專利名稱：一種含Ti(C,N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂絲材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含Ti(C,N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲材，還涉及這種絲材的制 備方法，該絲材主要可用于鍋爐三管等高溫高磨蝕環(huán)境下設(shè)施的表面防護(hù)。
背景技術(shù)：
采用電弧熱噴涂制作燃煤鍋爐受熱面管(水冷壁管、過熱器管、再熱器管，簡(jiǎn)稱鍋爐 "三管")的大面積防護(hù)涂層是一種經(jīng)濟(jì)、有效的防護(hù)工藝，由于這些設(shè)施的工況環(huán)境惡劣， 極易產(chǎn)生高溫沖蝕及腐蝕磨損，因此要求噴涂材料在高溫條件下依然具有很強(qiáng)的耐磨和抗 腐蝕性能，并形成有效的防護(hù)涂層，目前人們提出了多種不同的噴涂用材料，但在耐磨和 抗腐蝕等方面或多或少存在一些欠缺，因此有必要不斷開發(fā)出新的高性能的表面防護(hù)材料。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種含Ti(C,N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂 粉芯絲材，這種絲材經(jīng)過超音速電弧噴涂形成的涂層同金屬基體的結(jié)合強(qiáng)度高，耐高溫和 耐磨蝕性能好。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是 一種含Ti(C,N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲 材，其粉芯由下列各粉芯原料混合而成，各粉芯原料占粉芯的質(zhì)量百分比為
Ti (C， N)粉13 — 17%、 Cr粉16 — 20%、 Cr2C:,粉17 — 23%、 Ni粉9—13%、 Mo粉:1一3%、 Si-Fe粉:15-17%、 Mn-Fe粉:余量。
上述含Ti (C, N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲材的制備方法，包括下列步驟
(1) 按比例稱取各種粉芯原料；
(2) 將粉芯原料混合；
(3) 采用鋼帶包裹混合后的粉芯原料，形成粗絲材；
(4) 將粗絲材逐級(jí)減徑，形成成品絲材。本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明的粉芯原料配比得當(dāng)，其中Ni、 Mo具有良好的防腐 能力，Ti (C， N)、 02(::1等硬質(zhì)相防腐效果極佳，Cr在選定范圍內(nèi)具有不銹鋼的優(yōu)異性能， 而Fe、 Ni、 Mo的潤(rùn)濕性好，經(jīng)電弧噴涂特別是超音速電弧噴涂可以在金屬基材上形成連續(xù) 致密的防護(hù)涂層。這種防護(hù)涂層具有Ti (C， N)基金屬陶瓷的組織結(jié)構(gòu)和性能，并具備不 銹鋼的特征，同傳統(tǒng)硬質(zhì)合金相比，具有更高的硬度、紅硬性、耐磨性、抗月牙洼磨損能 力和高溫化學(xué)穩(wěn)定性，適應(yīng)于鍋爐三管等高溫環(huán)境下金屬設(shè)施的表面防護(hù)，根據(jù)申請(qǐng)人的
實(shí)驗(yàn)，其技術(shù)指標(biāo)為適應(yīng)溫度IOO(TC以上，平均維氏硬度900—1000HVo.,、結(jié)合強(qiáng)度
》50MPa。
具體實(shí)施例方式
制備本發(fā)明絲材的具體方法是
(1) 按比例稱取各種粉芯原料，所述各種粉芯原料應(yīng)呈粉狀，優(yōu)選80—200目，可 以采用市售的粉料，對(duì)于較粗的粉料可以通過球磨、氣流粉碎等方式實(shí)現(xiàn)所需的目數(shù)；
(2) 將稱取的各種粉芯原料混合，可以依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)混合后的粉芯原料進(jìn)行烘干， 例如150度下烘干時(shí)間2小時(shí)左右；
