CN112301304A - 一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法及其应用 - Google Patents

一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112301304A
CN112301304A CN202011015663.2A CN202011015663A CN112301304A CN 112301304 A CN112301304 A CN 112301304A CN 202011015663 A CN202011015663 A CN 202011015663A CN 112301304 A CN112301304 A CN 112301304A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal powder
spherical metal
spraying
repair
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011015663.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112301304B (zh
Inventor
张德金
仇朋
李普明
袁勇
刘增林
林卫国
郭大成
孙涛
尹萍
吴德源
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Luyin New Material Technology Co Ltd
Original Assignee
Shandong Luyin New Material Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Luyin New Material Technology Co Ltd filed Critical Shandong Luyin New Material Technology Co Ltd
Priority to CN202011015663.2A priority Critical patent/CN112301304B/zh
Publication of CN112301304A publication Critical patent/CN112301304A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112301304B publication Critical patent/CN112301304B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
    • B22F1/065—Spherical particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/006—Making ferrous alloys compositions used for making ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0848—Melting process before atomisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/086—Cooling after atomisation
    • B22F2009/0876—Cooling after atomisation by gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0888—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid casting construction of the melt process, apparatus, intermediate reservoir, e.g. tundish, devices for temperature control

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末用于构件表面的防腐、修复，包括以下步骤：表面处理、喷涂、熔覆；所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法，包括以下步骤：备料、熔炼、中间包预热、雾化、收粉；所述备料，原材料及混合比例，按重量分数计，包括：纯铁93‑96%、高碳铬铁2‑3%、电解锰1‑2%、锻煤1‑2%。采用本发明的防腐修复喷涂用近球形金属粉末，应用于构件防腐时，喷涂后硬度达45‑50HRC，有效增强构件表面强度，并起到防腐作用；大幅减少合金的使用量，特别是减少贵重金属钼、铬、镍的使用量，大大减少贵重金属消耗和对环境的污染。

Description

