[发明专利]一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝及其制备和应用

说明书

本发明公开一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝，具有外皮和填充在外皮内的药芯，其特征在于，所述外皮为1系铝合金；所述药芯为所述药芯焊丝质量的23％‑38％；所述药芯种各成分按重量百分比如下：Ti：67‑73％，B₄C：25‑30％，余量活性炭。本发明提供的药芯焊丝可制备原位生成的亚微米级TiB₂‑TiC双颗粒强化的铝基涂层，涂层平整致密，与金属基体结合良好，具有良好的耐磨性能和优秀的抗氧化性能，可广泛应用于工业磨损中的有效表面防护和失效工件修复。

技术领域

本发明属于表面工程技术领域，具体地说是涉及一种耐磨损防护涂层用自反应电弧喷涂药芯焊丝及其制备。

背景技术

自反应电弧喷涂是现代材料合成的新技术自蔓延高温合成法(SHS)与传统技术电弧喷涂相结合形成的一种新的技术，该技术不再只是像传统电弧喷涂一样把现有的材料熔化喷涂于基体上形成涂层，而是利用电弧放热熔化原料，在原料内部发生化学反应生成新的性能优异的物质，使形成的新物质喷涂在基体上形成理想的涂层。应用这种技术的关键是焊丝材料，该技术所利用的焊丝材料一般是高放热体系，使反应热和电弧产生的热量共同作用于待喷涂材料，产生新的性能突出的新材料，同时由于反应热的出现可提高喷涂温度，使涂层的结合能力更好。

工业生产中各种机械设备失效的最大因素之一是磨损问题,这些问题都是一种使工作表面失效的过程,尤其是工业中的大型钢构件的表面失效会造成重大经济损失。电弧喷涂陶瓷颗粒强化的铝基涂层，由于其优秀的抗摩擦磨损性能和抗氧化性能被认为是最经济、最有效的大型钢结构有效防护涂层之一。电弧喷涂工艺既可以修复已失效的旧工件,也可以在新工件投入工作前进行强化预保护，也可以二者兼用。如何改进现有的电弧喷涂技术，发展具有良好的摩擦磨损性能，涂层综合质量高，寿命长，价格低廉的新型电弧喷涂焊丝，是十分重要的研究课题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐磨损防护涂层用自反应电弧喷涂药芯焊丝及其制备，其药芯组分种类少，制备工艺简单，得到的焊丝质量稳定，制备成本低。该药芯焊丝可制备原位生成的亚微米级TiB₂颗粒强化的铝基涂层，涂层平整致密，与金属基体结合良好，具有良好的耐磨性能和抗氧化性能，可广泛应用于工业领域中的表面磨损防护和工件修复。

本发明采用的技术方案为：

一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝，具有外皮和填充在外皮内的药芯，所述外皮为1系铝合金；所述药芯为所述药芯焊丝质量的23％-38％；

所述药芯中各成分按重量百分比如下：Ti：67-73％，B₄C：25-30％，余量活性炭。

所述的一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝，所述1系铝合金为含铝99％以上，厚度为0.1-0.6mm。

所述的一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝，所述的活性碳为200-400目的果壳炭。

所述的一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝，所述药芯中Ti和B₄C的质量比为2.2-2.6:1。

所述的一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝，所述药芯焊丝的横截面直径为1.5mm-2.3mm。

一种所述耐磨损涂层用自反应药芯焊丝的制备，将药芯中各成分按比例混合均匀，将铝合金沿其长度方向压成U型槽状，然后将混合均匀的药芯置于铝合金U型槽内，通过轧辊使U型槽闭合包裹住药芯，轧制成截面为O形的丝材，再经拔丝模逐步拉拔，减径至所需尺寸，即得药芯焊丝。

一种所述耐磨损涂层用自反应药芯焊丝在电弧喷涂中的应用。

所述的应用，所述药芯焊丝用于喷涂厚度大于1mm厚的钢板。