專利名稱：一步耐磨復合絲材及其應用的制作方法
技術領域：
本涉發明涉及一種一步耐磨復合絲材及其應用。
背景技術：
對于一些大型設備如水電站大型電機軸、大型龍門刨床導軌等零部件由于長期運行或運行環境較為惡劣等問題使零部件局部區域出現嚴重損壞，致使整套設備無法正常運行，造成嚴重的經濟損失。如果因為這一原因而直接報廢設備，浪費又大，因此，應該對設備的損壞件進行維修，且由于設備大，拆卸運輸很不方便，對設備的維護修復只能就地解決。同樣，對于一些進口汽車或機械設備的曲軸或其它設備的零部件，因某種原因而損壞，又急于解決這一問題，也需要就地修復。因此，目前在機器、電機、汽車等領域中，急需一種修復設備損壞件的方法及修復的材料，以解決此類問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種熱噴涂涂層有很好的自結合性能、良好的耐磨性能、耐高溫氧化性能優異的一步耐磨復合絲材。該絲材可以解決上述設備零部件的磨損部位的修復問題。
為了實現上述目的，本發明采取以下技術方案一步耐磨復合絲，是以鋁為復合絲材的外皮，管中間添加鎳粉、鋁粉、鐵粉及陶瓷粉末，其絲材成分的重量百分比為50～55％Ni，18～25％Al，18～23％Fe，3～5％Cr，陶瓷粉余量。
上述絲材成分為綜合鋁管外皮及管中間粉末的整體成分。其中，鋁的重量百分比是包括鋁管外皮和管中間鋁粉的重量百分比。
這種一步耐磨復合絲材組成的絲材成分的重量百分比優選為52％Ni，20％Al，20％Fe，4％Cr，陶瓷粉余量。
本發明的一步耐磨復合絲材的性能特點主要是由它的組成決定的，其主要特點是耐磨、耐氧化、耐沖擊、自結合性能好，涂層硬度適中。
本發明的一步耐磨復合絲材的直徑為Ф2.9mm～Ф3.3mm。
本發明的一步耐磨復合絲材的直徑優選為Ф3.0mm或Ф3.175mm，且絲材的軟硬適中，完全適合于火焰噴涂。
在本發明中，一步耐磨復合絲材主要作為熱噴涂材料的應用。
在本發明中，在軸承頸、燃料泵旋轉部件、套筒、汽缸內襯、活塞、拉絲絞盤、機器床身導軌、大型電機軸、汽車曲軸、耐磨環、壓配件、耐沖擊磨損件等的磨損部位，采用火焰噴涂的方法，噴涂所述的一步耐磨復合絲材，使上述零部件表面形成結合強度較高、有良好自結合性能、涂層硬度適中的涂層，達到零部件修復的目的。
在本發明中，一步耐磨復合絲材的加工制造方法，是按照本發明的絲材成分的重量百分比加入的鎳粉、鋁粉(其中所加入鋁粉的重量百分比是總Al含量的重量百分比減去鋁管的重量百分比之差)、鐵粉、鉻粉、陶瓷粉未裝入鋁管后進行旋鍛加工而成的，裝入粉末之前必須封嚴鋁管一頭，裝完粉未后再封鋁管的另一頭。最后一道成品加工工序之后還要進行退火處理，以獲得硬度適中的復合絲材。
本發明的絲材中雖然含有鐵粉，但因含有較高的鎳粉及鉻粉，因而噴涂后的涂層并不會生銹，是一種“不銹”型涂層。而且絲材中的鎳粉與鋁管及管中的鋁粉之間會發生放熱的化合反應，為增加涂層的結合強度及自結合功能創造了條件，又由于絲材中含有一定量的陶瓷粉，噴涂后的涂層中具有一定數量的硬度較高的陶瓷相，使涂層有良好的耐磨性。還有，由于材料本身具有良好的自結合性能，因而只要表面潔凈，便可直接在表面噴涂。總之，涂層具有良好的耐磨性能、較好的耐沖蝕性和抗氧化性能。經加工后的一步耐磨復合絲強度較低，用火焰噴涂工藝較為合適。利用火焰噴涂一步耐磨復合絲材，只需投入較少的資金便能達到恢復設備正常運行的功效。因此，火焰噴涂一步耐磨復合絲材可以解決設備零部件的磨損部位的修復問題。
本發明的優點是本發明的一步耐磨復合絲材可用于軸承頸、燃料泵旋轉部件、套筒、汽缸內襯、活塞、拉絲絞盤、機器床身導軌、大型電機軸、汽車曲軸、耐磨環、壓配件、耐沖擊磨損件等的磨損部位的修復。利用火焰噴涂將該絲材熱噴涂在上述的磨損部位上，其熱噴涂涂層有很好的自結合性能、良好的耐磨性能、耐高溫氧化性能優異。
圖1為本發明的復合絲材制備工序示意圖。
圖2為圖1中的A-A剖視放大圖具體實施方式
實施例1本實施例1的一步耐磨復合絲材成分組成的重量百分比為52％Ni，20％Al，20％Fe，4％Cr，4％陶瓷粉。
本實施例1的一步耐磨復合絲材的加工制造方法流程如圖1所示，采用鋁管；先封裝鋁管一端；再填充粉未，是按照上述的絲材成分的重量百分比加入的鎳粉、鋁粉(其中所加入鋁粉的重量百分比是總Al含量的重量百分比減去鋁管的重量百分比之差)、鐵粉、鉻粉、陶瓷粉；填充完粉未后再封裝鋁管的另一端；再經過壓力加工(即旋鍛壓力加工)；之后還要進行退火處理，以獲得硬度適中的復合絲材。