一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于防腐修复喷涂领域，具体涉及一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法及其应用。
背景技术
传统的防腐工艺中，镀锌和喷漆是常用技术，但镀锌和喷漆过程中容易产生有害性的气体，对环境造成极大的影响，且防腐蚀和修复的效果有限，存在有种种局限性。随着技术的发展创新，目前工程领域对防腐工艺及材料性能提出了更高的要求。
近年来，近球形合金粉末在防腐方面的应用日益展现出其显著优势，并逐渐成为特定部件和工业工程领域在表面防腐修复的重要手段。近球形合金粉末的粒度、纯净度、形貌和合金成分均匀性好，不仅能够减少了传统铸造、锻造技术中存在的工艺繁琐、材料利用率低等问题，还能够满足目前对其精度、形状、性能均趋于严格的生产需求。近球形合金粉末在喷涂方面具有广阔的应用前景，可适用于特定环境下的合金构件防腐、修复。
申请人发现，现有技术中的合金粉末主要为不锈钢系列合金粉末，其不锈钢粉末中合金成分高，特别是镍含量一般为10~80%、铬含量一般为15~20%，且可能还含有钨、钼等元素。可以看出，如此高的合金成分含量无异于大大增加成本和贵重金属的消耗，不仅造成成本、资源的浪费，同时增大对环境的影响和负担，与低碳、绿色、环保、可持续的时代发展大主题背道而驰。
中国专利CN104233163A公开了一种高含盐和湿硫化氢工况压力容器用金属防腐涂层及其制备方法，其采用的金属粉末包括：78~84％的Ni，15~17％的Cr，0％~0.5％的W，0.8％~1％的Mo，0~0.1％的C，0~0.01％的S，0~0.01％的P；2.0~3.5％的B和Si。可以看出，其合金成分高，特别是镍、铬、钨、钼等元素，大大增加成本和贵重金属的消耗，不仅造成成本、资源的浪费，同时增大对环境的影响和负担。
因此，就需要我们在保证产品要求及性能的基础上，寻找途径，减少合金的使用量，开发新型近球形合金粉末，以满足时代、技术的发展需要。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，以实现以下发明目的：
（1）提供一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法，通过所述方法制备的金属粉末在保证产品要求及性能的基础上，减少合金的使用量，特别是减少贵重金属钼、铬、镍的使用量；
（2）通过所述方法制备的防腐修复喷涂用近球形金属粉末，应用于防腐修复喷涂中，各性能均衡，耐腐蚀性能优异，能够满足特定环境下的合金构件防腐、修复要求。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末用于构件表面的防腐、修复。包括以下步骤：表面处理、喷涂、熔覆。
所述表面处理，对构件机械表面或内部需要进行防腐或修复的部位进行处理，出去构件表面毛刺、锈迹，确保构件表面除锈等级不低于Sa3.0级。
所述喷涂，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末置入喷涂系统，对构件表面热喷金属粉末，形成凃层。
所述熔覆，对喷涂后的涂层进行熔覆处理。
所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法，包括以下步骤：备料、熔炼、中间包预热、雾化、收粉。
所述备料，称重各种原材料和辅料，准备完毕开始熔炼；
所述原材料及混合比例，按重量分数计，包括：
纯铁93-96%、高碳铬铁2-3%、电解锰1-2%、锻煤1-2%。
所述熔炼，采用中频炉进行熔炼。先在炉底铺石灰和萤石，再依次加入预定份数的纯铁、高碳铬铁、电解锰、锻煤，形成熔池；
所述石灰和萤石的加入的总重量占体系总重量的1-5%；
所述石灰和萤石的比例为1-2:1；
中频炉升高温度，升温速率在40-60℃/min，升温时间在25-35min，升至原材料熔化后，维持温度在1500-1550℃；
加入脱氧剂，在脱氧后加入硅，溶清后停电2~4分钟，使钢液渣料充分上浮，化清后，钢液表面有一层覆盖层；
所述脱氧剂，包括钙粉或者锰粉；所述脱氧剂加入量为5-7%；
再加入造渣剂，电加热调整温度，取样分析测试；若取样成分含量符合以下标准C含量:1.0-1.3；Cr含量：1.2-1.6；Mn含量：1.2-1.6；Si含量≤0.2；S含量≤0.03；P含量≤0.03，则在桶体内充入氮气至气压与外界平衡，电加热升温至1650℃，出钢；
所述造渣剂的成分包括，石灰CaO、Ca(OH)2和CaF2，所述CaO：Ca(OH)2：CaF2三者的混合质量比为6-8:2-3:1；
所述造渣剂的加入量为1-2.5%。
所述中间包预热，装配中间包，装配好后以3MPa压力试压，然后抽负压至真空度达到0.02-0.035MPa后，开始中间包预热，防止钢液进入中间包受冷凝固，堵住露眼，中间包温度达到1200℃，预热30-40分钟；
所述中间包为层状结构，外层为石墨坩埚，内层为刚玉坩埚。
所述雾化，开启液压倾倒装置，钢液进入中间包，气体压力为0.4MPa，让钢液顺着中间包、漏嘴，通过雾化喷嘴后，被高速气流破碎形成小液滴，在雾化桶内完成降温成型，此过程至中频炉钢液完全倾倒入中间包，中间包内钢液完全粉末化后完成；
