本發(fā)明涉及焊絲表面涂層技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲及其制備方法。

背景技術(shù)：

中國現(xiàn)在已經(jīng)成為世界焊接材料第一生產(chǎn)大國。在焊絲方面，對(duì)于低碳鋼及低合金鋼焊絲，都有導(dǎo)電嘴堵塞磨損等問題，其中焊絲表面涂層的作用尤為關(guān)鍵。目前國內(nèi)市場(chǎng)上有很多種類的耐磨焊絲，而這些產(chǎn)品的表面涂層存在耐磨系數(shù)不高、耐磨層受到?jīng)_擊后易開裂，容易剝落等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲及其制備方法，其涂覆層具有耐磨系數(shù)高、粘附力強(qiáng)且不易脫落等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明提出的一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲，包括焊絲基體和涂覆層，所述焊絲基體為合金結(jié)構(gòu)鋼焊絲，所述涂覆層其原料按重量份包括：納米二氧化硅30-45份、納米碳酸鈣20-35份、乙烯基乙酸5-15份、乙烯基乙酸丁酯5-9份、聚乙烯醇5-15份、環(huán)氧丙烷3-10份、聚乙烯蠟0.5-2份、纖維素醚0.5-2份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2-1.2份、丙烯酸酯1-5份、聚二甲基硅氧烷0.5-1.5份、聚乙醚0.5-2份、稀土0.2-0.6份、凹凸棒土0.5-2份、蒙脫土0.5-1.5份、碳化硅1-5份、聚酰胺2-8份、高碳鉻鐵粉末0.2-1份、PAN基碳纖維0.5-2份。

優(yōu)選地，所述涂覆層其原料按重量份包括：納米二氧化硅37-40份、納米碳酸鈣25-28份、乙烯基乙酸10-12份、乙烯基乙酸丁酯6-8份、聚乙烯醇10-12份、環(huán)氧丙烷5-7份、聚乙烯蠟1-1.2份、纖維素醚0.8-1份、脂肪醇聚氧乙 烯醚0.6-0.8份、丙烯酸酯2-3份、聚二甲基硅氧烷1-1.2份、聚乙醚0.8-1份、稀土0.4-0.5份、凹凸棒土0.8-1.1份、蒙脫土0.8-1份、碳化硅2-3份、聚酰胺3-5份、高碳鉻鐵粉末0.5-0.7份、PAN基碳纖維0.8-1份。

優(yōu)選地，所述涂覆層其原料按重量份包括：納米二氧化硅38份、納米碳酸鈣27份、乙烯基乙酸11份、乙烯基乙酸丁酯7份、聚乙烯醇11份、環(huán)氧丙烷6份、聚乙烯蠟1.1份、纖維素醚0.9份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.7份、丙烯酸酯2.5份、聚二甲基硅氧烷1.1份、聚乙醚0.9份、稀土0.45份、凹凸棒土1份、蒙脫土0.9份、碳化硅2.5份、聚酰胺4份、高碳鉻鐵粉末0.6份、PAN基碳纖維0.9份。

優(yōu)選地，所述丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述纖維素醚為甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述稀土為磷礦稀土，其粒度小于400目。

優(yōu)選地，所述碳化硅粒度小于460目。

優(yōu)選地，所述凹凸棒土粒度小于400目。

優(yōu)選地，所述蒙脫土粒度小于400目。

優(yōu)選地，所述高碳鉻鐵粉末小于460目。

優(yōu)選地，所述涂覆層在焊絲基體表層的厚度為0.0025-0.085mm。

本發(fā)明還提出的一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲的制備方法，具體步驟如下：

S1.在反應(yīng)裝置中加入乙烯基乙酸和聚乙烯醇，在攪拌狀態(tài)下加入納米二氧化硅，以800-900r/min的速度攪拌25-30min；然后加入聚二甲基硅氧烷、聚乙醚、乙烯基乙酸丁酯、環(huán)氧丙烷、聚乙烯蠟，以600-800r/min的速度攪拌 25-35min；然后加入丙烯酸酯、碳化硅、聚酰胺、PAN基碳纖維、納米碳酸鈣，以800-900r/min的速度攪拌25-30min；然后加入纖維素醚、稀土、凹凸棒土、蒙脫土、高碳鉻鐵粉末、脂肪醇聚氧乙烯醚，以1000-1200r/min的速度攪拌25-30min，然后在65-85℃下靜置得到浸漬液；

