[发明专利]一种铝镁锆合金丝材及其制作方法

说明书

本发明提供一种铝镁锆合金丝材及其制作方法，其中，所述铝镁锆合金丝材的化学成分按质量百分数配比为：Zr元素含量为0.05‑0.15wt.%，Mg元素含量为4.5‑5.5wt.%，Mn元素含量为0.1‑0.15wt.%，Cr元素含量为0.06‑0.12wt.%，Ti元素含量为0.05‑0.15%wt.%，其余为Al元素。本发明在铝镁合金丝材（含Cr、Mn及Ti元素）基础上，通过加入微量Zr元素，与Al元素结合形成Al₃Zr及Al₃(Zr,Ti)颗粒，可以与Al₃Ti颗粒一起作为异质形核核心，提高丝材的抗拉强度及断后伸长率，改善丝材表面硬度均匀性及机械刮削后的表面质量。采用该丝材制得的热喷涂涂层，具有组织致密、与基体的结合强度高、表面显微硬度高及耐腐蚀性能优良等特点，尤其在海水环境中具有优异的防腐、耐磨性能，适合推广应用。

技术领域

本发明涉及热喷涂材料技术领域，具体涉及一种铝镁锆合金丝材及其制作方法。

背景技术

海水管道广泛应用于核电、船舶及海水淡化等领域，海水是含盐度极高的电解质溶液，腐蚀性强，同时海水中还含有大量泥沙，对海水管道造成严重的冲刷磨损及腐蚀风险。实践证明，热喷涂合金涂层可以为钢铁基体提供磨损及腐蚀防护，延长海水管道的使用寿命。当前，国内外大量使用的合金涂层材料有锌铝、锌镍、铝镁及纯铝等丝材。

铝镁合金丝材是钢铁基体磨损及腐蚀防护的主要热喷涂材料之一，已列入国家标准并在工程中得到广泛应用。铝镁合金涂层对钢铁基体起到隔离保护和阴极保护的双重作用，Mg元素对铝镁合金起微合金强韧化作用，可以提高涂层的表面硬度和结合强度；同时，铝镁氧化膜的自封闭作用，可以提高涂层的耐腐蚀性能。为改善铝镁合金丝材及其涂层的各项性能，近年来主要集中在稀土改性领域。例如江苏中矿大正表面工程技术有限公司发明了“一种热喷涂用稀土铝镁合金丝材”，相对于传统铝镁合金丝材，其制备的涂层孔隙率较低，与基体结合强度较高，耐腐蚀性能也较好，尤其在海洋环境中具有较优异的耐腐蚀性能。李承宇等人采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备出了铝镁和稀土铝镁涂层，试验表明稀土铝镁涂层的耐腐蚀性能明显优于铝镁涂层。

目前，稀土元素对铝镁涂层的改性主要体现在提高耐腐蚀性能方面，对涂层耐磨性能的提升却有限。海水管道内壁涂层需兼顾优异的耐磨及耐腐蚀性能，尤其是核电站海水系统管道服役年限长、工况恶劣，需具备长效耐磨及耐腐蚀性能，这是传统铝镁涂层或稀土铝镁涂层所不具备的。同时，纯稀土添加剂价格昂贵，冶炼添加及热喷涂过程中易烧损，稀土铝镁涂层不宜大规模工程应用。

上述信息仅作为背景信息呈现，以帮助理解本发明。关于本发明内容，没有确定上述任何内容是否可适用于作为本发明的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种适用于海水管道内壁涂层的铝镁锆合金丝材及其制作方法，以使得海水管道内壁涂层兼顾优异的耐磨及耐腐蚀性能。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种铝镁锆合金丝材，所述铝镁锆合金丝材的化学成分按质量百分数配比为：

Zr元素含量为0.05-0.15wt.％；

Mg元素含量为4.5-5.5wt.％；

Mn元素含量为0.1-0.15wt.％；

Cr元素含量为0.06-0.12wt.％；

Ti元素含量为0.05-0.15％wt.％；

其余为Al元素。

在一示例中，所述铝镁锆合金丝材的化学成分按质量百分数配比具体为：

Zr元素含量为0.1wt.％；

Mg元素含量为4.5wt.％；

Mn元素含量为0.12wt.％；