專利名稱：鎳基耐蝕電弧噴涂粉芯絲材的制作方法
技術領域：
一種金屬材料表面用耐蝕防腐電弧噴涂粉芯絲材，屬于材料加工工程中的表面工程領域，該發明主要應用于石油化工設備及零件的表面防護。
背景技術：
石油及化工設備零件的腐蝕破壞現象日益嚴重，各種化工設備和管道經常與酸、堿、鹽溶液接觸，受到強烈的腐蝕作用，輕則一年半載，重則數月、幾天內就會穿孔，甚至引起燃燒，爆炸等嚴重事故。如何防止腐蝕，減少災難性事故的發生，是世界各國都在研究的課題。采用熱噴涂技術，在設備和管道表面涂覆一層耐蝕的金屬或金屬陶瓷涂層，可有效的解決腐蝕問題。而且熱噴涂技術制備涂層工藝穩定、操作簡單，便于大面積施工。熱噴涂技術中又以電弧噴涂技術成本低、涂層質量高、靈活性好、設備簡單、原位噴涂等優點，在越來越多地石化設備防護中被采用。
目前國內外所研究的耐蝕涂層大多用于解決高溫沖蝕和高溫腐蝕條件下設備表面防護問題，而在石油化工行業中很多設備和零件受到含有氯離子溶液的侵蝕，易發生點腐蝕，導致穿孔，引起泄漏、爆炸等事故。因此，石油化工行業中設備和零件的耐氯離子腐蝕表面防護以及提高其使用壽命已成為急待解決的問題之一。
本發明所要解決的問題是所研發的鎳基電弧噴涂粉芯絲材，既解決高溫沖蝕和高溫腐蝕條件下的石油化工設備的表面防護問題，同時又解決設備和管道鹽溶液離子點腐蝕的問題。
本發明所研制的鎳基電弧噴涂粉芯絲材在國內、外尚未見相關的專利及文獻報道發明內容本發明所提供的鎳基電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于，所述的藥芯成分質量百分含量范圍如下
金屬鎳56～74％；金屬鉻21～40％；金屬鉬5～9％；硼2～6％；鋁2～4％。其中各組分作用如下金屬鎳是中等程度的活潑金屬，能耐氟、堿、鹽和許多有機物質的腐蝕。在鎳基高溫合金中，鎳基體能容納大量合金元素，而易形成穩定相。
金屬鉻在鎳基合金中起到固溶強化作用，改善鎳基合金耐蝕性。
金屬鉬提高合金的鈍化能力及抗還原性介質能力。
硼在合金中起到強化、脫氧作用。
鋁提高涂層的致密性，降低涂層孔隙率。
本發明的制備方法采用現有技術，包括以下步驟1、將鎳鉻帶軋成U形，再向U形槽中加入占本發明噴涂絲總重的25-40％的本發明藥芯粉末；2、將U形槽合口，使藥芯包裹其中，通過拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達到1.6mm-2.4mm，得到最終產品。
圖1藥芯焊絲成形工藝示意圖。
具體實施例方式
所有實施例噴涂絲都是由昆明重機廠制造的“FCWM50被動拉拔式藥芯焊絲機”制出1.選用10×0.4(寬度為10mm，厚度為0.4mm)的鎳鉻帶(Ni80+Cr20)。先將其軋成U形。取金屬鎳粉末0.025千克、金屬鉻粉末0.14千克、鉻硼粉末0.335千克。(所取粉末的粒度為能通過40目的篩子)。將所取各種粉末放入混粉機內混合10分鐘，然后將混合粉末加入U形的鎳鉻帶槽中，填充率為25％。將U形槽合口，使藥粉包裹其中。然后使其分別通過直徑為3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.5mm、2.4mm、2.3mm、2.2mm、2.1mm、2.0mm、1.9mm、1.8mm、1.7mm、1.6mm的拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達到1.6mm。在設備和管道表面噴涂金屬涂層，電弧電壓28～30V，工作電流180～200A，壓縮空氣壓力0.4～0.6MPa，噴涂距離150～200mm。涂層、常用基體Q235低碳鋼和國內市售高鎳鉻合金實心絲材PS45(成分為Cr40～45％，Ti≤4，Ni余量)的耐高溫氧化性能對比曲線見
圖2；涂層、Q235低碳鋼和實心絲材PS45的耐氯離子性能對比曲線見
圖3。
2.選用10×0.3(寬度為10mm，厚度為0.3mm)的鎳鉻帶(Ni80+Cr20)。先將其軋成U形。取金屬鎳粉末0.213千克、金屬鉻粉末0.115千克、金屬鉬粉末0.094千克、金屬鋁粉末0.078千克。(所取粉末的粒度為能通過60目的篩子)。將所取各種粉末放入混粉機內混合10分鐘，然后將混合粉末加入U形的鎳鉻帶槽中，填充率為32％。將U形槽合口，使藥粉包裹其中。然后使其分別通過直徑為3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.5mm、2.4mm、2.3mm、2.2mm、2.1mm、2.0mm、1.9mm、1.8mm的拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達到1.8mm。在設備和管道表面噴涂金屬涂層，電弧電壓28～30V，工作電流180～200A，壓縮空氣壓力0.4～0.6MPa，噴涂距離150～200mm。涂層、Q235和實心絲材PS45的耐高溫氧化性能對比曲線見
