专利名称：一种氧化铝陶瓷热喷涂药芯焊丝的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热喷涂技术，特别涉及陶瓷药芯焊丝热喷涂技术。
背景技术：
热喷涂是制备涂层的一类方法，已成为材料表面防护与强化的新技术之一，它是利用热源将喷涂材料加热熔化或软化，以一定速度喷射到基体表面，形成涂层。其基体几乎可以是各种材料，包括金属、陶瓷、玻璃等无机材料以及塑料、木材、纸张、布匹等有机材料， 而且不限工件尺寸，大到铁塔、桥梁，小到机械零件均可采用热喷涂制备涂层。喷涂材料可以是金属材料，也可以是陶瓷等无机非金属材料以及陶瓷一金属复合材料。目前，陶瓷热喷涂主要采用粉末喷涂、实芯焊丝喷涂和陶瓷棒喷涂。粉末喷涂由于送粉不均勻、不稳定，熔化程度不均勻，喷涂到基体上造成夹生，涂层结合强度低，热能利用率低，沉积效率低，气孔率高。实芯焊丝喷涂所用的实芯焊丝需要熔炼和轧制，制造工艺复杂，而且成分是固定不变的。陶瓷棒喷涂需要经常更换陶瓷棒，工作效率低，难于实现自动化，而且由于陶瓷棒没有熔化的末梢喷到涂层表面影响涂层质量，且浪费大。目前，国内尚无Al2O3陶瓷热喷涂药芯焊丝，国外俄罗斯和法国有相关生产陶瓷热喷涂软线的报道，而不是陶瓷热喷涂药芯焊丝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、结合强度高的氧化铝陶瓷热喷涂药芯焊丝。 本发明主要是以Al2O3为主要涂层材料，以Ni粉、La2O3和石墨为辅助材料的热喷涂陶瓷药芯焊丝。本发明的陶瓷药芯焊丝，其药芯化学成分的质量百分比(wt%)为=Al2O3 85 - 95、 Ni粉2 — 5,La2O3 1 一 5、石墨2 — 5，粉末粒度为_12(Γ+80目。将上述原料放入搅拌机混合均勻，外皮采用Η08低碳钢钢带，采用药芯焊丝生产设备，经卷曲、拉拔出外径为F4 - F6 的陶瓷药芯焊丝，药粉填充率为40%。使用时喷涂距离控制在80-120mm，涂层厚度为0. 1 一 0. 4mm。本发明陶瓷药芯焊丝控制较高的Al2O3含量，经喷涂后生成Al2O3的表面涂层，保证堆焊金属具有较高的硬度，起到耐高温、抗氧化、耐腐蚀、抗磨损作用；低碳钢
钢带在喷涂过程中溶化后经喷射到基体表面，与基体表面具有良好的冶金结合，形成一定厚度的结合层，提高了基体与陶瓷层之间的结合强度；添加M粉可以增加Al2O3涂层的致密性和韧性；添加少量的石墨一方面可以通过冶金过程进入到结合层，在结合层起到增碳的作用，提高结合层的强度，另一方面在高温下，石墨与氧反应，起到脱氧剂的作用，同时，石墨的加入还能改善原料在拉拔过程的流动性，使拉拔过程中的药芯焊丝易于变形，避免卡丝、断丝现象的发生；添加少量的La2O3可以细化结合层的显微组织，增强了 Al2O3和低碳钢基体之间的结合力。本发明与现有技术相比具有如下优点1、制备方法简单，成本低。2、喷涂涂层与低碳钢基体之间具有较大的结合强度达到20 - 25MPa,喷涂涂层具有较高的硬度，达到800 - 1200HV，并且具有较高的耐磨性，
3、采用本发明的Al2O3陶瓷热喷涂药芯焊丝，可以修复报废的轴、齿类零部件，恢复其尺寸、形状，并获得更优异的表面力学性能，特别是具有较高的耐腐蚀性能，从而使其具有更高的使用寿命。
具体实施例方式实施例1
取Al2O3 95kg、Ni粉2 kg,La2O3 1 kg、石墨2kg。粉末粒度为_12(Γ+80目。将上述原料放入搅拌机混合均勻，外皮采用Η08低碳钢钢带，采用药芯焊丝生产设备，经卷曲、拉拔出外径为F6的陶瓷药芯焊丝，药粉填充率为40%。使用时喷涂距离控制在120mm，涂层厚度为0. Imm0该陶瓷药芯焊丝的喷涂涂层与低碳钢基体之间的结合强度为20MPa，喷涂涂层硬度为 1200HV。实施例2:
取Al2O3 90 kg、Ni粉4 kg、La2O3 2 kg、石墨4kg。粉末粒度为_12(Γ+80目。将上述原料放入搅拌机混合均勻，外皮采用Η08低碳钢钢带，采用药芯焊丝生产设备，经卷曲、拉拔出外径为F5的陶瓷药芯焊丝，药粉填充率为40%。使用时喷涂距离控制在100mm，涂层厚度为0. 2mm。该陶瓷药芯焊丝的喷涂涂层与低碳钢基体之间的结合强度为22MPa，喷涂涂层硬度为1000HV。实施例3:
取Al2O3 85 kg、Ni粉5 kg、La2O3 5 kg、石墨5kg。粉末粒度为_12(Γ+80目。将上述原料放入搅拌机混合均勻，外皮采用Η08低碳钢钢带，采用药芯焊丝生产设备，经卷曲、拉拔出外径为F4的陶瓷药芯焊丝，药粉填充率为40%。使用时喷涂距离控制在80mm，涂层厚度为0.4 mm。该陶瓷药芯焊丝的喷涂涂层与低碳钢基体之间的结合强度为25MPa，喷涂涂层硬度为800HV。
权利要求
1.一种氧化铝陶瓷热喷涂药芯焊丝，其特征在于其化学成分的重量百分比为wt%: Al2O3 85 — 95、Ni 粉 2 — 5、La2O3 1 — 5、石墨 2 — 5。
2.根据权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷热喷涂药芯焊丝，其特征在于上述原料的粉末粒度为-120 +80目。
3.上述氧化铝陶瓷热喷涂药芯焊丝的使用方法，其特征在于喷涂距离控制在80-120mm，涂层厚度为0. 1 — 0. 4謹。
全文摘要
一种氧化铝陶瓷热喷涂药芯焊丝，其化学成分的重量百分比为wt%Al2O385－95、Ni粉2－5、La2O31－5、石墨2－5，粉末粒度为-120~+80目。将上述原料放入搅拌机混合均匀，外皮采用H08低碳钢钢带，采用药芯焊丝生产设备，经卷曲、拉拔出外径为F4－F6的陶瓷药芯焊丝。使用时喷涂距离控制在80-120mm，涂层厚度为0.1－0.4mm。本发明的优点是成本低，喷涂涂层与低碳钢基体之间具有较大的结合强度，达到20－25MPa，在一定喷涂距离范围喷涂涂层具有较高的硬度，达到800－1200HV，并且具有较高的耐磨性。
文档编号C23C4/10GK102398126SQ20111036337
公开日2012年4月4日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者周野飞, 杨庆祥, 杨育林, 齐效文 申请人:燕山大学