專利名稱：電弧噴涂低合金量Fe基非晶合金涂層用粉芯線材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電弧噴涂低合金量Fe基非晶合金涂層用粉芯線材，屬于 材料加工工程中的熱噴涂領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
非晶合金不具有晶體結(jié)構(gòu)，與其相同元素組成的多晶合金相比具有機(jī)械性 能優(yōu)異、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。其中，F(xiàn)e基非晶合金具有原料相對(duì)成本較 低、機(jī)械性能好和熱穩(wěn)定性能好等特點(diǎn)，已經(jīng)成為非晶合金系發(fā)展的一個(gè)重要 分支。非晶合金憑借其獨(dú)特而優(yōu)異的性能成為極具發(fā)展?jié)摿Φ暮辖鸩牧?但是, 由于制備條件的限制，非晶合金在工程領(lǐng)域還未得到大范圍的應(yīng)用，采用先進(jìn) 噴涂技術(shù)制備非晶合金涂層是將非晶合金推向工程應(yīng)用的有效手段。
近年來，國(guó)內(nèi)外針對(duì)熱噴涂技術(shù)制備非晶合金涂層的研究工作取得了一定 的成果，其中電弧噴涂技術(shù)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、可在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行大面 積噴涂等優(yōu)點(diǎn)，特別是采用粉芯線材電弧噴涂技術(shù)可以原位合成非晶合金涂 層，制備的涂層可以應(yīng)用于耐腐蝕、耐磨損等領(lǐng)域，已經(jīng)成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。 但是，由于這方面的工作開展時(shí)間較短，利用粉芯線材和電弧噴涂技術(shù)制備非 晶合金涂層的研究還不夠深入，現(xiàn)有粉芯線材，如電弧噴涂含NiB和CrB系非 晶涂層粉芯線材，配方制備成本相對(duì)較高，而且非晶形成能力有限。成^目對(duì) 較低、性能優(yōu)異的電弧噴涂低合金含量Fe基非晶合金涂層用粉芯線材的研發(fā) 具有重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電弧噴涂低合金量Fe基非晶合金涂層用粉芯 線材，該粉芯線材制備成本相對(duì)較低，整體配方具有較高的非晶形成能力，采用現(xiàn)有電弧噴涂技術(shù)可制備出組織結(jié)構(gòu)致密、熱穩(wěn)定性能好的Fe基非晶合金 涂層，其非晶相含量>70%，顯微硬度HV(n〉 1300。
本發(fā)明所提供的電弧噴涂低合金量Fe基非晶合金涂層用粉芯線材，采用 不銹鋼帶包裹粉芯；所述的線材的直徑為2. Omm;所述的粉芯占線材的質(zhì)量百 分比為25-42%;所述的粉芯的各成分及其質(zhì)量百分含量為硼鐵40-70%、 錳鐵1-5%、硅鐵5-15%、鉻粉1-20%、鉬鐵5-20%、碳化鉻5-15%,混 合稀土 1-5%。
本發(fā)明的制備方法采用現(xiàn)有的粉芯線材制備技術(shù)，包括以下步驟
1、 將規(guī)格為厚0.3mmx寬l0隱的不銹鋼帶軋成u型，向U型槽中加入所 述的粉芯粉末，填充率為25-42Wt.%;
2、 將U行槽合口，通過拉絲模逐道拉拔、減徑，最后得到直徑為2. Omm 的最終產(chǎn)品。
本發(fā)明具有以下有益效果
采用現(xiàn)有電弧噴涂技術(shù)可將本發(fā)明所提供的粉芯線材，制備成組織結(jié)構(gòu)致 密、熱穩(wěn)定性能好的Fe基非晶合金涂層，其非晶相含量>70%,顯微硬度HV(H > 1300。


圖1:實(shí)施實(shí)例1-5制備的低合金量Fe基非晶合金涂層的XRD圖鐠。 圖2:實(shí)施實(shí)例3制備的低合金量Fe基非晶合金涂層的XRD圖i普擬合圖。 圖3:實(shí)施實(shí)例2制備的低合金量Fe基非晶合金涂層的差熱分析曲線。 圖4:實(shí)施實(shí)例3制備的低合金量Fe基非晶合金涂層的截面微觀形貌。 圖5:實(shí)施實(shí)例4制備的低合金量Fe基非晶合金涂層的截面顯微硬度分 布圖。
圖6:實(shí)施實(shí)例1-5制備的低合金量Fe基非晶合金涂層的截面平均顯微硬度。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
取用硼鐵粉末450克；錳鐵粉末10克；硅鐵粉末90克；鉻粉2Q0克；鉬 鐵粉末150克；碳化鉻粉末80克；混合稀土 20克。將所取各種粉末放入混 粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘。選用規(guī)格為厚0. 3ramx寬iOmm的304L不銹鋼鋼帶，先 將其軋成U型，然后將混合粉末加入U(xiǎn)型的304L不銹鋼鋼帶槽中，填充率為 30%。將U型槽合口，再經(jīng)過拉絲模逐漸減徑使其直徑達(dá)到2. Omm。采用電弧 噴涂技術(shù)在Q235基體上制備涂層I ,噴涂電流180-200A、噴涂電壓30V、噴 涂氣壓0. 55MP、噴涂距離200咖。涂層I的XRD圖譜見圖1,圖中30° ~ 60 °區(qū)域有明顯的非晶衍射包。涂層的截面顯微硬度見圖6,其顯微硬度> 1300Hv。,u
實(shí)施例2
