CN111636021B - 一种热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材及其制备方法和应用 - Google Patents

一种热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材及其制备方法和应用。所述热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材包括Al、Zn、Ti、Ni、Mg、Cu和稀土金属，各元素的质量百分比含量为：Zn：32.66‑39.73％、Ti：0.84‑1.02％、Ni：4.18‑5.13％、Mg：0.9‑1.1％、Cu：12.32‑15.12％、稀土金属：0.3％～0.8％；Al：余量；所述稀土金属选自La(镧)和Ce(铈)中的任一种或任意比例的两种。本发明还提供一种具有合金涂层的带肋或不带肋钢筋，所述合金涂层为采用本发明所述稀土锌铝镍钛合金丝材经热喷涂在钢筋表面形成的，所述合金涂层的厚度为30‑300μm。

Description

一种热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于合金和热喷涂材料技术领域，具体涉及一种热喷涂用稀土合金丝材及其制备方法和应用。
背景技术
热喷涂技术是通过火焰、电弧、等离子体、压缩气体等热源或动力源，将一定成分的线状或粉状的材料加热并加速，形成熔化、半熔化或未熔化固态的高速粒子流，依次喷向基体并在其上不断沉积而形成涂层的方法。通过热喷涂，能够在材料表面制备材料保护涂层与功能涂层，赋予基体材料没有但服役环境所必须的表面性能，如耐磨损性、耐腐蚀性、耐高温隔热性等。实践表明，喷涂Al/Zn合金是大量的钢结构长达超过20年的长效防腐的必需工艺。
热喷涂用材料根据适用的工艺，形状可以有丝材(又称为线材)、棒材和粉末。目前，已被广泛应用的热喷涂金属丝材有锌丝、铝丝、锌铝合金丝、铝镁合金丝、稀土改性合金丝等。
近年来，人们对热喷涂稀土铝合金涂层的研究不断深入，发现稀土的加入可以使表面氧化膜结构发生变化并增加氧化膜厚度。稀土还可以使涂层组织得到改善，孔隙减少，组织致密。此外，稀土可以使涂层中杂质的分布更分散，颗粒更细小，减少了腐蚀源。稀土还可以增加铝(Al)的流动性，加强熔滴对基体的浸润作用，提高了涂层与钢铁基体的结合强度，因此耐蚀性得到提高。
现有技术中已经出现了多篇稀土铝合金丝材的报道。如中国发明专利申请CN1629353A(公开日2005年6月22日)公开了一种热喷涂铝锌合金线材，其组分按重量百分数计为：Al：54％～56％，0.004％≤M≤1.08％，总量小于1％的杂质，余量为Zn；其中M为RE、Ni、Ti或B中的任一种或其组合。中国发明专利申请CN101906604A(公开日2010年12月8日)公开了一种热喷涂用稀土铝合金丝材，丝材成分中包含铝、锌、镁金属元素，还含有两种及两种以上的稀土金属元素，所含两种及两种以上稀土金属元素的总重量占丝材总重量的0.51％～5.00％。再如中国发明专利申请CN110923616A(公开日2020年3月27日)公开了一种稀土铝合金丝材，按重量百分比计，其组分为：锌Zn:15％～40％；稀土金属：0.01％～0.1％；硅Si：3％～4％；镁Mg：0.02％～0.3％；锂Li：0.01％～0.2％；钛Ti：0.01％～0.2％；硼B0.01％～0.1％；铋Bi：0.01％～0.1％；锰Mn：0.05％～0.1％；余量为铝Al；所述的稀土金属为铈Ce、镨Pr、镧La、钕Nd中的任意一种或任意两种。
然而，有文献研究认为稀土铝涂层并不能完全解决钢结构的点蚀问题(刘毅,等.铝稀土涂层在盐雾加速试验中的腐蚀行为[J].稀有金属材料与工程(S2),2012年：327-330.)。因此，有必要研究开发出涂层性能更好的热喷涂用稀土合金丝材。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稀土锌铝镍钛合金丝材，经热喷涂可以在基材表面形成具有耐腐蚀性能优越的防护层，从而保护在恶劣腐蚀环境下的大型钢结构工程，延长钢结构工程服役寿命。本发明提供的所述稀土合金丝材中所用稀土元素储量多、价格低，有利于规模化生产和广泛应用。