所述雾化，高速气流为氩气，气体压力为2MPa，喷出速率为660m/s；
所述雾化，雾化过程气流与钢液的流量比为3：1；
所述降温，在雾化桶内冷却降温，雾化桶内层分上下冷却段分别提供不同的冷却降温，上层冷却，冷却筒内吹出氮气冷风，温度10-15℃；下层冷却，采用冰盐浴持续蒸发冷却，温度-15~-18℃。
所述收粉，所述雾化结束1小时后，粉末充分冷却后进行收粉，粉末经60目旋振筛粗筛分，再进行细筛分，选取粒径小于48μm粉末，制得所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末。
制得粉末成分为：C:1.0-1.3；Cr：1.2-1.6；Mn：1.2-1.6 ；Si≤0.2；S≤0.03；P≤0.03。
松装密度：≥4.0g/cm3;流动性：≤20s/50g；氧含量≤1000ppm。
粒度：范围0-45微米 ，+45微米：≤1%。
本发明所述的防腐修复喷涂用近球形金属粉末，采用高压氮气雾化方法，采用液压倾倒坩埚熔炼系统熔炼原料并雾化，中间包升温保温系统为独特层状结构，外层为石墨坩埚，内层为刚玉坩埚，保证钢液在雾化阶段良好的流动性，雾化桶采用氮气冷却，雾化桶内层分上下冷却段分别提供不同的冷却降温，从而使金属液滴具备足够的球化时间及凝固时间，获得防腐修复喷涂用近球形金属粉末；并能够使所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末用于构件防腐、修复时，耐腐蚀性能优异，能够满足特定环境下的合金构件防腐、修复要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）采用本发明的防腐修复喷涂用近球形金属粉末，应用于构件防腐时，喷涂后硬度达45-50HRC，有效增强构件表面强度，并起到防腐作用；
（2）采用本发明的防腐修复喷涂用近球形金属粉末，应用于构件防腐、修复时，防腐涂层附着力0级；耐中性盐雾试验，920h涂层完好无变色、无起泡、无锈点；耐PCT试验，430h无锈点、不变色、不起泡；自腐蚀电流密度2.1~3.0×10-8A/cm2；自腐蚀电位-0.91~-0.83V；耐腐蚀性能突出；
（3）采用本发明的防腐修复喷涂用近球形金属粉末，应用于构件防腐、修复时，各性能均衡，耐腐蚀性能优异，能够满足特定环境下的合金构件防腐、修复要求；
（4）本发明的防腐修复喷涂用近球形金属粉末，在保证产品需求及性能的同时，大幅减少合金的使用量，特别是减少贵重金属钼、铬、镍的使用量，大大减少贵重金属消耗和对环境的污染；
（5）本发明的防腐修复喷涂用近球形金属粉末，采用高压氮气雾化法，采用液压倾倒坩埚熔炼系统熔炼原料并雾化，气流充分粉碎液流，液流平均直径小于5毫米；能够在保证每炉产出粉末180-200KG生产量的前提下，小于106微米的金属粉末的比重从30-40%提高到45-50%，液流粉碎后形成的小钢液粒径更小；
（6）本发明的防腐修复喷涂用近球形金属粉末，雾化过程中，雾化桶内层分上下冷却段分别提供不同的冷却降温，最大程度的保证钢液液滴到固体粉末成分的稳定性，制得的粉末成分为：C:1.0-1.3；Cr：1.2-1.6；Mn：1.2-1.6 ； Si: ≤0.2； S≤0.03；P≤0.03；
（7）本发明的防腐修复喷涂用近球形金属粉末，松装密度：≥4.0g/cm3;流动性：≤20s/50g；氧含量≤1000ppm；粒度：范围0-45微米 ，+45微米：≤1%；各性能指标优异、稳定；
（8）本发明的防腐修复喷涂用近球形金属粉末，中间包升温保温系统为独特层状结构，外层为石墨坩埚，内层为刚玉坩埚，可以快速稳定升温，升温速率40-42°C/min，最高温度达1200℃，坩埚又具有良好的保温效果，可保证钢液在雾化阶段良好的流动性，减少因为钢液冷却而阻塞露眼的问题。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末用于构件表面的防腐、修复。包括以下步骤：表面处理、喷涂、熔覆。
所述表面处理，对构件机械表面或内部需要进行防腐或修复的部位进行处理，出去构件表面毛刺、锈迹，确保构件表面除锈等级不低于Sa3.0级。
所述喷涂，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末置入喷涂系统，对构件表面热喷金属粉末，形成凃层。
所述熔覆，对喷涂后的涂层进行熔覆处理。
所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法，包括以下步骤：备料、熔炼、中间包预热、雾化、收粉。
所述备料，称重各种原材料和辅料，准备完毕开始熔炼；
所述原材料及混合比例，按重量分数计，包括：
纯铁93%、高碳铬铁3%、电解锰2%、锻煤2%。
所述熔炼，采用中频炉进行熔炼。先在炉底铺石灰和萤石，再依次加入预定份数的纯铁、高碳铬铁、电解锰、锻煤，形成熔池；
所述石灰和萤石的加入的总重量占体系总重量的1%；
所述石灰和萤石的比例为1:1；
中频炉升高温度，升温速率在40℃/min，升温时间在25min，升至原材料熔化后，维持温度在1500℃；
加入脱氧剂，在脱氧后加入硅，溶清后停电2分钟，使钢液渣料充分上浮，化清后，钢液表面有一层覆盖层；
