CN109266995A - 一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝及涂层的制备方法 - Google Patents

一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝及涂层的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于材料表面防护技术领域，尤其涉及垃圾焚烧发电炉壁的表面防护技术，具体涉及一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝及涂层的制备方法。该粉芯丝原料的质量百分比为：陶瓷粉末：25‑55%；稀土元素粉末：5‑15%；B粉：5‑25%；Si粉：5‑15%；Mo粉：10‑30%；Al粉：10‑30%；Ni粉：余量。本发明技术所制备的陶瓷/非晶涂层综合了非晶材料耐腐蚀和陶瓷材料耐摩擦的优势，可在宽温域（室温‑800℃）下有效抵抗材料表面的摩擦和腐蚀的综合作用，采用常规的电弧喷涂方式，所需设备和工艺相对简单，易于操作，生产效率较高，且不受产品尺寸和施工场所的限制，适用于新品的强化和废旧产品的修复，极大的节约资源，生产过程无污染，产业化前景广阔。

Description

一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝及涂层的制备方法
技术领域
本发明属于材料表面防护技术领域，尤其涉及垃圾焚烧发电炉壁的表面防护技术，具体涉及一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝及涂层的制备方法。
背景技术
近年来，由于固体废弃物垃圾对环境造成了恶劣的影响，垃圾的处理问题已经成为全球性的环境问题。城市生活垃圾无害化、资源化，变废为宝，将推动城市经济朝着可持续发展方向前进。目前，国内外处理生活垃圾的方法主要有：焚烧法、堆肥法、填埋法、无害化综合处理法。其中焚烧垃圾发电是实现生活垃圾资源化、减量化和无害化的一种有效方法。由于氯、硫、重金属等大量有害元素的存在，垃圾焚烧炉金属受热面的腐蚀要比传统的燃煤、燃油炉严重得多，导致的事故频发率也大大增加，这已经成为限制垃圾焚烧发电技术发展的一个瓶颈。因此，解决焚烧垃圾炉受热金属管壁的高温摩擦和腐蚀问题已经迫在眉睫。
美国、欧洲在锅炉管道防腐应用广泛、效果最好的是美国TAFA公司开发的电弧喷涂45CT单层涂层防护技术，45CT成分为55％Ni、43％Cr、2％Ti。其中Cr是抗硫腐蚀的主要元素，在喷涂过程中形成致密的晶格结构，限制了硫的渗透。采用电弧喷涂45CT材料(一种美国开发的专用于锅炉管道防腐材料)，可以保证涂层的使用寿命达到10年以上，但每平方米造价高达6000元，因而难以推广。
国内目前高温喷涂焊丝、耐磨喷涂焊丝、高温耐磨喷涂焊丝都有生产，但成分单一，制备的涂层以铁素体为主。市面已有的特种焊条或喷涂焊丝是耐磨堆焊焊条或锅炉钢焊条，耐热温度最高400℃，例如R304、R802、R310等等，对于更高温度的焊丝没有生产，仅仅停留在实验室阶段。对于要求既耐高温又耐磨损的焊丝或喷涂焊丝，特别是耐热温度达到800℃以上的喷涂焊丝，国内还没有这样的产品，800℃可以使用的焊丝基本全靠进口。由于高温焊接材料涉及到核电站设备、航天设备的焊接和喷涂，因此国外一般采用技术封锁。同时使用进口焊丝的成本高昂，为建立适合我国国情的垃圾焚烧发电工业体系，宽温域下(室温-800℃)耐磨蚀的喷涂焊丝必须尽快实现国产化。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝及涂层的制备方法，制备的粉芯丝耐热温域宽，从室温可达800℃，利用本发明的粉芯丝制备的涂层具有较好的耐高温摩擦和抗腐蚀性能。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝，由市售的陶瓷粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉为原料制得，所述的原料的质量百分比为：陶瓷粉末：25-55％；稀土元素粉末：5-15％；B粉：5-25％；Si粉：5-15％；Mo粉：10-30％；Al粉：10-30％；Ni粉：余量；
所述陶瓷粉末为TiO2、Al2O3、Cr2O3、NiO、WC、TiC、Cr2C3中的一种或几种按任意质量比组成的组合物；
所述的稀土元素粉末中元素为La、Ce、Ho、Er、Nd、Gd、Dy、Sc、Eu、Tm、Tb、Pr、Sm、Yb、Lu、Y中的一种或几种。
进一步，优选所述的原料的质量百分比为：TiO2：20-40％；Al2O3：5-15％；稀土元素粉末：5-15％；B粉：5-25％；Si粉：5-15％；Mo粉：10-30％；Al粉：10-30％；Ni粉：余量。
进一步，一种制备宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝的方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量百分比准确称取市售的TiO2、Al2O3粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉，加入粉末原料总质量1-3倍的去离子水和分散剂进行湿法球磨，获得粒径为1-10um的复合浆料，采用喷雾造粒方法将上述浆料制成复合粉末，复合粉末流动性达到送粉设备要求；
