CN102400083A - 一种碳化铬陶瓷热喷涂药芯焊丝 - Google Patents

一种碳化铬陶瓷热喷涂药芯焊丝 Download PDF

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杨庆祥
杨育林
周野飞
齐效文
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Abstract

一种碳化铬陶瓷热喷涂药芯焊丝，其化学成分的重量百分比为wt%：Cr2C375－85、NiCr10－15、La2O31－3、石墨4－7，粉末粒度为-120~+80目。将上述原料放入搅拌机混合均匀，外皮采用H08低碳钢钢带，采用药芯焊丝生产设备，经卷曲、拉拔出外径为F4－F6的陶瓷药芯焊丝。使用时喷涂距离控制在80-120mm，涂层厚度为0.1－0.3mm。本发明的优点是成本低，喷涂涂层与低碳钢基体之间具有较大的结合强度，达到15－20MPa，在一定喷涂距离范围喷涂涂层具有较高的硬度，达到600－1000HV，并且具有较高的耐磨性。

Description

一种碳化铬陶瓷热喷涂药芯焊丝
技术领域
本发明涉及一种焊丝，特别是热喷涂用的焊丝。
背景技术
热喷涂是制备涂层的一类方法，已成为材料表面防护与强化的新技术之一，它是利用热源将喷涂材料加热熔化或软化，以一定速度喷射到基体表面，形成涂层。其基体几乎可以是各种材料，包括金属、陶瓷、玻璃等无机材料以及塑料、木材、纸张、布匹等有机材料，而且不限工件尺寸，大到铁塔、桥梁，小到机械零件均可采用热喷涂制备涂层。喷涂材料可以是金属材料，也可以是陶瓷等无机非金属材料以及陶瓷—金属复合材料。
目前，陶瓷热喷涂主要采用粉末喷涂、实芯焊丝喷涂和陶瓷棒喷涂。粉末喷涂由于送粉不均匀、不稳定，熔化程度不均匀，喷涂到基体上造成夹生，涂层结合强度低，热能利用率低，沉积效率低，气孔率高。实芯焊丝喷涂所用的实芯焊丝需要熔炼和轧制，制造工艺复杂，而且成分是固定不变的。陶瓷棒喷涂需要经常更换陶瓷棒，工作效率低，难于实现自动化，而且由于陶瓷棒没有熔化的末梢喷到涂层表面影响涂层质量，且浪费大。
目前，国内尚无Cr2C3陶瓷热喷涂药芯焊丝，国外俄罗斯和法国有相关生产陶瓷热喷涂软线的报道，而不是陶瓷热喷涂药芯焊丝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、结合强度高、涂层质量好的碳化铬陶瓷热喷涂药芯焊丝。本发明主要是以Cr2C3为主要涂层材料，以NiCr、La2O3和石墨为辅助材料的热喷涂陶瓷药芯焊丝。
本发明的陶瓷药芯焊丝，其药芯化学成分的重量百分比（wt%）为：Cr2C3 75－85、NiCr 10－15、La2O3 1－3、石墨4－7。粉末粒度为-120~+80目。
本发明的陶瓷药芯焊丝的制备方法：将上述药芯的各种原料放入搅拌机混合均匀，外皮采用H08低碳钢钢带，采用药芯焊丝生产设备，经卷曲、拉拔出外径为F4－F6的陶瓷药芯焊丝。药粉填充率为40%。使用时喷涂距离控制在80-120mm之间，涂层厚度为0.1－0.3mm。
    本发明陶瓷药芯焊丝控制较高的Cr2C3含量，经喷涂后生成Cr2C3的表面涂层，保证堆焊金属具有较高的硬度，起到耐高温、抗氧化、耐腐蚀、抗磨损作用；低碳钢钢带在喷涂过程中溶化后经喷射到基体表面，与基体表面具有良好的冶金结合，形成一定厚度的结合层，提高了基体与陶瓷层之间的结合强度；添加NiCr可以增加Cr2C3涂层的致密性和韧性；添加少量的石墨一方面可以通过冶金过程进入到结合层，在结合层起到增碳的作用，提高结合层的强度，另一方面在高温下，石墨与氧反应，起到脱氧剂的作用，同时，石墨的加入还能改善原料在拉拔过程的流动性，使拉拔过程中的药芯焊丝易于变形，避免卡丝、断丝现象的发生；添加少量的La2O3可以细化结合层的显微组织，增强了Cr2C3和低碳钢基体之间的结合力。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、制造工艺简单，成本低。
2、喷涂涂层与低碳钢基体之间具有较大的结合强度达到15－20MPa，在一定喷涂距离范围喷涂涂层具有较高的硬度，达到600－1000HV，并且具有较高的耐磨性。
3、采用本发明的Cr2C3陶瓷热喷涂药芯焊丝，可以修复报废的轴、齿类零部件，恢复其尺寸、形状，并获得更优异的表面力学性能，特别是具有较高的耐腐蚀性能，从而使其具有更高的使用寿命。
具体实施方式
实施例1：
取Cr2C385kg、NiCr 10kg、La2O3 1kg、石墨4kg。粉末粒度为-120~+80目。将上述原料放入搅拌机混合均匀，外皮采用H08低碳钢钢带，采用药芯焊丝生产设备，经卷曲、拉拔出外径为F6的陶瓷药芯焊丝，药粉填充率为40%。使用时喷涂距离控制在120mm，涂层厚度为0.1mm。该陶瓷药芯焊丝的喷涂涂层与低碳钢基体之间的结合强度为15MPa，喷涂涂层硬度为1000HV。
实施例2：
取Cr2C380kg、NiCr 12kg、La2O3 2kg、石墨6kg。。粉末粒度为-120~+80目。将上述原料放入搅拌机混合均匀，外皮采用H08低碳钢钢带，采用药芯焊丝生产设备，经卷曲、拉拔出外径为F5的陶瓷药芯焊丝，药粉填充率为40%。使用时喷涂距离控制在100mm，涂层厚度为0.2mm。该陶瓷药芯焊丝的喷涂涂层与低碳钢基体之间的结合强度为17MPa，喷涂涂层硬度为800HV。
实施例3：
取Cr2C3 75 kg、Ni粉15 kg、La2O3 3 kg、石墨 7kg。粉末粒度为-120~+80目。将上述原料放入搅拌机混合均匀，外皮采用H08低碳钢钢带，采用药芯焊丝生产设备，经卷曲、拉拔出外径为F4的陶瓷药芯焊丝，药粉填充率为40%。使用时喷涂距离控制在80mm，涂层厚度为0.3mm。该陶瓷药芯焊丝的喷涂涂层与低碳钢基体之间的结合强度为20MPa，喷涂涂层硬度为600HV。

Claims (3)

1.一种碳化铬陶瓷热喷涂药芯焊丝，其特征在于：其化学成分的重量百分比为wt%：Cr2C3 75－85、NiCr 10－15、La2O3 1－3、石墨4－7。
2.根据权利要求1所述的一种碳化铬陶瓷热喷涂药芯焊丝，其特征在于：上述原料的粉末粒度为-120~+80目。
3.上述碳化铬陶瓷热喷涂药芯焊丝的使用方法，其特征在于：喷涂距离控制在80－120mm，涂层厚度为0.1－0.3mm。
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