專利名稱：Ni-Al雙金屬復(fù)合材料實芯絲材制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種Ni-Al雙金屬復(fù)合材料實芯絲材的制備方法，屬于材料加工工程中的熱噴涂領(lǐng)域，應(yīng)用 于熱噴涂涂層噴涂前打底材料，其成品主要應(yīng)用于電廠鍋爐管壁和鍋爐"四管"的防腐、耐磨等各方面， 可以提高噴涂其他保護用涂層的性能和噴涂質(zhì)量。
背景技術(shù)：
熱噴涂技術(shù)是利用不同的熱源來加熱各種被噴涂的材料(如金屬、合金、陶瓷、塑料以及復(fù)合材料等) 至熔融狀態(tài)，并借助于霧化氣流的加速使其形成"微粒霧流"，高速噴射到經(jīng)過表面預(yù)處理的工件上，形 成與基體緊密結(jié)合的堆積狀噴涂涂層的技術(shù)。電弧噴涂中最終要的影響噴涂質(zhì)量的因素就是噴涂絲材的使 用，這對保證噴涂質(zhì)量和日后的使用效果都至關(guān)重要。電弧噴涂材料主要包括實芯絲材和有芯絲材(管狀 線材)兩種。按照材料種類來分，常用的電弧噴涂線材主要包括鎳和鎳合金、鋅和鋅合金、鋁和鋁合金、 鐵和鐵合金、銅合銅合金等種類。為提高噴涂質(zhì)量，目前，Ni絲、Al絲及Ni-Al合金絲在工程中得到比較 廣泛應(yīng)用。
鎳的熔點約為1454'C，是一種強而籾的鐵磁性金屬。電弧噴涂純鎳涂層通常用于機械零部件高溫和耐 腐蝕，例如泵的柱塞赫套筒、軸等。鎳鋁合金絲材通常主要適用于電弧噴涂用。常規(guī)使用的電弧噴涂Ni-Al 合金絲Ni、 Al含量比主要有兩種，包括Al質(zhì)量分數(shù)為4.5-5.5%和Al質(zhì)量分數(shù)為18-22%兩種，其分別 被命名為NiA15和NiAllO。
鎳鋁合金絲材的主要用途是作為電弧噴涂時的底層材料，存在于基體與工作層之間，良好的金屬冶金 結(jié)合性能既提高了與基體的結(jié)合力又提供了一個粗糙的表面給工作層，因而鎳鋁合金噴涂層與基體結(jié)合強 度的高低直接影響工作層的使用。電弧噴涂鎳鋁合金涂層致密，涂層具有抗高溫氧化、耐熱沖擊和抗擦傷 的性能，結(jié)合強度可以達到50MPa以上，可用于曲軸、軸類部件、機床導(dǎo)軌、缸件、柱塞、印刷輥、飛機 發(fā)動機零部件等的噴涂強化用打底層材料。
在制備Ni-Al合金涂層的過程中，由于鎳鋁兩相元素的比重差別大，因而在冶煉時很容易造成比重偏 析，致使冶金熔融困難，影響涂層質(zhì)量；在制備涂層時，提高合金中鋁的含量后，會造成合金變硬變脆， 難以拉拔、減徑制成絲材，嚴重影響了鋅鋁涂層的應(yīng)用和發(fā)展。針對這種狀況，目前也出現(xiàn)了鎳鋁粉芯噴 涂絲，但這種合金粉制備的粉芯絲材由于受填充率限制，粉芯絲材中Al的含量只有4-15%，即絲材中的 八1含量不能超過15%，無法達到鎳鋁的最佳含量比，而本發(fā)明專利所設(shè)計的雙金屬復(fù)合絲材的制備方法， 利用鎳帶包覆實芯鋁絲的方法，在噴涂加熱的過程中是兩種金屬熔融在一起，達到制備雙金屬合金性能的 涂層，且其中鋁含量可達到20%,有效地解決了八1含量不得高于15%這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要達到的最終目的是用本發(fā)明所述的方法可以制備出一種Ni-Al 二元金屬合金熱噴涂用實
芯絲材，其制備方法簡單，制備效率高。應(yīng)用這種實芯絲材，可以在噴涂過程中，在加熱條件下是兩種金
屬熔融，從而制備出Ni-Al合金涂層，其涂層抗腐蝕性能良好，是很好的打底用熱噴涂材料，其提高了工 作涂層于基體的結(jié)合強度，從而提高了工作涂層的工作質(zhì)量。解決轉(zhuǎn)爐煙罩管壁產(chǎn)生高溫氧化和耐熱沖擊 問題，確保煉鋼廠轉(zhuǎn)爐的安全運行。本發(fā)明可以提高金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件和裝置部件在嚴酷的熱沖擊環(huán)境中的使 用性能、延長服役壽命。