(2)将宽10mm、厚0.3mm的带材扎成U形，向U形槽中填充上述步骤(1)制得的复合粉末，然后将U形槽合口，把粉末包覆其中，经拉丝模拉拔、减径，制成Φ2.0的粉芯丝材。
进一步，上述步骤(1)所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种，加入量为粉末原料总质量的1-3％。
进一步，上述步骤(1)所述的喷雾造粒的压力为0.5-1MPa，温度为150-200℃。
进一步，上述步骤(2)所述的带材为Ni-Cr带材、Fe基带材、Co基带材中的一种；复合粉末的填充率为20-40％。
进一步，一种采用宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝制备的陶瓷/非晶涂层的方法，具体包括如下步骤：
(A)对基体进行清洗、除油除锈和表面粗化，所述表面粗化方法包括喷砂、车螺纹或滚花或电拉毛，表面粗化处理后2小时内进行下一步喷涂操作；
(B)将粉芯丝材装入喷涂设备中，设置喷涂工艺参数，然后进行电弧喷涂工艺制备涂层；
(C)选取无机封孔剂，采用刷涂、喷涂或浸渗的施工方法对涂层进行封孔处理，处理完即得宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶涂层。
进一步，上述步骤(B)所述的喷涂工艺参数范围为:电压：25-40V；电流：120-300A；喷涂距离：200mm；压缩空气压力：0.4-0.6MPa。
进一步，上述步骤(C)所述的无机封孔剂为碱金属硅酸盐、二氧化硅、氢氧化铝中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明技术所制备的陶瓷/非晶涂层综合了非晶材料耐腐蚀和陶瓷材料耐摩擦的优势，可在宽温域(室温-800℃)下有效抵抗材料表面的摩擦和腐蚀的综合作用，尤其适用于垃圾焚烧炉等所处的高温以及氯、硫、重金属等有害元素侵蚀的苛刻工况，能显著延长其使用寿命。
(2)本发明采用常规的电弧喷涂方式，所需设备和工艺相对简单，易于操作，生产效率较高，且不受产品尺寸和施工场所的限制，适用于新品的强化和废旧产品的修复，极大的节约资源，生产过程无污染，产业化前景广阔。
(3)本发明技术可打破国外对高性能耐磨蚀丝材的技术垄断，是符合国家循环经济和可持续发展战略的绿色技术，具有广阔的应用前景与经济效益。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1本发明中陶瓷/非晶粉芯丝材和涂层制备过程示意图。
图2本发明实施例1锅炉管与热喷涂制备的陶瓷/非晶涂层实物图。
图3本发明实施例1陶瓷/非晶涂层截面形貌(a)低倍和(b)高倍。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝，由市售的陶瓷粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉为原料制得，所述的原料的质量百分比为：TiO2：20％；Al2O3：10％；稀土元素粉末：10％；B粉：15％；Si粉：10％；Mo粉：20％；Al粉：10％；Ni粉：余量。
一种制备宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝的方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量百分比准确称取市售的TiO2、Al2O3粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉，加入粉末原料总质量2倍的去离子水和粉末原料总质量的2％分散剂三聚磷酸钠进行湿法球磨，获得粒径为5um的复合浆料，采用压力为0.8MPa，温度为200℃喷雾造粒方法将上述浆料制成复合粉末，复合粉末流动性达到送粉设备要求；
(2)将宽10mm、厚0.3mm的Ni-Cr带材扎成U形，向U形槽中填充上述步骤(1)制得的复合粉末，复合粉末的填充率为40％，然后将U形槽合口，把粉末包覆其中，经拉丝模拉拔、减径，制成Φ2.0的粉芯丝材。
一种采用宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝制备的陶瓷/非晶涂层的方法，具体包括如下步骤：
(A)对基体进行清洗、除油除锈和表面粗化，所述表面粗化方法包括喷砂、车螺纹或滚花或电拉毛，表面粗化处理后2小时内进行下一步喷涂操作；
(B)将粉芯丝材装入喷涂设备中，设置喷涂工艺参数为:电压：30V；电流：200A；喷涂距离：200mm；压缩空气压力：0.5MPa，然后进行电弧喷涂工艺制备涂层；
(C)选取无机封孔剂碱金属硅酸盐，采用刷涂的施工方法对涂层进行封孔处理，处理完即得宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶涂层。
实施例2
一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝，由市售的陶瓷粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉为原料制得，所述的原料的质量百分比为：TiO2：30％；Al2O3：5％；稀土元素粉末：15％；B粉：5％；Si粉：15％；Mo粉：10％；Al粉：15％；Ni粉：余量。
