CN110560960A - 一种防腐电弧喷涂用药芯焊丝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种防腐电弧喷涂用药芯焊丝及其制备方法，由镍铬带包裹合金粉制成，其特征在于，所述的合金粉按重量份配比如下：微碳铬铁粉10～20份、钼铁粉14～24份、镍粉35～45份、还原铁粉5～8份、金红石粉10～15份、长石粉3～5、萤石粉3～5份，各合金粉的晶粒度为60～160目；其涂层组织均匀，涂层与基体处无孔洞。与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明防腐涂层用药芯焊丝成分合理，成本低、电弧稳定、飞溅小、电弧喷涂涂层均匀；(2)电弧涂层具有较高的结合强度和良好的防腐性。

Description

一种防腐电弧喷涂用药芯焊丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊丝技术领域，具体涉及一种防腐电弧喷涂用药芯焊丝的成分设计及制备方法。
背景技术
电弧喷涂是一种对材料表面修复和表面改性的传统再制造技术，电弧喷涂具有生产效率高、成本低、修复尺寸不受限制等优点，广泛应用于长期处于磨蚀的船板表面与零件的修复及使用前的预保护。据资料报道，我国近年来腐蚀损失达数千亿元，对工业化生产带来重大安全隐患。钻井平台、汽轮机、发动机燃烧室和汽车排气系统等工作环境极其恶劣，极易对内壁和表面腐蚀，严重影响设备的安全性。
镍是优良的耐腐蚀材料，对酸碱有较高的腐蚀能力，在高温下有较高的防锈和耐热性能。镍本身具有面心立方结构，使其能固溶更多的合金元素，可以大大提高基体的强度和耐蚀性能。镍及其它合金元素的配合使用的综合耐蚀性能远远超过不锈钢和其它耐蚀金属。因此可以金属表面喷涂一种防腐涂层来提高其耐蚀性能，大大降低原材料的成本，具有较大的市场潜力。
发明内容
本发明的目的是提供一种防腐电弧喷涂用药芯焊丝及其制备方法，药芯焊丝成分合理，成本低、电弧稳定、飞溅小、电弧喷涂涂层均匀；使用该焊丝制备的防腐涂层具有较高的结合强度，在使用过程中可以有效地避免涂层脱落，延长了涂层的使用寿命。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现。
一种防腐电弧喷涂用药芯焊丝，由镍铬带包裹合金粉制成，所述的合金粉按重量份配比如下：微碳铬铁粉10～20份、钼铁粉14～24份、镍粉35～45份、还原铁粉5～8份、金红石粉10～15份、长石粉3～5、萤石粉3～5份，各合金粉的晶粒度为60～160目；其涂层组织均匀，涂层与基体处无孔洞。
所述的防腐电弧喷涂用药芯焊丝的制备方法，按以下步骤进行：
(1)由镍铬带包裹合金粉末制成，所述的合金粉按重量份数包括：微碳铬铁粉10～20份、钼铁粉14～24份、镍粉35～45份、还原铁粉5～8份、金红石粉10～15份、长石粉3～5、萤石粉3～5份；
(2)药芯焊丝的填充率为35～38％；
(3)将金红石粉末、长石粉、萤石粉按所述的重量份比例混合后升温至600-900℃，保温3小时；将还原铁粉、微碳铬铁粉、钼铁粉和镍粉按所述的重量份比例混合后升温至200-400℃，保温2-3小时，然后将两部分合金粉按规定的重量份比例混合，升温至200-400℃，保温2-3小时，再空冷至室温；将镍铬带清洗后在50-150℃下烘干，轧制成U形槽，再向U形槽中加入处理后的合金粉末；将U形槽合口，在成型机上闭合成O形，成型机速度为65～80m/min，通过连续拉拔，利用轧尖机将焊丝头轧尖后，依次穿过所有拔丝模，缠绕所有拉丝罐；拔丝模盒中应添加润滑粉剂，并保证冷却水路畅通，拉丝机启动速度为0.3～0.5m/s，联动和点动速度为0.15～0.30m/s，最后减径1.6mm，得到药芯焊丝。
所述的防腐电弧喷涂用药芯焊丝的应用，包括以下内容：
(1)所述的防腐电弧喷涂用药芯焊丝制备防腐涂层时，喷涂工艺参数设定为：电压33～35V；电流380～400A；喷涂距离为140mm，压缩空气压力为1.3MPa；
(2)在电弧喷涂前对基体表面进行喷砂粗化处理；
(3)在电弧喷涂过程中每次喷涂厚度不超过80μm，分多次喷涂到2.5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明防腐涂层用药芯焊丝成分合理，成本低、电弧稳定、飞溅小、电弧喷涂涂层均匀。
