專利名稱：：電弧噴涂制備鎳基含wc的噴涂用粉芯絲材的制作方法
技術領域：
：一種鎳基含wc硬質(zhì)合金的電弧噴涂用粉芯絲材，屬于材料加工工程噴涂使用噴涂粉芯絲材，主要應用于電廠鍋爐管壁以及風機葉片的防腐、耐磨等各方面。
背景技術：
：據(jù)悉，全國各火力發(fā)電電廠每年工業(yè)領50%的機械部件失效是由磨損引起的，解決其有效途徑是在這些機器零部件表面制備一層抗固體粒子磨蝕涂層。WC粉末在室溫及54(TC以下具有優(yōu)異的機械性能，如高的硬度、延展性及楊氏模量，采用Ni等金屬作為粘結(jié)相材料，經(jīng)高溫燒結(jié)或包覆處理形成硬質(zhì)合金粉末，用以制造熱強性和耐磨性良好的硬質(zhì)合金制品或耐磨涂層。熱噴涂WC、WC-Ni及納米喂料WC-Co金屬陶瓷涂層被廣泛用于許多領域，特別是耐磨粒磨損以及泥沙沖蝕磨損等領域。采用高速電弧噴涂含WC陶瓷粉末粉芯絲材制備涂層具有較高硬度和耐磨性，可以在煙道風機葉片及泥漿泵等耐磨部件中使用。國內(nèi)采用熱噴涂方法噴涂WC粉末通常使用熱噴涂噴涂方法中的超音速火焰噴涂(HVOF)、等離子噴涂或高速電弧噴涂的方法，應用普通熱噴涂噴涂WC粉末的發(fā)明和研究還很少見。在實際的工程應用中，電弧噴涂由于其成本低，噴涂效率高而被廣泛應用，所以，發(fā)明適用于電弧噴涂的粉芯絲材對于國內(nèi)工程應用領域是材料加工工程中的重點研發(fā)方面之一。WC是材料中硬質(zhì)合金陶瓷中顆粒狀元素，在粉末中代替金屬作粘結(jié)相，用以作硬質(zhì)相，經(jīng)過燒結(jié)、粉碎而制成硬質(zhì)合金粉末材料。這類硬質(zhì)合金粉末，可以用電弧噴涂工藝制備硬質(zhì)合金涂層。采用保護氣氛，防止硬質(zhì)合金中的硬紙相的櫻花和碳化物硬質(zhì)相的燒損，是獲得優(yōu)質(zhì)耐磨涂層的重要條件。采用含WC的硬質(zhì)相的噴涂材料制備出來的噴涂涂層具有硬度高，耐磨性好，能用在常規(guī)加工方法加工成復雜形狀面，且成本較低。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在電弧噴涂涂層成分中，含WC陶瓷相涂層的耐磨損性能較好，相對于Q235鋼提高9倍，且當粉芯中WC質(zhì)量分數(shù)低于25M時，隨著WC含量的增加，涂層的硬度和耐磨性增加。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要達到的最終目的是用本發(fā)明的一種含WC硬質(zhì)相的電弧噴涂用粉芯絲材制備電弧噴涂涂層，使涂層具有硬度高、抗高溫腐蝕-磨蝕性能良好，解決鍋爐管壁產(chǎn)生高溫氧化腐蝕和沖蝕磨損問題，確保煉鋼廠轉(zhuǎn)爐的安全運行。主要在煙道風機葉片及泥漿泵等耐磨部件中使用。本發(fā)明可以提高金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件和裝置部件在嚴酷的腐蝕磨損環(huán)境中的使用性能、延長服役壽命。本發(fā)明所提供的抗高溫氧化電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于，所述的粉芯絲材外皮為Ni(Ni:80%,Cr:20%)鋼帶，所述的粉芯絲材藥粉成分質(zhì)量百分含量范圍如下WC:15~25%;Cr:20.5~10%;Co:10~12%;C:3.0~0.55%;Mo:3.0~0.650/o;Ni:10~7.50%;Fe:余量。本發(fā)明的制備方法采用現(xiàn)有技術，包括以下步驟.-1、將Ni帶軋成U形，再向U形槽中加入占本發(fā)明噴涂絲總重的3035X的本發(fā)明粉芯粉末；2、將U形槽合口，使粉芯包裹其中，通過拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達到2.0mm得到最終產(chǎn)品。使用本發(fā)明在經(jīng)過噴砂粗化后的金屬基體上按照現(xiàn)有技術中的電弧噴涂時的工藝參數(shù)進行噴涂，制備得到的電弧噴涂涂層均勻、硬度高，具有良好的抗高溫氧化、抗高溫腐蝕-磨蝕性能。硬度高(>70HRC),結(jié)合強度好(>50MPa)，涂層中的WC陶瓷硬質(zhì)相硬度在2032-2088HVQ1)。對涂層進行磨粒磨損試驗，測試其相對耐磨性為20G鋼的15倍以上。圖l:粉芯絲材生產(chǎn)工藝流程圖具體實施例方式所有實施例噴涂絲材采用粉芯絲材成型機制備1.選用10x0.4mm(寬度為10mm,厚度為0.4mm)的Ni帶。先將其軋成U形。取WC:15g;Cr:15g;CO:10g;C:2.5g;Mo:2.0g;M:10g;Fe:50g。將所取各種粉末放入混粉機內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入U形的304L不銹鋼鋼帶槽中，填充率為30%。將U形槽合口，使藥粉包裹其中，再經(jīng)過拉絲模逐漸減徑使其直徑達到2.0mm。在經(jīng)過噴砂粗化后的金屬基體上制備電弧噴涂涂層，噴涂電流160200A、噴涂電壓2832V、噴涂氣壓0.55-0.6MP、噴涂距離100-200mm。