(3) 采用不銹鋼等鋼帶包裹混合后的粉芯原料，形成粗絲材，加粉系數(shù)(絲材中所 述混合后的粉芯原料占絲材總重量的百分比)可以是25—48%，包裹前可以依據(jù)現(xiàn)有技術(shù) 對(duì)鋼帶進(jìn)行表調(diào)和烘干；
(4) 采用拉拔或軋絲等方式將封閉后的粗絲材逐級(jí)減徑，形成所需直徑(例如(J) 2.0mm)的成品絲材；
(5) 將成品絲材繞制成出廠所需的盤狀，經(jīng)計(jì)量和包裝后形成可以出廠的產(chǎn)品。 上述各步驟中的各具體實(shí)施方式
，不以其它各步驟的具體實(shí)施方式
為前提。 所述Ti (C， N)粉占粉芯的優(yōu)選質(zhì)量百分比范圍是14一16%，進(jìn)一步的優(yōu)選值是
15%。
所述Cr粉占粉芯的優(yōu)選質(zhì)量百分比范圍是17—19%，進(jìn)一步的優(yōu)選值是18%。 所述Cr"2C:,粉占粉芯的優(yōu)選質(zhì)量百分比范圍是19_21%，進(jìn)一步的優(yōu)選值是20%。
5所述Ni粉占粉芯的優(yōu)選質(zhì)量百分比范圍是10—12%，進(jìn)一步的優(yōu)選值是11%。 所述MO粉占粉芯的優(yōu)選范圍是1.5 — 2.5%，進(jìn)一步的優(yōu)選值是2%。
所述Si-Fe粉占粉芯質(zhì)量百分比的優(yōu)選值是16%。
上述各粉芯原料占粉芯質(zhì)量百分比的優(yōu)選范圍或優(yōu)選值不受其它粉芯原料占粉芯質(zhì)量 百分比的影響.
當(dāng)粉芯原料采用上述優(yōu)選質(zhì)量百分比時(shí)，獲得一種優(yōu)選的粉芯原料質(zhì)量百分比范圍
Ti (C， N)粉14一16%、 Cr粉17 — 19%、 CrA粉:19 — 21%、 Ni粉10—12%、 Mo 粉1.5 — 2. 5%、 Si-Fe粉15-17%、 Mn-Fe粉余量。
當(dāng)各粉芯原料均采用上述進(jìn)一步的優(yōu)選值時(shí)，獲得一種優(yōu)選的粉芯原料配比(以各原 料占粉芯的質(zhì)量百分比計(jì))Ti (C， N)粉15%、 Cr粉18%、 Cr2C:,粉20%、 Ni粉11%、 Mo粉:2%、 Si-Fe粉:16%、 Mn-Fe粉:余量。
下面，給出幾種粉芯原料配比的實(shí)施例，依據(jù)這些實(shí)施例制備的絲材均能達(dá)到前面所
述的技術(shù)指標(biāo) 實(shí)施例1:
Ti (C， N)粉15kg、 Cr粉:18kg、 02"粉:20kg、 Ni粉:llkg、 Mo粉:2kg、 Si-Fe 粉15kg、 Mn-Fe粉:19kg。
實(shí)施例2:
Ti (C， N)粉14kg、 Cr粉:19kg、 Cr2C:L 19kg、 Ni粉12kg、 Mo粉:2. 5kg、 Si-Fe 粉16.5kg、 Mn-Fe粉17kg。 實(shí)施例3:
Ti (C， N)粉16kg、 Cr粉:17kg、 02"粉:21kg、 Ni粉:10kg、 Mo粉:1. 5kg、 Si-Fe 粉16kg、 Mn-Fe粉18.5kg。 實(shí)施例4:
Ti (C， N)粉13kg、 Cr粉:20kg、 Cr2d 17kg、 Ni粉:13kg、 Mo粉:lkg、 Si-Fe 粉16kg、 Mn-Fe粉:20kg。實(shí)施例5:
Ti (C, N)粉17kg、 Cr粉:16kg、 CrA粉:23kg、 Ni粉:9kg、 Mo粉:3kg、 Si-Fe 粉17kg、 Mn-Fe粉15kg。
權(quán)利要求
1.一種含Ti(C，N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于其粉芯由下列各粉芯原料混合而成，各粉芯原料占粉芯的質(zhì)量百分比為Ti(C，N)粉13-17％、Cr粉16-20％、Cr2C3粉17-23％、Ni粉9-13％、Mo粉1-3％、Si-Fe粉15-17％、Mn-Fe粉余量。
2. 如權(quán)利要求1所述的含Ti(C，N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于各 粉芯原料占粉芯的質(zhì)量百分比為Ti (C， N)粉14_16%、 Cr粉17_19%、 Cr2C:,粉 19 — 21%、 Ni粉:10 — 12%、 Mo粉:1.5—2.5%、 Si-Fe粉:15-17%、 Mn-Fe粉:余量。