取用硼鐵粉末500克；錳鐵粉末15克；硅鐵粉末80克；鉻粉135克；鉬 鐵粉末17Q克；碳化鉻粉末7Q克；混合稀土 30克。將所取各種粉末放入混 粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘。選用規(guī)格為厚0. 3mmx寬iOmm的304L不銹鋼鋼帶，先 將其軋成U型，然后將混合粉末加入U(xiǎn)型的304L不銹鋼鋼帶槽中，填充率為 26 / 。將U型槽合口，再經(jīng)過拉絲模逐漸減徑使其直徑達(dá)到2. Omm。采用電弧 噴涂技術(shù)在Q235基體上制備涂層n,噴涂電流180-200A、噴涂電壓32V、噴 涂氣壓0.6MP、噴涂距離150mm。涂層II的XRD圖鐠見圖1，圖中30° ~ 60° 區(qū)域有明顯的非晶書f射包。涂層的差熱分析曲線見圖3,圖中顯示，非晶合金 涂層的晶化起始溫度為855K。涂層的截面顯微硬度見圖6,其顯微硬度> 1300Hv<u。
實(shí)施例3
取用硼鐵粉末550克；錳鐵粉末20克；硅鐵粉末60克；鉻粉150克；鉬鐵粉末14G克；碳化鉻粉末65克；混合稀土 15克。將所取各種粉末放入混 粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘。選用規(guī)格為厚0. 3mmx寬lOmm的304L不銹鋼鋼帶，先 將其軋成U型，然后將混合粉末加入U(xiǎn)型的304L不銹鋼鋼帶槽中，填充率為 38°/ 。將U型槽合口，再經(jīng)過拉絲模逐漸減徑使其直徑達(dá)到2. 0腿。采用電弧 噴涂技術(shù)在Q235基體上制備涂層m,噴涂電流180-200A、噴涂電壓32V、噴 涂氣壓0. 6MP、噴涂距離180mm。涂層ffl的XRD圖鐠見圖1，圖中30° -60° 區(qū)域有明顯的非晶衍射包。涂層的XRD圖i普擬合曲線見圖2,由圖2擬合結(jié)果 可知，涂層的非晶相含量為73. 8%。涂層的截面微觀形貌見圖4,圖中涂層的 截面組織均勻致密。涂層的截面顯微硬度見圖6，其顯微石t變〉1300Hv(u。 實(shí)施例4
取用硼鐵粉末600克；錳鐵粉末25克；硅鐵粉末50克；鉻粉80克；鉬 鐵粉末180克；碳化鉻粉末55克；混合稀土 10克。將所取各種粉末放入混 粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘。選用規(guī)格為厚0.3mmx寬iOmm的304L不銹鋼鋼帶，先 將其軋成U型，然后將混M末加入U(xiǎn)型的30札不銹鋼鋼帶槽中，填充率為 37%。將U型槽合口，再經(jīng)過拉絲模逐漸減徑使其直徑達(dá)到2. Omm。采用電弧 噴涂技術(shù)在Q235基體上制備涂層IV，噴涂電流180-200A、噴涂電壓30V、噴 涂氣壓0.65MP、噴涂距離160mm。涂層IV的XRD圖譜見圖1,圖中30° ~ 60 °區(qū)域有明顯的非晶衍射包。涂層的截面顯微硬度分布見圖5，圖中涂層在距 結(jié)合面不同距離處的顯微石^1非常均勻。
實(shí)施例5
取用硼鐵粉末650克；錳鐵粉末15克；硅鐵粉末50克；鉻粉40克； 鉬鐵粉末150克；碳化鉻粉末55克；混合稀土 40克。將所取各種粉末^LA 混粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘。選用規(guī)格為厚0. 3mmx寬lOmra的304L不銹鋼鋼帶， 先將其軋成U型，然后將混合粉末加入U(xiǎn)型的304L不銹鋼鋼帶槽中，填充率為41%。將U型槽合口，再經(jīng)過拉絲模逐漸減徑使其直徑達(dá)到2. Omm。采用電 弧噴涂技術(shù)在Q235基體上制備涂層V,噴涂電流180-200A、噴涂電壓32V、 噴涂氣壓0. 7MP、噴涂距離200咖。涂層V的XRD圖鐠見圖1,圖中30° ~ 60 °區(qū)域有明顯的非晶衍射包。涂層的截面顯微硬度見圖6，其顯微硬度〉 1300HV(u。
權(quán)利要求
1、一種電弧噴涂低合金量Fe基非晶合金涂層用粉芯線材，其特征在于，所述的粉芯線材采用不銹鋼帶包裹粉芯；所述的線材的直徑為2.0mm；所述的粉芯占線材的質(zhì)量百分比為25-42％；所述的粉芯的各組分及其質(zhì)量百分含量為硼鐵40-70％、錳鐵1-5％、硅鐵5-15％、鉻粉1-20％、鉬鐵5-20％、碳化鉻5-15％，混合稀土1-5％。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料加工工程中的熱噴涂領(lǐng)域。本發(fā)明的目的在于提供一種電弧噴涂低合金量Fe基非晶合金涂層用粉芯線材。本發(fā)明所提供的粉芯線材采用不銹鋼帶包裹粉芯；線材的直徑為2.0mm；粉芯占線材的質(zhì)量百分比為25-42％；粉芯的各組分及其質(zhì)量百分含量為硼鐵40-70％、錳鐵1-5％、硅鐵5-15％、鉻粉1-20％、鉬鐵5-20％、碳化鉻5-15％，混合稀土1-5％。本發(fā)明所提供的粉芯線材具有較高的非晶形成能力，采用電弧噴涂技術(shù)制備的涂層的組織結(jié)構(gòu)致密、熱穩(wěn)定性能好，其非晶相含量＞70％，顯微硬度HV_0.1＞1300。
文檔編號(hào)C23C4/06GK101619432SQ20091008771
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者盧蘭志, 紅 李, 輝 李, 李國(guó)棟, 栗卓新, 琪 魏 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)