一种制备宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝的方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量百分比准确称取市售的TiO2、Al2O3粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉，加入粉末原料总质量1倍的去离子水和粉末原料总质量的2％分散剂六偏磷酸钠进行湿法球磨，获得粒径为1um的复合浆料，采用压力为1MPa，温度为150℃喷雾造粒方法将上述浆料制成复合粉末，复合粉末流动性达到送粉设备要求；
(2)将宽10mm、厚0.3mm的Ni-Cr带材扎成U形，向U形槽中填充上述步骤(1)制得的复合粉末，复合粉末的填充率为20％，然后将U形槽合口，把粉末包覆其中，经拉丝模拉拔、减径，制成Φ2.0的粉芯丝材。
一种采用宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝制备的陶瓷/非晶涂层的方法，具体包括如下步骤：
(A)对基体进行清洗、除油除锈和表面粗化，所述表面粗化方法包括喷砂、车螺纹或滚花或电拉毛，表面粗化处理后2小时内进行下一步喷涂操作；
(B)将粉芯丝材装入喷涂设备中，设置喷涂工艺参数为:电压：25V；电流：120A；喷涂距离：200mm；压缩空气压力：0.4MPa，然后进行电弧喷涂工艺制备涂层；
(C)选取无机封孔剂二氧化硅，采用浸渗的施工方法对涂层进行封孔处理，处理完即得宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶涂层。
实施例3
一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝，由市售的陶瓷粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉为原料制得，所述的原料的质量百分比为：TiO2：40％；Al2O3：15％；稀土元素粉末：5％；B粉：5％；Si粉：10％；Mo粉：10％；Al粉：10％；Ni粉：余量。
一种制备宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝的方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量百分比准确称取市售的TiO2、Al2O3粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉，加入粉末原料总质量3倍的去离子水和粉末原料总质量的3％分散剂十二烷基硫酸钠进行湿法球磨，获得粒径为8um的复合浆料，采用压力为1MPa，温度为180℃喷雾造粒方法将上述浆料制成复合粉末，复合粉末流动性达到送粉设备要求；
(2)将宽10mm、厚0.3mm的Ni-Cr带材扎成U形，向U形槽中填充上述步骤(1)制得的复合粉末，复合粉末的填充率为25％，然后将U形槽合口，把粉末包覆其中，经拉丝模拉拔、减径，制成Φ2.0的粉芯丝材。
一种采用宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝制备的陶瓷/非晶涂层的方法，具体包括如下步骤：
(A)对基体进行清洗、除油除锈和表面粗化，所述表面粗化方法包括喷砂、车螺纹或滚花或电拉毛，表面粗化处理后2小时内进行下一步喷涂操作；
(B)将粉芯丝材装入喷涂设备中，设置喷涂工艺参数为:电压：35V；电流：250A；喷涂距离：200mm；压缩空气压力：0.6MPa，然后进行电弧喷涂工艺制备涂层；
(C)选取无机封孔剂氢氧化铝，采用喷涂的施工方法对涂层进行封孔处理，处理完即得宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶涂层。
实施例4
一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝，由市售的陶瓷粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉为原料制得，所述的原料的质量百分比为：Cr2O3：20％；NiO：5％；稀土元素粉末：10％；B粉：25％；Si粉：5％；Mo粉：30％；Al粉：10％；Ni粉：余量。
一种制备宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝的方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量百分比准确称取市售的Cr2O3、NiO粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉，加入粉末原料总质量3倍的去离子水和粉末原料总质量的3％分散剂脂肪酸聚乙二醇酯进行湿法球磨，获得粒径为1um的复合浆料，采用压力为0.5MPa，温度为180℃喷雾造粒方法将上述浆料制成复合粉末，复合粉末流动性达到送粉设备要求；
