CN113481458A - 一种耐磨粒磨损粉芯丝材及其制备方法、耐磨粒磨损涂层及其制备方法 - Google Patents

一种耐磨粒磨损粉芯丝材及其制备方法、耐磨粒磨损涂层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐磨粒磨损粉芯丝材及其制备方法、耐磨粒磨损涂层及其制备方法，属于合金粉芯丝材技术领域。本发明提供的耐磨粒磨损粉芯丝材，包括粉芯和包裹所述粉芯的合金外皮；所述粉芯的化学成分包括Cr18～20wt％，Mo 8～10wt％，W 2～4wt％，B 2～3wt％，C 2～3wt％，复合稀土0.5～0.7wt％和余量Fe。本发明提供的耐磨粒磨损粉芯丝材作为喷涂材料，在喷涂过程中依靠金属间化合物或硬质陶瓷相原位生成的弥散强化作用提高硬度，依靠粘结相提高涂层的内聚强度，提高了涂层与基体之间的结合强度、韧性和耐磨性能，同时也能极大程度降低涂层孔隙率。

Description

一种耐磨粒磨损粉芯丝材及其制备方法、耐磨粒磨损涂层及 其制备方法
技术领域
本发明涉及合金粉芯丝材技术领域，具体涉及一种耐磨粒磨损粉芯丝材及其制备方法、耐磨粒磨损涂层及其制备方法。
背景技术
磨粒磨损是最常见的一种磨损形式，典型的磨粒磨损大多发生在机械设备、装备上，影响了机械设备、装备的稳定性和安全性，造成了巨大的经济损失，每年因磨粒磨损造成的损失约占全部磨损损失的50％，因此对耐磨粒磨损材料的研究尤为重要。
耐磨粒磨损涂层是基体在长期磨粒磨损的工作环境下，提高工作寿命及稳定性的一种保护涂层，面硬度是表征该涂层的耐磨粒磨损性能的主要参数。热喷涂技术是制备耐磨粒磨损涂层较为成熟完整的技术体系，包括高速电弧喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂在内的多种技术广泛用于制备高硬度耐磨涂层。其中，高速电弧喷涂技术操作简单，便于现场喷涂且成本更低，更适合随装保障，可以及时高效地完成对失效机械设备、装备的修复和防护。
高速电弧喷涂技术利用导电丝材短接产生的电弧为热源，将喷涂材料加热，受热的喷涂材料形成熔融或半熔融状态的微粒，这些微粒以一定的速度冲击并沉积在基体表面上，形成具有一定特性的喷涂层。喷涂材料有粉、丝、带和棒等不同形态，其中，丝材应用最为广泛。目前，常用的丝材大多为陶瓷或硬质合金的粉芯丝材。虽然上述粉芯丝材制备的涂层的硬度较高，但是涂层的孔隙率高，导致其耐磨性差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐磨粒磨损粉芯丝材及其制备方法、耐磨粒磨损涂层及其制备方法，本发明提供的耐磨粒磨损粉芯丝材喷涂后的涂层的孔隙率低、硬度高且耐磨性能好。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种耐磨粒磨损粉芯丝材，包括粉芯，所述粉芯的化学成分包括Cr18～20wt％，Mo 8～10wt％，W 2～4wt％，B 2～3wt％，C 2～3wt％，复合稀土0.5～0.7wt％和余量Fe。
优选的，所述粉芯的粒度为60～100目。
优选的，所述耐磨粒磨损粉芯丝材包括包裹所述粉芯的合金外皮。
优选的，所述耐磨粒磨损粉芯丝材的直径为1.6～2.5mm。
本发明提供了所述耐磨粒磨损粉芯丝材的制备方法，包括以下步骤：
将粉芯填充到合金形成的U型槽中，将所述U型槽合口后进行拉拔减径，得到耐磨粒磨损粉芯丝材。
优选的，所述粉芯料的填充率为20～35％。
本发明提供了一种耐磨粒磨损涂层，材质为上述技术方案所述耐磨粒磨损粉芯丝材或上述技术方案所述制备方法得到的耐磨粒磨损粉芯丝材。