(2)本发明可实现对金属表面进行有效保护，降低或阻止海水等介质对金属表面的腐蚀，提高金属材料的使用寿命，降低成本。使用该焊丝制备的防腐涂层具有较高的结合强度，在使用过程中可以有效地避免涂层脱落，延长了涂层的使用寿命。
附图说明
图1实施例1制备的防腐电弧喷涂涂层的截面显微照片；
图2实施例2制备的防腐电弧喷涂涂层的截面显微照片；
图3实施例3制备的防腐电弧喷涂涂层的截面显微照片；
图4实施例4制备的防腐电弧喷涂涂层的截面显微照片；
图5实施例5制备的防腐电弧喷涂涂层的截面显微照片。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图对本发明的具体内容作进一步详细描述。
表1实施例中电弧喷涂涂层的性能
根据JB/T 7509-94热喷涂涂层孔隙率试验方法测定喷涂涂层的孔隙率，本发明热喷涂涂层符合达到使用标准；根据GB/T 8642-2002热喷涂抗拉结合强度的测定对本发明热喷涂涂层的结合强度进行测量，结果表明本发明的热喷涂涂层均具有较高的结合强度；根据GB/T 15260-2016镍基合金晶间腐蚀试验方法方法D：硝酸试验测定本发明喷涂涂层的腐蚀性能，远远低于国外实芯焊丝ER4的熔敷金属腐蚀速率标准值8.76×104mm/a。
实施例1
(1)一种防腐电弧喷涂用药芯焊丝的成分配比方法，镍铬带包裹合金粉末，合金粉按重量份数包括：微碳铬铁粉20份、钼铁粉14份、镍粉42份、还原铁粉8份、金红石粉10份、长石粉3、萤石粉3份，合金粉的晶粒度为60目。
(2)将金红石粉末、长石粉、萤石粉混合后升温至800℃，保温3小时；将还原铁粉、微碳铬铁粉、钼铁粉和镍粉混合后升温至300℃，保温2小时，然后将两部分合金粉混合，升温至300℃，保温2小时，再空冷至室温；将镍铬带清洗后在100℃下烘干，轧制成U形槽，再向U形槽中加入处理后的合金粉末；将U形槽合口，在成型机上闭合成O形，成型机速度为65m/min，通过连续拉拔，利用轧尖机将焊丝头轧尖后，依次穿过所有拔丝模，缠绕所有拉丝罐。拔丝模盒中应添加润滑粉剂，并保证冷却水路畅通，拉丝机启动速度为0.3m/s，联动和点动速度为0.15m/s，最后减径1.6mm，得到药芯焊丝。
(3)药芯焊丝的填充率为35％；
实施例2
(1)一种防腐电弧喷涂用药芯焊丝的成分配比方法，镍铬带包裹合金粉末，合金粉按重量份数包括：微碳铬铁粉10份、钼铁粉18份、镍粉45份、还原铁粉5份、金红石粉13份、长石粉4、萤石粉5份，合金粉的晶粒度为80目。
(2)将金红石粉末、长石粉、萤石粉混合后升温至800℃，保温3小时；将还原铁粉、微碳铬铁粉、钼铁粉和镍粉混合后升温至300℃，保温2小时，然后将两部分合金粉混合，升温至300℃，保温2小时，再空冷至室温；将镍铬带清洗后在100℃下烘干，轧制成U形槽，再向U形槽中加入处理后的合金粉末；将U形槽合口，在成型机上闭合成O形，成型机速度为68m/min，通过连续拉拔，利用轧尖机将焊丝头轧尖后，依次穿过所有拔丝模，缠绕所有拉丝罐。拔丝模盒中应添加润滑粉剂，并保证冷却水路畅通，拉丝机启动速度为0.4m/s，联动和点动速度为0.20m/s，最后减径到1.6mm，得到药芯焊丝。
(3)药芯焊丝的填充率为36％；
实施例3
(1)一种防腐电弧喷涂用药芯焊丝的成分配比方法，镍铬带包裹合金粉末，合金粉按重量份数包括：微碳铬铁粉14份、钼铁粉4份、镍粉35份、还原铁粉5份、金红石粉13份、长石粉4、萤石粉5份，合金粉的晶粒度为100目。
(2)将金红石粉末、长石粉、萤石粉混合后升温至800℃，保温3小时；将还原铁粉、微碳铬铁粉、钼铁粉和镍粉混合后升温至300℃，保温2小时，然后将两部分合金粉混合，升温至300℃，保温2小时，再空冷至室温；将镍铬带清洗后在100℃下烘干，轧制成U形槽，再向U形槽中加入处理后的合金粉末；将U形槽合口，在成型机上闭合成O形，成型机速度为80m/min，通过连续拉拔，利用轧尖机将焊丝头轧尖后，依次穿过所有拔丝模，缠绕所有拉丝罐。拔丝模盒中应添加润滑粉剂，并保证冷却水路畅通，拉丝机启动速度为0.5m/s，联动和点动速度为0.30m/s，最后减径1.6mm，得到药芯焊丝。
(3)药芯焊丝的填充率为37％；。
实施例4
(1)一种防腐电弧喷涂用药芯焊丝的成分配比方法，镍铬带包裹合金粉末，合金粉按重量份数包括：微碳铬铁粉13份、钼铁粉16份、镍粉45份、还原铁粉7份、金红石粉11份、长石粉4、萤石粉4份，合金粉的晶粒度为160目。