S2.將焊絲基體清洗后，浸漬到S1制得的浸漬液中，采用浸漬提拉法進(jìn)行涂覆，提拉速度為5-10cm/min；

S3.在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將S2處理后的焊絲進(jìn)行熱處理，冷卻至室溫得到所述結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲；其中，在熱處理過程中，以3-5℃/min的升溫速度升溫至200-500℃，然后保溫30-40min。

優(yōu)選地，所述結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲的制備方法，具體步驟如下：

S1.在反應(yīng)裝置中加入乙烯基乙酸和聚乙烯醇，在攪拌狀態(tài)下加入納米二氧化硅，以900r/min的速度攪拌25min；然后加入聚二甲基硅氧烷、聚乙醚、乙烯基乙酸丁酯、環(huán)氧丙烷、聚乙烯蠟，以800r/min的速度攪拌25min；然后加入丙烯酸酯、碳化硅、聚酰胺、PAN基碳纖維、納米碳酸鈣，以900r/min的速度攪拌30min；然后加入纖維素醚、稀土、凹凸棒土、蒙脫土、高碳鉻鐵粉末、脂肪醇聚氧乙烯醚，以1200r/min的速度攪拌25min，然后在70℃下靜置得到浸漬液；

S2.將焊絲基體清洗后，浸漬到S1制得的浸漬液中，采用浸漬提拉法進(jìn)行涂覆，提拉速度為6cm/min；

S3.在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將S2處理后的焊絲進(jìn)行熱處理，冷卻至室溫得到所述結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲；其中，在熱處理過程中，以3℃/min的升溫速度升溫至300℃，然后保溫35min。

本發(fā)明提出的一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲，涂覆層以納米二氧化硅、納米 碳酸鈣作為主料，有效提高了涂覆層的耐磨性能；加入乙烯基乙酸、聚乙烯醇、乙烯基乙酸丁酯、環(huán)氧丙烷、纖維素醚、聚乙醚對(duì)聚二甲基硅氧烷進(jìn)行改性，通過硅氧鍵和硅碳鍵產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，有效提高了涂覆層的粘結(jié)性能和潤滑性能，使涂覆層的質(zhì)量得到有效提高；加入稀土、蒙脫土、碳化硅粉、高碳鉻鐵粉末，作為填料能夠有效提高涂覆層的耐磨性能，同時(shí)與凹凸棒土、聚乙烯蠟在協(xié)同作用下使涂覆層具有良好的加工性能；加入脂肪醇聚氧乙烯醚、聚酰胺、PAN基碳纖維、丙烯酸酯進(jìn)一步提高涂覆層的粘結(jié)性能和耐磨性能。本發(fā)明結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲涂覆層具有優(yōu)異的粘結(jié)性和耐磨性。

對(duì)本發(fā)明的焊絲進(jìn)行性能檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果如下：硬度為92.5-108.6HV,性能提升16-22％；抗拉強(qiáng)度為310-455MPa，性能提升12-18％；相對(duì)耐磨系數(shù)為2.05-2.65，性能提升30-40％；焊縫在0℃沖擊韌性大于130J。

具體實(shí)施方式

下面，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

本發(fā)明提出的一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲，包括焊絲基體和涂覆層，所述涂覆層其原料按重量份包括：納米二氧化硅30份、納米碳酸鈣35份、乙烯基乙酸15份、乙烯基乙酸丁酯5份、聚乙烯醇5份、環(huán)氧丙烷3份、聚乙烯蠟0.5份、纖維素醚0.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2份、丙烯酸酯1份、聚二甲基硅氧烷0.5份、聚乙醚0.5份、稀土0.2份、凹凸棒土0.5份、蒙脫土0.5份、碳化硅1份、聚酰胺8份、高碳鉻鐵粉末1份、PAN基碳纖維0.5份。

本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲的制備方法，具體步驟如下：

S1.在反應(yīng)裝置中加入乙烯基乙酸和聚乙烯醇，在攪拌狀態(tài)下加入納米二氧化硅，以800r/min的速度攪拌30min；然后加入聚二甲基硅氧烷、聚乙醚、乙 烯基乙酸丁酯、環(huán)氧丙烷、聚乙烯蠟，以600r/min的速度攪拌35min；然后加入丙烯酸酯、碳化硅、聚酰胺、PAN基碳纖維、納米碳酸鈣，以800r/min的速度攪拌30min；然后加入纖維素醚、稀土、凹凸棒土、蒙脫土、高碳鉻鐵粉末、脂肪醇聚氧乙烯醚，以1000r/min的速度攪拌30min，然后在65℃下靜置得到浸漬液；