3. 如權(quán)利要求1所述的含Ti(C，N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于所 述Ti (C， N)粉占粉芯的質(zhì)量百分比范圍是14_16%。
4. 如權(quán)利要求1所述的含Ti(C,N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于所 述Cr粉占粉芯的質(zhì)量百分比范圍是17_19%。
5. 如權(quán)利要求1所述的含Ti(C,N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于所 述Cr2C:,粉占粉芯的質(zhì)量百分比范圍是19一21%。
6. 如權(quán)利要求1所述的含Ti(C,N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于所 述Ni粉占粉芯的質(zhì)量百分比范圍是10_12%。
7. 如權(quán)利要求1所述的含Ti(C,N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于所 述Mo粉占粉芯的質(zhì)量百分比范圍是1.5 — 2.5%。
8. 如權(quán)利要求1所述的含Ti(C,N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲材，其特征在所述 各粉芯原料占粉芯的質(zhì)量百分比為Ti (C, N)粉15%、 Cr粉18%、 CrA粉20%、 Ni粉11%、 Mo粉2%、 Si-Fe粉16%、 Mn-Fe粉余量。
9. 如權(quán)利要求l、 2、 3、 4、 5、 6、 7或8所述的含Ti(C，N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂 粉芯絲材的制備方法，其特征在于包括下列步驟(1) 按比例稱取所述的各種粉芯原料；(2) 將各種粉芯原料混合；(3) 采用鋼帶包裹混合后的粉芯原料，形成粗絲材；(4) 將粗絲材逐級(jí)減徑，形成成品絲材。
10.如權(quán)利要求9所述的含Ti (C， N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲材的制備方法，其 特征在于所述各種粉芯原料為80 —200目粉料，在步驟(2)中對(duì)混合后的粉芯原料進(jìn)行烘 干，步驟(3)中采用的鋼帶為不銹鋼鋼帶，在包裹前鋼帶進(jìn)行表調(diào)和烘干，加粉系數(shù)是 25_48%，步驟(4)中，采用拉拔或軋絲方式對(duì)粗絲材逐級(jí)減徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含Ti(C，N)硬質(zhì)相的強(qiáng)耐磨電弧噴涂粉芯絲材及其制備方法。該絲材的各種粉芯原料占粉芯的質(zhì)量百分比為Ti(C，N)粉13-17％、Cr粉16-20％、Cr₂C₃粉17-23％、Ni粉9-13％、Mo粉1-3％、Si-Fe粉15-17％、Mn-Fe粉余量。該制備方法包括下列步驟(1)按比例稱取所述的各種粉芯原料；(2)將各種粉芯原料混合；(3)采用鋼帶包裹混合后的粉芯原料，形成粗絲材；(5)將粗絲材逐級(jí)減徑，形成成品絲材。這種絲材經(jīng)電弧噴涂特別是超音速電弧噴涂可以在金屬基材上形成連續(xù)致密的防護(hù)涂層，該防護(hù)涂層具有Ti(C，N)基金屬陶瓷的組織結(jié)構(gòu)和性能，并具備不銹鋼特征，更高的硬度、紅硬性、耐磨性、抗月牙洼磨損能力和高溫化學(xué)穩(wěn)定性，主要用于鍋爐三管等高溫高磨蝕環(huán)境下設(shè)備的表面防護(hù)。
文檔編號(hào)C23C4/06GK101492801SQ200910078710
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2009年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日
發(fā)明者曾德福, 胡小海 申請(qǐng)人:北京球冠科技有限公司