所述脱氧剂，包括钙粉或者锰粉；所述脱氧剂加入量为5%；
再加入造渣剂，电加热调整温度，取样分析测试；若取样成分含量符合以下标准C含量:1.0-1.3；Cr含量：1.2-1.6；Mn含量：1.2-1.6；Si含量≤0.2；S含量≤0.03；P含量≤0.03，则在桶体内充入氮气至气压与外界平衡，电加热升温至1650℃，出钢；
所述造渣剂的成分包括，石灰CaO、Ca(OH)2和CaF2，所述CaO：Ca(OH)2：CaF2三者的混合质量比为6:2:1；
所述造渣剂的加入量为1%。
所述中间包预热，装配中间包，装配好后以3MPa压力试压，然后抽负压至真空度达到0.02MPa后，开始中间包预热，防止钢液进入中间包受冷凝固，堵住露眼，中间包温度达到1200℃，预热30分钟；
所述中间包为层状结构，外层为石墨坩埚，内层为刚玉坩埚。
所述雾化，开启液压倾倒装置，钢液进入中间包，气体压力为0.4MPa，让钢液顺着中间包、漏嘴，通过雾化喷嘴后，被高速气流破碎形成小液滴，在雾化桶内完成降温成型，此过程至中频炉钢液完全倾倒入中间包，中间包内钢液完全粉末化后完成；
所述雾化，高速气流为氩气，气体压力为2MPa，喷出速率为660m/s；
所述雾化，雾化过程气流与钢液的流量比为3：1；
所述降温，在雾化桶内冷却降温，雾化桶内层分上下冷却段分别提供不同的冷却降温，上层冷却，冷却筒内吹出氮气冷风，温度10℃；下层冷却，采用冰盐浴持续蒸发冷却，温度-15℃。
所述收粉，所述雾化结束1小时后，粉末充分冷却后进行收粉，粉末经60目旋振筛粗筛分，再进行细筛分，选取粒径小于48μm粉末，制得所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末。
所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末，成分含量为：C:1.1；Cr：1.2；Mn：1.4；Si：0.16；S:0.02；P:0.02。
松装密度：4.0g/cm3;流动性：20s/50g；氧含量960ppm。
粒度：范围0-45微米 ，+45微米：≤1%。
实施例2
一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末用于构件表面的防腐、修复。包括以下步骤：表面处理、喷涂、熔覆。
所述表面处理，对构件机械表面或内部需要进行防腐或修复的部位进行处理，出去构件表面毛刺、锈迹，确保构件表面除锈等级不低于Sa3.0级。
所述喷涂，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末置入喷涂系统，对构件表面热喷金属粉末，形成凃层。
所述熔覆，对喷涂后的涂层进行熔覆处理。
所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法，包括以下步骤：备料、熔炼、中间包预热、雾化、收粉。
所述备料，称重各种原材料和辅料，准备完毕开始熔炼；
所述原材料及混合比例，按重量分数计，包括：
纯铁94%、高碳铬铁3%、电解锰2%、锻煤1%。
所述熔炼，采用中频炉进行熔炼。先在炉底铺石灰和萤石，再依次加入预定份数的纯铁、高碳铬铁、电解锰、锻煤，形成熔池；
所述石灰和萤石的加入的总重量占体系总重量的2%；
所述石灰和萤石的比例为1:1；
中频炉升高温度，升温速率在50℃/min，升温时间在30min，升至原材料熔化后，维持温度在1550℃；
加入脱氧剂，在脱氧后加入硅，溶清后停电3分钟，使钢液渣料充分上浮，化清后，钢液表面有一层覆盖层；
所述脱氧剂，包括钙粉或者锰粉；所述脱氧剂加入量为6%；
再加入造渣剂，电加热调整温度，取样分析测试；若取样成分含量符合以下标准C含量:1.0-1.3；Cr含量：1.2-1.6；Mn含量：1.2-1.6；Si含量≤0.2；S含量≤0.03；P含量≤0.03，则在桶体内充入氮气至气压与外界平衡，电加热升温至1650℃，出钢；
所述造渣剂的成分包括，石灰CaO、Ca(OH)2和CaF2，所述CaO：Ca(OH)2：CaF2三者的混合质量比为7:2:1；
所述造渣剂的加入量为1.3%。
所述中间包预热，装配中间包，装配好后以3MPa压力试压，然后抽负压至真空度达到0.03MPa后，开始中间包预热，防止钢液进入中间包受冷凝固，堵住露眼，中间包温度达到1200℃，预热35分钟；
所述中间包为层状结构，外层为石墨坩埚，内层为刚玉坩埚。
所述雾化，开启液压倾倒装置，钢液进入中间包，气体压力为0.4MPa，让钢液顺着中间包、漏嘴，通过雾化喷嘴后，被高速气流破碎形成小液滴，在雾化桶内完成降温成型，此过程至中频炉钢液完全倾倒入中间包，中间包内钢液完全粉末化后完成；
所述雾化，高速气流为氩气，气体压力为2MPa，喷出速率为660m/s；
所述雾化，雾化过程气流与钢液的流量比为3：1；
所述降温，在雾化桶内冷却降温，雾化桶内层分上下冷却段分别提供不同的冷却降温，上层冷却，冷却筒内吹出氮气冷风，温度15℃；下层冷却，采用冰盐浴持续蒸发冷却，温度-18℃。
