CN115922149A - 一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝及其制备方法，该药芯焊丝在焊皮内填充了药芯，药芯的原料通过添加C、Cr、Ni、W、Mo元素实现固溶强化，在此基础上借助C和W反应生成WC，B和C反应生成硼化物，进一步实现金属涂层的强度。本发明采用的这种联合强化相比合金元素的单一强化，强化效果更佳明显；本发明提出的药芯焊丝，用于激光熔覆制备耐蚀、高硬度激光金属涂层，药芯配方均易获取，丝材生产效率高、成本低，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于新材料制备领域，具体涉及一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝及其制备方法。
背景技术
随着近代工业的发展，对各种机械设备零件的表面性能要求越来越高。一些在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质等条件下工作的零件，往往因为其表面局部损坏而使整个零件报废，最终导致设备或装备停用。为了提高机械装备的可靠性，延长使用寿命，国际上都在提高零件表面性能方面进行了大量的研究和探索。其中，通过丝材激光熔覆在零件表面制备金属涂层为手段之一。
丝材激光熔覆技术所制备的金属涂层性能主要受丝材的化学成分决定，不同的成分对应不同的性能。煤矿液压支架立柱的恶劣服役环境，其表面修复需要的金属涂层需要具有耐腐蚀、高耐磨的特点，但传统实心焊丝因为其制作过程的特殊性，实心丝材制备需要克服拉拔过程中的加工硬化等因素的影响，导致材料中碳含量、耐磨元素和耐蚀性元素含量低于金属粉末。难以满足煤矿液压支架立柱的对表面金属涂层的需求，同时，传统实心丝材激光金属涂层在煤矿液压立柱上的耐磨性能普遍偏低，耐腐蚀性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝及其制备方法，以解决现有的实心焊丝难以通过激光熔覆技术制备高耐磨耐腐蚀金属涂层的问题，从而满足煤矿液压支架支柱的恶劣服役环境。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝，用于制备金属涂层，以质量分数计，所述金属涂层的组成为：C：0.17-0.24％；Si：0.30-0.60％；Mn：0.60-1.10％；Cr：17.50-20.80％；Ni：1.50-2.2％；Mo：0.80-1.40％；W：0.50-1.00％；
B：0.20-0.70％；余量为Fe；金属涂层中含有WC颗粒以及金属硼化物；
将药芯焊丝在支架表面进行激光熔覆处理后，在支架表面形成金属涂层；所述金属涂层的磨损量G小于0.6g，金属涂层的耐中性盐雾腐蚀时间大于300小时；
所述药芯焊丝包括药芯和焊皮，所述药芯被焊皮包裹；所述药芯为金属混合粉末，所述焊皮为不锈钢。
本发明的进一步改进在于：
优选的，所述金属硼化物为B和Cr，B和Mo形成的金属硼化物。
优选的，当焊皮为430不锈钢时，药芯的组分为C：0.50-0.70％；Si：1.00-1.50％；Mn：3.00-4.00％；Cr：25.00-30.00％；Ni：5.00-7.50％；Mo：3.00-5.00％；W：2.00-3.50％；B：2.00-4.00％，余量为Fe。
优选的，当焊皮为410不锈钢时，药芯的组分为C：0.50-0.70％；Si：0.90-1.40％；Mn：3.00-4.00％；Cr：35.50-40.50％；Ni：5.50-8.00％；Mo：3.00-5.00％；W：2.00-3.50％；B：2.00-4.00％；余量为Fe。
优选的，药芯焊丝中药芯的填充率为30wt.％-32wt.％。
优选的，所述药芯焊丝的直径为φ1.0mm-φ1.2mm。
一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按照原料的目标成分称取金属粉末并混合，制得药芯原料；步骤2，将药芯原料混合后，置于焊皮中，将包裹有药芯的焊皮拉拔变形后，获得高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝。
优选的，步骤2中，将称取的原料加热烘干后混合。
优选的，步骤2中，所述拉拔变形为分阶段拉拔。