优选的，所述耐磨粒磨损涂层的厚度为0.5～0.7mm。
本发明提供了上述技术方案所述耐磨粒磨损涂层的制备方法，包括以下步骤：
对基体进行喷砂粗化处理，然后以耐磨粒磨损粉芯丝材作为喷涂材料进行高速电弧喷涂，在基体表面得到耐磨粒磨损涂层；
所述耐磨粒磨损粉芯丝材为权利要求1～3任一项所述耐磨粒磨损粉芯丝材或权利要求4～5任一项所述制备方法得到的耐磨粒磨损粉芯丝材。
优选的，所述高速电弧喷涂的工艺参数包括：喷涂电压为28～36V，喷涂电流为120～200A，喷涂距离为160～200mm，喷涂气压为0.7～0.8MPa。
本发明提供了一种耐磨粒磨损粉芯丝材，包括粉芯和包裹所述粉芯的合金外皮；所述粉芯的化学成分包括Cr 18～20wt％，Mo 8～10wt％，W 2～4wt％，B 2～3wt％，C 2～3wt％，复合稀土0.5～0.7wt％和余量Fe。在本发明中，Fe容易与其他合金元素形成固溶体，增加固溶强化效果，作为涂层的基础元素，来源广、成本低，性价比高；Cr与Fe、B等金属或类金属元素形成金属间化合物，与C形成陶瓷相，是提高硬度的主要元素，利用喷涂过程中原位生成的硬质相提高涂层硬度和耐磨性；Mo能够提高喷涂过程中熔融液体的温度，使喷涂材料熔化的更充分，较高的熔融温度也使基体与涂层、涂层之间冶金结合，提高涂层结合力的同时提高涂层的内聚强度，使涂层的孔隙率显著降低；而且，Mo在喷涂过程与O反应生成MoO3，由于MoO3的沸点为1150℃，在喷涂过程中蒸发，因此极少残留在涂层中，所以Mo元素也可以有效减少涂层内的氧化物杂质含量；W能够提高喷涂过程中的熔融液体的温度，在喷涂过程中和C原位生成WC硬质相，提高涂层的硬度和强度；复合稀土具有细化晶粒的作用，复合稀土元素容易与其他金属元素反应，提高了形核数量，且形成的化合物阻碍晶粒长大；具有净化组织的作用，能够与O、N、S等杂质元素反应，析出杂质，净化涂层组织。本发明提供的耐磨粒磨损粉芯丝材的粉芯为导电材料，利用合金外皮的导电性能够产生电弧高热量，能够实现不导电的硬质陶瓷颗粒的喷涂，而且在喷涂过程不会出现断弧的现象；耐磨粒磨损粉芯丝材作为喷涂材料，在喷涂过程中原位形成了金属间化合物(FeMo、FeW金属间化合物)和硬质陶瓷相(WB、WC硬质陶瓷相)，产生了弥散强化的效果，提高涂层的强度和硬度，解决了自熔性合金耐磨涂层硬度不高的问题；Mo的存在提高了粉芯的熔点，Fe、Cr等金属充分融化形成Fe、Cr的固溶体，起到了很好的粘接的作用，提高了涂层的内聚强度，提高了涂层与基体之间的结合强度和韧性，同时也能极大程度降低涂层孔隙率。
本发明提供了上述技术方案所述耐磨粒磨损粉芯丝材的制备方法，本发明提供的制备方法，操作简单，适宜工业化生产。
本发明提供了一种耐磨粒磨损涂层，材质为上述技术方案所述耐磨粒磨损粉芯丝材或上述技术方案所述制备方法得到的耐磨粒磨损粉芯丝材。在本发明中，涂层中存在金属间化合物或硬质陶瓷相原位生成的弥散强化作用，提高了涂层的硬度，解决了自熔性合金耐磨涂层硬度不高的问题；粘结相提高了涂层的内聚强度，进而提高了涂层的韧性以及基体与涂层之间的结合强度，同时也能极大程度降低涂层孔隙率，孔隙率低能够使得涂层的耐磨性好；本发明提供的耐磨粒磨损涂层适合应用于高风沙、多泥沙等工作环境下机械装备和设备的保护膜，在工作过程中涂层不易产生微裂纹而导致疲劳脱落。如本发明实施例测试结果所示，本发明提供的耐磨粒磨损涂层的孔隙率为1.86～2.64％，显微硬度为926.5～1055.9HV0.2，结合强度为43.96～61.08MPa，摩擦系数为1.39×10-7～2.74×10- 7mm3·N-1m-1；说明，本发明提供的涂层孔隙率低、硬度高、结合强度大且耐磨性好。