所述收粉，所述雾化结束1小时后，粉末充分冷却后进行收粉，粉末经60目旋振筛粗筛分，再进行细筛分，选取粒径小于48μm粉末，制得所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末。
制得粉末成分为：C:1.2；Cr：1.4；Mn：1.5；Si：0.1；S:0.02；P:0.01。
松装密度：4.2g/cm3；流动性：16s/50g；氧含量830ppm。
粒度：范围0-45微米 ，+45微米：≤1%。
实施例3
一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末用于构件表面的防腐、修复。包括以下步骤：表面处理、喷涂、熔覆。
所述表面处理，对构件机械表面或内部需要进行防腐或修复的部位进行处理，出去构件表面毛刺、锈迹，确保构件表面除锈等级不低于Sa3.0级。
所述喷涂，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末置入喷涂系统，对构件表面热喷金属粉末，形成凃层。
所述熔覆，对喷涂后的涂层进行熔覆处理。
所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法，包括以下步骤：备料、熔炼、中间包预热、雾化、收粉。
所述备料，称重各种原材料和辅料，准备完毕开始熔炼；
所述原材料及混合比例，按重量分数计，包括：
纯铁96%、高碳铬铁2%、电解锰1%、锻煤1%。
所述熔炼，采用中频炉进行熔炼。先在炉底铺石灰和萤石，再依次加入预定份数的纯铁、高碳铬铁、电解锰、锻煤，形成熔池；
所述石灰和萤石的加入的总重量占体系总重量的5%；
所述石灰和萤石的比例为2:1；
中频炉升高温度，升温速率在60℃/min，升温时间在35min，升至原材料熔化后，维持温度在1550℃；
加入脱氧剂，在脱氧后加入硅，溶清后停电4分钟，使钢液渣料充分上浮，化清后，钢液表面有一层覆盖层；
所述脱氧剂，包括钙粉或者锰粉；所述脱氧剂加入量为7%；
再加入造渣剂，电加热调整温度，取样分析测试；若取样成分含量符合以下标准C含量:1.0-1.3；Cr含量：1.2-1.6；Mn含量：1.2-1.6；Si含量≤0.2；S含量≤0.03；P含量≤0.03，则在桶体内充入氮气至气压与外界平衡，电加热升温至1650℃，出钢；
所述造渣剂的成分包括，石灰CaO、Ca(OH)2和CaF2，所述CaO：Ca(OH)2：CaF2三者的混合质量比为8: 3:1；
所述造渣剂的加入量为2.5%。
所述中间包预热，装配中间包，装配好后以3MPa压力试压，然后抽负压至真空度达到0.035MPa后，开始中间包预热，防止钢液进入中间包受冷凝固，堵住露眼，中间包温度达到1200℃，预热40分钟；
所述中间包为层状结构，外层为石墨坩埚，内层为刚玉坩埚。
所述雾化，开启液压倾倒装置，钢液进入中间包，气体压力为0.4MPa，让钢液顺着中间包、漏嘴，通过雾化喷嘴后，被高速气流破碎形成小液滴，在雾化桶内完成降温成型，此过程至中频炉钢液完全倾倒入中间包，中间包内钢液完全粉末化后完成；
所述雾化，高速气流为氩气，气体压力为2MPa，喷出速率为660m/s；
所述雾化，雾化过程气流与钢液的流量比为3：1；
所述降温，在雾化桶内冷却降温，雾化桶内层分上下冷却段分别提供不同的冷却降温，上层冷却，冷却筒内吹出氮气冷风，温度15℃；下层冷却，采用冰盐浴持续蒸发冷却，温度-18℃。
所述收粉，所述雾化结束1小时后，粉末充分冷却后进行收粉，粉末经60目旋振筛粗筛分，再进行细筛分，选取粒径小于48μm粉末，制得所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末。
制得粉末成分为：C: 1.3；Cr：1.6；Mn：1.2；Si：0.2；S：0.03；P：0.02。
松装密度：4.0g/cm3；流动性：18s/50g；氧含量930ppm。
粒度：范围0-45微米 ，+45微米：≤1%。
实施例4
一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末用于构件表面的防腐、修复。所述应用包括以下步骤：助熔微粒制备、混料、表面处理、喷涂、熔覆。
所述助熔微粒制备，将预定份数的聚四氟乙烯、纳米二氧化硅混合，投入至两倍体积的氧化钙-无水乙醇分散液中，超声分散均匀后，13000RPM高速剪切5min，然后加热至85℃去除乙醇，至乙醇含量小于5ppm，制得所述助熔微粒。
所述聚四氟乙烯：纳米二氧化硅的重量份比值为2:1。
所述聚四氟乙烯，粒径为50μm。
所述纳米二氧化硅，粒径为80nm。
所述氧化钙：无水乙醇的体积比为1:3。
所述混料，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末与所述助熔微粒混合均匀，置于120℃环境下，烘干3小时。
所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末：助熔微粒的重量份比值为30:1。
所述表面处理，对构件表面需要进行防腐或修复的部位进行处理，出去构件表面毛刺、锈迹，确保构件表面除锈等级不低于Sa3.0级。
所述喷涂，将混料后的混合物料置入喷涂系统，对构件表面热喷金属粉末，形成凃层。