本發(fā)明所提供一種制備熱噴涂用Ni-Al雙金屬實芯絲材的方法，其特征在于，制備方法簡單、效率高， 所述的實芯絲材藥粉成分質(zhì)量百分含量范圍如下 Al: 5~20%, Ni:余量。本發(fā)明的制備方法采用現(xiàn)有技術(shù)，包括以下步驟-
1) 芯部材料為1.6 2.0mm不同直徑的鋁絲。
2) 外皮材料為含鋁量約為10% (質(zhì)量分數(shù))的鎳鋁合金帶和純鎳帶，表面經(jīng)過徹底清理后，利用粉 芯絲材制造機加工成所需直徑的鎳鋁雙金屬復(fù)合絲材。
將厚度為0.3~0.5mm的外皮材料裁成10~14mm的帶材，按照粉芯絲材的加工步驟，經(jīng)過包絲機的三 組軋輥逐步滾壓成"U"型的截面；此時用上述一種芯部絲材送入"U"型帶中，取代粉芯絲材加工過程 中的自動送份器，然后通過包絲機的對接輥將"U"型帶軋合形成搭接接頭將實心絲包裹，經(jīng)過三道后續(xù) 壓輥將"U"帶逐步壓合成"O"型并壓實，此時"O"型復(fù)合線材被送入拉絲機經(jīng)8~14道拉拔逐漸減徑 成所需直徑的成品鎳鋁雙金屬復(fù)合絲。


圖l:雙金屬實芯絲材的工藝簡圖
具體實施例方式
所有實施例噴涂絲材采用粉芯絲材成型機制備 實施例1
外包鎳鋁合金帶選用10X0.4 (寬10mm，厚0.4mm)的Ni合金帶，按照本發(fā)明將其軋成"U"形。 在"U"形外皮進入對接軋輥前，將d)1.0mm的實心鎳絲送入"U"型槽中，通過對接軋輥后，U形槽合 口，填充率為95%。然后實行多道拉拔、減徑，最終形成4)2.0mm雙金屬復(fù)合絲。該鎳鋁復(fù)合絲的特征為 鋁含量5% (質(zhì)量分數(shù))。
實施例2
外包帶選用10X0.4 (寬10mm,厚0.4mm)的Ni帶，按照本發(fā)明將鎳帶軋成"U"形。在"U"形外 皮進入對接軋輥前，將4)1.0mm的實心鎳絲送入"U"型槽中，通過對接軋輥后，U形槽合口，填充率為 75%。然后實行多道拉拔、減徑，最終形成4)2.0mm雙金屬復(fù)合絲。該鎳鋁復(fù)合絲的特征為鋁含量為22% (質(zhì)量分數(shù))。
權(quán)利要求
1、一種Ni-Al雙金屬復(fù)合材料實芯絲材的制備，其成品屬于火力發(fā)電工程電弧噴涂使用噴涂實芯絲材，屬于噴涂用打底材料，其特征在于，所述的絲材外皮為Ni帶，所述的實芯絲材藥粉成分質(zhì)量百分含量范圍如下Al5～20％，Ni余量。
全文摘要
一種Ni-Al雙金屬復(fù)合材料實芯絲材的制備方法，屬于材料加工工程中的熱噴涂領(lǐng)域，用于噴涂打底作用。其成品主要應(yīng)用于電廠鍋爐管壁和鍋爐“四管”的防腐、耐磨等各方面，可以提高噴涂其他保護用噴涂涂層的噴涂質(zhì)量和涂層應(yīng)用效果。應(yīng)用本發(fā)明制備方法制備絲材，工藝過程簡單，生產(chǎn)效率高，且制備出的實芯絲材質(zhì)量優(yōu)異，噴涂效果很好。本發(fā)明為一種Ni-Al雙金屬復(fù)合材料實芯絲材的制備方法，其特征在于，所述的粉芯成分質(zhì)量百分含量范圍如下Al5～20％，Ni余量。本發(fā)明所制備出的材料主要應(yīng)用領(lǐng)域在火力發(fā)電電場鍋爐的管道維護、船舶制造以及海洋工程等大型鋼架結(jié)構(gòu)的防腐材料。
文檔編號C23C4/08GK101413096SQ20071016354
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月15日
發(fā)明者胡為峰, 爽 葛 申請人:北京賽億表面工程技術(shù)有限公司