优选的，步骤2中，所述第一道拉拔后药芯焊丝的直径为2.6mm，第二道拉拔后将药芯焊丝拉拔至目标直径。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝，通过在药芯中适量添加Cr元素，实现金属涂层的优异耐蚀性能和部分强度提升；通过适量添加Mo、W等多种合金元素，在激光熔覆高温作用下，析出的碳元素与其它合金元素形成了多种碳化物，其中生成的固溶体能起到固溶强化作用，同时避免因碳化物过多而导致金属涂层开裂等问题；B的添加主要是与Cr、Mo等形成金属硼化物，来提高基体的强度；W元素的添加与药芯中的C元素原位反应将生成WC等纳米颗粒，硬质的WC颗粒本身对基体具有强化效果，此外弥散、细小的WC碳化物均匀分布在基体上，还具有弥散强化的作用，通过析出弥散强化和细晶强化共同作用，从而进一步提升金属涂层耐磨性能。为提高丝材激光熔覆技术在煤矿液压立柱上的产业化应用，需解决提高丝材的本身性能。本发明公开的药芯焊丝，用于制备金属涂层，属于马氏体不锈钢类型材料，通过添加提高耐磨性的合金元素，使得材料在具有良好耐腐蚀性的同时，具有较高的耐磨性能，从而可以通过拉拔的方式制备成金属丝材，用于丝材激光熔覆。目前市面上缺乏这种既耐磨性高又耐腐蚀(耐300小时中性盐雾腐蚀试验)不发生腐蚀的Fe基材料。本发明通过合理设计金属涂层合金系，优选合金组元，开发高硬度、耐腐蚀的药芯焊丝，专门用于丝材的激光熔覆，主要用于零件表面改性，使其兼具优异耐腐蚀性能和高耐磨的特点。
进一步的，本发明的药芯焊丝为药芯焊丝，在不锈钢的焊皮中，包覆有药芯，为了达到最终目标的金属涂层的成分，采用不同成分的药芯与焊皮，使得最终制备出的涂层能够满足设计需求。该内部药芯的成分能够根据实际被修复材料的表面进行调整，同时能够调整药芯的成分，使得激光熔覆焊丝适用于激光熔覆工艺，使用包覆有药芯的焊丝进行激光熔覆时，熔池的流动性好、烟尘少、飞溅少且过程的产生的渣少，即便产生少量的渣，也能够进行二次上浮不影响多次熔覆，该药芯焊丝相比实心焊丝因此成分的精准可控性，使得最终制备出的金属涂层耐蚀性能和耐磨性能满足需求。本发明采用粉芯丝作为激光熔覆材料，针对激光熔覆过程的无电弧搅拌的特殊性和显微组织不均匀等特点针对性进行优化，通过合理调控和选择金属粉末配比，提升了丝材激光金属涂层的耐磨性能和耐蚀性能，促进了丝材激光熔覆的应用范围。本发明可以通过粉末的调整实现对激光金属涂层性能的快速调整，符合现代工业快速发展的需要。
进一步的，本发明采用不锈钢钢带包裹合金粉末的方法制备药芯焊丝，与传统的实心焊丝相比，生产周期短，制备工序简单。传统的实心焊丝，假如要求金属涂层硬度高，则本身焊丝的硬度也将较高，因合金元素的增加加工硬化严重，这给拉拔带来很大的困难。而本发明是通过不锈钢钢带去拉拔，完全克服了这一技术瓶颈。
进一步的，本发明可以通过对粉末合金成分的调整，调节熔池凝固过程，减少组织偏析避免显微组织不均匀，促进WC的均匀分布，避免碳化物集聚导致开裂。
本发明还公开了一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝的制备方法，该制备方法通过多阶段的拉拔，形成了符合要求的药芯焊丝。
附图说明
图1为本发明实施例2制备的药芯焊丝进行激光熔覆后金属涂层的显微组织。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述：
本发明公开的实施例之一为公开了一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝，该药芯焊丝用于通过激光熔覆的方法在液压支架的表面制备了金属涂层，该金属涂层中含有WC颗粒以及金属硼化物，该金属硼化物为B和Cr，B和Mo形成的金属硼化物，具体的硼化物包括CrB和Mo2NiB2、Mo2FeB2该金属涂层具有较高耐腐蚀性和较高耐磨性能，属于马氏体不锈钢类型材料配方，该金属涂层在ASTMG105-2016标准下金属涂层磨损量G低于0.6g，具有优异的耐磨性能，且材料在《GBT10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验》条件下，中性盐雾腐蚀试验测试时，材料经过300小时腐蚀后表面的腐蚀评级按照《GBT6461金属基体上金属和其它无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级》，能够达到最高级9级以上。为了实现上述的性能，该金属涂层的组成为：C：0.17-0.24wt％，Si：0.30-0.60wt％，Mn：0.60-1.10wt％，Cr：17.50-20.80wt％，Ni：1.50-2.2wt％，Mo：0.80-1.40wt％，W：0.50-1.00wt％，B：0.20-0.70wt％；余量为Fe。
本发明公开了一种药芯焊丝，该药芯焊丝包括药芯和不锈钢不锈钢钢带，药芯被不锈钢不锈钢钢带包裹，焊皮为不锈钢钢带。
当优选采用430不锈钢不锈钢钢带时，其中药芯按质量百分比由以下原料组分组成：
C：0.50-0.70％；