(2)将宽10mm、厚0.3mm的Fe基带材带材扎成U形，向U形槽中填充上述步骤(1)制得的复合粉末，复合粉末的填充率为30％，然后将U形槽合口，把粉末包覆其中，经拉丝模拉拔、减径，制成Φ2.0的粉芯丝材。
一种采用宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝制备的陶瓷/非晶涂层的方法，具体包括如下步骤：
(A)对基体进行清洗、除油除锈和表面粗化，所述表面粗化方法包括喷砂、车螺纹或滚花或电拉毛，表面粗化处理后2小时内进行下一步喷涂操作；
(B)将粉芯丝材装入喷涂设备中，设置喷涂工艺参数为:电压：35V；电流：250A；喷涂距离：200mm；压缩空气压力：0.6MPa，然后进行电弧喷涂工艺制备涂层；
(C)选取无机封孔剂氢氧化铝，采用喷涂的施工方法对涂层进行封孔处理，处理完即得宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶涂层。
实施例5
一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝，由市售的陶瓷粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉为原料制得，所述的原料的质量百分比为：WC：5％；TiC：5％；Cr2C3：15％；稀土元素粉末：5％；B粉：10％；Si粉：5％；Mo粉：10％；Al粉：30％；Ni粉：余量。
一种制备宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝的方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量百分比准确称取市售的WC、TiC、Cr2C3粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉，加入粉末原料总质量2倍的去离子水和粉末原料总质量的2％分散剂聚丙烯酰胺进行湿法球磨，获得粒径为1um的复合浆料，采用压力为0.5MPa，温度为200℃喷雾造粒方法将上述浆料制成复合粉末，复合粉末流动性达到送粉设备要求；
(2)将宽10mm、厚0.3mm的Co基带材带材扎成U形，向U形槽中填充上述步骤(1)制得的复合粉末，复合粉末的填充率为35％，然后将U形槽合口，把粉末包覆其中，经拉丝模拉拔、减径，制成Φ2.0的粉芯丝材。
一种采用宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝制备的陶瓷/非晶涂层的方法，具体包括如下步骤：
(A)对基体进行清洗、除油除锈和表面粗化，所述表面粗化方法包括喷砂、车螺纹或滚花或电拉毛，表面粗化处理后2小时内进行下一步喷涂操作；
(B)将粉芯丝材装入喷涂设备中，设置喷涂工艺参数为:电压：40V；电流：300A；喷涂距离：200mm；压缩空气压力：0.6MPa，然后进行电弧喷涂工艺制备涂层；
(C)选取无机封孔剂氢氧化铝，采用喷涂的施工方法对涂层进行封孔处理，处理完即得宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶涂层。
实施例6
一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝，由市售的陶瓷粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉为原料制得，所述的原料的质量百分比为：TiO2：15％；TiC：5％；稀土元素粉末：5％；B粉：10％；Si粉：5％；Mo粉：20％；Al粉：30％；Ni粉：余量。
一种制备宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝的方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量百分比准确称取市售的WC、TiC、Cr2C3粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉，加入粉末原料总质量2倍的去离子水和粉末原料总质量的2％分散剂聚丙烯酰胺进行湿法球磨，获得粒径为0.3um的复合浆料，采用压力为0.8MPa，温度为200℃喷雾造粒方法将上述浆料制成复合粉末，复合粉末流动性达到送粉设备要求；
(2)将宽10mm、厚0.3mm的Co基带材带材扎成U形，向U形槽中填充上述步骤(1)制得的复合粉末，复合粉末的填充率为35％，然后将U形槽合口，把粉末包覆其中，经拉丝模拉拔、减径，制成Φ2.0的粉芯丝材。
一种采用宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝制备的陶瓷/非晶涂层的方法，具体包括如下步骤：
(A)对基体进行清洗、除油除锈和表面粗化，所述表面粗化方法包括喷砂、车螺纹或滚花或电拉毛，表面粗化处理后2小时内进行下一步喷涂操作；
(B)将粉芯丝材装入喷涂设备中，设置喷涂工艺参数为:电压：40V；电流：300A；喷涂距离：200mm；压缩空气压力：0.6MPa，然后进行电弧喷涂工艺制备涂层；
(C)选取无机封孔剂氢氧化铝，采用喷涂的施工方法对涂层进行封孔处理，处理完即得宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶涂层。
对比例1与实施例1比较，无陶瓷粉末，其他同实施例1.
