[發明專利]一種鉬基粉芯絲材及涂層制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110423297.2
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113186482B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 閔捷;古龍;陳宇飛;蘭亞鵬;程旭東
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: C23C4/131
• 分類號: C23C4/131;C23C4/06;C23C4/16
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

一種鉬基粉芯絲材，包括粉芯和絲材外皮，所述粉芯按照質量百分比計包括以下組分：碳化硅0％?10％，聚苯脂0％?10％，余量為鉬，粉芯絲材外皮所用帶材為Al?Mg合金帶，粉芯絲材的填充率為29％?31％，粉芯絲材的直徑為3.0mm。本發明采用超音速電弧噴涂制備鉬基涂層，操作方便，能實現大面積噴涂，且涂層在高溫振動環境下具有一定的阻尼性能，能滿足高溫管道的高溫阻尼性能，改善高溫管道在高溫振動環境下的服役穩定性，降低振動應力，延長其使用壽命。

技術領域

本發明涉及材料加工工程中的熱噴涂領域，尤其涉及一種鉬基粉芯絲材及涂層制備方法與應用。

背景技術

隨著工業的發展，管道的地位越來越重要。石油、化工、電站、艦船等行業的各類裝置中管網密布，由于高溫、高壓管道內介質周期性和間歇性氣流脈動、水擊等引起的管道振動，從而造成許多危害性。嚴重的管道振動會給人們帶來恐懼感和不安全感，致使生產裝置有時不能正常運轉；增加額外功率和噪聲振動引起機組疲勞破壞，降低整個裝置使用壽命；強烈的管道振動會使管道結構、管道附件產生疲勞破壞，輕則造成泄漏，重則破裂而引起爆炸、燃燒等嚴重事故。

引起管道振動的主要原因有下述三點：(1)機器動力平衡性能差或基礎設計不當，(2)管道內氣流脈動，(3)管道內流體流速過快，湍流邊界層分離而產生渦流，引起振動。對于高溫管道而言來說，氣流脈動是必然存在的，管道振動是不可避免的，如何控制氣流脈動，使它處于容許值的范圍之內，是解決管道振動的根本辦法。其基本原理是利用材料本身所具有的粘彈性能，將吸收振動源的一部分振動能，再以“熱”的形式釋放出去，即發生所謂的力學損耗，以達到降低振動、抑制噪聲的目的。

有機阻尼涂層具有較高的阻尼性能，對外加電磁場不敏感，在室溫環境得到了較多的應用，但由于很容易受工作環境的影響，所以它們只能在特定的頻率和溫度等環境內才能有效的應用。隨著機械自動化的快速發展，有機阻尼涂層的力學性能以及對環境的敏感性，使其已經不能適用于其苛刻的服役環境，其解決方法是采用具有良好力學性能、耐高溫的金屬陶瓷涂層材料替代有機涂層材料，以提高其服役可靠性。目前的金屬陶瓷涂層雖然在常溫下阻尼性能達到高阻尼材料的要求，然而在高溫條件下阻尼性能卻大打折扣。

另外，火焰噴涂、等離子噴涂等噴涂工藝設備復雜，成本高，且噴涂材料受限以及涂層材料沉積效率低，不適宜在工業生產中大面積使用。而超音速電弧噴涂具有操作方便，噴涂材料應用廣泛，噴涂材料沉積效率高，可以實現大面積噴涂等優點，已成為在實際應用領域制備涂層的主要方法。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種鉬基粉芯絲材，粉芯絲材使得聚苯脂等導電性較差的物質可以應用于超音速電弧噴涂技術，且粉芯絲材的成分可控，大大提高了電弧噴涂技術的應用領域。

本發明的目的之二是提供一種鉬基粉芯絲材制備鉬基涂層的方法，采用超音速電弧噴涂制備鉬基涂層，操作方便，能實現大面積噴涂，且涂層在高溫振動環境下具有一定的阻尼性能，同時具有優異的力學性能。

本發明的目的之三是提供一種鉬基涂層的應用，鉬基涂層能提高高溫管道的高溫阻尼性能。

本發明實現目的之一所采用的方案是：一種鉬基粉芯絲材，包括粉芯和絲材外皮，所述粉芯按照質量百分比計包括以下組分：碳化硅0％-10％，聚苯脂0％-10％，余量為鉬，粉芯絲材外皮所用帶材為Al-Mg合金帶，粉芯絲材的填充率為29％-31％，粉芯絲材的直徑為3.0mm。

上述技術方案中，所述鉬為粉末，鉬粉末的粒度為40-100目。

上述技術方案中，所述碳化硅為粉末，碳化硅粉末的粒度為40-100目。

上述技術方案中，所述聚苯脂為粉末，聚苯脂粉末的粒度為40-100目。

上述技術方案中，所述Al-Mg合金帶的厚度為0.3mm。