Si：1.00-1.50％；
Mn：3.00-4.00％；
Cr：25.00-30.00％；
Ni：5.00-7.50％；
Mo：3.00-5.00％；
W：2.00-3.50％；
B：2.00-4.00％，
余量为Fe。
药芯焊丝药芯填充率为30wt.％-32wt.％。
当优选采用410不锈钢不锈钢钢带时，其中药芯按质量百分比由以下原料组分组成：
C：0.50-0.70％；
Si：0.90-1.40％；
Mn：3.00-4.00％；
Cr：35.50-40.50％；
Ni：5.50-8.00％；
Mo：3.00-5.00％；
W：2.00-3.50％；
B：2.00-4.00％；
余量为Fe。
药芯焊丝药芯填充率为30wt.％-32wt.％。
本发明的优选实施方式，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上，仅通过改变不锈钢钢带成分(例如430不锈钢不锈钢钢带替换为410不锈钢不锈钢钢带等)而导致药芯成分变动，但采用本发明指定的测试方法进行多层熔覆后化学成分相同时，仍属于本发明保护范围内。
本发明通过元素的合理调配保证了金属涂层兼具高耐磨和耐腐蚀性，具体的本发明所述金属丝材材料配方成分中主要合金元素的作用如下：
碳(C)：C是所有元素里面对强度和硬度提高最明显的元素。C是铁素体形成元素，作为间隙固溶体固溶于α-Fe中，提高强度，保证马氏体组织的形成。随着C含量的升高，金属涂层的硬度和强度都呈现直线上升。本发明中，C还有另外一个作用，就是与W原位反应生成WC颗粒，进一步强化基体。但是，在金属涂层不开裂的前提下，需要控制C的含量，避免金属涂层中裂纹的发生。本发明中配合430不锈钢钢带或410不锈钢钢带和30-32wt.％的填充率，在药芯中添加了0.50-0.70％的C元素。
铬(Cr)：Cr元素是铁素体形成元素，有助于金属涂层形成马氏体目标组织。Cr首先可以固溶于α-Fe中，具有固溶强化作用。Cr另外还具有的一个显著特点是优异耐腐蚀性能，因此所要求的焊丝的耐中性盐雾腐蚀试验主要由Cr元素来保证。本发明金属涂层的目标组织是马氏体不锈钢组织，配合优选430不锈钢钢带和30-32wt.％的填充率，在药芯中添加了25.00-30.00％的Cr元素。配合优选410不锈钢钢带和30-32wt.％的填充率，在药芯中添加了35.50-40.50％的Cr元素。
镍(Ni)：Ni元素也可以提高耐腐蚀性，Ni的添加可以提高金属涂层的塑韧性，保证金属涂层在服役过程中的稳定性。但是，由于Ni是奥氏体稳定元素，因此为了保证金属涂层的马氏体主体组织+少量残余奥氏体组织，本发明中需要控制Ni的含量。本发明中配合优选430不锈钢钢带和30-32wt.％的填充率，在药芯中添加了5.00-7.50％的Ni元素。配合优选410不锈钢钢带和30-32wt.％的填充率，在药芯中添加了5.50-8.00％的Ni元素。
钼(Mo)：Mo可以固溶α-Fe基体中起到固溶强化的作用，并且强化效果非常明显。本发明中配合430不锈钢钢带或410不锈钢钢带和30-32wt.％的填充率，在药芯中添加了3.00-5.00％的Mo元素。
硼(B)：B作为一种轻质元素，其过渡到金属涂层中的系数比较小。B在α-Fe和γ-Fe中以间隙固溶体存在，会取代部分C的位置，但是其固溶度很低。因此，B的添加主要是与Cr、Mo等形成金属硼化物，来提高基体的强度。本发明中配合430不锈钢钢带或410不锈钢钢带和30-32wt.％的填充率，在药芯中添加了2.00-4.00％的B元素。
硅(Si)和锰(Mn)：Si和Mn具有联合脱氧的作用，可以减少金属涂层中的氧含量，防止气孔的产生。Mn的氧化物通常熔点较高，较易上浮。Si含量通常不能低于0.4％，太低时容易产生氧化气孔并增加合金元素的烧损量，起不到脱氧的作用。Mn溶入奥氏体扩大了γ相区，有较强的促进奥氏体稳定的作用，进一步促进残余奥氏体的生成，间接提高堆焊金属的强度。本发明中配合430不锈钢钢带和30-32wt.％的填充率，在药芯中添加了1.00-1.50％的Si元素和3.00-4.00％的Mn元素。配合410不锈钢钢带和30-32wt.％的填充率，在药芯中添加了0.9-1.40％的Si元素和3.00-4.00％的Mn元素。
钨(W)是高熔点金属，加入金属涂层中可形成WC硬质相，提高金属涂层的高温硬度，可显著改善金属涂层耐磨性能。
优选的，焊皮的材质为不锈不锈钢钢带，优选为430不锈钢钢带或410不锈钢钢带等常用钢带，药芯焊丝中药芯填充率为30wt.％-32wt.％。
优选的，激光熔覆用金属药芯焊丝直径为φ1.0mm-φ1.2mm的马氏体不锈钢金属丝材材料。
