專(zhuān)利名稱：一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材。
背景技術(shù)：
材料及其構(gòu)件由于磨損引起早期失效與報(bào)廢，造成了能源與材料的極大浪費(fèi)。據(jù)各國(guó)多年來(lái)對(duì)此進(jìn)行的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)表明，僅磨損造成的損失就占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的左右。各類(lèi)磨損所引起的失效往往發(fā)生于材料及其構(gòu)件的表面，為了提高零件的可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，許多國(guó)家都在努力研究和應(yīng)用各種提高零件表面性能的新技術(shù)和新工藝，開(kāi)發(fā)了大批實(shí)用、先進(jìn)、高效的表面工程技術(shù)。應(yīng)用表面技術(shù)，修復(fù)或強(qiáng)化零件表面，制備出優(yōu)于本體材料性能的表面功能薄層，已成為了現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。相對(duì)于其它熱噴涂方法，電弧噴涂由于具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、效率較高、成本較低的特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，用電弧噴涂進(jìn)行耐磨涂層的研究取得一些成果，但還存在許多不足，如大多涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度不高；由于保護(hù)不好而氧化物多，涂層結(jié)構(gòu)不致密，涂層不具備良好的綜合性能等。目前制備電弧噴涂耐磨涂層主要采用碳強(qiáng)化的合金絲材，不過(guò)這種絲材存在碳化物易長(zhǎng)大、脫落而致使結(jié)合強(qiáng)度不高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可提高涂層耐磨性能、使涂層具有較高的結(jié)合強(qiáng)度的用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材。本發(fā)明提供的一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材，絲材的制備和絲材與絲材外皮的軋制均按常規(guī)方法進(jìn)行，該絲材含有質(zhì)量比0. 12 0. 18%的C， 0. 30 0. 42% 的 Si、1. 30 1. 42% 的Mn、3. 08 3. 18% 的Ni、1. 75 1. 85% 的B、16. 00 16. 20% 的 Cr、0. 14 0. 22% 的Nb、0. 45 0. 57% 的 Ti、0. 18 0. 26% 的 V、0. 10 0. 14%
的N，及余量佝。優(yōu)選的是，該絲材含有質(zhì)量比0. 15_C，0· 36_Si、l. 37%的Mn、3. 13%的Ni、 1.80% 的 B、16. 10% 的 Cr、0. 18% 的 Nb、0. 51 % 的 Ti、0. 22% 的 V、0. 12% 的 N，及余量 Fe。上述中，絲材外皮選用寬度X厚度為15mmX0. 5mm的H08A鋼帶。本發(fā)明通過(guò)在噴涂絲材中添加N元素來(lái)替代部分C，以及適量的強(qiáng)碳氮化合物形成元素V、Nb等，生成碳氮化合物硬質(zhì)相顆粒從而顯著提高涂層耐磨性能。另外，通過(guò)合理配比合金元素，特別是稀土元素，使涂層具有較高的結(jié)合強(qiáng)度。本發(fā)明的粉芯絲材主要應(yīng)用于有耐磨損要求的金屬零部件的修復(fù)、預(yù)保護(hù)及新產(chǎn)品的制造。如各種磨損軸類(lèi)的修復(fù)，新軸、攪拌筒葉片、水輪機(jī)葉片等零部件耐磨涂層的制備。本發(fā)明的粉芯絲材使零部件具有更高的耐磨性能，從而大幅度提高零部件的使用壽命。 另外，零部件的修復(fù)不但節(jié)省了大量的加工時(shí)間，還大大減少購(gòu)買(mǎi)新設(shè)備的費(fèi)用，達(dá)到用經(jīng)濟(jì)的手段產(chǎn)生顯著經(jīng)濟(jì)效益的效果。