对比例2与实施例1比较，无非金属粉末，其他同实施例1.
对比例3与实施例1比较，Ni-Cr带材换成不锈钢带，其他同实施例1.
性能测试
(1)涂层的耐腐蚀性评价，结果如表1所示：
表1
序号 晶间腐蚀倾向 耐腐蚀性 电弧稳定性
实施例1 小 好 好
实施例2 小 好 好
实施例3 小 好 好
实施例4 小 好 好
实施例5 小 好 好
实施例6 小 好 好
对比例1 小 一般 一般
对比例2 大 差 一般
对比例3 大 差 一般
(2)涂层的耐磨性测试，结果如表2所示：
表2
从表1和表2的耐腐蚀和耐磨性能测试数据可以看出，本发明实施例1-6制备的陶瓷/非晶涂层综合了非晶材料耐腐蚀和陶瓷材料耐摩擦的优势，可在宽温域(室温-800℃)下有效抵抗材料表面的摩擦和腐蚀的综合作用，对比例1-3由于陶瓷或非晶材料的缺失，导致耐腐蚀和耐磨性能下降明显。
以上述依据本发明的实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝，由市售的陶瓷粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉为原料制得，其特征在于：所述的原料的质量百分比为：陶瓷粉末：25-55％；稀土元素粉末：5-15％；B粉：5-25％；Si粉：5-15％；Mo粉：10-30％；Al粉：10-30％；Ni粉：余量；
所述陶瓷粉末为TiO2、Al2O3、Cr2O3、NiO、WC、TiC、Cr2C3中的一种或几种按任意质量比组成的组合物；
所述的稀土元素粉末中元素为La、Ce、Ho、Er、Nd、Gd、Dy、Sc、Eu、Tm、Tb、Pr、Sm、Yb、Lu、Y中的一种或几种。
2.如权利要求1所述的一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝，其特征在于：所述的原料的质量百分比为：TiO2：20-40％；Al2O3：5-15％；稀土元素粉末：5-15％；B粉：5-25％；Si粉：5-15％；Mo粉：10-30％；Al粉：10-30％；Ni粉：余量。
3.一种制备如权利要求1或2所述的宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
(1)按质量百分比准确称取市售的TiO2、Al2O3粉末、稀土元素粉末、Mo粉、Al粉、Si粉、B粉、Ni粉，加入粉末原料总质量1-3倍的去离子水和分散剂进行湿法球磨，获得粒径为1-10um的复合浆料，采用喷雾造粒方法将上述浆料制成复合粉末，复合粉末流动性达到送粉设备要求；
(2)将宽10mm、厚0.3mm的带材扎成U形，向U形槽中填充上述步骤(1)制得的复合粉末，然后将U形槽合口，把粉末包覆其中，经拉丝模拉拔、减径，制成Φ2.0的粉芯丝材。
4.如权利要求3所述的一种制备宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝的方法，其特征在于：步骤(1)所述的分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种，加入量为粉末原料总质量的1-3％。
5.如权利要求3所述的一种制备宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝的方法，其特征在于：步骤(1)所述的喷雾造粒的压力为0.5-1MPa，温度为150-200℃。
6.如权利要求3所述的一种制备宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝的方法，其特征在于：步骤(2)所述的带材为Ni-Cr带材、Fe基带材、Co基带材中的一种；复合粉末的填充率为20-40％。
7.一种采用如权利要求1-6所述的宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝制备的陶瓷/非晶涂层的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(A)对基体进行清洗、除油除锈和表面粗化，所述表面粗化方法包括喷砂、车螺纹或滚花或电拉毛，表面粗化处理后2小时内进行下一步喷涂操作；
(B)将粉芯丝材装入喷涂设备中，设置喷涂工艺参数，然后进行电弧喷涂工艺制备涂层；
(C)选取无机封孔剂，采用刷涂、喷涂或浸渗的施工方法对涂层进行封孔处理，处理完即得宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶涂层。