本发明提供了上述技术方案所述耐磨粒磨损涂层的制备方法，本发明通过对基体进行磨砂处理后进行高速喷涂处理能够得到孔隙率低、硬度高、结合强度大且耐磨性好的耐磨粒磨损涂层。
附图说明
图1为实施例7～12制备的耐磨粒磨损涂层的孔隙率测试结果图；
图2为测试实施例7的孔隙率过程中用来计算孔隙率的SEM截面图；
图3为测试实施例7的孔隙率过程中用来计算孔隙率的SEM截面图；
图4为测试实施例7的孔隙率过程中用来计算孔隙率的SEM截面图；
图5为测试实施例7的孔隙率过程中用来计算孔隙率的SEM截面图；
图6为测试实施例7的孔隙率过程中用来计算孔隙率的SEM截面图；
图7为实施例7～12制备的耐磨粒磨损涂层的显微硬测试度结果图；
图8为实施例7～12制备的耐磨粒磨损涂层的结合强度测试结果图；
图9为实施例7～12制备的耐磨粒磨损涂层的磨损率测试结果图；
图10为实施例7制备的耐磨粒磨损涂层的摩擦系数测试结果图；
图11为实施例8制备的耐磨粒磨损涂层的摩擦系数测试结果图；
图12为实施例9制备的耐磨粒磨损涂层的摩擦系数测试结果图；
图13为实施例10制备的耐磨粒磨损涂层的摩擦系数测试结果图；
图14为实施例11制备的耐磨粒磨损涂层的摩擦系数测试结果图；
图15为实施例12制备的耐磨粒磨损涂层的摩擦系数测试结果图；
图16为实施例10制备的耐磨粒磨损涂层截面图的SEM；
图17为实施例10制备的耐磨粒磨损涂层的断面的SEM图。
具体实施方式
本发明提供了一种耐磨粒磨损粉芯丝材，包括粉芯，所述粉芯的化学成分包括Cr18～20wt％，Mo 8～10wt％，W 2～4wt％，B 2～3wt％，C 2～3wt％，复合稀土0.5～0.7wt％和余量Fe。
在本发明中，所述粉芯的化学成分包括Cr 18～20wt％，优选为18.5～19.5wt％，更优选为19wt％；所述Cr与Fe、B等金属或类金属元素形成金属间化合物，能与C形成陶瓷相，是提高硬度的主要元素，利用喷涂过程中原位生成的硬质相提高涂层硬度和耐磨性。
以Cr含量计，所述粉芯的化学成分包括Mo 8～10wt％优选为为8.5～9.5wt％，更优选为9wt％；所述Mo能够提高喷涂过程中熔融液体的温度，使喷涂材料熔化的更充分，较高的熔融温度也使基体与涂层、涂层之间冶金结合，提高涂层结合力的同时提高涂层的内聚强度，使涂层孔隙率显著降低。而且，Mo在喷涂过程与O反应生成MoO3，由于MoO3的沸点为1150℃，在喷涂过程中蒸发，因此极少残留在涂层中，所以Mo元素也可以有效减少涂层内的氧化物杂质含量。
以Cr含量计，所述粉芯的化学成分包括W 2～4wt％，优选为2.5～3.5wt％，更优选为3wt％；所述W能够提高喷涂过程中的熔融液体的温度，在喷涂过程中和C原位生成WC硬质相，提高涂层的硬度和强度。
以Cr含量计，所述粉芯的化学成分包括B 2～3wt％，优选为2.2～2.8wt％，更优选为2.5wt％；所述B能够与Cr形成金属间化合物，利用喷涂过程中原位生成的硬质相提高涂层硬度和耐磨性。
以Cr含量计，所述粉芯的化学成分包括C 2～3wt％，优选为2.2～3.8wt％，更优选为2.5wt％；所述C能够提高喷涂过程中和W原位生成WC硬质相，提高涂层的硬度和强度
以Cr含量计，所述粉芯的化学成分包括复合稀土0.5～0.7wt％，优选为0.55～0.65wt％，更优选为0.6wt％。在本发明中，所述复合稀土包括La、Ce、Nb和Pu，所述La、Ce、Nb和Pu的质量比优选为35～38：38～42：15～18：3～5，更优选为35.5～37.5：39～41：15.5～17.5：3.5～4.5，进一步优选为36～37：40～41：16～17：3.5～4。在本发明中，所述复合稀土具有细化晶粒的作用，复合稀土元素容易与其他金属元素反应，提高了形核数量，且形成的化合物阻碍晶粒长大；具有净化组织的作用，与O、N、S等杂质元素反应，析出杂质，净化涂层组织。
