專(zhuān)利名稱(chēng)：：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(shù)領(lǐng)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(yīng)用于電廠鍋爐管壁以及風(fēng)機(jī)葉片的防腐、耐磨等各方面。
背景技術(shù)：
：據(jù)悉，全國(guó)各火力發(fā)電電廠每年工業(yè)領(lǐng)50%的機(jī)械部件失效是由磨損引起的，解決其有效途徑是在這些機(jī)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(jī)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?zé)Y(jié)或包覆處理形成硬質(zhì)合金粉末，用以制造熱強(qiáng)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(lǐng)域，特別是耐磨粒磨損以及泥沙沖蝕磨損等領(lǐng)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(fēng)機(jī)葉片及泥漿泵等耐磨部件中使用。國(guó)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(yīng)用普通熱噴涂噴涂WC粉末的發(fā)明和研究還很少見(jiàn)。在實(shí)際的工程應(yīng)用中，電弧噴涂由于其成本低，噴涂效率高而被廣泛應(yīng)用，所以，發(fā)明適用于電弧噴涂的粉芯絲材對(duì)于國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用領(lǐng)域是材料加工工程中的重點(diǎn)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(guò)燒結(jié)、粉碎而制成硬質(zhì)合金粉末材料。這類(lèi)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(hù)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(lái)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(fù)雜形狀面，且成本較低。經(jīng)過(guò)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(duì)于Q235鋼提高9倍，且當(dāng)粉芯中WC質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于25M時(shí)，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(dá)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(wèn)題，確保煉鋼廠轉(zhuǎn)爐的安全運(yùn)行。主要在煙道風(fēng)機(jī)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(yán)酷的腐蝕磨損環(huán)境中的使用性能、延長(zhǎng)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(shù)，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(guò)拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達(dá)到2.0mm得到最終產(chǎn)品。使用本發(fā)明在經(jīng)過(guò)噴砂粗化后的金屬基體上按照現(xiàn)有技術(shù)中的電弧噴涂時(shí)的工藝參數(shù)進(jìn)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(qiáng)度好(>50MPa)，涂層中的WC陶瓷硬質(zhì)相硬度在2032-2088HVQ1)。對(duì)涂層進(jìn)行磨粒磨損試驗(yàn)，測(cè)試其相對(duì)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(shí)施例方式所有實(shí)施例噴涂絲材采用粉芯絲材成型機(jī)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(jī)內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入U(xiǎn)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(guò)拉絲模逐漸減徑使其直徑達(dá)到2.0mm。在經(jīng)過(guò)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(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)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(jī)內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入U(xiǎn)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(guò)拉絲模逐漸減徑使其直徑達(dá)到2.0mm。在經(jīng)過(guò)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(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)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(jī)內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入U(xiǎn)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(guò)拉絲模逐漸減徑使其直徑達(dá)到2.0mm。在經(jīng)過(guò)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(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)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(jī)內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入U(xiǎn)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(guò)拉絲模逐漸減徑使其直徑達(dá)到2.0mm。在經(jīng)過(guò)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(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表l。表1所打硬度均采用HXD—100D數(shù)字式顯微硬度計(jì)，載荷為100g，加載時(shí)間15s,對(duì)噴涂層取十點(diǎn)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(yàn)機(jī)進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(yù)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(lái)衡量。在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)用Q235鋼作為對(duì)比，對(duì)比件失重量與測(cè)量件失重量之比作為該配方的相對(duì)耐磨性。標(biāo)準(zhǔn)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(hù)1190,耐磨性好，其相對(duì)耐磨性可達(dá)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(xiàng)目進(jìn)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(qiáng)。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(yīng)用于電廠鍋爐管壁以及風(fēng)機(jī)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(qiáng)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(qiáng)度好(＞50MPa)，涂層中的WC陶瓷硬質(zhì)相硬度在2032-2088HV<sub>0.1</sub>)。對(duì)涂層進(jìn)行磨粒磨損試驗(yàn)，測(cè)試其相對(duì)耐磨性為20G鋼的15倍以上。文檔編號(hào)C23C4/12GK101451226SQ20071019527公開(kāi)日2009年6月10日申請(qǐng)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(qǐng)人:北京賽億表面工程技術(shù)有限公司