[发明专利]一种耐磨电弧喷涂粉芯丝材及涂层制备方法

说明书

本发明公开了一种耐磨电弧喷涂用粉芯丝材及涂层制备方法，属于金属表面腐蚀与防护技术领域。所述粉芯丝材由包覆层和粉芯组成，所述包覆层为不锈钢，所述粉芯的填充率为25‑35％，所述丝材的粉芯成分质量百分比如下：Cr₂C₃粉末：25％‑40％，WC粉末：7％‑15％，V粉末：4％‑15％，Mo粉末：5％‑15％，Nb粉末：2％‑10％，Al粉末：8％‑20％，余量为Fe粉。制备涂层时需要先进行表面处理，然后再喷涂。本发明丝材制备的涂层无明显的缺陷，能够形成连续且致密的涂层，有很好的耐磨和耐蚀性能，涂层硬度高，结合强度高，具有良好的力学性能和防腐耐磨性能。

技术领域

本发明属于金属表面腐蚀与防护技术领域，具体涉及一种耐磨电弧喷涂粉芯丝材及涂层制备方法。

背景技术

磨损是金属设备和构件失效的主要形式之一，据不完全统计，能源的1/3到1/2消耗于摩擦与磨损，造成了能源的大量消耗和巨大的经济损失，甚至造成了一些灾难性的事故。目前电弧喷涂的丝材主要有实芯和粉芯两大类，粉芯丝材作为电弧喷涂常用类型，是以合金为外皮，以陶瓷、金属粉末或稀土元素为填充粉芯，同时在丝材中添加不同的元素，制备出适应性强的涂层，在电弧喷涂领域具有广泛的应用前景。表面处理技术是提高材料表面耐磨性和耐蚀性的有效方法之一，而电弧喷涂是重要的表面技术之一，近几年随着高速电弧喷涂技术的发展，进一步改善了涂层的组织和性能，使电弧喷涂技术得到更广泛的应用。

目前电弧喷涂技术在钢结构的保护上运用比较成功，大大延长了钢构件的使用寿命，减少了资源浪费。例如一篇中国专利，申请号：20180739756.6，名称为：一种铝基含TiC陶瓷电弧喷涂粉芯丝材，可用于海洋环境中耐磨部件如舰船甲板、海上桥梁建筑的表面防护。一篇中国专利，申请号为：201510764249.4，名称为：一种利用超音速电弧喷涂制备防腐耐磨涂层的方法，该丝材适用于风机叶轮的防护并具有较好的耐磨效果。一篇中国专利，申请号为：201710860694.X，名称为：一种制备高非晶含量涂层用的粉芯丝材及其制备方法和应用，可广泛用于钢结构件表面的防腐耐磨防护。但是在一些严苛条件下如高温环境下耐腐蚀和耐磨涂层的研究和应用依然是一个难题。一些重要机械设备由于高温、磨损、冲蚀等问题而失效，会造成设备损坏，影响企业生产和国民经济。因此，为解决在生产过程中一些钢制构件在高温条件下、长期受高速含粉气流的强力冲刷，以及粉尘中的酸碱氧化物的腐蚀磨损问题，提高钢制构件的寿命，减少资源浪费，需要在保护构件表面喷涂结合强度高，耐腐蚀耐磨等综合性能良好的涂层。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨电弧喷涂粉芯丝材及涂层制备方法，本发明采用超音速电弧喷涂方式将所制粉芯丝材喷射到钢基体上，能形成连续且致密的电弧喷涂涂层，有很好的耐高温、耐冲刷、耐磨和耐蚀性能，涂层结合强度高，涂层硬度高，本发明采用的技术方案如下：

一种耐磨电弧喷涂粉芯丝材，所述粉芯丝材由包覆层和粉芯组成，所述丝材的粉芯成分质量百分比如下：Cr₂C₃粉末：25％-40％，WC粉末：7％-15％，V粉末：4％-15％，Mo粉末：5％-15％，Nb粉末：2％-10％，Al粉末：8％-20％，余量为Fe粉。

优选的，所述粉芯由以下质量百分比如下：Cr₂C₃粉末：28％-38％，WC粉末：8％-13％，V粉末：4％-12％，Mo粉末：8％-14％，Nb粉末：4％-10％，Al粉末：10％-16％，余量为Fe粉。

优选的，所述粉芯丝材的直径为1.8-2.5mm。

优选的，所述粉芯丝材包覆层不锈钢带为304不锈钢带或316不锈钢带等。

优选的，所述粉芯丝材中粉芯的填充率为25-35％。

同时提供一种采用耐磨电弧喷涂粉芯丝材进行喷涂的喷涂方法，步骤如下：

步骤一：按上述配比配置粉芯，通过混粉、成型、拉拔，得到粉芯丝材；