以Cr含量计，所述粉芯的化学成分包括余量Fe；所述Fe容易与其他合金元素形成固溶体，增加固溶强化效果，作为涂层的基础元素，来源广、成本低，性价比高。
在本发明中，所述粉芯的粒度优选为60～100目，更优选为70～90目，进一步优选为80目。
在本发明中，所述耐磨粒磨损粉芯丝材优选还包括包裹所述粉芯的合金外皮；所述合金外皮优选为高铬钢；本发明对于所述高铬钢没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的高铬钢即可；在本发明的实施例中，所述高铬钢优选为434不锈钢；所述434不锈钢中Cr含量优选为18wt％。
在本发明中，所述耐磨粒磨损粉芯丝材的直径优选为1.6～2.5mm，更优选为1.8～2.2mm，进一步优选为2mm。
本发明提供了上述技术方案所述耐磨粒磨损粉芯丝材的制备方法，包括以下步骤：
将粉芯填充到合金形成的U型槽中，将所述U型槽合口后进行拉拔减径，得到耐磨粒磨损粉芯丝材。
在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
在本发明中，所述粉芯优选由制备原料混合得到。本发明对于所述粉芯的制备原料没有特殊限定，能够满足粉芯的组成即可；在本发明的实施例中，所述制备原料优选包括铬粉末、高碳铬铁粉末、钼铁粉末、钨铁粉末、硼铁粉末、复合稀土粉末和铁粉。在本发明中，所述混合的方式优选为在混粉器中机械混合；所述混合的温度优选为室温，所述混合的时间优选为3～5h，更优选为4h。
得到粉芯料后，本发明将所述粉芯料填充到合金形成的U型槽中，将所述U型槽合口后进行拉拔减径，得到耐磨粒磨损粉芯丝材。在本发明中，所述粉芯料的填充率优选为20～35％，更优选为25～32％，进一步优选为28～30％。在本发明中，所述合金的厚度优选为0.4～0.6mm，更优选为0.5mm；所述合金的宽度优选为11～13mm，更优选为12mm。本发明对于所述U型槽合口的操作没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的U型槽合口操作即可。本发明对于所述拉拔减径的条件没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的拉拔减径条件拉拔减径至耐磨粒磨损粉芯丝材的直径至1.6～2.5mm即可；在本发明的实施例中，所述拉拔减径优选在拉丝模中进行。
本发明通过控制粉芯的各组分的比例、填充率和耐磨粒磨损粉芯丝材的直径，能够得到最优质的组织性能的耐磨粒磨损粉芯丝材，进而提高耐磨粒磨损粉芯丝材作为喷涂材料的喷涂效果，降低涂层的孔隙率，提高其硬度、结合强度和耐磨性能。
本发明提供了一种耐磨粒磨损涂层，材质为上述技术方案所述耐磨粒磨损粉芯丝材或上述技术方案所述制备方法得到的耐磨粒磨损粉芯丝材。在本发明中，所述耐磨粒磨损涂层的厚度优选为0.5～0.7mm，更优选为0.6mm。
本发明提供了上述技术方案所述耐磨粒磨损涂层的制备方法，包括以下步骤：
对基体进行喷砂粗化处理，然后以耐磨粒磨损粉芯丝材作为喷涂材料进行高速电弧喷涂，在基体表面得到耐磨粒磨损涂层；
所述耐磨粒磨损粉芯丝材为上述技术方案所述耐磨粒磨损粉芯丝材或上述技术方案所述制备方法得到的耐磨粒磨损粉芯丝材。
