CN101633992B - 一种用于金属表面改性的金属柔性布及其制备方法 - Google Patents

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本发明涉及一种专用于高温、耐腐蚀涂层制备的金属柔性布及其制备方法。可用于、电站、石油、航空、食品、塑料等领域机械零件的防护。该金属粉末布是将WC-Co、Ni、Cr等金属混合粉末加入成型剂、粘结剂制备而成，这种布块可以用有机粘结剂粘结在金属基体上，通过渗透钎焊方式与基体金属产生冶金结合，形成一层较厚的耐磨蚀、耐高温、耐腐蚀的保护层。涂层具有良好的热传导性和抗腐蚀、耐冲击能力。同时，经过包覆的零件可以通过热处理以恢复基底材料原有的机械性能。可适用于表面异形件的修复，尤其是处于不同位置的曲面、折面、螺旋面等。可解决机械装备和电站设备中重磨蚀耐热部件高温腐蚀及磨损问题，减少停产检修次数，提高经济效益。

Description

一种用于金属表面改性的金属柔性布及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种专用于高温、耐腐蚀涂层制备的金属柔性布及其制备方法。可用于、电站、石油、航空、食品、塑料等领域机械零件的防护。
背景技术
磨擦磨损与腐蚀是各种机械设备中金属工件失效的主要形式，由此导致的能源和材料消耗增加等所造成的经济损失是巨大的，故对金属磨损和耐磨耐蚀材料的研究一直受到国内外的广泛重视。很多机械装备的部件都有防磨、抗蚀或耐高温的要求，从某种意义上讲，机械装备可靠性的高低取决于其关键部件的抗腐蚀和抗磨损程度，防腐、抗磨问题解决得如何，对机械装备的安全性、可靠性及经济效益都具有举足轻重的作用。因此，探索一种具有较好的耐磨蚀、耐高温腐蚀的涂层是保证机械装备正常运行的当务之急，也是符合21世纪绿色制造概念的前沿技术。
另外，随着我国经济的高速增长，电力需求愈来愈大，电站的耐热金属部件如燃烧器、燃气风机、热交换器、煤灰输送设备、燃烧器管道、粉磨机零件等设备的高温腐蚀和磨损问题已成为电厂关注的焦点，成为安全运行中亟待解决的一个问题。
综上所述，机械装备和电站设备中重磨蚀耐热部件，迫切需要性能良好的涂层防护，而传统的热喷涂、等离子喷涂、高速火焰喷涂、堆焊、激光处理等，只能提供单一和有限的保护，寿命有限，难以从根本上解决这一行业的难题。本发明涉及的金属粉末布适合用于制备机械装备和电站设备中重磨蚀耐热部件防护的涂层，解决一般的金属防护涂层厚度较薄、结合强度低的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对机械装备和电站设备中高温重冲蚀、磨蚀零部件急需的防护涂层要求的金属柔性布，从而解决现有的金属防护涂层厚度较薄、结合强度低的难题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明主要由以下重量份的物质组成：碳化钨-钴(WC-Co)40-50份、镍(Ni)20-25份、铬(Cr)20-25份。
它还包含有成型剂和粘结剂共6-20重量份。所述成型剂由以下重量份的物质组成：橡胶3-10份、硬脂酸0.5-3份、石蜡0.5-2份。
所述粘结剂为树脂2-5重量份。
这种用于金属表面改性的金属柔性布的制备方法包含下列步骤：
A、选料：选取由以下重量份的物质：碳化钨-钴(WC-Co)40-50份、镍(Ni)20-25份、铬(Cr)20-25份。
B、混合：将步骤A中选取的物质充分混合，并通过电磁搅拌造粒，在辊压设备中辊压成型，得到金属柔性布。
在B步骤中加入4-15重量份的成型剂和重量份为2-5的粘结剂树脂与步骤A中选取的物质共混。
本发明与现有技术相比有如下优点：
传统的表面涂层如预熔敷层、耐磨涂料、喷焊、堆焊、热喷涂涂层等在耐磨成效、传热和运转要求方面尚有严重不足及弊端，只能提供单一和有限的保护，而且性能寿命有限，不能从根本上解决机械装备和电站设备中重磨蚀耐热部件的高温腐蚀及磨损。比如堆焊WC-Co、CrC时局部的高温会导致基体受热不均匀，温度场梯度大，容易引起较大焊接残余应力及变形，焊接保护层会局部开裂甚至形成贯穿裂纹，导致保护涂层脱落。而且堆焊层表面粗糙，机加工量大；喷焊镍基合金主要提高了耐腐蚀性而耐磨蚀性一般。喷焊钴基合金耐腐蚀性有限。热喷涂的涂层厚度受到一定限制(0.2-0.6mm)且喷涂高镍铬层和喷焊时涂层与基体均为机械结合，涂层致密度也有限。涂层与基体的结合强度不高(30-50MPa)易造成脱落，寿命很短，甚至只有3个月寿命。