本发明的实施例之一为公开了一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：当优选采用430不锈钢钢带按质量百分比分别称取以下原料粉：C：0.50-0.70％，Si：1.00-1.50％，Mn：3.00-4.00％，Cr：25.00-30.00％，Ni：5.00-7.50％，Mo：3.00-5.00％，W：2.00-3.50％，B：2.0-4.0％，余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％。
当优选采用410不锈钢钢带按质量百分比分别称取以下原料粉：C：0.50-0.70％，Si：0.90-1.40％，Mn：3.00-4.00％，Cr：35.50-40.50％，Ni：5.50-8.00％，Mo：3.00-5.00％，W：2.00-3.50％，B：2.0-4.0％，余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％。
步骤2：将步骤1称取的原料置于真空加热炉内加热，去除原料中的结晶水；烘干后的原料放置于混粉机中进行充分的混合；
步骤3：焊皮为不锈不锈钢钢带，采用酒精去除不锈不锈钢钢带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药芯包裹在不锈不锈钢钢带内，形成过程药芯焊丝；对过程药芯焊丝进行拉拔；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，分为多次拉拔将过程药芯焊丝孔径依次减少，最终获得直径1.0-1.2mm的药芯焊丝。例如可以为1.0mm、1.1mm或1.2mm等，并将尺寸达到要求的工件进行层绕，从而得到成型的不锈钢药芯焊丝.
具体的，焊丝直径通过将宽度为7mm、厚度0.3mm的不锈钢钢带放置在焊丝成型机的放带机上，通过成型机的压槽将不锈钢不锈钢钢带轧制成U型槽，药芯焊丝制丝机将粉末包裹在焊皮内，并采用成型机将焊皮闭合，得到药芯焊丝半成品，用丙酮将焊皮擦拭干净，然后进行第一道拉拔工序，第一道拉拔工序采用的磨具孔径为2.6mm；第一道拉拔工序完毕后，减小拉拔磨具孔径进行后序拉拔，直至药芯焊丝的直径为1.0mm～1.2mm；
所述激光熔覆丝材用于进行液压支架油缸表面的激光熔覆处理。本发明通过配方配比优化使得不锈钢金属丝材保证优异耐蚀性能的同时兼具耐磨损特点。
进一步，激光熔覆丝材对液压支架中相关零部件表面进行激光熔覆处理后，表面激光熔覆金属涂层在ASTMG105-2016标准下金属涂层磨损量G低于0.6g，表面激光熔覆金属涂层的耐中性盐雾腐蚀(NSS)达到300小时以上。
实施例
下面给出本发明的具体实施例，通过实施例来说明本发明的实施效果。
实施例1：
实施例1所示药芯的成分配方为表1：
表1.实施例1药芯成分配方
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | W | B | Fe |
| 0.5 | 1.5 | 4.0 | 25.0 | 5.0 | 5.0 | 3.0 | 2.0 | Bal. |
采用实施例1的药芯配方，配合430不锈钢钢带进行包裹，药芯的填充率控制在30wt.％，拉拔制备出药芯焊丝。采用该药芯焊丝进行激光熔覆，所得金属涂层的磨损量如表2所示：
表2.实施例1材料金属涂层磨损量
| 磨损条件 | 磨损量(g) | 执行标准 |
| 磨损实验(3000转) | 0.58 | ASTMG105-2016 |
案例1丝材采用TIG焊多层熔覆(不低于5层)熔覆金属成分如表3所示：
表3.实施例1熔覆金属成分
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | W | B | Fe |
| 0.18 | 0.60 | 1.1 | 17.3 | 1.53 | 1.38 | 0.5 | 0.2 | Bal. |
实施例2：
实施例1所示药芯的成分配方为表1：
表4.实施例2药芯成分配方
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | W | B | Fe |
| 0.7 | 1.3 | 3.6 | 30.0 | 7.5 | 4.0 | 3.5 | 3.0 | Bal. |
采用实施例2的药芯配方，配合430不锈钢钢带进行包裹，药芯的填充率控制在32wt.％，拉拔制备出药芯焊丝。采用该药芯焊丝进行激光熔覆，所得金属涂层的磨损量如表5所示：
表5.实施例1材料金属涂层磨损量
| 磨损条件 | 磨损量(g) | 执行标准 |
| 磨损实验(3000转) | 0.48 | ASTMG105-2016 |
实施例2丝材采用TIG焊多层熔覆(不低于5层)熔覆金属成分如表6所示：
表6.实施例2熔覆金属成分
