专利名称：：电弧喷涂FeCrMoCBSi系非晶合金涂层用粉芯线材的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种电弧喷涂FeCrMoCBSi系非晶合金涂层用粉芯线材，属于材料加工工程中的热喷涂领域。
背景技术：
：采用电弧喷涂技术对工业领域的受磨损、受腐蚀设备进行大面积防护喷涂是一种经济、有效的防护工艺，目前研究者已提供了多种喷涂用材料，但在磨损和腐蚀防护方面或多或少存在一些缺陷，新型喷涂丝材的开发势在必行。非晶合金不具有晶体结构，与其相同元素组成的多晶合金相比具有机械性能优异、耐磨损、耐腐蚀等优点。其中，Fe基非晶合金具有原料相对成本较低、机械性能好和热稳定性能好等特点，已经成为非晶合金系发展的一个重要分支。非晶合金凭借其独特而优异的性能成为极具发展潜力的合金材料，但是，由于制备条件的限制，非晶合金在工程领域还未得到大范围的应用，采用先进喷涂技术制备非晶合金涂层是将非晶合金推向工程应用的有效手段。近年来，国内外针对热喷涂技术制备非晶合金涂层的研究工作取得了一定的成果，其中电弧喷涂技术具有设备简单、操作方便、可在施工现场进行大面积喷涂等优点，特别是采用粉芯线材电弧喷涂技术可以原位合成非晶合金涂层，已经成为当前的研究热点。但是，由于这方面的工作开展时间较短，利用粉芯线材和电弧喷涂技术制备非晶合金涂层的研究还不够深入，现有粉芯线材的配方，如电弧喷涂含NiB系和CrB系非晶合金涂层用粉芯线材，其非晶形成能力有限。基于非晶形成能力理论研究的电弧喷FeCrMoCBSi系非晶合金涂层用粉芯线材的开发具有重大意义。
发明内容本发明的目的在于提供一种电弧喷涂FeCrMoCBSi系非晶合金涂层用粉芯线材，该粉芯线材配方具有较高的非晶形成能力，利用该粉芯线材可制备出组织结构致密、热稳定性能好的FeCrMoCBSi系非晶合金涂层，涂层非晶相含量高、硬度高、耐磨损性能好，能有效的防护工业领域中受磨损、受腐蚀的金属部件，延长其使用寿命。本发明所提供的电弧喷涂FeCiMoCBSi系非晶合金涂层用粉芯线材采用不锈钢外皮包裹粉芯；所述的线材的直径为2.Omm;所述的粉芯占线材的质量百分比为28-42%;所述的粉芯的各组分及其质量百分含量为CrB:40-70%、硅铁4-20%、铬粉1-6%、钼铁10-20%、高碳铬铁1-5%、碳化铬5-15%,混合稀土0-5%。本发明的制备方法采用现有的粉芯线材制备技术，包括以下步骤1、将规格为厚0.3mmx宽l0mm的不锈钢带轧成u型，向U型槽中加入所述的粉芯粉末，填充率为28-42Wt%;2、将U行槽合口，通过拉丝模逐道拉拔、减径，最后得到直径为2.0mm的最终产品。本发明具有有益效果采用现有电弧喷涂技术可将本发明所提供的粉芯线材，制备成组织结构致密、热稳定性能好的FeCrMoCBSi系非晶合金涂层，其非晶相含量>70%,显微硬度HV。,i>1260，50(TC条件下的相对耐磨性为GCrl5轴承钢球的5.3倍。图1、实施实例1制备的FeCrMoCBSi系非晶合金涂层的XRD图谱。图2、实施实例1制备的FeCrMoCBSi系非晶合金涂层的XRD图i普拟合图。图3、实施实例2制备的FeCrMoCBSi系非晶合金涂层的差热分析曲线。图4、实施实例3制备的FeCrMoCBSi系非晶合金涂层的截面微观形貌。图5、实施实例4制备的FeCrMoCBSi系非晶合金涂层的截面显微硬度分布图。图6、实施实例5制备的FeCrMoCBSi系非晶合金涂层在500。C条件下的磨粒磨损测试曲线。具体实施例方式实施例1取用CrB粉末CO克、硅铁粉末200克、铬粉50克、钼铁200、高碳铬铁粉末20克、碳化铬粉末80克。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟。选用规格为厚0.3mmx宽lOmm的3(ML不锈钢钢带，先将其轧成U型，然后将混合粉末加入U型的304L不锈钢钢带槽中，填充率为28%。将U型槽合口，再经过拉丝模逐渐减径使其直径达到2.Omm。采用电弧喷涂技术在Q235基体上制备涂层，喷涂电流180-200A、喷涂电压30V、喷涂气压O.5MP、喷涂距离150mm。从涂层的XRD图谱(图1)可见，30°~60°区域有明显的非晶衍射包。从涂层的XRD图镨拟合图(图2)可知，涂层的非晶相含量为73.2%。涂层的显微硬度及相对耐磨粒磨损性能见表1。实施例2取用CrB粉末500克、硅铁粉末150克、铬粉40克、钼铁180、高碳铬铁粉末10克、碳化铬粉末110克、混合稀土粉末10克。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟。选用规格为厚0.3mmx宽10mm的304L不锈钢钢带，先将其轧成U型，然后将混合粉末加入U型的304L不锈钢钢带槽中，填充率为34%。将U型槽合口，再经过拉丝模逐渐减径使其直径达到2.Omm。