專利名稱：一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材。
背景技術：
材料及其構件由于磨損引起早期失效與報廢，造成了能源與材料的極大浪費。據各國多年來對此進行的調查和統計表明，僅磨損造成的損失就占國民經濟總產值的左右。各類磨損所引起的失效往往發生于材料及其構件的表面，為了提高零件的可靠性，延長使用壽命，許多國家都在努力研究和應用各種提高零件表面性能的新技術和新工藝，開發了大批實用、先進、高效的表面工程技術。應用表面技術，修復或強化零件表面，制備出優于本體材料性能的表面功能薄層，已成為了現代工業發展的關鍵技術之一。相對于其它熱噴涂方法，電弧噴涂由于具有設備簡單、操作方便、效率較高、成本較低的特點而得到廣泛應用。近年來，用電弧噴涂進行耐磨涂層的研究取得一些成果，但還存在許多不足，如大多涂層與基體的結合強度不高；由于保護不好而氧化物多，涂層結構不致密，涂層不具備良好的綜合性能等。目前制備電弧噴涂耐磨涂層主要采用碳強化的合金絲材，不過這種絲材存在碳化物易長大、脫落而致使結合強度不高的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種可提高涂層耐磨性能、使涂層具有較高的結合強度的用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材。本發明提供的一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材，絲材的制備和絲材與絲材外皮的軋制均按常規方法進行，該絲材含有質量比0. 12 0. 18%的C， 0. 30 0. 42% 的 Si、1. 30 1. 42% 的Mn、3. 08 3. 18% 的Ni、1. 75 1. 85% 的B、16. 00 16. 20% 的 Cr、0. 14 0. 22% 的Nb、0. 45 0. 57% 的 Ti、0. 18 0. 26% 的 V、0. 10 0. 14%
的N，及余量佝。優選的是，該絲材含有質量比0. 15_C，0· 36_Si、l. 37%的Mn、3. 13%的Ni、 1.80% 的 B、16. 10% 的 Cr、0. 18% 的 Nb、0. 51 % 的 Ti、0. 22% 的 V、0. 12% 的 N，及余量 Fe。上述中，絲材外皮選用寬度X厚度為15mmX0. 5mm的H08A鋼帶。本發明通過在噴涂絲材中添加N元素來替代部分C，以及適量的強碳氮化合物形成元素V、Nb等，生成碳氮化合物硬質相顆粒從而顯著提高涂層耐磨性能。另外，通過合理配比合金元素，特別是稀土元素，使涂層具有較高的結合強度。本發明的粉芯絲材主要應用于有耐磨損要求的金屬零部件的修復、預保護及新產品的制造。如各種磨損軸類的修復，新軸、攪拌筒葉片、水輪機葉片等零部件耐磨涂層的制備。本發明的粉芯絲材使零部件具有更高的耐磨性能，從而大幅度提高零部件的使用壽命。 另外，零部件的修復不但節省了大量的加工時間，還大大減少購買新設備的費用，達到用經濟的手段產生顯著經濟效益的效果。本絲材所制備的涂層已在磨損軸類修復中得到成功應用，效果顯著，如某設備主傳動軸采用本發明的粉芯絲材進行涂層修復，施工時間僅5小時，成本不到1萬元，而購買同類新軸需要10多萬元，節省了大筆費用。在嚴格規范的高速電弧噴涂工藝下，使用本發明的粉芯絲材制備的涂層可以達到以下性能指標1、涂層成形良好，涂層組織均勻，結構致密；2、涂層顯微硬度平均值為530HV0. 1 ；3、涂層結合強度平均值達到41. 2MPa ；4、涂層的耐磨性是Q235低碳鋼的3. 6倍。本發明的絲材按常規方法制備，即包括配粉、混粉以及軋絲、拔絲、繞絲、包裝等工序。1、配粉。即按擬定的成分配制合金粉。2、混粉。將所配比的藥粉充分拌均，以保證絲材的質量。3、絲材軋制。包括軋絲、拔絲、繞絲等工序。絲材與絲材外皮的軋制也按常規方法制備，先將絲材外皮即寬度X厚度為 15mmX0. 5mm的H08A鋼帶經過軋輥后形成槽形，將絲材送入絲材外皮所形成的槽內，再經軋輥軋制使絲材外皮的槽封閉，軋制成圓形，然后減徑到所需，即得粉芯絲材。
具體實施例方式實施例按質量比將0. 15% 的 C，0. 36% 的 Si、1. 37% 的 Mn、3. 13% 的 Ni、1.80% 的B、16. 10%的Cr、0. 18%的恥、0. 51%的11、0. 22%的V、0. 12%的N，及余量！^進行配粉， 再按常規方法進行混粉以及軋絲、拔絲、繞絲、包裝制得絲材；然后先將絲材外皮即寬度X 厚度為15mmX0. 5mm的H08A鋼帶經過軋輥后形成槽形；將絲材送入絲材外皮所形成的槽內，再經軋輥軋制使絲材外皮的槽封閉，軋制成圓形，然后減徑到所需，即得粉芯絲材。
權利要求
1.一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材，絲材的制備和絲材與絲材外皮的軋制均按常規方法進行，其特征在于，該絲材含有質量比0. 12 0. 18%的C， 0. 30 0. 42% 的 Si、1. 30 1. 42% 的Mn、3. 08 3. 18% 的Ni、1. 75 1. 85% 的B、16. 00 16. 20% 的 Cr、0. 14 0. 22% 的Nb、0. 45 0. 57% 的 Ti、0. 18 0. 26% 的 V、0. 10 0. 14%的N，及余量佝。
2.根據權利要求1所述的一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材， 其特征在于，該絲材含有質量比0. 15%的C，0. 36%的Si、l. 37%的Mn、3. 13%的Ni、1.80% 的 B、16. 10%的 Cr、0. 18%的 Nb、0. 51 %的 Ti、0. 22%的 V、0. 12%的 N，及余量 Fe。
3.根據權利要求1或2所述的一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材，其特征在于，絲材外皮選用寬度X厚度為15mmX0. 5mm的H08A鋼帶。
全文摘要
一種用于電弧噴涂制備碳氮合金化耐磨損涂層的粉芯絲材，絲材的制備和絲材與絲材外皮的軋制均按常規方法進行，該絲材含有質量比0.12～0.18％的C，0.30～0.42％的Si、1.30～1.42％的Mn、3.08～3.18％的Ni、1.75～1.85％的B、16.00～16.20％的Cr、0.14～0.22％的Nb、0.45～0.57％的Ti、0.18～0.26％的V、0.10～0.14％的N，及余量Fe。本發明可提高涂層耐磨性能，使涂層具有較高的結合強度。
文檔編號C23C4/06GK102321861SQ20111031125
公開日2012年1月18日 申請日期2011年10月13日 優先權日2011年10月13日
發明者鄧宇 申請人:廣東石油化工學院