CN100427636C - 铁基含TiC陶瓷的耐磨电弧喷涂粉芯丝材 - Google Patents

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Abstract

一种铁基含TiC陶瓷的耐磨电弧喷涂粉芯丝材，属于材料加工工程中的表面工程领域。TiC陶瓷熔点高，具有最高的常温硬度，是常温下使用的最耐磨的材料，但目前没有人使用TiC陶瓷粉末作为硬质相来制作电弧喷涂粉芯丝材。本发明为一种铁基含TiC陶瓷的耐磨电弧喷涂粉芯丝材，其特征在于：所述的粉芯成分质量百分含量范围如下：硼铁：10～40%；金属镍：2～10%；碳化钛陶瓷：20～35%；金属铬：5～10%；金属钛：2～4%；金属铁：余量。用本发明研制的粉芯丝材制备的涂层具有高的表面洛氏硬度和显微硬度，而且耐磨粒磨损性能远远好于Q235低碳钢。

Description

铁基含TiC陶瓷的耐磨电弧喷涂粉芯丝材
技术领域
一种铁基含TiC陶瓷的耐磨电弧喷涂粉芯丝材，属于材料加工工程中的表面工程领域，主要应用于电力、能源、汽车等行业易磨部件及零件的表面防护。
背景技术
磨损是材料破坏的主要形式，一直是工业领域备受关注的课题，它给人类带来了巨大的经济损失和社会危害，因此，利用现代科学技术，经济而安全地防止、控制或减轻材料的磨损，具有非常重要的意义。如何防止磨损，减少灾难性事故的发生，是世界各国都在研究的课题。采用热喷涂技术，在设备磨损部件和区域涂覆一层耐磨的金属或金属陶瓷涂层，可有效的解决磨损问题。而且热喷涂技术制备涂层工艺稳定、操作简单。热喷涂技术中的电弧喷涂具有设备简单、成本低、喷涂速度高、涂层化学成分和硬质相容易调整、沉积效率高，尤其适用于现场原位大面积施工等优势，在化工、能源、冶金、航空、电力、汽车和采矿工业装备耐磨部件和区域的表面涂层防护，有广阔的工程应用前景。
目前国内外所研究的耐磨涂层主要有金属涂层、陶瓷涂层、金属/陶瓷复合涂层、金属间化合物涂层。其中金属/陶瓷复合涂层一般采用粉末、线材和棒材制备，其中线材分为实心线材和粉芯线材，而粉芯线材具有涂层质量可控性好、应用领域广、品种多样化、生产周期短、涂层厚度限制小和成本低等优势，所以成为当前研究的热点问题之一。在国内外所研究的粉芯线材中一般使用WC、Cr3C2、Al2O3、TiB2等陶瓷粉作为填充材料，但目前没有人使用TiC陶瓷粉末作为硬质相来制作电弧喷涂粉芯线材。而TiC陶瓷熔点高，具有最高的常温硬度，是常温下使用的最耐磨的材料。所以，用填加TiC陶瓷粉末研制的粉芯线材来制备耐磨涂层在我国具有很好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是研发一种铁基含TiC陶瓷的电弧喷涂粉芯丝材，以解决磨损和高温冲蚀条件下的电力设备和机械设备的表面防护问题。本发明所研制的铁基含碳化钛陶瓷的电弧喷涂粉芯丝材在国内、外尚未见相关的专利及文献报道。
一种铁基含碳化钛陶瓷的电弧喷涂粉芯丝材，其特征在于，所述的粉芯成分质量百分含量范围如下：
硼铁：10～40％；金属镍：2～10％；碳化钛陶瓷：20～35％；金属铬：5～10％；金属钛：2～4％；金属铁：余量；其中各组分作用如下：
硼铁：具有较高的抗磨、抗冲击性能。在涂层中起到脱氧、强化基体作用，提高涂层硬度、耐磨性。
金属镍：是中等程度的活泼金属，具有一定的耐腐蚀性能。和铁、硼等元素可形成具有高硬度的硬质相，提高涂层耐磨性。
碳化钛陶瓷：作为硬质相，起弥散强化和防磨作用，能承受恶劣的磨损，可提高涂层的耐磨损性能。
金属铬：具有很好的耐腐蚀性能，同时可提高涂层的硬度和耐磨性。和铁、镍等金属形成金属间化合物，起到固溶强化作用。
金属钛：是一种化学活性好的金属，和铁、镍、铬等金属形成金属间化合物，可改善涂层的强度和耐磨性，同时，具有很好的抗腐蚀性能。
金属铁：不但作为塑性相起粘接硬质相的作用，也可和其他金属形成金属间相起强化作用。
采用现有技术制备铁基含碳化钛陶瓷的电弧喷涂粉芯丝材，包括以下步骤：
1.将不锈钢钢带轧成U形，再向U形槽中加入占本发明喷涂丝总重的25-40％的本发明粉芯粉末；
2.将U形槽合口，使粉芯包裹其中，通过拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.6mm-2.4mm，得到最终产品。
本发明的有益效果是：
用本发明所研制的铁基含碳化钛陶瓷的电弧喷涂粉芯丝材制备的涂层，具有较高的表面洛氏硬度和显微硬度，而且耐磨粒磨损性能远远好于Q235低碳钢。这说明，利用本发明所研发的铁基含TiC陶瓷的电弧喷涂粉芯丝材在基体表面制备涂层，可解决磨损和高温冲蚀条件下的电力设备和机械设备的表面防护问题。
具体实施方式
实施例1
选用10×0.4(宽度为10mm，厚度为0.4mm)的不锈钢钢带(304)。先将其轧成U形。取硼铁粉末0.200千克，金属镍粉末0.040千克，金属铬粉末0.045千克，金属钛粉末0.015千克，铁粉0.100千克(粉末的粒度为能通过40目的筛子)、碳化钛陶瓷粉末0.100千克，粒度为60目。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的不锈钢钢带槽中，填充率为25％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.5mm、2.4mm、2.3mm、2.2mm、2.1mm、2.0mm、1.9mm、1.8mm、1.7mm、1.6mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.6mm。在设备和零件表面喷涂金属涂层，电弧电压28～30V，工作电流180～200A，压缩空气压力0.4～0.6MPa，喷涂距离150～200mm。
实施例2
选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的不锈钢钢带(304)。先将其轧成U形。取硼铁粉末0.175千克，金属镍粉末0.010千克，金属铬粉末0.050千克，金属钛粉末0.010千克，铁粉0.105千克(粉末的粒度为能通过40目的筛子)、碳化钛陶瓷粉末0.150千克，粒度为60目。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的不锈钢钢带槽中，填充率为32％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.5mm、2.4mm、2.3mm、2.2mm、2.1mm、2.0mm、1.9mm、1.8mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.8mm。在设备和管道表面喷涂金属涂层，电弧电压28～30V，工作电流180～200A，压缩空气压力0.4～0.6MPa，喷涂距离150～200mm。
实施例3
选用14×0.3(宽度为14mm，厚度为0.3mm)的不锈钢钢带(304)。先将其轧成U形。取硼铁粉末0.150千克，金属镍粉末0.050千克，金属铬粉末0.025千克，金属钛粉末0.015千克，铁粉0.100千克(粉末的粒度为能通过40目的筛子)、碳化钛陶瓷粉末0.160千克，粒度为60目。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的不锈钢钢带槽中，填充率为35％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.5mm、2.4mm、2.3mm、2.2mm、2.1mm、2.0mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到2.0mm。在设备和管道表面喷涂金属涂层，电弧电压28～30V，工作电流180～200A，压缩空气压力0.4～0.6MPa，喷涂距离150～200mm。
实施例4
选用14×0.4(宽度为14mm，厚度为0.4mm)的不锈钢钢带(304)。先将其轧成U形。取硼铁粉末0.050千克，金属镍粉末0.040千克，金属铬粉末0.045千克，金属钛粉末0.020千克，铁粉0.170千克(粉末的粒度为能通过40目的筛子)、碳化钛陶瓷粉末0.175千克，粒度为60目将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的不锈钢带槽中，填充率为40％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.5mm、2.4mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到2.4mm。在设备和管道表面喷涂金属涂层，电弧电压28～30V，工作电流180～200A，压缩空气压力0.4～0.6MPa，喷涂距离150～200mm。
根据GB8640-1988，使用HT320全洛氏硬度计测量涂层的表面洛氏硬度。测试结果见表一。根据GB/T9790-1988，使用HXD-1000数字式显微硬度计测量涂层的显微硬度。测试结果见表一。试验结果表明，用本发明研制的粉芯丝材制备的涂层具有较高的表面洛氏硬度和显微硬度。
在MLS-225型湿砂橡胶轮磨损试验机上进行磨粒磨损试验，其涂层的耐磨性用磨损前后的失重量来衡量。试验同时用Q235钢作为对比。试验结果见表二。可以看出，用所研制的粉芯丝材制备涂层的磨损失重量远远低于Q235低碳钢，说明本发明研制的粉芯丝材制备涂层的耐磨粒磨损性能好于Q235低碳钢。
表1涂层硬度
  实施例   1   2   3   4
  平均硬度/HR45N   46.8   51.0   52.6   44.8
  平均显微硬度/HV<sub>0.1</sub>   1000.9   1136.5   1028.4   977.2
表2磨粒磨损测试结果
 实施例   1   2   3   4   基材Q235
 平均失重量(g)   0.2001   0.1985   0.2002   0.2215   1.2246