本絲材所制備的涂層已在磨損軸類(lèi)修復(fù)中得到成功應(yīng)用，效果顯著，如某設(shè)備主傳動(dòng)軸采用本發(fā)明的粉芯絲材進(jìn)行涂層修復(fù)，施工時(shí)間僅5小時(shí)，成本不到1萬(wàn)元，而購(gòu)買(mǎi)同類(lèi)新軸需要10多萬(wàn)元，節(jié)省了大筆費(fèi)用。在嚴(yán)格規(guī)范的高速電弧噴涂工藝下，使用本發(fā)明的粉芯絲材制備的涂層可以達(dá)到以下性能指標(biāo)1、涂層成形良好，涂層組織均勻，結(jié)構(gòu)致密；2、涂層顯微硬度平均值為530HV0. 1 ；3、涂層結(jié)合強(qiáng)度平均值達(dá)到41. 2MPa ；4、涂層的耐磨性是Q235低碳鋼的3. 6倍。本發(fā)明的絲材按常規(guī)方法制備，即包括配粉、混粉以及軋絲、拔絲、繞絲、包裝等工序。1、配粉。即按擬定的成分配制合金粉。2、混粉。將所配比的藥粉充分拌均，以保證絲材的質(zhì)量。3、絲材軋制。包括軋絲、拔絲、繞絲等工序。絲材與絲材外皮的軋制也按常規(guī)方法制備，先將絲材外皮即寬度X厚度為 15mmX0. 5mm的H08A鋼帶經(jīng)過(guò)軋輥后形成槽形，將絲材送入絲材外皮所形成的槽內(nèi)，再經(jīng)軋輥軋制使絲材外皮的槽封閉，軋制成圓形，然后減徑到所需，即得粉芯絲材。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例按質(zhì)量比將0. 15% 的 C，0. 36% 的 Si、1. 37% 的 Mn、3. 13% 的 Ni、1.80% 的B、16. 10%的Cr、0. 18%的恥、0. 51%的11、0. 22%的V、0. 12%的N，及余量！^進(jìn)行配粉， 再按常規(guī)方法進(jìn)行混粉以及軋絲、拔絲、繞絲、包裝制得絲材；然后先將絲材外皮即寬度X 厚度為15mmX0. 5mm的H08A鋼帶經(jīng)過(guò)軋輥后形成槽形；將絲材送入絲材外皮所形成的槽內(nèi)，再經(jīng)軋輥軋制使絲材外皮的槽封閉，軋制成圓形，然后減徑到所需，即得粉芯絲材。
權(quán)利要求
1.一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材，絲材的制備和絲材與絲材外皮的軋制均按常規(guī)方法進(jìn)行，其特征在于，該絲材含有質(zhì)量比0. 12 0. 18%的C， 0. 30 0. 42% 的 Si、1. 30 1. 42% 的Mn、3. 08 3. 18% 的Ni、1. 75 1. 85% 的B、16. 00 16. 20% 的 Cr、0. 14 0. 22% 的Nb、0. 45 0. 57% 的 Ti、0. 18 0. 26% 的 V、0. 10 0. 14%的N，及余量佝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材， 其特征在于，該絲材含有質(zhì)量比0. 15%的C，0. 36%的Si、l. 37%的Mn、3. 13%的Ni、1.80% 的 B、16. 10%的 Cr、0. 18%的 Nb、0. 51 %的 Ti、0. 22%的 V、0. 12%的 N，及余量 Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材，其特征在于，絲材外皮選用寬度X厚度為15mmX0. 5mm的H08A鋼帶。
全文摘要
一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材，絲材的制備和絲材與絲材外皮的軋制均按常規(guī)方法進(jìn)行，該絲材含有質(zhì)量比0.12～0.18％的C，0.30～0.42％的Si、1.30～1.42％的Mn、3.08～3.18％的Ni、1.75～1.85％的B、16.00～16.20％的Cr、0.14～0.22％的Nb、0.45～0.57％的Ti、0.18～0.26％的V、0.10～0.14％的N，及余量Fe。本發(fā)明可提高涂層耐磨性能，使涂層具有較高的結(jié)合強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C23C4/06GK102321861SQ20111031125
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者鄧宇 申請(qǐng)人:廣東石油化工學(xué)院