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | W | B | Fe |
| 0.24 | 0.42 | 0.88 | 20 | 2.2 | 0.91 | 1.0 | 0.5 | Bal. |
实施例2制备的激光金属涂层，其组织如图1所示：金属涂层组织为马氏体组织为主，组织分布均匀，未见裂纹、气孔等缺陷。
实施例3：
实施例3所示药芯的成分配方为表7：
表7.实施例3药芯成分配方
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | W | B | Fe |
| 0.6 | 1.0 | 3.0 | 28.2 | 6.3 | 3.0 | 2.7 | 4.0 | Bal. |
采用实施例3的药芯配方，配合430不锈钢钢带进行包裹，药芯的填充率控制在31wt.％，拉拔制备出药芯焊丝。采用该药芯焊丝进行激光熔覆，所得金属涂层的磨损量如表8所示：
表8.实施例3材料金属涂层磨损量
| 磨损条件 | 磨损量(g) | 执行标准 |
| 磨损实验(3000转) | 0.54 | ASTMG105-2016 |
案例3丝材采用TIG焊多层熔覆(不低于5层)熔覆金属成分如表9所示：
表9.实施例3熔覆金属成分
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | W | B | Fe |
| 0.2 | 0.30 | 0.6 | 19 | 1.9 | 0.8 | 0.76 | 0.68 | Bal. |
实施例4：
实施例4所示药芯的成分配方为表10：
表10.实施例4药芯成分配方
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | W | B | Fe |
| 0.6 | 0.9 | 3.5 | 40.5 | 8.0 | 5.0 | 2 | 2 | Bal. |
采用实施例4的药芯配方，配合410不锈钢钢带进行包裹，药芯的填充率控制在31wt.％，拉拔制备出药芯焊丝。采用该药芯焊丝进行激光熔覆，所得金属涂层磨损量如表11所示：
表11.实施例4材料金属涂层磨损量
| 磨损条件 | 磨损量(g) | 执行标准 |
| 磨损实验(3000转) | 0.59 | ASTMG105-2016 |
案例4丝材采用TIG焊多层熔覆(不低于5层)熔覆金属成分如表12所示：
表12.实施例4熔覆金属成分
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | W | B | Fe |
| 0.21 | 0.31 | 0.84 | 19.88 | 2.2 | 1.40 | 0.5 | 0.21 | Bal. |
实施例5：
实施例5所示药芯的成分配方为表13：
表13.实施例5药芯成分配方
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | W | B | Fe |
| 0.5 | 1.4 | 3 | 35.5 | 5.5 | 4.0 | 3.5 | 4 | Bal. |
采用实施例5的药芯配方，配合410不锈钢钢带进行包裹，药芯的填充率控制在30wt.％，拉拔制备出药芯焊丝。采用该药芯焊丝进行激光熔覆，所得金属涂层的磨损量如表14所示：
表14.实施例5材料金属涂层磨损量
| 磨损条件 | 磨损量(g) | 执行标准 |
| 磨损实验(3000转) | 0.52 | ASTMG105-2016 |
案例5丝材采用TIG焊多层熔覆(不低于5层)熔覆金属成分如表15所示：
表15.实施例5熔覆金属成分
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | W | B | Fe |
| 0.17 | 0.60 | 0.62 | 17.6 | 1.5 | 1.23 | 0.98 | 0.7 | Bal. |
实施例6：
实施例6所示药芯的成分配方为表16：
表16.实施例6药芯成分配方
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | W | B | Fe |
| 0.7 | 1.2 | 4.0 | 38 | 6.7 | 3.0 | 2.8 | 3 | Bal. |
采用实施例6的药芯配方，配合430不锈钢钢带进行包裹，药芯的填充率控制在32wt.％，拉拔制备出药芯焊丝。采用该药芯焊丝进行激光熔覆，所得金属涂层磨损量如表17所示：
表17.实施例6材料金属涂层磨损量
| 磨损条件 | 磨损量(g) | 执行标准 |