如圖2所示，所制成的復合絲材，其外皮為鋁管1，管芯2為添加鎳粉、鋁粉、鐵粉及陶瓷粉末，該復合絲材尺寸為Ф3.0mm、或Ф3.175mm。
實施例2本實施例2除絲材成分組成的重量百分比不同于實施例1外，其余的均和實施例1相同。本實施例2的一步耐磨復合絲材成分組成的重量百分比為50％Ni，18％Al，18％Fe，3％Cr，11％陶瓷粉。絲材尺寸為Ф3.0mm、Ф3.175mm。
實施例3本實施例3除絲材成分組成的重量百分比不同于實施例1外，其余的均和實施例1相同。本實施例3的一步耐磨復合絲材成分組成的重量百分比為55％Ni，20％Al，20％Fe，3％Cr，2％陶瓷粉。絲材尺寸為Ф3.0mm、Ф3.175mm。
實施例4本實施例4除絲材成分組成的重量百分比不同于實施例1外，其余的均和實施例1相同。本實施例4的一步耐磨復合絲材成分組成的重量百分比為50％Ni，25％Al，20％Fe，3％Cr，2％陶瓷粉。絲材尺寸為中Ф3.0mm、Ф3.175mm。
實施例5本實施例5除絲材成分組成的重量百分比不同于實施例1外，其余的均和實施例1相同。本實施例5的一步耐磨復合絲材成分組成的重量百分比為50％Ni，22％Al，23％Fe，3％Cr，2％陶瓷粉。絲材尺寸為中Ф3.0mm、Ф3.175mm。
實施例6本實施例6除絲材成分組成的重量百分比不同于實施例1外，其余的均和實施例1相同。本實施例6的一步耐磨復合絲材成分組成的重量百分比為50％Ni，22％Al，21％Fe，5％Cr，2％陶瓷粉。絲材尺寸為中Ф3.0mm、Ф3.175mm。
使用上述的六個實施例所制成的一步耐磨復合絲材，并進行采用火焰噴涂方法制作功能型防護涂層的實驗，經實驗表明，上述各個實施例中的絲材所制作功能型防護涂層，均具有良好的耐磨性能、較好的耐沖蝕性和抗氧化性能。完全適合于機器床身導軌、大型電機軸、汽車曲軸、耐磨環、壓配件、耐沖擊磨損件等的磨損部位的修復，效果良好。
權利要求
1.一種一步耐磨復合絲材，其特征在于以鋁為復合絲材的外皮，管中間加入鎳粉、鋁粉、鐵粉、鉻粉、陶瓷粉，其絲材成分的重量百分數為50～55％Ni，18～25％Al，18～23％Fe，3～5％Cr，陶瓷粉余量。
2.根據權利要求1所述的一步耐磨復合絲材，其特征在于所述的絲材的成分重量百分數為52％Ni，20％Al，20％Fe，4％Cr，陶瓷粉余量。
3.根據權利要求1或2所述的一步耐磨復合絲材，其特征在于所述的絲材的的直徑為Φ2.9mm～Φ3.3mm。
4.根據權利要求3所述的一步耐磨復合絲材，其特征在于所述的絲材的的直徑為Φ3.0mm或Φ3.175mm。
5.權利要求1至4任意一項中所述的一步耐磨復合絲材一種應用，其特征在于所述的一步耐磨復合絲材作為火焰噴涂絲材的應用。
6.根據權利要求3所述的一步耐磨復合絲材一種應用，其特征在于在軸承頸、燃料泵旋轉部件、套筒、汽缸內襯、活塞、拉絲絞盤、機器床身導軌、大型電機軸、汽車曲軸、耐磨環、壓配件、耐沖擊磨損件等的磨損部位，采用火焰噴涂的方法，噴涂所述的一步耐磨復合絲材，使上述零部件表面形成結合強度較高、有良好自結合性能、涂層硬度適中的涂層，達到零部件修復的目的。
全文摘要
一種一步耐磨復合絲材及其應用。是以外皮為鋁管，管中間添加含Ni粉、鋁粉、鐵粉、鉻粉及陶瓷粉經過旋壓加工而成的熱噴涂用絲材，其絲材整體成分的重量百分數為50－55％Ni，18－25％Al，18－23％Fe，3－5％Cr，陶瓷粉余量。利用火焰噴涂的方法使絲材在噴涂過程中不僅發生Ni和Al的化合放熱反應，而且在涂層中具有一定數量的硬度較高的陶瓷相。由于材料本身具有良好的自結合性能，因而只要表面潔凈，便可直接在表面噴涂。用于軸承頸、燃料泵旋轉部件、套筒、汽缸內襯、活塞、拉絲絞盤、機器床身導軌、大型電機軸、汽車曲軸、耐磨環、壓配件、耐沖擊磨損件等的修復。可以進一步延長工件使用壽命，節約成本。
文檔編號C23C4/00GK1580314SQ0315316
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月8日 優先權日2003年8月8日
發明者楊中元, 孫孝良, 李學鋒, 秦顥 申請人:北京有色金屬研究總院