S2.將焊絲基體清洗后，浸漬到S1制得的浸漬液中，采用浸漬提拉法進(jìn)行涂覆，提拉速度為5cm/min；

S3.在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將S2處理后的焊絲進(jìn)行熱處理，冷卻至室溫得到所述結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲；其中，在熱處理過程中，以3℃/min的升溫速度升溫至200℃，然后保溫30min。

實(shí)施例2

本發(fā)明提出的一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲及其制備方法，包括焊絲基體和涂覆層，所述涂覆層其原料按重量份包括：納米二氧化硅34份、納米碳酸鈣25份、乙烯基乙酸10份、乙烯基乙酸丁酯6份、聚乙烯醇8份、環(huán)氧丙烷6份、聚乙烯蠟1.2份、纖維素醚1.4份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8份、丙烯酸酯3份、聚二甲基硅氧烷0.9份、聚乙醚1.2份、稀土0.35份、凹凸棒土1.3份、蒙脫土0.85份、碳化硅3份、聚酰胺5份、高碳鉻鐵粉末0.8份、PAN基碳纖維0.9份。

本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲的制備方法，具體步驟如下：

S1.在反應(yīng)裝置中加入乙烯基乙酸和聚乙烯醇，在攪拌狀態(tài)下加入納米二氧化硅，以850r/min的速度攪拌28min；然后加入聚二甲基硅氧烷、聚乙醚、乙烯基乙酸丁酯、環(huán)氧丙烷、聚乙烯蠟，以750r/min的速度攪拌30min；然后加入丙烯酸酯、碳化硅、聚酰胺、PAN基碳纖維、納米碳酸鈣，以900r/min的速 度攪拌28min；然后加入纖維素醚、稀土、凹凸棒土、蒙脫土、高碳鉻鐵粉末、脂肪醇聚氧乙烯醚，以1100r/min的速度攪拌28min，然后在75℃下靜置得到浸漬液；

S2.將焊絲基體清洗后，浸漬到S1制得的浸漬液中，采用浸漬提拉法進(jìn)行涂覆，提拉速度為6cm/min；

S3.在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將S2處理后的焊絲進(jìn)行熱處理，冷卻至室溫得到所述結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲；其中，在熱處理過程中，以4℃/min的升溫速度升溫至220℃，然后保溫35min。

其中，所述纖維素醚為羥丙基甲基纖維素；

所述丙烯酸酯為丙烯酸乙酯；

所述稀土為磷礦稀土，其粒度為480目；

所述碳化硅粒度為480目；

所述凹凸棒土粒度為420目；

所述蒙脫土粒度為460目；

所述高碳鉻鐵粉末為500目；

涂覆層在焊絲基體表層的厚度為0.0025mm。

實(shí)施例3

本發(fā)明提出的一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲及其制備方法，包括焊絲基體和涂覆層，所述涂覆層其原料按重量份包括：納米二氧化硅38份、納米碳酸鈣27份、乙烯基乙酸11份、乙烯基乙酸丁酯7份、聚乙烯醇11份、環(huán)氧丙烷6份、聚乙烯蠟1.1份、纖維素醚0.9份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.7份、丙烯酸酯2.5份、聚二甲基硅氧烷1.1份、聚乙醚0.9份、稀土0.45份、凹凸棒土1份、蒙脫土0.9份、碳化硅2.5份、聚酰胺4份、高碳鉻鐵粉末0.6份、PAN基碳纖維 0.9份。

本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲的制備方法，具體步驟如下：

S1.在反應(yīng)裝置中加入乙烯基乙酸和聚乙烯醇，在攪拌狀態(tài)下加入納米二氧化硅，以900r/min的速度攪拌25min；然后加入聚二甲基硅氧烷、聚乙醚、乙烯基乙酸丁酯、環(huán)氧丙烷、聚乙烯蠟，以800r/min的速度攪拌25min；然后加入丙烯酸酯、碳化硅、聚酰胺、PAN基碳纖維、納米碳酸鈣，以900r/min的速度攪拌30min；然后加入纖維素醚、稀土、凹凸棒土、蒙脫土、高碳鉻鐵粉末、脂肪醇聚氧乙烯醚，以1200r/min的速度攪拌25min，然后在70℃下靜置得到浸漬液；