在本发明中，所述基体优选为钢，更优选为45钢。在本发明中，所述基体在使用前优选进行除油除锈处理，本发明对于所述除油除锈的方法没有特殊限定，能够将基体表面的油污和锈除净即可。
在本发明中，所述喷砂粗化处理的工艺参数优选包括：采用的砂粒优选为白刚玉颗粒，所述白刚玉颗粒的粒度优选为20～50目，更优选为30～40目；喷砂气压优选为0.6～0.8MPa，更优选为0.7MPa；喷砂距离优选为250～290mm，更优选为优选为270～280mm；喷砂速度优选为200～250mm/s，更优选为220～230mm/s。在本发明中，所述喷砂粗化处理能够增加涂层与基体的机械结合效果。
所述喷砂粗化处理后，本发明优选还包括将所述喷砂粗化后的基体进行清洗和预热；所述清洗优选采用有机溶剂进行清洗，本发明对于所述有机溶剂的种类没有特殊限定，能够溶解油脂即可；具体如醇类溶剂，所述醇类溶剂优选包括甲醇、乙醇或丙醇；所述清洗的目的是除去基体表面的杂质和油脂，提高喷涂效果，增加涂层与基体的机械结合效果；所述预热后的温度优选为150～170℃，更优选为160℃，所述预热的目的是提高喷涂效果，增加涂层与基体的机械结合效果。
在本发明中，所述高速电弧喷涂的工艺参数优选包括：喷涂电压优选为28～36V，更优选为30～34V；喷涂电流优选为120～200A，更优选为150～180A；喷涂距离优选为160～200mm，更优选为优选为170～180mm；喷涂气压优选为0.7～0.8MPa，更优选为0.7MPa。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
粉芯的化学组成为18wt％Cr、8wt％Mo、2wt％W、2wt％B、2.5wt％C,0.5wt％复合稀土和余量Fe；合金外皮为434不锈钢；所述复合稀土中La、Ce、Nb和Pu，所述La、Ce、Nb和Pu的质量比优选为35：38：15：2。
将粒度均为粒度为60～100目的铬铁粉末、钼铁粉末、钨铁粉末、硼铁粉末、复合稀土粉末和铁粉在常温、混粉器中机械混合3h后在真空干燥箱中150℃条件下保温干燥2h，得到粉芯料；将所述粉芯料填充到434不锈钢带形成的U型槽中，将所述U型槽合口以包裹所述粉芯料，通过拉丝模逐级拉拔减径，得到直径为1.6mm的耐磨粒磨损粉芯丝材；其中，434不锈钢带的宽度为12mm，厚度为0.5mm；粉芯料填充率为26％。将U型材合口，包裹粉芯，通过拉丝模逐级拉拔、减径，最终直径为1.6mm。
实施例2
按照实施例1的方法制备耐磨粒磨损粉芯丝材，与实施例1的区别在于，粉芯的化学组成为19wt％Cr、9wt％Mo、3wt％W、2.5wt％B、2.5wt％C,0.6wt％复合稀土和余量Fe
实施例3
按照实施例1的方法制备耐磨粒磨损粉芯丝材，与实施例1的区别在于，粉芯的化学组成为20wt％Cr、10wt％Mo、4wt％W、3wt％B、2.5wt％C,0.6wt％复合稀土和余量Fe。
实施例4
按照实施例1的方法制备耐磨粒磨损粉芯丝材，与实施例1的区别在于，粉芯的化学组成为19wt％Cr、9wt％Mo、3wt％W、2.5wt％B、2.5wt％C,0.6wt％复合稀土和余量Fe。
实施例5
按照实施例1的方法制备耐磨粒磨损粉芯丝材，与实施例1的区别在于，粉芯的化学组成为19wt％Cr、9wt％Mo、3wt％W、2.5wt％B、2.5wt％C,0.6wt％复合稀土和余量Fe。
实施例6
按照实施例1的方法制备耐磨粒磨损粉芯丝材，与实施例1的区别在于，粉芯的化学组成为19wt％Cr、9wt％Mo、3wt％W、2wt％B、2.5wt％C,0.6wt％复合稀土和余量Fe。
实施例7