本发明方案制作的金属粉末布具有制备设备简便、操作灵活、涂敷效率高等优点，是一种在形状复杂钢铁工件表面复合涂层新技术。可以采用渗透钎焊的方法将复合碳化物颗粒增强的柔性涂层布连接到基体上。当被连接的零件和钎料加热到钎料熔化，利用液态钎料在母材表面润湿，铺展与母材相互熔解和扩散实现零件间的冶金连接，因此，涂层结合强度远高于机械结合的喷涂层，结合强度可达500Mpa，厚度可达3mm，寿命提高3-6倍。由于钎焊时温度均匀，涂层中应力很小，完全防止了涂层产生缺口、剥落和爆裂。涂层具有良好的热传导性和抗腐蚀、耐冲击能力。同时，经过包覆的零件可以通过热处理以恢复基底材料原有的机械性能。可适用于表面异形件的修复，尤其是处于不同位置的曲面、折面、螺旋面等。可解决机械装备和电站设备中重磨蚀耐热部件高温腐蚀及磨损问题，减少停产检修次数，提高经济效益。
具体实施方式
下面结合本发明实施例进行详细说明
实施例1
本实施例用于金属表面改性的金属柔性布具体的配方为：碳化钨-钴(WC-Co)43份、镍(Ni)25份、铬(Cr)25份；成型剂：橡胶3份、硬脂酸1.5份、石蜡0.5份；粘结剂：树脂2份。
将上述物质充分混合，并通过电磁搅拌造粒，在辊压设备中辊压成型，得到金属柔性布。
实施例2
本实施例用于金属表面改性的金属柔性布具体的配方为：碳化钨-钴(WC-Co)40份、镍(Ni)20份、铬(Cr)20份；成型剂：橡胶10份、硬脂酸3份、石蜡2份；粘结剂：树脂5份。
将上述物质充分混合，并通过电磁搅拌造粒，在辊压设备中辊压成型，得到金属柔性布。
实施例3
本实施例用于金属表面改性的金属柔性布具体的配方为：碳化钨-钴(WC-Co)40份、镍(Ni)24份、铬(Cr)25份；成型剂：橡胶8份、硬脂酸0.5份、石蜡0.5份；粘结剂：树脂2份。
将上述物质充分混合，并通过电磁搅拌造粒，在辊压设备中辊压成型，得到金属柔性布。
实施例4
本实施例用于金属表面改性的金属柔性布具体的配方为：碳化钨-钴(WC-Co)50份、镍(Ni)20份、铬(Cr)20份；成型剂：橡胶7份、硬脂酸0.5份、石蜡0.5份；粘结剂：树脂2份。
将上述物质充分混合，并通过电磁搅拌造粒，在辊压设备中辊压成型，得到金属柔性布。
实施例5
本实施例用于金属表面改性的金属柔性布具体的配方为：碳化钨-钴(WC-Co)41份、镍(Ni)24份、铬(Cr)22份；成型剂：橡胶7份、硬脂酸2.5份、石蜡1.5份；粘结剂：树脂2份。
将上述物质充分混合，并通过电磁搅拌造粒，在辊压设备中辊压成型，得到金属柔性布。
实施例6
本实施例用于金属表面改性的金属柔性布具体的配方为：碳化钨-钴(WC-Co)44份、镍(Ni)21份、铬(Cr)21份；成型剂：橡胶6份、硬脂酸2.5份、石蜡0.5份；粘结剂：树脂5份。
将上述物质充分混合，并通过电磁搅拌造粒，在辊压设备中辊压成型，得到金属柔性布。
实施例7
本实施例用于金属表面改性的金属柔性布具体的配方为：碳化钨-钴(WC-Co)47份、镍(Ni)21份、铬(Cr)20份；成型剂：橡胶5份、硬脂酸1份、石蜡1份；粘结剂：树脂5份。
将上述物质充分混合，并通过电磁搅拌造粒，在辊压设备中辊压成型，得到金属柔性布。
实施例8
本实施例用于金属表面改性的金属柔性布具体的配方为：碳化钨-钴(WC-Co)44份、镍(Ni)20份、铬(Cr)22份；成型剂：橡胶6份、硬脂酸2.5份、石蜡1份；粘结剂：树脂4.5份。
将上述物质充分混合，并通过电磁搅拌造粒，在辊压设备中辊压成型，得到金属柔性布。
实施例9
本实施例用于金属表面改性的金属柔性布具体的配方为：碳化钨-钴(WC-Co)45份、镍(Ni)23份、铬(Cr)20份；成型剂：橡胶5份、硬脂酸2份、石蜡0.5份；粘结剂：树脂4.5份。
将上述物质充分混合，并通过电磁搅拌造粒，在辊压设备中辊压成型，得到金属柔性布。
实施例10
本实施例用于金属表面改性的金属柔性布具体的配方为：碳化钨-钴(WC-Co)45份、镍(Ni)21份、铬(Cr)20份；成型剂：橡胶8份、硬脂酸0.5份、石蜡0.5份；粘结剂：树脂5份。
将上述物质充分混合，并通过电磁搅拌造粒，在辊压设备中辊压成型，得到金属柔性布。

Claims (4)

1.一种用于金属表面改性的金属柔性布，其特征是它主要由以下重量份的物质组成：碳化钨-钴(WC-Co)40-50份、镍(Ni)20-25份、铬(Cr)20-25份、成型剂和粘结剂共6-20份。
2.根据权利要求1所述的用于金属表面改性的金属柔性布，其特征在于：所述成型剂由以下重量份的物质组成：橡胶3-10份、硬脂酸0.5-3份、石蜡0.5-2份。
3.根据权利要求1所述的用于金属表面改性的金属柔性布，其特征在于：所述粘结剂为树脂2-5份。
4.一种制备用于金属表面改性的金属柔性布的方法，其特征是包含下列步骤：
A、选料：选取由以下重量份的物质：碳化钨-钴(WC-Co)40-50份、镍(Ni)20-25份、铬(Cr)20-25份；
B、混合：按重量份将4-15份的成型剂和2-5份的粘结剂树脂与步骤A中选取的物质充分混合，并通过电磁搅拌造粒，在辊压设备中辊压成型，得到金属柔性布。
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