| 磨损实验(3000转) | 0.50 | ASTMG105-2016 |
案例6丝材采用TIG焊多层熔覆(不低于5层)熔覆金属成分如表18所示：
表18实施例6熔覆金属成分
| C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | W | B | Fe |
| 0.23 | 0.46 | 1.08 | 18.57 | 1.89 | 0.80 | 0.74 | 0.43 | Bal. |
本发明提供的药芯配方，配合430不锈钢钢带或410不锈钢钢带，添加C、Cr、Ni、W、Mo元素实现固溶强化，在此基础上借助C和W反应生成WC，B和C反应生成硼化物，进一步实现金属涂层的耐磨性能同时避免金属涂层开裂，其中因碳化物多原为生成显微组织均匀。本发明采用的这种联合强化相比合金元素的单一强化，强化效果更佳明显；本发明提出的药芯焊丝，用于激光熔覆制备耐蚀、高硬度激光金属涂层，药芯配方均易获取，丝材生产效率高、成本低，应用前景广阔。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)
1.一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝，其特征在于，用于制备金属涂层，以质量分数计，所述金属涂层的组成为：C：0.17-0.24％；Si：0.30-0.60％；Mn：0.60-1.10％；Cr：17.50-20.80％；Ni：1.50-2.2％；Mo：0.80-1.40％；W：0.50-1.00％；B：0.20-0.70％；余量为Fe；金属涂层中含有WC颗粒以及金属硼化物；
将药芯焊丝在支架表面进行激光熔覆处理后，在支架表面形成金属涂层；所述金属涂层的磨损量G小于0.6g，金属涂层的耐中性盐雾腐蚀时间大于300小时；
所述药芯焊丝包括药芯和焊皮，所述药芯被焊皮包裹；所述药芯为金属混合粉末，所述焊皮为不锈钢。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝，其特征在于，所述金属硼化物为B和Cr，B和Mo形成的金属硼化物。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝，其特征在于，当焊皮为430不锈钢时，药芯的组分为C：0.50-0.70％；Si：1.00-1.50％；Mn：3.00-4.00％；Cr：25.00-30.00％；Ni：5.00-7.50％；Mo：3.00-5.00％；W：2.00-3.50％；B：2.00-4.00％，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝，其特征在于，当焊皮为410不锈钢时，药芯的组分为C：0.50-0.70％；Si：0.90-1.40％；Mn：3.00-4.00％；Cr：35.50-40.50％；Ni：5.50-8.00％；Mo：3.00-5.00％；W：2.00-3.50％；B：2.00-4.00％；余量为Fe。
5.根据权利要求1所述的一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝，其特征在于，药芯焊丝中药芯的填充率为30wt.％-32wt.％。
6.根据权利要求1所述的一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝的直径为φ1.0mm-φ1.2mm。
7.一种权利要求1所述高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按照原料目标成分称取金属粉末并混合，制得药芯原料；步骤2，将药芯原料混合后，置于焊皮中，将包裹有药芯的焊皮拉拔变形后，获得高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝。
8.根据权利要求7所述的一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝的制备方法，其特征在于，步骤2中，将称取的原料加热烘干后混合。
9.根据权利要求7所述的一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述拉拔变形为分阶段拉拔。
10.根据权利要求7所述的一种高耐磨耐蚀激光熔覆药芯焊丝的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述第一道拉拔后药芯焊丝的直径为2.6mm，第二道拉拔后将药芯焊丝拉拔至目标直径。
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