将45钢基体进行除油除锈后进行喷砂粗化处理后用无水乙醇超声清洗，得到粗化基体；将所述粗化基体预热到150℃后，以实施例1制备的耐磨粒磨损粉芯丝材作为喷涂材料在所述预热后的粗化基体表面进行高速电弧喷涂，得到厚度为0.5mm的耐磨粒磨损涂层；
其中，喷砂粗化处理的工艺参数：采用20目的白刚玉颗粒，喷砂气压0.6MPa，喷砂距离250mm，喷砂速度200mm/s；
高速电弧喷涂工艺参数：喷涂电压：32V；喷涂电流：200A；喷涂气压：0.7MPa；喷涂距离：200mm。
实施例8
按照实施例7的方法制备耐磨粒磨损涂层，与实施例7的区别在于，以实施例2制备的磨损粉芯丝材作为喷涂材料。
实施例9
按照实施例7的方法制备耐磨粒磨损涂层，与实施例7的区别在于，以实施例3制备的磨损粉芯丝材作为喷涂材料。
实施例10
按照实施例7的方法制备耐磨粒磨损涂层，与实施例7的区别在于，以实施例4制备的磨损粉芯丝材作为喷涂材料，高速电弧喷涂的喷涂电压为28V，喷涂电流为120A，喷涂距离为160mm。
实施例11
按照实施例7的方法制备耐磨粒磨损涂层，与实施例7的区别在于，以实施例5制备的磨损粉芯丝材作为喷涂材料，高速电弧喷涂的喷涂电流为160A，喷涂距离为180mm。
实施例12
按照实施例7的方法制备耐磨粒磨损涂层，与实施例7的区别在于，以实施例6制备的磨损粉芯丝材作为喷涂材料，高速电弧喷涂的喷涂电压为36V。
测试例
实施例7～12制备的耐磨粒磨损涂层的孔隙率、显微硬度、结合强度和耐磨性测试
(1)孔隙率：利用SEM检测耐磨粒磨损涂层的截面形貌，随机选取5个耐磨粒磨损涂层截面视场采集图像，并利用图像处理软件Image J计算耐磨粒磨损涂层的孔隙率，取平均值作为该耐磨粒磨损涂层的孔隙率。测试结果：图1为实施例7～12制备的耐磨粒磨损涂层的孔隙率测试结果，图2～6为测试实施例7的孔隙率过程中用来计算孔隙率的5个SEM截面图。由图1可知，本发明实施例7～12制备的耐磨粒磨损涂层的孔隙率分别为2.18％、1.86％、2.64％、2.26％、2.39％和2.24％，说明，本发明制备的耐磨粒磨损涂层的孔隙率低。
(2)显微硬度：在耐磨粒磨损涂层维氏硬度分布情况的测试中，按照GB/T4340.1-2009国家标准，采用显微硬度计在耐磨粒磨损涂层截面测试显微硬度，载荷200gf，选取为120°金刚石压头。从耐磨粒磨损涂层到基体方向上依次选取10个点测量取平均值，误差在5％以内。显微硬度测试结果如图7所示。由图7可知，本发明实施例7～12制备的耐磨粒磨损涂层的显微硬度分别为926.5HV0.2、1055.9HV0.2、980.7HV0.2、961.3HV0.2、970.6HV0.2和1017.5HV0.2，说明，本发明制备的耐磨粒磨损涂层的硬度大。
(3)结合强度：使用WE-10A万能材料试验机测量耐磨粒磨损涂层的结合强度，按照GB 9796-88的测量方法，拉伸速率为0.8mm/min，当断裂位置出现在耐磨粒磨损涂层与基体的交界处或耐磨粒磨损涂层内部，则测量的值可表征耐磨粒磨损涂层的结合强度，测量5个试样取平均值作为耐磨粒磨损涂层的结合强度。结合强度测试结果如图8所示，由图8可知，本发明实施例7～12制备的耐磨粒磨损涂层的结合强度分别为57.72MPa、60.03MPa、43.96MPa、53.26MPa、61.08MPa和54.23MPa，说明，本发明制备的耐磨粒磨损涂层与基体的结合强度高。
(4)耐磨性：耐磨粒磨损涂层摩擦磨损实验是按照G133-05国际标准，在美国RTEC公司生产的MFT-5000型多功能摩擦磨损试验机上进行。为保证实验条件的一致性，耐磨粒磨损涂层表面做抛光处理，采取球面接触的方式，上试样选用直径