(2)将金红石粉末、长石粉、萤石粉混合后升温至800℃，保温3小时；将还原铁粉、微碳铬铁粉、钼铁粉和镍粉混合后升温至300℃，保温2小时，然后将两部分合金粉混合，升温至300℃，保温2小时，再空冷至室温；将镍铬带清洗后在100℃下烘干，轧制成U形槽，再向U形槽中加入处理后的合金粉末；将U形槽合口，在成型机上闭合成O形，成型机速度为75m/min，通过连续拉拔，利用轧尖机将焊丝头轧尖后，依次穿过所有拔丝模，缠绕所有拉丝罐。拔丝模盒中应添加润滑粉剂，并保证冷却水路畅通，拉丝机启动速度为0.4m/s，联动和点动速度为0.25m/s，最后减径1.6mm，得到药芯焊丝。
(3)药芯焊丝的填充率为38％；
实施例5
(1)一种防腐电弧喷涂用药芯焊丝的成分配比方法，镍铬带包裹合金粉末，合金粉按重量份数包括：微碳铬铁粉15份、钼铁粉13份、镍粉41份、还原铁粉8份、金红石粉14份、长石粉5、萤石粉4份，合金粉的晶粒度为160目。
(2)将金红石粉末、长石粉、萤石粉混合后升温至800℃，保温3小时；将还原铁粉、微碳铬铁粉、钼铁粉和镍粉混合后升温至300℃，保温2小时，然后将两部分合金粉混合，升温至300℃，保温2小时，再空冷至室温；将镍铬带清洗后在100℃下烘干，轧制成U形槽，再向U形槽中加入处理后的合金粉末；将U形槽合口，在成型机上闭合成O形，成型机速度为70m/min，通过连续拉拔，利用轧尖机将焊丝头轧尖后，依次穿过所有拔丝模，缠绕所有拉丝罐。拔丝模盒中应添加润滑粉剂，并保证冷却水路畅通，拉丝机启动速度为0.4m/s，联动和点动速度为0.3m/s，最后减径1.6mm，得到药芯焊丝。
(3)药芯焊丝的填充率为36％；
上述五个实施例所述的防腐电弧喷涂用药芯焊丝的应用，包括以下内容：
(1)所述的防腐电弧喷涂用药芯焊丝制备防腐涂层时，喷涂工艺参数设定为：电压33～35V；电流380～400A；喷涂距离为140mm，压缩空气压力为1.3MPa；
(2)在电弧喷涂前对基体表面进行喷砂粗化处理；
(3)在电弧喷涂过程中每次喷涂厚度不超过80μm，分多次喷涂到2.5mm。

Claims (3)

1.一种防腐电弧喷涂用药芯焊丝，由镍铬带包裹合金粉制成，其特征在于，所述的合金粉按重量份配比如下：微碳铬铁粉10～20份、钼铁粉14～24份、镍粉35～45份、还原铁粉5～8份、金红石粉10～15份、长石粉3～5、萤石粉3～5份，各合金粉的晶粒度为60～160目；其涂层组织均匀，涂层与基体处无孔洞。
2.根据权利要求1所述的防腐电弧喷涂用药芯焊丝的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
(1)由镍铬带包裹合金粉末制成，所述的合金粉按重量份数包括：微碳铬铁粉10～20份、钼铁粉14～24份、镍粉35～45份、还原铁粉5～8份、金红石粉10～15份、长石粉3～5、萤石粉3～5份；
(2)药芯焊丝的填充率为35～38％；
(3)将金红石粉末、长石粉、萤石粉按所述的重量份比例混合后升温至600-900℃，保温3小时；将还原铁粉、微碳铬铁粉、钼铁粉和镍粉按所述的重量份比例混合后升温至200-400℃，保温2-3小时，然后将两部分合金粉按规定的重量份比例混合，升温至200-400℃，保温2-3小时，再空冷至室温；将镍铬带清洗后在50-150℃下烘干，轧制成U形槽，再向U形槽中加入处理后的合金粉末；将U形槽合口，在成型机上闭合成O形，成型机速度为65～80m/min，通过连续拉拔，利用轧尖机将焊丝头轧尖后，依次穿过所有拔丝模，缠绕所有拉丝罐；拉丝机启动速度为0.3～0.5m/s，联动和点动速度为0.15～0.30m/s，最后减径1.6mm，得到药芯焊丝。
3.权利要求1所述的防腐电弧喷涂用药芯焊丝的应用，包括以下内容：
(1)所述的防腐电弧喷涂用药芯焊丝制备防腐涂层时，喷涂工艺参数设定为：电压33～35V；电流380～400A；喷涂距离为140mm，压缩空气压力为1.3MPa；
(2)在电弧喷涂前对基体表面进行喷砂粗化处理；
(3)在电弧喷涂过程中每次喷涂厚度不超过80μm，分多次喷涂到2.5mm。
分多次喷涂到2.5mm。
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