8.如权利要求7所述的一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝制备的陶瓷/非晶涂层的制备方法，其特征在于：步骤(B)所述的喷涂工艺参数范围为:电压：25-40V；电流：120-300A；喷涂距离：200mm；压缩空气压力：0.4-0.6MPa。
9.如权利要求7所述的一种宽温域下抗磨蚀陶瓷/非晶粉芯丝制备的陶瓷/非晶涂层的制备方法，其特征在于：步骤(C)所述的无机封孔剂为碱金属硅酸盐、二氧化硅、氢氧化铝中的一种或几种。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110055446A (zh) * 2019-05-23 2019-07-26 北京乾茂兴业科技发展有限公司 一种铁基非晶态耐磨喷涂粉芯线材及其制备
CN111763902A (zh) * 2020-07-13 2020-10-13 中国人民解放军陆军装甲兵学院 一种粉芯丝材及其制备方法、防腐耐磨复合涂层及其制备方法
CN114032490A (zh) * 2021-09-30 2022-02-11 福建省宁德恒茂节能科技有限公司 一种aod炉汽化冷却锅炉高温防腐抗磨电弧喷涂粉芯丝材

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101497978A (zh) * 2008-01-31 2009-08-05 北京赛亿表面工程技术有限公司 一种高铬钼合金电弧喷涂用粉芯丝材
CN101497977A (zh) * 2008-01-31 2009-08-05 北京赛亿表面工程技术有限公司 一种高铬铝型高耐磨电弧喷涂粉芯丝材
CN102994936A (zh) * 2012-12-07 2013-03-27 新乡市布瑞林特机械再制造有限责任公司 一种纳米复合粉芯丝材
CN105803377A (zh) * 2016-03-23 2016-07-27 水利部杭州机械设计研究所 一种含氧化铈和铼的抗高温耐磨损电弧喷涂粉芯丝材、涂层及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101497978A (zh) * 2008-01-31 2009-08-05 北京赛亿表面工程技术有限公司 一种高铬钼合金电弧喷涂用粉芯丝材
CN101497977A (zh) * 2008-01-31 2009-08-05 北京赛亿表面工程技术有限公司 一种高铬铝型高耐磨电弧喷涂粉芯丝材
CN102994936A (zh) * 2012-12-07 2013-03-27 新乡市布瑞林特机械再制造有限责任公司 一种纳米复合粉芯丝材
CN105803377A (zh) * 2016-03-23 2016-07-27 水利部杭州机械设计研究所 一种含氧化铈和铼的抗高温耐磨损电弧喷涂粉芯丝材、涂层及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
彭旭东主编: "《2010全国青年摩擦学及工业应用研究会论文集[M]》", 31 August 2010 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110055446A (zh) * 2019-05-23 2019-07-26 北京乾茂兴业科技发展有限公司 一种铁基非晶态耐磨喷涂粉芯线材及其制备
CN110055446B (zh) * 2019-05-23 2020-08-28 北京乾茂兴业科技发展有限公司 一种铁基非晶态耐磨喷涂粉芯线材及其制备方法
CN111763902A (zh) * 2020-07-13 2020-10-13 中国人民解放军陆军装甲兵学院 一种粉芯丝材及其制备方法、防腐耐磨复合涂层及其制备方法
CN111763902B (zh) * 2020-07-13 2021-03-16 中国人民解放军陆军装甲兵学院 一种粉芯丝材及其制备方法、防腐耐磨复合涂层及其制备方法
CN114032490A (zh) * 2021-09-30 2022-02-11 福建省宁德恒茂节能科技有限公司 一种aod炉汽化冷却锅炉高温防腐抗磨电弧喷涂粉芯丝材
CN114032490B (zh) * 2021-09-30 2023-11-24 福建省宁德恒茂节能科技有限公司 一种aod炉汽化冷却锅炉高温防腐抗磨电弧喷涂粉芯丝材

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