涂層硬度、抗磨粒磨損性能測試數(shù)據(jù)見表l。2.選用10X0.4mm(寬度為10mm，厚度為0.4mm)的Ni帶。先將其軋成U形。取WC:20g;Cr:17g;Co:10.5g;C:1.5g;Mo:2.5g;Ni:8g;Fe:45g。將所取各種粉末放入混粉機內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入U形的304L不銹鋼鋼帶槽中，填充率為32%。將U形槽合口，使藥粉包裹其中，再經(jīng)過拉絲模逐漸減徑使其直徑達到2.0mm。在經(jīng)過噴砂粗化后的金屬基體上制備電弧噴涂涂層，噴涂電流160200A、噴涂電壓2832V、噴涂氣壓0.55-0.6MP、噴涂距離100-200mm。涂層硬度、抗磨粒磨損性能測試數(shù)據(jù)見表l。3.選用10x0.4mm(寬度為10mm，厚度為0.4mm)的Ni帶先將其軋成U形。取WC:25g;Cr:20g;Co:12g;C:3.5g;Mo-3.0g;Ni:10.5g;Fe:76g。將所取各種粉末放入混粉機內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入U形的304L不銹鋼鋼帶槽中，填充率為30%。將U形槽合口，使藥粉包裹其中，再經(jīng)過拉絲模逐漸減徑使其直徑達到2.0mm。在經(jīng)過噴砂粗化后的金屬基體上制備電弧噴涂涂層，噴涂電流160~200A、噴涂電壓2832V、噴涂氣壓0.55-0.6MP、噴涂距離100-200mm。涂層硬度、抗磨粒磨損性能測試數(shù)據(jù)見表l。4.選用10x0.4mm(寬度為10mm,厚度為0.4mm)的Ni帶。先將其軋成U形。取WC:35g;Cr:27g;Co:15g;C:1.5g;Mo:2.5g;Ni:llg;Fe:58g。將所取各種粉末放入混粉機內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入U形的304L不銹鋼鋼帶槽中，填充率為35%。將U形槽合口，使藥粉包裹其中，再經(jīng)過拉絲模逐漸減徑使其直徑達到2.0mm。在經(jīng)過噴砂粗化后的金屬基體上制備電弧噴涂涂層，噴涂電流160200A、噴涂電壓2832V、噴涂氣壓0.55-0.6MP、噴涂距離100-200mm。涂層硬度、抗磨粒磨損性能測試數(shù)據(jù)見表l。表1所打硬度均采用HXD—100D數(shù)字式顯微硬度計，載荷為100g，加載時間15s,對噴涂層取十點打硬度，最后得到該涂層的平均顯微硬度值。采用MLS-225型濕式橡膠輪磨粒磨損試驗機進行磨損實驗。實驗參數(shù)如下橡膠輪轉(zhuǎn)速240轉(zhuǎn)/分、橡膠輪直徑178mm、橡膠輪硬度60(邵爾硬度)、載荷10Kg、橡膠輪轉(zhuǎn)數(shù)預磨1000轉(zhuǎn)、正式磨2000轉(zhuǎn)、磨料40-70目的石英砂。材料的耐磨性能用磨損的失重量來衡量。在實驗前、后，將試件放入盛有丙酮溶液的燒杯中，在超聲波清洗儀中清洗35分鐘，實驗時用Q235鋼作為對比，對比件失重量與測量件失重量之比作為該配方的相對耐磨性。標準辦失重量辦縫量如表1所示，所研制的電弧噴涂涂層硬度高，HVc.戶1190,耐磨性好，其相對耐磨性可達到Q235鋼<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1、一種鎳基含WC硬質(zhì)合金的電弧噴涂用粉芯絲材，屬于工程噴涂使用噴涂粉芯絲材，其特征在于，所述的粉芯絲材外皮為Ni(Ni80％，Cr20％)鋼帶，使用該發(fā)明項目進行噴涂所得到的涂層具有良好的耐磨性和熱振性能，抗高溫沖蝕能力強。所述的粉芯絲材藥粉成分質(zhì)量百分含量范圍如下WC15～25％；Cr20.5～10％；Co10～12％；C3.0～0.55％；Mo3.0～0.65％；Ni10～7.50％；Fe余量。全文摘要一種鎳基含WC硬質(zhì)合金的電弧噴涂用粉芯絲材，屬于工程噴涂使用噴涂粉芯絲材，主要應用于電廠鍋爐管壁以及風機葉片的防腐、耐磨等各方面。其特性在于涂層與基體的結(jié)合強度高、硬度高、耐磨性和熱振性能好，抗高溫沖蝕性能優(yōu)異。所述的粉芯成分質(zhì)量百分含量范圍如下WC15～25％；Cr20.5～10％；Co10～12％；C3.0～0.55％；Mo3.0～0.65％；Ni10～7.50％；Fe余量。用本發(fā)明研制的粉芯絲材制備的涂層，硬度高(＞70HRC)，結(jié)合強度好(＞50MPa)，涂層中的WC陶瓷硬質(zhì)相硬度在2032-2088HV<sub>0.1</sub>)。對涂層進行磨粒磨損試驗，測試其相對耐磨性為20G鋼的15倍以上。文檔編號C23C4/12GK101451226SQ20071019527公開日2009年6月10日申請日期2007年12月6日優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日發(fā)明者胡為峰,爽葛申請人:北京賽億表面工程技術有限公司