[发明专利]一种钼基粉芯丝材及涂层制备方法与应用

说明书

一种钼基粉芯丝材，包括粉芯和丝材外皮，所述粉芯按照质量百分比计包括以下组分：碳化硅0％‑10％，聚苯脂0％‑10％，余量为钼，粉芯丝材外皮所用带材为Al‑Mg合金带，粉芯丝材的填充率为29％‑31％，粉芯丝材的直径为3.0mm。本发明采用超音速电弧喷涂制备钼基涂层，操作方便，能实现大面积喷涂，且涂层在高温振动环境下具有一定的阻尼性能，能满足高温管道的高温阻尼性能，改善高温管道在高温振动环境下的服役稳定性，降低振动应力，延长其使用寿命。

技术领域

本发明涉及材料加工工程中的热喷涂领域，尤其涉及一种钼基粉芯丝材及涂层制备方法与应用。

背景技术

随着工业的发展，管道的地位越来越重要。石油、化工、电站、舰船等行业的各类装置中管网密布，由于高温、高压管道内介质周期性和间歇性气流脉动、水击等引起的管道振动，从而造成许多危害性。严重的管道振动会给人们带来恐惧感和不安全感，致使生产装置有时不能正常运转；增加额外功率和噪声振动引起机组疲劳破坏，降低整个装置使用寿命；强烈的管道振动会使管道结构、管道附件产生疲劳破坏，轻则造成泄漏，重则破裂而引起爆炸、燃烧等严重事故。

引起管道振动的主要原因有下述三点：(1)机器动力平衡性能差或基础设计不当，(2)管道内气流脉动，(3)管道内流体流速过快，湍流边界层分离而产生涡流，引起振动。对于高温管道而言来说，气流脉动是必然存在的，管道振动是不可避免的，如何控制气流脉动，使它处于容许值的范围之内，是解决管道振动的根本办法。其基本原理是利用材料本身所具有的粘弹性能，将吸收振动源的一部分振动能，再以“热”的形式释放出去，即发生所谓的力学损耗，以达到降低振动、抑制噪声的目的。

有机阻尼涂层具有较高的阻尼性能，对外加电磁场不敏感，在室温环境得到了较多的应用，但由于很容易受工作环境的影响，所以它们只能在特定的频率和温度等环境内才能有效的应用。随着机械自动化的快速发展，有机阻尼涂层的力学性能以及对环境的敏感性，使其已经不能适用于其苛刻的服役环境，其解决方法是采用具有良好力学性能、耐高温的金属陶瓷涂层材料替代有机涂层材料，以提高其服役可靠性。目前的金属陶瓷涂层虽然在常温下阻尼性能达到高阻尼材料的要求，然而在高温条件下阻尼性能却大打折扣。

另外，火焰喷涂、等离子喷涂等喷涂工艺设备复杂，成本高，且喷涂材料受限以及涂层材料沉积效率低，不适宜在工业生产中大面积使用。而超音速电弧喷涂具有操作方便，喷涂材料应用广泛，喷涂材料沉积效率高，可以实现大面积喷涂等优点，已成为在实际应用领域制备涂层的主要方法。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种钼基粉芯丝材，粉芯丝材使得聚苯脂等导电性较差的物质可以应用于超音速电弧喷涂技术，且粉芯丝材的成分可控，大大提高了电弧喷涂技术的应用领域。

本发明的目的之二是提供一种钼基粉芯丝材制备钼基涂层的方法，采用超音速电弧喷涂制备钼基涂层，操作方便，能实现大面积喷涂，且涂层在高温振动环境下具有一定的阻尼性能，同时具有优异的力学性能。

本发明的目的之三是提供一种钼基涂层的应用，钼基涂层能提高高温管道的高温阻尼性能。

本发明实现目的之一所采用的方案是：一种钼基粉芯丝材，包括粉芯和丝材外皮，所述粉芯按照质量百分比计包括以下组分：碳化硅0％-10％，聚苯脂0％-10％，余量为钼，粉芯丝材外皮所用带材为Al-Mg合金带，粉芯丝材的填充率为29％-31％，粉芯丝材的直径为3.0mm。

上述技术方案中，所述钼为粉末，钼粉末的粒度为40-100目。

上述技术方案中，所述碳化硅为粉末，碳化硅粉末的粒度为40-100目。

上述技术方案中，所述聚苯脂为粉末，聚苯脂粉末的粒度为40-100目。

上述技术方案中，所述Al-Mg合金带的厚度为0.3mm。