[發明專利]一種用于螺栓表面耐腐蝕熔覆層的粉末材料及熔覆層的制備方法

在審

• 申請號: 201811343917.6
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109136919A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 王宗江;劉宗德;徐凱;王鑫宇;馬勤勇;李偉;王勇;何成;王欣欣;趙建平;劉陽;崔曉東;游溢;魏晌;陳東娃;宋和豫疆;廖杰;莊凌志;阿依古扎力·阿肯江;張龍;馬瑞龍
• 申請（專利權）人: 國網新疆電力有限公司電力科學研究院;華北電力大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B22F9/08;C22C33/04;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/48
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明公開了一種用于螺栓表面耐腐蝕熔覆層的粉末材料，其包括以下重量百分數的元素：C：0.06?0.1wt％；Si：0.5?1wt％；Mn：0.5?1wt％；Cr：16?20wt％；Ni：5?6wt％；Cu：4?5wt％；Mo:2?8wt％；Nb：0.4?0.8wt％；Fe:余量；粉末中雜質含量要求為：S：≤0.030wt％；P：≤0.035wt％。本發明有效解決了螺栓與其緊固螺母之間生銹而鎖死問題，可以顯著提高螺栓連接結構件的安全性，并延長螺栓的使用壽命。

技術領域

本發明屬于螺栓的設計、制造及維護技術領域，具體涉及一種用于螺栓表面制備耐腐蝕熔覆層的粉末材料及熔覆層的制備方法。

背景技術

螺栓連接是各種機械設備中廣泛應用的一種有效、方便的連接形式。在各種螺栓中，強度級別在8.8級以上的高強度螺栓在各種重要設備的緊固連接中得到了廣泛應用，高強度螺栓的強度、抗疲勞性及耐蝕性能是影響工程構件的安全性和可靠性的重要因素。

以輸配電系統為例，輸電塔線體系是高負荷電能輸送的載體。輸電塔架結構、變電站、開關站大量采用各種尺寸的螺栓對設備部件進行連接，螺栓的壽命和可靠性將直接影響電網的安全和經濟運行。輸電塔結構在惡劣的自然環境下工作，當螺栓失效時，極易導致輸電塔結構發生災難性事故。

以我國西北部為例，由于地理位置的關系，其晝夜溫差及四季溫差很大，夏日最高溫度可達45℃，冬日最低溫可達-40℃。高低溫變化極易引起螺栓、被緊固件的熱脹冷縮，造成緊固件緊固能力及其夾緊力的變化。當螺栓出現松動及預緊力不夠時，在自然風力作用下將加速螺栓的疲勞損傷，需要及時緊固螺母才能提高被緊固件的安全性。

根據有關資料，我國西北部地區土壤中含有大量由Mg、Na、Ca等金屬與Cl形成的氯化物和硫酸鹽化合物。其中，草甸土表層0-10cm深度范圍內的總含鹽量可達22％,其它泥沙土、荒漠土含鹽量可達3-7％。

當上述含鹽塵土附著在螺栓材料表面時，導致螺栓材料產生如下問題：(1)顯著增加了金屬表面的吸濕性能，即使在大氣相對濕度小于60％條件下，也易在金屬表面形成不可見水膜，導致金屬腐蝕反應發生。(2)水膜中含有的鹽加快了腐蝕反應速度，水膜中含有的氯離子促進了金屬表面鈍化膜的破壞,引起嚴重的點腐蝕；這也是沙漠環境下高強鋼、不銹鋼等材料出現較為嚴重腐蝕的重要原因。(3)當螺栓與其緊固螺母之間銹蝕嚴重時，會導致螺母被鎖死而無法擰動。

螺栓與其緊固螺母之間生銹而鎖死后，人們常釆用往螺栓連接口噴施螺栓松動劑的方法，但由于松動劑只能噴施在螺母與螺栓的接口處，當螺栓與螺帽之間銹蝕嚴重時難以擰動螺栓。當螺帽與螺栓連接處銹死且預緊力不夠時，造成的危害如下：

(1)當螺栓松動時，因無法產生所需要的預緊力，造成結構件連接處松動，使結構件剛性和安全性下降；

(2)螺栓松動后，在荷載的作用下，本應固接在一起的兩個接觸面將產生軸向往復移動，原本無沖擊荷載的螺栓連接結構間產生沖擊荷載，螺栓及連接結構中的荷載效應大幅度升高，極易加速螺栓及連接結構的疲勞損傷，導致突發性的災難事故。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種用于在螺栓表面制備耐腐蝕熔覆層的粉末材料及熔覆層的制備方法。本發明可有效解決螺栓與其緊固螺母之間生銹而鎖死問題，可以顯著提高螺栓連接結構件的安全性，并延長螺栓的使用壽命。

本發明的具體技術方案如下。

一、粉末成分與制備

一種用于在螺栓表面制備耐腐蝕熔覆層的粉末材料，其成分如下：

1、合金粉末組分

粉末材料中各元素重量百分數如下：