[发明专利]电弧喷涂FeCrMoCBSi系非晶合金涂层用粉芯线材

说明书

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FeCrMoCBSi系非晶合金涂层用粉芯线材采用不锈钢外皮包裹粉芯；所述的粉芯线材的直径为2.0mm；所述的粉芯占粉芯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0.3mm×宽10mm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_0.1＞1260，500℃条件下的相对耐磨性为GCr15轴承钢球的5.3倍。 

附图说明

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图谱拟合图。 

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℃条件下的磨粒磨损测试曲线。 

具体实施方式

实施例1 

取用CrB粉末450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0.3mm×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28％。将U型槽合口，再经过拉丝模逐渐减径使其直径达到2.0mm。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0.5MP、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图谱拟合图(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