所述熔覆，对喷涂后的涂层进行熔覆处理。
所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法，包括以下步骤：备料、熔炼、中间包预热、雾化、收粉。
所述备料，称重各种原材料和辅料，准备完毕开始熔炼；
所述原材料及混合比例，按重量分数计，包括：
纯铁94%、高碳铬铁3%、电解锰2%、锻煤1%。
所述熔炼，采用中频炉进行熔炼。先在炉底铺石灰和萤石，再依次加入预定份数的纯铁、高碳铬铁、电解锰、锻煤，形成熔池；
所述石灰和萤石的加入的总重量占体系总重量的2%；
所述石灰和萤石的比例为1:1；
中频炉升高温度，升温速率在50℃/min，升温时间在30min，升至原材料熔化后，维持温度在1550℃；
加入脱氧剂，在脱氧后加入硅，溶清后停电3分钟，使钢液渣料充分上浮，化清后，钢液表面有一层覆盖层；
所述脱氧剂，包括钙粉或者锰粉；所述脱氧剂加入量为6%；
再加入造渣剂，电加热调整温度，取样分析测试；若取样成分含量符合以下标准C含量:1.0-1.3；Cr含量：1.2-1.6；Mn含量：1.2-1.6；Si含量≤0.2；S含量≤0.03；P含量≤0.03，则在桶体内充入氮气至气压与外界平衡，电加热升温至1650℃，出钢；
所述造渣剂的成分包括，石灰CaO、Ca(OH)2和CaF2，所述CaO：Ca(OH)2：CaF2三者的混合质量比为7:2:1；
所述造渣剂的加入量为1.3%。
所述中间包预热，装配中间包，装配好后以3MPa压力试压，然后抽负压至真空度达到0.03MPa后，开始中间包预热，防止钢液进入中间包受冷凝固，堵住露眼，中间包温度达到1200℃，预热35分钟；
所述中间包为层状结构，外层为石墨坩埚，内层为刚玉坩埚。
所述雾化，开启液压倾倒装置，钢液进入中间包，气体压力为0.4MPa，让钢液顺着中间包、漏嘴，通过雾化喷嘴后，被高速气流破碎形成小液滴，在雾化桶内完成降温成型，此过程至中频炉钢液完全倾倒入中间包，中间包内钢液完全粉末化后完成；
所述雾化，高速气流为氩气，气体压力为2MPa，喷出速率为660m/s；
所述雾化，雾化过程气流与钢液的流量比为3：1；
所述降温，在雾化桶内冷却降温，雾化桶内层分上下冷却段分别提供不同的冷却降温，上层冷却，冷却筒内吹出氮气冷风，温度15℃；下层冷却，采用冰盐浴持续蒸发冷却，温度-18℃。
所述收粉，所述雾化结束1小时后，粉末充分冷却后进行收粉，粉末经60目旋振筛粗筛分，再进行细筛分，选取粒径小于48μm粉末，制得所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末。
制得粉末成分为：C:1.2；Cr：1.6；Mn：1.5；Si：0.1；S:0.01；P:0.01。
松装密度：4.3g/cm3；流动性：15s/50g；氧含量810ppm。
粒度：范围0-45微米 ，+45微米：≤1%。
实施例5
采用实施例1-4记载的所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用方法，进行耐腐蚀性能试验，其试验结果如下：
Figure 44441DEST_PATH_IMAGE001
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，其特征在于，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末用于构件表面的防腐、修复，包括以下步骤：表面处理、喷涂、熔覆；
所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法，包括以下步骤：备料、熔炼、中间包预热、雾化、收粉；
所述备料，原材料及混合比例，按重量分数计，包括：纯铁93-96%、高碳铬铁2-3%、电解锰1-2%、锻煤1-2%。
2.根据权利要求1所述的一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，其特征在于，所述熔炼，先在熔炼炉底铺石灰和萤石，再依次加入预定份数的纯铁、低碳铬铁、镍板和钼铁后升温；
所述升温，升温速率40-60℃/min，升温时间25-35min，至原材料熔化后，维持温度在1500-1550℃；加入脱氧剂脱氧；溶清后停电2~4min；再加入造渣剂，通电加热，并取样分析；
若所述分析成分含量符合以下标准C含量:1.0-1.3；Cr含量：1.2-1.6；Mn含量：1.2-1.6；Si含量≤0.2；S含量≤0.03；P含量≤0.03；升温至1650℃，出钢。
3.根据权利要求2所述的一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，其特征在于，所述造渣剂的成分包括： CaO、Ca(OH)2和CaF2；
所述造渣剂的加入量为1-2.5%wt。
4.根据权利要求1所述的一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，其特征在于，所述中间包预热，以3MPa压力试压后，抽负压至真空度达0.02-0.035MPa，加热中间包温度至1200℃，预热时间30-40min；