采用电弧喷涂技术在Q235基体上制备涂层，喷涂电流180-200A、喷涂电压32V、喷涂气压0.6MP、喷涂距离200mm。涂层的差热分析曲线(图3)显示，非晶合金涂层的晶化起始温度为853K。涂层的显微硬度及相对耐磨粒磨损性能见表1。实施例3取用CrB粉末550克、硅铁粉末120克、铬粉30克、钼铁160、高碳铬铁粉末15克、碳化铬粉末125克。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟。选用规格为厚0.3mmx宽iOmm的30札不锈钢钢带，先将其轧成U型，然后将混合粉末加入U型的304L不锈钢钢带槽中，填充率为38%。将U型槽合口，再经过拉丝模逐渐减径使其直径达到2.Omm。釆用电弧喷涂技术在Q235基体上制备涂层，喷涂电流180-200A、喷涂电压30V、喷涂气压0.55MP、喷涂距离150mm。由涂层的截面《敫观形貌(图4)可见，涂层的截面组织均匀致密。涂层的显微硬度及相对耐磨粒磨损性能见表1。实施例4取用CrB粉末600克、硅铁粉末80克、铬粉20克、钼铁140、高碳铬铁粉末25克、碳化铬粉末135克。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟。选用规格为厚O.3隱x宽10mm的304L不锈钢钢带，先将其轧成U型，然后将混合粉末加入U型的304L不锈钢钢带槽中，填充率为40°/。。将U型槽合口，再经过拉丝模逐渐减径使其直径达到2.Omm。采用电弧喷涂技术在Q235基体上制备涂层，喷涂电流180-200A、喷涂电压30V、喷涂气压0.65MP、喷涂距离200咖。由涂层的截面显微硬度分布(图5)可知，涂层在距结合面不同距离处的显微硬度均大于1260HV。」。涂层的显微硬度及相对耐磨粒磨损性能见表1。实施例5取用CrB粉末650克、硅铁粉末40克、铬粉30克、钼铁120、高碳铬铁粉末10克、碳化铬粉末150克。将所取各种粉末-文入混粉机内混合10分钟。选用规格为厚O.3mrax宽i0mm的304L不锈钢钢带，先将其轧成U型，然后将混合粉末加入U型的304L不锈钢钢带槽中，填充率为41%。将U型槽合口，再经过拉丝模逐渐减径使其直径达到2.Omm。釆用电弧喷涂技术在Q235基体上制备涂层，喷涂电流180-200A、喷涂电压32V、喷涂气压0.60MP、喷涂距离150隨。由涂层在500。C条件下的磨粒磨损测试曲线(图6)可知，涂层与轴承钢GCrl5相比有优异的耐磨性。涂层的显微硬度及相对耐磨粒磨损性能见表l。表l所打显孩O更度均采用HXD-1000型显^U更度计，载荷为100g，加栽时间15s,对喷涂层取十点打显微硬度，最后得出该涂层的平均显微硬度值。磨粒磨损实验在HAWM-1型高温磨粒磨损试验装置上进行。试样采用覆有涂层的球形试样，试样上方施加载荷，利用球形试样滚动时对磨粒碾压产生的碰撞、摩擦、挤压和凿削作用来测试涂层的耐高温磨粒磨损性能。选择从市场上购买的GCrl5轴承钢球作为对比试样，磨损实验之前，除清洗称重外不做任何处理直接使用。实验参数如下转速为75r/min;载荷为30N;磨粒为16目的棕刚玉，每次用量为300克；测试温度为500。C;每次测试2小时并更换新磨粒，共测10小时。材料的耐磨性能用单位面积磨损量衡量，用精度为0.OOOlg的AL204型电子天平称量。如表l所示，采用本发明所提供的粉芯线材制备的FeCrMoCBSi系非晶合金涂层的显微硬度HV。,t〉1260，50(TC条件下测试10小时的相对耐磨性可达到GCrl5轴承钢球的5.3倍。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1、一种电弧喷涂FeCrMoCBSi系非晶合金涂层用粉芯线材，其特征在于，所述的粉芯线材采用不锈钢外皮包裹粉芯；所述的线材的直径为2.0mm；所述的粉芯占线材的质量百分比为28-42％；所述的粉芯的各组分及其质量百分含量为CrB40-70％、硅铁4-20％、铬粉1-6％、钼铁10-20％、高碳铬铁1-5％、碳化铬5-15％，混合稀土0-5％。全文摘要本发明属于材料加工工程中的热喷涂领域。本发明目的在于提供一种电弧喷涂FeCrMoCBSi系非晶合金涂层用的粉芯线材。本发明所提供的粉芯线材采用不锈钢外皮包裹粉芯；线材的直径为2.0mm；粉芯占线材的质量百分比为28-42％；粉芯的各组分及其质量百分含量为CrB40-70％、硅铁4-20％、铬粉1-6％、钼铁10-20％、高碳铬铁1-5％、碳化铬5-15％，混合稀土0-5％。本发明粉芯线材具有较高的非晶形成能力，采用电弧喷涂制备的涂层组织结构致密、热稳定性能好，其非晶相含量＞70％，显微硬度HV<sub>0.1</sub>＞1260。文档编号C23C4/06GK101619433SQ20091008771公开日2010年1月6日申请日期2009年6月19日优先权日2009年6月19日发明者卢兰志,红李,辉李,李国栋,栗卓新,琪魏申请人:北京工业大学