Figure BDA0003154094820000111
的GCr15钢球，下试样为20×20×10mm的耐磨粒磨损涂层样片。在油润滑的条件下，法向载荷100N，冲程10mm，频率5Hz，实验时间30min。实施例7～12制备的耐磨粒磨损涂层的磨损率测试结果如图9所示，实施例7～12制备的摩擦系数测试结果分别如图10、11、12、13、14和15所示。由图9～15可知，本发明实施例7～12制备的耐磨粒磨损涂层的磨损率分别为2.42×10-7mm3·N- 1m-1、2.74×10-7mm3·N-1m-1、1.39×10-7mm3·N-1m-1、2.58×10-7mm3·N-1m-1、2.19×10-7mm3·N-1m-1和1.71×10-7mm3·N-1m-1；摩擦系数为0.09～0.11。说明，本发明制备的耐磨粒磨损涂层的耐磨性优异。
(5)韧性
图12为实施例10制备的耐磨粒磨损涂层截面图的SEM图，由图12可知，喷涂粒子扁平，结合紧密，且没有应力集中的点，因此耐磨粒磨损涂层受到的压应力均匀分配到各个涂层粒子上，韧性高。
图13为实施例10制备的耐磨粒磨损涂层的断面的SEM图，由图13可知，断口上呈现大部分絮状结构，说明耐磨粒磨损涂层在拉断的时候产生的脆性断裂较少，韧性高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐磨粒磨损粉芯丝材，其特征在于，包括粉芯，所述粉芯的化学成分包括Cr 18～20wt％，Mo 8～10wt％，W 2～4wt％，B 2～3wt％，C 2～3wt％，复合稀土0.5～0.7wt％和余量Fe。
2.根据权利要求1所述的耐磨粒磨损粉芯丝材，其特征在于，所述粉芯的粒度为60～100目。
3.根据权利要求1所述的耐磨粒磨损粉芯丝材，其特征在于，所述耐磨粒磨损粉芯丝材包括包裹所述粉芯的合金外皮。
4.根据权利要求1～3任一项所述的耐磨粒磨损粉芯丝材，其特征在于，所述耐磨粒磨损粉芯丝材的直径为1.6～2.5mm。
5.权利要求1～4任一项所述耐磨粒磨损粉芯丝材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将粉芯填充到合金形成的U型槽中，将所述U型槽合口后进行拉拔减径，得到耐磨粒磨损粉芯丝材。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述粉芯料的填充率为20～35％。
7.一种耐磨粒磨损涂层，其特征在于，材质为权利要求1～4任一项所述耐磨粒磨损粉芯丝材或权利要求5～6任一项所述制备方法得到的耐磨粒磨损粉芯丝材。
8.根据权利要求6所述的耐磨粒磨损涂层，其特征在于，所述耐磨粒磨损涂层的厚度为0.5～0.7mm。
9.权利要求6～7任一项所述耐磨粒磨损涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对基体进行喷砂粗化处理，然后以耐磨粒磨损粉芯丝材作为喷涂材料进行高速电弧喷涂，在基体表面得到耐磨粒磨损涂层；
所述耐磨粒磨损粉芯丝材为权利要求1～3任一项所述耐磨粒磨损粉芯丝材或权利要求4～5任一项所述制备方法得到的耐磨粒磨损粉芯丝材。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述高速电弧喷涂的工艺参数包括：喷涂电压为28～36V，喷涂电流为120～200A，喷涂距离为160～200mm，喷涂气压为0.7～0.8MPa。
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