[发明专利]一种纳米复合粉芯丝材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米复合粉芯丝材及其制备方法，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为2～5:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：硼3～6wt.％、硅2～8wt.％、碳1～4wt.％、纳米二氧化钛8～17wt.％、纳米氧化铝5～15wt.％、纳米氧化铬3～7wt.％、余量为铁。与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)本发明所述纳米复合粉芯丝材适用于海洋腐蚀的苛刻环境，具有防腐耐蚀的效果；(2)本发明所述纳米复合粉芯丝材结构致密，孔隙率低，结合强度高；(3)本发明所述纳米复合粉芯丝材非晶含量高，成分均匀，硬度高，耐磨性好。

技术领域

本发明属于材料加工工程技术领域，涉及一种粉芯丝材，具体为一种纳米复合粉芯丝材及其制备方法。

背景技术

铁基非晶合金是原子结构长程无序的金属材料，与晶态材料相比，非晶合金独特的原子结构赋予其组织更均匀，无晶界、偏析等晶体缺陷，且具有高强度、高硬度，优异的防腐耐磨等性能，是目前发现的强度最高、耐蚀性能最好的金属材料。然而，由于受到玻璃形成能力、制备工艺以及室温脆性的限制，大部分铁基非晶合金以粉、薄带、毫米棒等形式存在，这严重制约了它的推广和应用。为突破铁基非晶合金的应用“瓶颈”，将块体非晶合金材料作为涂层，不仅能有效解决其室温脆性，尺寸和制备成本等缺陷，而且不会降低或丧失块体非晶固有的特性，因而倍受关注。

由于海洋腐蚀环境苛刻，海洋环境中的钢铁易与周围介质发生电化学反应而受到严重腐蚀。同时，沿海及海上装备如海上石油平台甲板、舰船甲板、直升机起落甲板及港口设备的钢结构部位，不仅要求有强防腐能力，而且对防滑防磨也有很高的要求。我国目前采用传统的聚合物加大颗粒金刚砂构成的复合涂层体系，防腐防滑防磨性能较差，严重地影响了海洋装备的使用寿命，同时安全性和可靠性较差。因此开发新型涂层材料体系，以提高沿海及海洋装备的的防腐防滑防磨性能，以取代现有的防腐材料及工艺，已成为急待解决的问题之一。

发明内容

本发明解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，获得一种结构致密，孔隙率低，结合强度高，且具有优良的耐磨和耐蚀性能，本发明提供了一种纳米复合粉芯丝材及其制备方法。

技术方案：一种纳米复合粉芯丝材，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为2～5:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：硼3～6wt.％、硅2～8wt.％、碳1～4wt.％、纳米二氧化钛8～17wt.％、、纳米氧化铝5～15wt.％、纳米氧化铬3～7wt.％、余量为铁。

优选的，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为2:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：硼3wt.％、硅2wt.％、碳1wt.％、纳米二氧化钛8wt.％、、纳米氧化铝5wt.％、纳米氧化铬3wt.％、余量为铁。

优选的，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为3:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：硼4wt.％、硅4wt.％、碳2wt.％、纳米二氧化钛10wt.％、、纳米氧化铝7wt.％、纳米氧化铬4wt.％、余量为铁。

优选的，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为4:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：硼5wt.％、硅5wt.％、碳3wt.％、纳米二氧化钛11wt.％、、纳米氧化铝9wt.％、纳米氧化铬5wt.％、余量为铁。

优选的，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为5:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：硼6wt.％、硅8wt.％、碳4wt.％、纳米二氧化钛17wt.％、、纳米氧化铝15wt.％、纳米氧化铬7wt.％、余量为铁。