[发明专利]用于制备耐海洋环境腐蚀Al-Mo-Ni非晶涂层的粉芯丝材

说明书

本发明公开了用于制备耐海洋环境腐蚀Al‑Mo‑Ni非晶涂层的粉芯丝材，所述的粉芯丝材由铝带外皮包覆粉芯制成，粉芯丝材成分原子百分比范围为：5～15at.％Mo、10～20at.％Ni、余量Al；粉芯填充率为38～42％，粉芯丝材的直径为2mm。本发明所提供的粉芯丝材具有强的非晶形成能力，采用高速电弧喷涂技术在钢基体上形成高品质的铝基非晶涂层。该涂层结构致密、非晶含量≥85％，孔隙率＜1％，涂层的硬度在350～500HV100范围内，且具有优异的抗海洋腐蚀与磨损性能；本发明能显著提高海工装备在严苛海洋中的使役寿命，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于材料表面工程领域，涉及海洋工程装备关键零部件表面腐蚀与磨损防护的铝基非晶涂层，具体为用于制备耐海洋环境腐蚀Al-Mo-Ni非晶涂层的粉芯丝材。

背景技术

海洋是人类可持续发展的重要战略空间，是当今世界各国赢得竞争优势的战略制高点。发展海洋经济离不开海洋工程装备的大规模应用，海洋工程装备是发展海洋经济的基石，是推进和实施国家海洋战略的重要内容。然而，海洋装备长期服役于严酷的海洋环境下，无法回避的是海洋工程材料的腐蚀损伤、磨蚀失效和生物污损，带来巨大的经济损失。据中国工程院重大咨询项目“中国腐蚀状况及控制战略研究”最新统计，2014年我国总的腐蚀损失为 21278.2亿，占当年我国国民生产总值的3.34％，相当于每位公民承担的1555元的腐蚀成本。海洋腐蚀行为不仅造成各种海洋工程基础设施和设备的损坏和功能丧失，缩短其使用寿命，造成资源、材料和能源的巨大浪费；而且还会导致突发性的灾难事故，引发油气泄露，污染海洋环境，甚至造成人身伤亡。因此，大力发展海洋工程腐蚀与防控技术，对于保障海洋工程装备的服役安全与可靠性，降低重大灾害性事故的发生，发展我国海洋经济、建设海洋强国具有重要的意义。先进热喷涂技术是延长海洋工程装备关键部件服役寿命与可靠性的有效方法。然而，海洋环境涉及气象、流体、物理、化学以及生物等多领域复杂因素，随着海洋工程装备产业发展的逐步深入，传统热喷涂防护材料(如铝、锌、锌铝合金、锌铝镁(稀土) 合金、金属陶瓷以及陶瓷涂层等)已逐渐不能满足严苛海洋环境下先进装备防护的使役需求。因此，针对严苛海洋环境研发高性能、长寿命、绿色无害化、经济化的防护新材料及其可应用性的探索已迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于：为了克服现有技术的缺陷，针对严苛海洋环境下海工装备关键部件的腐蚀与磨损失效难题，本发明提供了用于制备耐海洋环境腐蚀Al-Mo-Ni非晶涂层的粉芯丝材，该粉芯丝材制备简单易行，成本较低，而且制备的非晶涂层防腐耐磨效果显著，有效地延长海洋工程装备关键零部件的服役寿命。

本发明实现上述目的的技术方案是：

用于制备耐海洋环境腐蚀Al-Mo-Ni非晶涂层的粉芯丝材，由铝带外皮包覆粉芯制成，粉芯丝材成分原子百分比范围为：5～15at.％Mo、10～20at.％Ni、余量Al；粉芯填充率为38～42％，粉芯丝材的直径为2mm。

作为本发明的一种优选，所述的用于制备耐海洋环境腐蚀Al-Mo-Ni非晶涂层的粉芯丝材，粉芯丝材成分原子百分比为：5at.％Mo、10at.％Ni、余量Al；粉芯丝材填充率为38％，粉芯丝材的直径为2mm。

作为本发明的一种优选，所述的用于制备耐海洋环境腐蚀Al-Mo-Ni非晶涂层的粉芯丝材，粉芯丝材成分原子百分比为：8at.％Mo、20at.％Ni、余量Al；粉芯丝材填充率为40％，粉芯丝材的直径为2mm。

作为本发明的一种优选，所述的用于制备耐海洋环境腐蚀Al-Mo-Ni非晶涂层的粉芯丝材，粉芯丝材成分原子百分比为：12at.％Mo、18at.％Ni、余量Al；粉芯丝材填充率为42％，粉芯丝材的直径为2mm。

作为本发明的一种优选，所述的用于制备耐海洋环境腐蚀Al-Mo-Ni非晶涂层的粉芯丝材，粉芯丝材成分原子百分比为：15at.％Mo、13at.％Ni、余量Al；粉芯丝材填充率为40％，粉芯丝材的直径为2mm。