为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材，包括Al、Zn、Ti、Ni、Mg、Cu和稀土金属，各元素的质量百分比含量为：
Zn：32.66-39.73％、Ti：0.84-1.02％、Ni：4.18-5.13％、Mg：0.9-1.1％、Cu：12.32-15.12％、稀土金属：0.3％～0.8％；Al：余量；
所述稀土金属选自La(镧)和Ce(铈)中的任一种或任意比例的两种。
优选地，所述热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材，包括Al、Zn、Ti、Ni、Mg、Cu和稀土金属，各元素的质量百分百分比含量为：
Zn：35.35-37.80％、Ti：0.9-0.96％、Ni：4.75-5.13％、Mg：1.0-1.1％、Cu：14-15.12％、稀土金属：0.6％-0.7％；Al：余量。
本发明还有一个目的在于提供上述热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材的制备方法，包括如下步骤：
I.ZnTi3中间合金的制备：
Zn和Ti按质量百分比Zn∶Ti＝97％∶3％进行配料，转移入中空感应电炉中进行熔炼，熔炼温度600-700℃，保温2.0-2.5h，充分搅匀后浇铸，得到所述ZnTi3中间合金；
II.稀土锌铝镍钛合金毛坯的制备
按照如下质量百分比准备各原料：
步骤I制备的ZnTi3中间合金：26％-36％，铜镍锌合金：20-30％，AlMg5：15-25％，稀土金属：0.1％-0.8％，Al：余量；所述稀土金属选自La(镧)和Ce(铈)中的任一种或任意比例的两种；
将铝放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为740℃-820℃，待铝完全熔化后，再加入步骤I制备的所述ZnTi3中间合金、铜镍锌合金和AlMg5，充分搅拌均匀，加入精炼剂，740℃-820℃静置1.5～2.5h，扒渣后转移到保温结晶炉，温度不低于740℃的条件下进行水平连续铸造，得到棒状的所述稀土锌铝镍钛合金毛坯，直径10mm-50mm；
III.稀土锌铝镍钛合金丝材的制备
将步骤II制备得到的棒状的所述稀土锌铝镍钛合金毛坯，在280℃-340℃下进行1.0-2.5h的均匀化退火处理，再经过3-8次拉拔，拉拔速度0.5mm/s-4.0mm/s，减径成直径3mm的稀土锌铝镍钛合金丝材。
优选地，所述步骤I中，Zn采用0号锌锭，Ti采用轧制成厚度0.5mm的片状钛板。
优选地，所述步骤I中，熔炼温度为620-660℃。
优选地，所述步骤II中，各原料的质量百分比为：
步骤I制备的ZnTi3中间合金：28％-34％，铜镍锌合金：22-27％，AlMg5：18-22％，稀土金属：0.3％-0.8％，Al：余量；所述稀土金属选自La(镧)和Ce(铈)中的任一种或任意比例的两种。
优选地，所述步骤II中，所述铜镍锌合金和AlMg5为厚度0.5mm的片材。
还优选地，所述铜镍锌合金选自牌号C7521的CuNi19Zn16、牌号C7701的CuNi19Zn25和牌号C7541的CuNi16Zn20中的一种。
优选地，所述步骤II中，所述原料准备完成后，具体操作还可以是：
将铝放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为740℃-820℃，待铝完全熔化后，加入精炼剂，保持温度740℃-820℃10-15分钟，然后再加入步骤I制备的所述ZnTi3中间合金、铜镍锌合金和AlMg5，740℃-820℃静置1.5～2.5h，扒渣后转移到保温结晶炉，温度不低于740℃的条件下进行水平连续铸造，得到棒状的所述稀土锌铝镍钛合金毛坯，直径10mm-50mm。
优选地，所述步骤II中，所述熔炼温度为760℃-800℃。
所述精炼剂为任一种本领域常规的可商购的精炼剂。
本发明的第三个目的在于提供所述稀土锌铝镍钛合金丝材或按照上述制备方法制备得到的稀土锌铝镍钛合金丝材在热喷涂中的应用。
本发明还提供一种具有合金涂层的钢筋，所述合金涂层为采用本发明所述稀土锌铝镍钛合金丝材或者按照本发明所述制备方法制备得到的稀土锌铝镍钛合金丝材经热喷涂在钢筋表面形成的，所述合金涂层的厚度为30-300μm。
优选地，所述钢筋为带肋或不带肋钢筋。
优选地，所述具有合金涂层的钢筋在所述合金涂层外侧还可以包括选自钝化层、聚氨酯层和树脂层中的一种或多种的保护层。
本发明提供的所述合金丝材，包括了铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、镍(Ni)、铜(Cu)以及稀土元素镧(La)和/或铈(Ce)，集合了上述各种金属的优点。镍、钛和稀土元素(镧和/或铈)和其它金属进行合金化处理，可以细化晶粒，提高合金涂层的塑性和耐蚀性。本发明所述丝材经热喷涂在钢铁基材上形成的稀土锌铝镍钛合金涂层，可以提供良好的阴极保护作用。同时，涂层与钢铁基材结合强度高，涂层本身致密孔隙率低，具有自封闭能力，可以避免点蚀的出现。因此，上述涂层能够更有效地保护钢铁在海水、高温高湿等环境中免受腐蚀介质的侵蚀，延长钢结构使用寿命。
本发明通过制备ZnTi3中间合金引入Ti元素，通过成品铜镍锌合金引入Ni元素，通过成品AlMg5引入Mg元素，从而解决了合金成分难以控制的问题。
本发明提供的稀土锌铝镍钛合金丝材具有表面质量好、无划痕等优点，完全可以满足热喷涂施工应用。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。
实施例1一种稀土锌铝镍钛合金丝材
本实施例所述稀土锌铝镍钛合金丝材的组成成分和质量百分比，见表1所示。
通过混熔法制备得到所述稀土锌铝镍钛合金丝材，包括如下步骤：
I.ZnTi3中间合金的制备
Zn和Ti按质量百分比Zn∶Ti＝97％∶3％进行配料，其中Zn采用0号锌锭，Ti采用轧制厚度0.5mm的片状钛板；将0号锌锭和片状钛板转移入中空感应电炉中进行熔炼，熔炼温度620-660℃，保温2.0-2.5h，充分搅匀后浇铸，制备得到ZnTi3中间合金；
II.稀土锌铝镍钛合金毛坯的制备
按照如下质量百分比准备各原料：
步骤I制备的ZnTi3中间合金：28％，铜镍锌合金(厚度0.5mm，片状，牌号C7701(CuNi19Zn25))：24％，AlMg5(厚度0.5mm，片状)：18％，La：0.2％，Ce：0.2％，Al：余量；
将铝放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为760℃-800℃，待铝完全熔化后，再加入步骤I制备的所述ZnTi3中间合金、铜镍锌合金、AlMg5，充分搅拌均匀，加入精炼剂，保温静置1.5～2.5h，扒渣后转移到保温结晶炉，760℃-800℃进行水平连续铸造，得到棒状的所述稀土锌铝镍钛合金毛坯，直径10±0.1mm；
III.稀土锌铝镍钛合金丝材的制备
将步骤II制备得到的棒状所述稀土锌铝镍钛合金毛坯，在280℃～340℃下进行1.0～2.5h的均匀化退火处理，再经过3～8次拉拔，拉拔速度0.5mm/s-4.0mm/s，减径成直径3mm的稀土锌铝镍钛合金丝材，并盘绕成丝，即得。
实施例2一种稀土锌铝镍钛合金丝材
本实施例所述稀土锌铝镍钛合金丝材的组成成分和质量百分比，见表1所示。
按照实施例1基本相同的方法和步骤制备得到所述稀土锌铝镍钛合金丝材，不同之处在于：
步骤II中，备料时各原料的质量百分比为：
步骤I中制备的ZnTi3中间合金30％、铜镍锌合金(厚度0.5mm，片状，牌号C7701(CuNi19Zn25))25％、AlMg5(厚度0.5mm，片状)20％、La：0.2％、Ce：0.4％，Al：余量。
实施例3一种稀土锌铝镍钛合金丝材
本实施例所述稀土锌铝镍钛合金丝材的组成成分和质量百分比，见表1所示。
按照实施例1基本相同的方法和步骤制备得到所述稀土锌铝镍钛合金丝材，不同之处在于：
步骤II中，备料时各原料的质量百分比为：
步骤I中制备的ZnTi3中间合金32％、铜镍锌合金(厚度0.5mm，片状，牌号C7701(CuNi19Zn25))27％、AlMg5(厚度0.5mm，片状)22％、La：0.4％、Ce：0.3％，Al：余量。
实施例4一种稀土锌铝镍钛合金丝材
本实施例所述稀土锌铝镍钛合金丝材的组成成分和质量百分比，见表1所示。
按照实施例1基本相同的方法和步骤制备得到所述稀土锌铝镍钛合金丝材，不同之处在于：
步骤II中，备料时各原料的质量百分比为：
步骤I中制备的ZnTi3中间合金34％、铜镍锌合金(厚度0.5mm，片状，牌号C7701(CuNi19Zn25))22％、AlMg5(厚度0.5mm，片状)18％、La：0.3％、Ce：0.2％，Al：余量。
对比例1一种合金丝材
本对比例所述合金丝材的组成成分和质量百分比，见表1所示。
按照实施例1基本相同的方法和步骤制备得到所述合金丝材，不同之处在于：
步骤II中，备料时各原料的质量百分比为：
步骤I中制备的ZnTi3中间合金20％、铜镍锌合金(厚度0.5mm，片状，牌号C7701(CuNi19Zn25))25％、AlMg5(厚度0.5mm，片状)25％、La：0.3％、Ce：0.4％，Al：余量。
对比例2一种合金丝材
本对比例所述合金丝材的组成成分和质量百分比，见表1所示。
按照实施例1基本相同的方法和步骤制备得到所述合金丝材，不同之处在于：
步骤II中，备料时各原料的质量百分比为：
步骤I中制备的ZnTi3中间合金40％、铜镍锌合金(厚度0.5mm，片状，牌号C7701(CuNi19Zn25))25％、AlMg5(厚度0.5mm，片状)10％、La：0.5％、Ce：0.4％，Al：余量。
对比例3一种合金丝材
本对比例所述合金丝材的组成成分和质量百分比，见表1所示。
按照实施例1基本相同的方法和步骤制备得到所述合金丝材，不同之处在于：
步骤II中，备料时各原料的质量百分比为：
步骤I中制备的ZnTi3中间合金32％、铜镍锌合金(厚度0.5mm，片状，牌号C7701(CuNi19Zn25))18％、AlMg5(厚度0.5mm，片状)28％、La：0.4％、Ce：0.5％，Al：余量。
对比例4一种合金丝材
本对比例所述合金丝材的组成成分和质量百分比，见表1所示。
按照实施例1基本相同的方法和步骤制备得到所述合金丝材，不同之处在于：
步骤II中，备料时各原料的质量百分比为：
步骤I中制备的ZnTi3中间合金28％、铜镍锌合金(厚度0.5mm，片状，牌号C7701(CuNi19Zn25))32％、AlMg5(厚度0.5mm，片状)15％、La：0.04％、Ce：0.05％，Al：余量。
表1实施例1-4和对比例1-4的稀土锌铝镍钛合金丝材组成及质量百分比
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
Zn(％) 33.16 35.35 37.79 38.48 25.65 44.05 35.54 35.16
Ti(％) 0.84 0.9 0.96 1.02 0.6 1.2 0.96 0.84
Ni(％) 4.56 4.75 5.13 4.18 4.75 4.75 3.42 6.08
Mg(％) 0.9 1 1.1 0.9 1.25 0.5 1.4 0.75
Cu(％) 13.44 14 15.12 12.32 14 14 10.08 17.92
La(％) 0.2 0.2 0.4 0.3 0.3 0.5 0.4 0.04
Ce(％) 0.2 0.4 0.3 0.2 0.4 0.4 0.5 0.05
Al(％) 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量
应用和测试例
1.应用例
采用大功率电弧喷枪和喷涂设备(SX-1000型高效电弧喷涂设备，广州三鑫金属科技有限公司)及本领域常规的电弧喷涂工艺，采用上述实施例的稀土锌铝镍钛合金丝材和对比例的合金丝材，分别在表面经喷砂处理达到Sa3级以上要求的Q345钢板表面上进行喷涂，然后在钝化液(TKDH-1型不含重金属水性钝化液，北京中铁科新材料技术有限公司)中浸渍8min-10min，取出40℃-55℃烘干，得到钝化处理的包覆了合金涂层的钢板。
按照本领域现行标准，测试合金涂层附着力和耐中性盐雾性能，记录初次出现红锈的时间。测定结果见表2和表3。
表2各实施例的稀土锌铝镍钛合金丝材电弧喷涂钢筋的主要性能测试数据
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
耐中性盐雾，h 3500 3700 3800 3600
金属涂层附着力，MPa 25 29 27 26
表3对比例1-4及对比样的合金丝材电弧喷涂钢筋的主要性能测试数据
Figure BDA0002514444350000071
备注：对比样X-1、X-2、X-3和X-4分别采用商购的电弧喷涂丝材，其余工艺条件与上述“1.”项下相同；其中：
对比样X-1电弧喷涂丝材为商购的ZnAl15(济南澳太特种材料有限公司)；
对比样X-2电弧喷涂丝材为AlMg5(浙江星塔科技设备材料有限公司)；
对比样3电弧喷涂丝材为AlMgRe(浙江星塔科技设备材料有限公司)；
对比样4电弧喷涂丝材为Al(济南澳太特种材料有限公司)。
上述测试结果表明：本发明提供的稀土锌铝镍钛合金涂层附着力(拉拔)大于25MPa，3500h盐雾试验金属涂层表面无红锈迹，明显优于对比例及常规使用的电弧喷涂丝材。

Claims (16)

1.一种热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材，包括Al、Zn、Ti、Ni、Mg、Cu和稀土金属，各元素的质量百分比含量为：
Zn：32.66-39.73%、Ti：0.84-1.02%、Ni：4.18-5.13%、Mg：0.9-1.1%、Cu：12.32-15.12%、稀土金属：0.3%~0.8%；Al：余量；
所述稀土金属选自La和Ce中的任一种或任意比例的两种；
所述热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材通过如下步骤制备：
I. ZnTi3中间合金的制备：
Zn和Ti按质量百分比Zn∶Ti =97%∶3%进行配料，转移入中空感应电炉中进行熔炼，熔炼温度600-700℃，保温2.0-2.5h，充分搅匀后浇铸，得到所述ZnTi3中间合金；
II. 稀土锌铝镍钛合金毛坯的制备
按照如下质量百分比准备各原料：
步骤I制备的ZnTi3中间合金：26%-36%，铜镍锌合金：20-30%，AlMg5：15-25%，稀土金属：0.1%-0.8%，Al：余量；所述稀土金属选自La和Ce中的任一种或任意比例的两种；
将铝放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为740℃-820℃，待铝完全熔化后，再加入步骤I制备的所述ZnTi3中间合金、铜镍锌合金和AlMg5，充分搅拌均匀，加入精炼剂，740℃-820℃静置1.5~2.5h，扒渣后转移到保温结晶炉，温度不低于740℃的条件下进行水平连续铸造，得到棒状的所述稀土锌铝镍钛合金毛坯，直径10mm-50mm；
III. 稀土锌铝镍钛合金丝材的制备
将步骤II制备得到的棒状的所述稀土锌铝镍钛合金毛坯，在280℃-340℃下进行1.0-2.5h的均匀化退火处理，再经过3-8次拉拔，拉拔速度0.5mm/s-4.0mm/s，减径成直径3mm的稀土锌铝镍钛合金丝材。
2.根据权利要求1所述的热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材，其特征在于，所述热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材，包括Al、Zn、Ti、Ni、Mg、Cu和稀土金属，各元素的质量百分比含量为：
Zn：35.35-37.80%、Ti：0.9-0.96%、Ni：4.75-5.13%、Mg：1.0-1.1%、Cu：14-15.12%、稀土金属：0.6%-0.7%；Al：余量。
3.权利要求1或2所述的热喷涂用稀土锌铝镍钛合金丝材的制备方法，包括如下步骤：
I. ZnTi3中间合金的制备：
Zn和Ti按质量百分比Zn∶Ti =97%∶3%进行配料，转移入中空感应电炉中进行熔炼，熔炼温度600-700℃，保温2.0-2.5h，充分搅匀后浇铸，得到所述ZnTi3中间合金；
II. 稀土锌铝镍钛合金毛坯的制备
按照如下质量百分比准备各原料：
步骤I制备的ZnTi3中间合金：26%-36%，铜镍锌合金：20-30%，AlMg5：15-25%，稀土金属：0.1%-0.8%，Al：余量；所述稀土金属选自La和Ce中的任一种或任意比例的两种；
将铝放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为740℃-820℃，待铝完全熔化后，再加入步骤I制备的所述ZnTi3中间合金、铜镍锌合金和AlMg5，充分搅拌均匀，加入精炼剂，740℃-820℃静置1.5~2.5h，扒渣后转移到保温结晶炉，温度不低于740℃的条件下进行水平连续铸造，得到棒状的所述稀土锌铝镍钛合金毛坯，直径10mm-50mm；
III. 稀土锌铝镍钛合金丝材的制备
将步骤II制备得到的棒状的所述稀土锌铝镍钛合金毛坯，在280℃-340℃下进行1.0-2.5h的均匀化退火处理，再经过3-8次拉拔，拉拔速度0.5mm/s-4.0mm/s，减径成直径3mm的稀土锌铝镍钛合金丝材。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤I中，Zn采用0号锌锭，Ti采用轧制成厚度0.5mm的片状钛板。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤I中，熔炼温度为620-660℃。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤II中，所述原料准备完成后，具体操作是：
将铝放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为740℃-820℃，待铝完全熔化后，加入精炼剂，保持温度740℃-820℃10-15分钟，然后再加入步骤I制备的所述ZnTi3中间合金、铜镍锌合金和AlMg5，740℃-820℃静置1.5~2.5h，扒渣后转移到保温结晶炉，温度不低于740℃的条件下进行水平连续铸造，得到棒状的所述稀土锌铝镍钛合金毛坯，直径10mm-50mm。
7.根据权利要求3或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤II中，各原料的质量百分比为：
步骤I制备的ZnTi3中间合金：28%-34%，铜镍锌合金：22-27%，AlMg5：18-22%，稀土金属：0.3%-0.8%，Al：余量；所述稀土金属选自La和Ce中的任一种或任意比例的两种。
8.根据权利要求3或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤II中，所述铜镍锌合金和AlMg5为厚度0.5mm的片材。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤II中，所述铜镍锌合金和AlMg5为厚度0.5mm的片材。
10.根据权利要求3或6所述的制备方法，其特征在于，所述铜镍锌合金选自牌号C7521的CuNi19Zn16、牌号C7701的CuNi19Zn25和牌号C7541的CuNi16Zn20中的一种。
11.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述铜镍锌合金选自牌号C7521的CuNi19Zn16、牌号C7701的CuNi19Zn25和牌号C7541的CuNi16Zn20中的一种。
12.根据权利要求3或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤II中，所述熔炼温度为760℃-800℃。
13.权利要求1或2所述稀土锌铝镍钛合金丝材或按照权利要求3至12中任一项所述制备方法制备得到的稀土锌铝镍钛合金丝材在热喷涂中的应用。
14.一种具有合金涂层的钢筋，所述合金涂层为采用权利要求1或2所述稀土锌铝镍钛合金丝材或者按照权利要求3至12中任一项所述制备方法制备得到的稀土锌铝镍钛合金丝材经热喷涂在钢筋表面形成的，所述合金涂层的厚度为30-300μm。
15.根据权利要求14所述的钢筋，其特征在于，所述钢筋为带肋或不带肋钢筋。
16.根据权利要求14所述的钢筋，其特征在于，所述具有合金涂层的钢筋在所述合金涂层外侧还可以包括选自钝化层、聚氨酯层和树脂层中的一种或多种的保护层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115305432A (zh) * 2022-08-16 2022-11-08 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 一种适用于电弧喷涂的稀土镍基合金丝材及其制备方法
CN115418598A (zh) * 2022-09-20 2022-12-02 国网福建省电力有限公司 一种镧掺杂的高锰硅含量镍铜基电弧喷涂涂层的制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3254970A (en) * 1960-11-22 1966-06-07 Metco Inc Flame spray clad powder composed of a refractory material and nickel or cobalt
CN1616703A (zh) * 2003-11-14 2005-05-18 中国科学院海洋研究所 一种热喷涂锌铝合金线材及其制备方法
CN101104910A (zh) * 2007-08-16 2008-01-16 无锡麟龙铝业有限公司 高耐蚀性镀覆钢材的多元合金镀覆材料及其制造方法
CN103131982A (zh) * 2011-11-29 2013-06-05 贵州科学院 一种多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料
CN103373033A (zh) * 2012-04-17 2013-10-30 新兴铸管股份有限公司 Zn-Al-Mg-RE伪合金涂层及其制备方法
CN110923616A (zh) * 2019-11-19 2020-03-27 江苏卓奇新材料科技有限公司 一种热喷涂稀土铝合金覆层钢筋
CN111020447A (zh) * 2019-11-19 2020-04-17 江苏卓奇新材料科技有限公司 一种热喷涂稀土合金覆层钢筋

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105063538B (zh) * 2015-08-26 2017-12-12 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种高铝热喷涂实芯丝材及其制备方法与应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3254970A (en) * 1960-11-22 1966-06-07 Metco Inc Flame spray clad powder composed of a refractory material and nickel or cobalt
CN1616703A (zh) * 2003-11-14 2005-05-18 中国科学院海洋研究所 一种热喷涂锌铝合金线材及其制备方法
CN101104910A (zh) * 2007-08-16 2008-01-16 无锡麟龙铝业有限公司 高耐蚀性镀覆钢材的多元合金镀覆材料及其制造方法
CN103131982A (zh) * 2011-11-29 2013-06-05 贵州科学院 一种多组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料
CN103373033A (zh) * 2012-04-17 2013-10-30 新兴铸管股份有限公司 Zn-Al-Mg-RE伪合金涂层及其制备方法
CN110923616A (zh) * 2019-11-19 2020-03-27 江苏卓奇新材料科技有限公司 一种热喷涂稀土铝合金覆层钢筋
CN111020447A (zh) * 2019-11-19 2020-04-17 江苏卓奇新材料科技有限公司 一种热喷涂稀土合金覆层钢筋

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
超音速电弧喷涂Monel合金涂层的电化学腐蚀特性;查柏林等;《材料科学与工艺》;20151015(第05期);第92页第3节 *

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