圖2；涂層、Q235和實心絲材PS45的耐氯離子性能對比曲線見
圖3。
3.選用14×0.3(寬度為14mm，厚度為0.3mm)的鎳鉻帶(Ni80+Cr20)。先將其軋成U形。取金屬鎳粉末0.244千克、金屬鉻粉末0.115千克、金屬鉬粉末0.141千克。(所取粉末的粒度為能通過80目的篩子)。將所取各種粉末放入混粉機內混合10分鐘，然后將混合粉末加入U形的鎳鉻帶槽中，填充率為35％。將U形槽合口，使藥粉包裹其中。然后使其分別通過直徑為3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.5mm、2.4mm、2.3mm、2.2mm、2.1mm、2.0mm的拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達到2.0mm。在設備和管道表面噴涂金屬涂層，電弧電壓28～30V，工作電流180～200A，壓縮空氣壓力0.4～0.6MPa，噴涂距離150～200mm。涂層、Q235和實心絲材PS45的耐高溫氧化性能對比曲線見
圖2；涂層、Q235和實心絲材PS45的耐氯離子性能對比曲線見
圖3。
4.選用14×0.4(寬度為14mm，厚度為0.4mm)的鎳鉻帶(Ni80+Cr20)。先將其軋成U形。取金屬鎳粉末0.306千克、金屬鉻粉末0.115千克、金屬鉬粉末0.079千克。(所取粉末的粒度為能通過60目的篩子)。將所取各種粉末放入混粉機內混合10分鐘，然后將混合粉末加入U形的鎳鉻帶槽中，填充率為40％。將U形槽合口，使藥粉包裹其中。然后使其分別通過直徑為3.0mm、2.8mm、2.6mm、2.5mm、2.4mm的拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達到2.4mm。在設備和管道表面噴涂金屬涂層，電弧電壓28～30V，工作電流180～200A，壓縮空氣壓力0.4～0.6MPa，噴涂距離150～200mm。涂層、Q235和實心絲材PS45的耐高溫氧化性能對比曲線見
圖2；涂層、Q235和實心絲材PS45的耐氯離子性能對比曲線見
圖3。
圖2中高溫氧化試驗，根據國標GB/T 13303-91，實驗所使用的加熱設備是上海電爐廠生產的SX2-5-17箱式電阻爐，試驗溫度為700℃。采用增重法來定量地反映試樣的氧化速率。質量測量采用的是北京塞多利斯儀器公司的BS2202S電子天平，精確到0.0001g。總氧化時間為288h，每隔24h取出試樣進行一次稱重。最后得到圖2中所示的高溫氧化增重曲線圖。
圖3中的鹽霧腐蝕試驗，按照國標GB/T 10125-88，在上海儀器設備有限公司出產的FQY015鹽霧試驗箱內進行人造氣氛中的腐蝕試驗-鹽霧試驗。試驗條件鹽水濃度NaCl(50±5)g·L-1，鹽霧箱內溫度為(35±2)℃，鹽霧沉降率0.01625～0.0212ml·h-1·cm-2，噴霧方式為每10h為一周期的連續噴霧，停噴14小時，24h取出稱量。質量測量采用的是北京塞多利斯儀器公司的BS2202S電子天平，精確到0.0001g。最后得到圖3中的鹽霧腐蝕增重曲線圖。
如圖2所示，所研制的鎳基耐蝕電弧噴涂粉芯絲材在高溫氧化性能試驗中，其氧化增重量遠遠低于高鎳鉻合金實心絲材PS45和Q235低碳鋼，說明鎳基耐蝕電弧噴涂粉芯絲材的耐高溫氧化性能好于高鎳鉻合金實心絲材PS45和Q235低碳鋼。圖3所示，所研制的鎳基耐蝕電弧噴涂粉芯絲材在鹽霧試驗中的增重量遠遠低于高鎳鉻合金實心絲材PS45和Q235，說明鎳基耐蝕電弧噴涂粉芯絲材的耐氯離子性能要好于高鎳鉻合金實心絲材PS45和Q235。
權利要求
1.一種鎳基耐蝕電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于，所述的粉芯成分質量百分含量范圍如下金屬鎳56～74％；金屬鉻21～40％；金屬鉬5～9％；硼2～6％；鋁2～4％。
全文摘要
本發明屬于材料加工工程中的表面工程領域，主要應用于石油化工設備及零件的表面防護。目前耐蝕涂層大多用于解決高溫沖蝕和高溫腐蝕條件下設備表面防護問題，而在石油化工行業中很多設備和零件受到含有氯離子溶液的侵蝕，易發生點腐蝕，導致穿孔，引起泄漏、爆炸等事故。本發明的鎳基電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于，所述的藥芯成分質量百分比金屬鎳56～74％；金屬鉻21～40％；金屬鉬5～9％；硼2～6％；鋁2～4％。所發明的鎳基電弧噴涂粉芯絲材，既解決高溫沖蝕和高溫腐蝕條件下的石油化工設備的表面防護問題，同時又解決設備和管道鹽溶液離子點腐蝕的問題，其耐高溫氧化性能、耐氯離子性能均好于高鎳鉻合金實心絲材PS45和Q235低碳鋼。
文檔編號C23C24/00GK1775996SQ20051012796
公開日2006年5月24日 申請日期2005年12月9日 優先權日2005年12月9日
發明者賀定勇, 蔣建敏, 董娜, 栗卓新 申請人:北京工業大學