Claims (1)

1.一种铁基含TiC陶瓷的耐磨电弧喷涂粉芯丝材，其特征在于：所述的粉芯成分质量百分含量范围如下：
硼铁：10～40％，金属镍：2～10％，碳化钛陶瓷：20～35％，金属铬：5～10％，金属钛：2～4％，金属铁：余量。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102277018A (zh) * 2011-07-20 2011-12-14 合肥工业大学 一种高温自润滑耐磨粉末涂料
CN104674155B (zh) * 2015-03-13 2017-11-14 潍坊学院 一种电弧喷涂耐磨铁基TiC系涂层及其制备方法
CN106521392B (zh) * 2016-12-09 2018-12-11 广西大学 一种高结合强度电弧喷涂用粉芯丝材及其制备方法
CN108034916A (zh) * 2017-12-11 2018-05-15 马鞍山蓝科再制造技术有限公司 一种电弧喷涂用粉末材料
CN108893700A (zh) * 2018-07-06 2018-11-27 北京工业大学 一种铝基含TiC陶瓷电弧喷涂粉芯丝材
CN115488541B (zh) * 2022-10-17 2023-12-19 苏州威奥得焊材科技有限公司 一种碳化钛基耐磨药芯焊丝

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11131172A (ja) * 1997-08-26 1999-05-18 Topy Ind Ltd 耐摩耗性合金
CN1257791C (zh) * 2004-04-18 2006-05-31 浙江大学 含纳米材料药芯的电弧喷涂丝材的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11131172A (ja) * 1997-08-26 1999-05-18 Topy Ind Ltd 耐摩耗性合金
CN1257791C (zh) * 2004-04-18 2006-05-31 浙江大学 含纳米材料药芯的电弧喷涂丝材的制备方法

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