S2.將焊絲基體清洗后，浸漬到S1制得的浸漬液中，采用浸漬提拉法進(jìn)行涂覆，提拉速度為6cm/min；

S3.在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將S2處理后的焊絲進(jìn)行熱處理，冷卻至室溫得到所述結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲；其中，在熱處理過程中，以3℃/min的升溫速度升溫至300℃，然后保溫35min。

其中，所述纖維素醚按重量份包括甲基纖維素20份，羥丙基甲基纖維素40份，羥乙基纖維素40份；

所述丙烯酸酯按重量份包括丙烯酸甲酯50份，丙烯酸乙酯50份；

涂覆層在焊絲基體表層的厚度為0.035mm。

實(shí)施例4

本發(fā)明提出的一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲及其制備方法，包括焊絲基體和涂覆層，所述涂覆層其原料按重量份包括：納米二氧化硅40份、納米碳酸鈣30份、乙烯基乙酸12份、乙烯基乙酸丁酯8份、聚乙烯醇13.5份、環(huán)氧丙烷9份、聚乙烯蠟0.9份、纖維素醚1.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚1份、丙烯酸酯4 份、聚二甲基硅氧烷1.3份、聚乙醚1.5份、稀土0.5份、凹凸棒土1.6份、蒙脫土1.4份、碳化硅4份、聚酰胺6份、高碳鉻鐵粉末1份、PAN基碳纖維1.8份。

本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲的制備方法，具體步驟如下：

S1.在反應(yīng)裝置中加入乙烯基乙酸和聚乙烯醇，在攪拌狀態(tài)下加入納米二氧化硅，以850r/min的速度攪拌25min；然后加入聚二甲基硅氧烷、聚乙醚、乙烯基乙酸丁酯、環(huán)氧丙烷、聚乙烯蠟，以800r/min的速度攪拌30min；然后加入丙烯酸酯、碳化硅、聚酰胺、PAN基碳纖維、納米碳酸鈣，以900r/min的速度攪拌30min；然后加入纖維素醚、稀土、凹凸棒土、蒙脫土、高碳鉻鐵粉末、脂肪醇聚氧乙烯醚，以1200r/min的速度攪拌25min，然后在80℃下靜置得到浸漬液；

S2.將焊絲基體清洗后，浸漬到S1制得的浸漬液中，采用浸漬提拉法進(jìn)行涂覆，提拉速度為8cm/min；

S3.在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將S2處理后的焊絲進(jìn)行熱處理，冷卻至室溫得到所述結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲；其中，在熱處理過程中，以5℃/min的升溫速度升溫至450℃，然后保溫38min。

實(shí)施例5

本發(fā)明提出的一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲及其制備方法，包括焊絲基體和涂覆層，所述涂覆層其原料按重量份包括：納米二氧化硅45份、納米碳酸鈣20份、乙烯基乙酸15份、乙烯基乙酸丁酯9份、聚乙烯醇15份、環(huán)氧丙烷10份、聚乙烯蠟2份、纖維素醚2份、脂肪醇聚氧乙烯醚1.2份、丙烯酸酯5份、聚二甲基硅氧烷1.5份、聚乙醚2份、稀土0.6份、凹凸棒土2份、蒙脫土1.5份、碳化硅5份、聚酰胺8份、高碳鉻鐵粉末0.2份、PAN基碳纖維2份。

本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲的制備方法，具體步驟如下：

S1.在反應(yīng)裝置中加入乙烯基乙酸和聚乙烯醇，在攪拌狀態(tài)下加入納米二氧化硅，以900r/min的速度攪拌25min；然后加入聚二甲基硅氧烷、聚乙醚、乙烯基乙酸丁酯、環(huán)氧丙烷、聚乙烯蠟，以750r/min的速度攪拌35min；然后加入丙烯酸酯、碳化硅、聚酰胺、PAN基碳纖維、納米碳酸鈣，以900r/min的速度攪拌25min；然后加入纖維素醚、稀土、凹凸棒土、蒙脫土、高碳鉻鐵粉末、脂肪醇聚氧乙烯醚，以200r/min的速度攪拌27min，然后在85℃下靜置得到浸漬液；

S2.將焊絲基體清洗后，浸漬到S1制得的浸漬液中，采用浸漬提拉法進(jìn)行涂覆，提拉速度為10cm/min；

S3.在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將S2處理后的焊絲進(jìn)行熱處理，冷卻至室溫得到所述結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐磨涂層焊絲；其中，在熱處理過程中，以5℃/min的升溫速度升溫至500℃，然后保溫30min。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。