一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝及其制备和应用制造技术

本发明专利技术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％，B

Self reactive flux cored wire for abrasion resistant coating and preparation and application thereof

Since the reaction flux cored wire used in the invention discloses a wear resistant coating, with skin and fill in the skin in the medicine core, which is characterized in that the skin was 1 Aluminum Alloy; 23% 38% the core for the quality of the flux cored wire; the core of each component by weight the percentage of as follows: Ti:67 73%, B

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝及其制备和应用
本专利技术属于表面工程
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术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。本专利技术采用的技术方案为：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％；所述药芯种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，所述的活性炭为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2.6-2.2:1。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，将铝合金延其长度方向压成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。所述的应用，所述药芯焊丝在电弧喷涂的条件为：喷涂电流40-140A，喷涂电压25-38V，喷涂距离180-300mm，喷涂气压>0.6MPa。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的耐磨损防护用自反应电弧喷涂药芯焊丝，能够制备出TiB2-TiC双相陶瓷颗粒增强的铝基涂层。由于TiB2和TiC是在喷涂过程由Ti和B4C原位反应而生成的，增强颗粒为亚微米级别，均匀分布于铝基涂层中，并与铝界面结合良好，导致该涂层具有优良的力学性能，涂层与基体结合强度高，并具有良好的摩擦磨损性能，优异的抗氧化性能，可广泛应用于工业中的表面耐磨损防护和失效工件修复。2、本专利技术提供的耐磨损防护用自反应电弧喷涂药芯焊丝，可通过调节焊丝加料系数和电弧喷涂工艺参数生成不同陶瓷含量增强相的铝基涂层，可满足冶金工业中多种环境条件下的表面防护需求，保护效果好。3、本专利技术提供的耐磨损防护用自反应电弧喷涂药芯焊丝，由于药芯组分种类少，工艺简单，焊丝质量稳定，制备成本低。4、本专利技术提供的耐磨损防护用自反应电弧喷涂药芯焊丝，由于是在自反应电弧喷涂技术中应用，充分利用药芯组分的自蔓延高温合成机理，确保了该技术和同类热喷涂技术相比具有能源利用率非常高，以及涂层生产效率高的特点。附图说明图1为实施例1的耐磨损防护用自反应药芯焊丝在电弧喷涂中应用所形成的典型涂层表面形貌；(A)宏观表面数码相，(B)表面微观扫描电镜相。图2为实施例1耐磨损防护用自反应药芯焊丝在电弧喷涂中应用所形成的典型涂层截面形貌；(A)低倍截面形貌，(B)高倍截面形貌。图3实施例1-3的耐磨损防护用药芯焊丝在电弧喷涂中应用所形成的涂层成分相分析。(a)实施例1，(b)实施例2，(c)实施例例3。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝(一)由外皮和填充在外皮内的药芯构成，外皮采用(宽×厚)7×0.4mm的带状铝合金1050，其化学成分为:Al99.50％,Si≤0.25％,Cu≤0.05％,Mg≤0.05％,Zn≤0.05％,Mn≤0.05％,Ti≤0.03％,V≤0.05％,Fe0.000～0.400％。药芯占整个药芯焊丝重量的34％。药芯中各成分按重量百分数计，Ti：68.5.0％，B4C：29.5％，余量为活性炭。(二)制备方法：按比例将药芯各成分混合均匀后待用；将带状铝合金置于焊丝成型机内并延其长度方向压成“U”型槽状(即横截面为U型)；之后将待用的药芯混合料注入铝合金的“U”型槽内，通过轧辊使铝合金的“U”型槽的槽端闭合包裹住药芯，轧制成横截面为“O”形的丝材，再经拔丝模逐步拉拔，将丝材的直径减至2.0mm，即成所需的耐磨损涂层用药芯焊丝。(三)将本实施例中制得的药芯焊丝在D01钢表面进行电弧喷涂，喷涂工艺参数：I＝90-100A、U＝35V、喷涂气压0.75MPa、喷涂持续时间约8秒；喷涂时药芯焊丝走丝速度均匀，电弧稳定、涂层宏观表面平整均匀，与基体结合良好。表一电弧喷涂涂层机械性能实施例2一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝(一)由外皮和填充在外皮内的药芯构成，外皮采用(宽×厚)7×0.4mm的带状铝合金1050，其化学成分为:Al99.50％,Si≤0.25％,Cu≤0.05％,Mg≤0.05％,Zn≤0.05％,Mn≤0.05％,Ti≤0.03％,V≤0.05％,Fe0.000～0.400％。药芯占整个药芯焊丝重量的29％。药芯中各成分按重量百分数计，Ti：70.0％，B4C：27.5％，余量为活性炭。(二)制备方法：同实施例1.(三)将本实施例中制得的药芯焊丝在D01钢表面进行电弧喷涂，喷涂工艺参数：I＝90-120A、U＝30V、喷涂气压0.7MPa、喷涂持续时间约8秒；喷涂时焊丝走丝速度均匀，电弧稳定、涂层宏观表面平整均匀，与基体结合良好。表二电弧喷涂涂层机械性能实施例3一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝(一)由外皮和填充在外皮内的药芯构成，外皮采用(宽×厚)7×0.4mm的带状铝合金1060，其化学成分为:Al99.60％,S本文档来自技高网...

【技术保护点】
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％，B

【技术特征摘要】
1.一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。2.如权利要求1所述的一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝，其特征在于，所述1系铝合金为含铝99％以上，厚度为0.1-0.6mm。3.如权利要求1所述的一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝，其特征在于，所述的活性炭为200-400目的果壳炭。4.如权利要求1所述的一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝，其特征在于，所述药芯中Ti和B4C的质量比为2.6-2.2:1。5.如权利要求1所述的一种耐磨损涂层用自反应药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，张宇，马春蕾，刘成功，胡桂娟，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21