所述中间包为层状结构，外层为石墨坩埚，内层为刚玉坩埚。
5.根据权利要求1所述的一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，其特征在于，所述雾化，雾化高速气流为氩气，气体压力为2MPa，喷出速率为660m/s；
所述雾化，雾化过程气流与钢液的流量比为3：1。
6.根据权利要求1所述的一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，其特征在于，所述雾化，还包括雾化后粉末冷却降温；
雾化容器内层分为上、下两个冷却段；
所述上冷却段，为氮气冷风冷却，温度为10-15℃；
所述下冷却段，为冰盐浴冷却，温度为-15~-18℃。
7.根据权利要求1所述的一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，其特征在于，所述收粉，在雾化步骤结束1小时，粉末充分冷却后进行；
所述粉末先经60目旋振筛粗筛分，再细筛分，选取粒径小于48μm粉末，制得所述的防腐修复喷涂用近球形金属粉末；
所述的防腐修复喷涂用近球形金属粉末成分为：C:1.0-1.3；Cr：1.2-1.6；Mn：1.2-1.6；Si≤0.2；S≤0.03；P≤0.03；
松装密度≥4.0g/cm3；流动性≤20s/50g；氧含量≤1000ppm；
粒度：范围0-45微米，+45微米≤1%。
8.根据权利要求1所述的一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，其特征在于，所述表面处理，对构件机械表面或内部需要进行防腐或修复的部位进行处理，出去构件表面毛刺、锈迹，确保构件表面除锈等级不低于Sa3.0级；
所述喷涂，将所述防腐修复喷涂用近球形金属粉末置入喷涂系统，对构件表面热喷金属粉末，形成凃层；
所述熔覆，对喷涂后的涂层进行熔覆处理。
9.根据权利要求2所述的一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的应用，其特征在于，所述石灰和萤石的加入的总重量占体系总重量的1-5%；
所述石灰和萤石的比例为1-2:1。
CN202011015663.2A 2020-09-24 2020-09-24 一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法及其应用 Active CN112301304B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011015663.2A CN112301304B (zh) 2020-09-24 2020-09-24 一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011015663.2A CN112301304B (zh) 2020-09-24 2020-09-24 一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112301304A true CN112301304A (zh) 2021-02-02
CN112301304B CN112301304B (zh) 2022-05-06

Family

ID=74488903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011015663.2A Active CN112301304B (zh) 2020-09-24 2020-09-24 一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112301304B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114247893A (zh) * 2022-02-24 2022-03-29 西南医科大学附属医院 一种金属粉末的制造方法及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4453976A (en) * 1982-08-25 1984-06-12 Alloy Metals, Inc. Corrosion resistant thermal spray alloy and coating method
CN101451225A (zh) * 2007-12-06 2009-06-10 北京赛亿表面工程技术有限公司 镍基含Cr3C2的防腐耐磨电弧喷涂粉芯丝材
US20100015467A1 (en) * 2006-11-07 2010-01-21 H.C. Starck Gmbh & Co., Kg Method for coating a substrate and coated product
CN104708234A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 北京有色金属研究总院 一种铁基自保护药芯焊丝及其所制备的堆焊合金和方法
