高速電弧噴涂技術制備Al?Ni?Zr?Cr非晶涂層的粉芯絲材，其特征在于，所述的粉芯絲材外皮為純鋁帶；所述的粉芯占絲材的質量百分比為32?40％；所述粉芯的各組分及其質量百分比為：16?24％Ni、8?14％Zr、0?8％Cr。制備方法是：第一步，將純鋁帶軋制成U形；第二步，按照粉芯各組分質量百分比稱重配料，將所取的粉末放入混粉機內混合；第三步，將混合均勻的粉末按加粉系數為32?40％加入U形鋁帶槽中，再將U形鋁帶槽合口，使粉末包覆其中；最后經多道拉絲減徑至直徑為2.0mm的粉芯絲材。所述粉芯絲材具有較強的非晶形成能力，采用高速電弧噴涂技術制備的涂層非晶含量較高，具有較高的硬度，兼具防腐與耐磨雙重功能，可為海洋裝備鋼結構件及輕合金零部件提供有效的表面防護。

技術領域

本發明屬于材料加工工程專業表面處理技術中的熱噴涂領域，涉及的是一種用于高速電弧噴涂技術制備Al-Ni-Zr-Cr非晶涂層的粉芯絲材，主要應用于海洋腐蝕環境下服役的裝備鋼結構件及輕合金零部件的表面防護。

背景技術

鋁基非晶合金具有優異的耐腐蝕性能、良好的韌性、高強度等優點，成為本世紀科研工作者重點關注的對象之一。非晶沒有晶界等缺陷，可阻礙腐蝕介質的侵蝕，而且非晶材料本身具有較高的強度和硬度，賦予了非晶材料優異的綜合性能。當非晶發生部分納米晶化后，析出的納米粒子可進一步提高材料的強度，而且納米晶粒比表面積較大，可促進納米鈍化膜的形成，延緩腐蝕進程。因此，這種納米晶粒彌散分布于高體積分數的非晶母相中的復合結構，使材料兼具防腐與耐磨雙重功效。但是，由于鋁基非晶合金屬于邊緣非晶合金，玻璃形成能力較差，采用傳統非晶合金制備工藝難以制備出具有高非晶含量的塊狀非晶合金，因此限制了該類材料的大規模應用。此外，傳統防腐用合金涂層多為Al、Zn、ZnAl等軟質涂層，硬度低、耐磨性能差，具有靜態防腐性能良好、動態防腐性能不佳的缺陷。因此，為了拓寬鋁基非晶合金的材料體系和應用范圍，采用高速電弧噴涂技術制備鋁基非晶合金涂覆層，并在金屬表面動態防腐領域加以推廣應用也是一種較為合適的選擇。

高速電弧噴涂技術符合材料制備與成形一體化思路，具有快速凝固的技術特征，可提供大于10⁵K/s的冷卻速度，能夠滿足非晶合金形成的技術要求。目前采用高速電弧噴涂技術制備鐵基非晶涂層的技術已較為成熟，但是在采用該技術制備高非晶含量的鋁基涂層方面的報道較少。已有報道中，僅有裝甲兵工程學院、河海大學兩家單位涉及。其中，Al-Ni-Mm-Co(申請號為201310260182.1的中國專利)、Al-Ni-Y-Co(《金屬學報》2012，48(3)289-297)等非晶納米晶涂層材料的粉芯絲材中含有稀土元素，導致其制備成本相對昂貴，而且形成的涂層中非晶含量相對較低、晶體含量偏高，因此無法體現出涂層中非晶的性能優勢；Al-Si-Ni-Fe(申請號為201410625058.5的中國專利)非晶納米晶涂層中加入了耐蝕性較差的Fe元素，嚴重影響了涂層整體的防腐性能。因此，針對上述問題，研發成分簡單可用于高速電弧噴涂技術制備高非晶含量鋁基涂層的粉芯絲材，具有重要的社會和經濟意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋁基粉芯絲材，利用高速電弧噴涂技術采用所述鋁基粉芯絲材可制備出非晶含量高、防腐耐磨性能優異的鋁基非晶涂層。

本發明提供的一種用于高速電弧噴涂技術制備Al-Ni-Zr-Cr非晶涂層的粉芯絲材，其特征在于，所述粉芯絲材采用純鋁帶包裹粉芯；所述的粉芯占絲材的質量百分比為32-40％；所述粉芯的各組分及其質量百分比為：Ni 16-24％、Zr8-14％、Cr 0-8％。

優選地，所述的粉芯占絲材的質量百分比為32％；所述粉芯的各組分及其質量百分比為：Ni 16％、Zr 8％、Cr 8％。

優選地，所述的粉芯占絲材的質量百分比為36％；所述粉芯的各組分及其質量百分比為：Ni 24％、Zr 12％。

優選地，所述的粉芯占絲材的質量百分比為40％；所述粉芯的各組分及其質量百分比為：Ni 20％、Zr 14％、Cr 6％。