CN105132913A (zh) * 2015-09-22 2015-12-09 山东大学 一种用于热作模具修复再制造的激光熔敷合金粉末
CN111515580A (zh) * 2020-04-14 2020-08-11 山东能源重装集团恒图科技有限公司 一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝及其应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4453976A (en) * 1982-08-25 1984-06-12 Alloy Metals, Inc. Corrosion resistant thermal spray alloy and coating method
US20100015467A1 (en) * 2006-11-07 2010-01-21 H.C. Starck Gmbh & Co., Kg Method for coating a substrate and coated product
CN101451225A (zh) * 2007-12-06 2009-06-10 北京赛亿表面工程技术有限公司 镍基含Cr3C2的防腐耐磨电弧喷涂粉芯丝材
CN104708234A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 北京有色金属研究总院 一种铁基自保护药芯焊丝及其所制备的堆焊合金和方法
CN105132913A (zh) * 2015-09-22 2015-12-09 山东大学 一种用于热作模具修复再制造的激光熔敷合金粉末
CN111515580A (zh) * 2020-04-14 2020-08-11 山东能源重装集团恒图科技有限公司 一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝及其应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114247893A (zh) * 2022-02-24 2022-03-29 西南医科大学附属医院 一种金属粉末的制造方法及其应用
CN114247893B (zh) * 2022-02-24 2022-05-17 西南医科大学附属医院 一种金属粉末在医用材料领域的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN112301304B (zh) 2022-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108517473A (zh) 基于slm工艺用高强度不锈钢粉末及其制备方法
US9796022B2 (en) Pollution-free method for recycling iron-based grinding waste
CN102453910B (zh) 一种辊式破碎机辊面激光强化涂层粉末材料
CN103209791B (zh) 铁系粉末的制备方法
CN102528016A (zh) 金属注射成形用合金钢粉及其制备方法
CN112301304B (zh) 一种防腐修复喷涂用近球形金属粉末的制备方法及其应用
CN112981231B (zh) 一种高锰氮奥氏体不锈钢粉末及其制备方法
CN108580911A (zh) 一种高锰无磁钢粉的制备方法
CN111390193A (zh) 一种无卫星球高球形度3d打印增材制造金属粉末及其制备方法与设备
CN107653358A (zh) Lf精炼炉冶炼过程快速脱氧的方法
CN113621899B (zh) 一种不锈钢基复合材料及其制备方法与应用
JP6164387B1 (ja) 焼結部材原料用合金鋼粉の製造方法
CN113136532B (zh) 一种用于激光熔覆的铁基合金粉末及其制备方法
CN111020402A (zh) 一种用于耐久性涂料的不锈钢粉末及其制备方法
CN112139510B (zh) 一种等离子堆焊用近球形金属粉末的制备方法
CN113878124B (zh) 一种铁硅铬镓铟氮合金软磁粉末的水气联合雾化制备方法
CN112296328B (zh) 一种铁路受电弓滑板的制备方法
CN108723378A (zh) 一种二次硬化高强度a100合金钢粉末制备方法
CN108220753A (zh) 一种强韧性球墨铸铁的生产方法
KR20000049741A (ko) 고압수분사법에 의한 비정질 금속분말의 제조방법.
CN113814405A (zh) 一种铁硅铬锗钛合金软磁粉末水气联合雾化制备方法
CN105525059A (zh) 一种纳米钢水净化剂及其制备方法
CN114147230B (zh) 一种铁硅铬锰铋锌合金软磁粉末的制备方法
CN113909482B (zh) 一种铁硅铬镓铟氮合金软磁粉末的气雾化制备方法
CN114058895B (zh) 双喷嘴喷射成形y2o3颗粒增强蒙乃尔400合金板材的工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant