一种新型的电弧喷涂用丝材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型的电弧喷涂用丝材及其制备方法，属于金属的表面防护技术领域。所述丝材主要由导电的金属外皮组成，或导电的金属外皮和内部的纳米粉芯组成，导电金属外皮的厚度为5μm～50μm，粉末粒径为1nm

【技术实现步骤摘要】
一种新型的电弧喷涂用丝材及其制备方法


[0001]本专利技术属于金属表面防护
，特别涉及一种新型的电弧喷涂用丝材及其制备方法。

技术介绍

[0002]电弧喷涂是所有热喷涂技术中喷涂效率最高、能量利用率最高的一种喷涂技术。其广泛应用于材料领域，防止材料的高温氧化腐蚀、室温氧化腐蚀及摩擦磨损。随着我国经济社会的不断发展，石油化工、机械和国防等领域对防护材料的性能要求越来越高、功能要求越来越多，单一依靠提高电弧喷涂设备的性能来制备材料表面的防护涂层已难以满足要求。此时，通过创新电弧喷涂所用丝材的制备工艺，得到具有新的结构和多种更好性能的丝材，进一步提高电弧喷涂防护涂层的性能具有重要意义。
[0003]目前，电弧喷涂所用的丝材有两大类，一类是实心的金属丝材，另一类是由外部的金属外皮和内部的粉末构成的粉芯丝材，这种粉芯丝材可以通过调整内部粉末的组成，实现对电弧喷涂涂层的改性。其一般的制备工艺是较厚的金属外皮经过几道轴辊的轧制形成圆槽形，随后将粉末填入圆槽形金属带中，再经过一道轴辊的轧制，圆槽形金属带被封口并呈圆柱形状，随后通过拉丝，得到所需直径的粉芯丝材。该种工艺制备出的粉芯丝材，粉芯分布在内部，金属外皮在外部，在喷涂时易造成粉芯的不均匀、不充分熔化，及粉末熔化后沉积在基体上形成涂层时分布不均匀；且该工艺很难实现小批量的定制化生产，这将限制其制备的纳米粉芯丝材的应用范围。

技术实现思路

[0004]针对未来材料朝着复杂化、多功能化、低成本、高性能方向的发展趋势，本专利技术的目的在于提供两种新型的电弧喷涂用丝材，一种新型的电弧喷涂用丝材由金属外皮组成，所述丝材主要由导电的金属外皮制备得到，导电金属外皮的厚度为5μm～50μm，宽度为4cm
‑
60cm；制备出的丝材长度在12cm
‑
220cm之间，丝材直径在1mm
‑
3mm之间。
[0005]所述金属外皮优选Al、Fe、Sn、Cu、Ag、Au、Zn、Mg、黄铜中的一种或多种，金属外皮的厚度为5μm～50μm，宽度为4cm
‑
60cm。
[0006]另外一种新型的电弧喷涂用丝材由金属外皮和内部的纳米粉芯组成，所述丝材主要由导电的金属外皮和内部的纳米粉芯制备得到，金属外皮的厚度为5μm～50μm，宽度为4cm
‑
60cm，所述纳米粉芯的粒径为1nm
‑
100nm。
[0007]优选的，所述金属外皮为Al、Fe、Sn、Cu、Ag、Au、Zn、Mg、黄铜中的一种或多种，金属外皮的厚度为5μm～50μm，宽度为4cm
‑
60cm；粉芯为Al2O3粉、TiO2粉、ZrO2粉、Y2O3粉、Cr3C2粉、WC粉、Cr粉、NiCr粉、MoSi2粉、SiC粉、Cu粉、Fe粉、SnO2粉、MgO粉、CuO粉、ZnO粉、Cr2O3粉中的一种或多种任意组合，粉末粒径为1nm
‑
100nm；所述纳米粉芯的质量与金属外皮的质量比为(5～1):(1～5)。
[0008]将纳米粉芯丝材应用于电弧喷涂时，可实现粉末的充分均匀熔化，沉积形成涂层
时可均匀的分布于涂层中；可实现电弧喷涂制备梯度涂层；可实现小批量的定制化生产纳米粉芯丝材，其具有更宽广的应用范围和极好的应用前景。
[0009]优选的，本专利技术所述丝材长为12cm
‑
220cm，丝材直径为1mm
‑
3mm。
[0010]本专利技术的另一目的在于提供没有加入纳米粉芯的新型电弧喷涂用丝材的制备方法，工艺流程如图1所示，具体包括以下步骤：
[0011](1)准备一张厚度在5μm
‑
50μm、宽度在4cm
‑
60cm、长度在4cm
‑
220cm的金属外皮，将其平铺在洁净且平坦的平台上，如图1.1所示。
[0012](2)将一块橡胶片、塑料片或金属片置于金属外皮中间位置的上方，并按压使其与金属外皮表面贴紧，如图1.2所示。
[0013](3)将橡胶片、塑料片或金属片两边的金属皮分别向中间折叠，使其与平面呈锐角，如图1.3所示。
[0014](4)取出橡胶片、塑料片或金属片，如图1.4所示。
[0015](5)用一块平板初步压实此时的金属皮，如图1.5、1.6所示。
[0016](6)再用一根圆棒沿金属皮长度方向滚动，圆棒滚动过程中施加一个垂直于金属皮的力，以使金属外皮间紧密接触，进一步压实金属皮，如图1.7、1.8所示。
[0017](7)将金属皮沿中间对折，使一侧金属皮与另一侧金属皮呈锐角，用平板初步压实此时的金属皮，再用圆棒在其上滚动，进一步压实金属皮，如图1.9
‑
1.13所示；此过程反复进行，直到得到需要的金属皮的宽度和厚度，如图1.14所示。
[0018](8)将得到的金属皮缠绕在一根金属圆棒之上：可以将金属皮对称地缠绕在金属圆棒之上，或以螺旋的方式缠绕在金属圆棒之上，使金属皮形成类丝圆棒的形状，如图1.15所示。
[0019](9)用一个长方形平板压住该类圆棒形金属皮，水平滑动平板使其滚动，在滚动过程中该类似圆棒的丝材将变成圆棒装的丝材，至此即完成了电弧喷涂用实心金属丝材的制备，如图1.16
‑
1.18所示。
[0020]本专利技术的另一目的在于提供所述加入纳米粉芯电弧喷涂用丝材的制备方法，具体包括以下步骤：
[0021](1)准备一张厚度在5μm
‑
50μm、宽度在4cm
‑
60cm、长度在4cm
‑
220cm的金属外皮，将其平铺在洁净且平坦的平台上；将纳米粉末分别置于蒸馏水或酒精中，然后机械搅拌使纳米粉末在水或酒精中分布均匀。
[0022](2)将一块橡胶框、塑料框或金属框置于金属外皮中间位置的上方，并按压使其与金属外皮表面贴紧；将分布有纳米粉芯的水或酒精按顺序缓慢地倒入这3个具有一定深度的方框内，使带有粉芯的水或酒精与金属皮表面全面接触并分布均匀，静置一段时间，待水或酒精挥发完全。
[0023](3)将橡胶框、塑料框或金属框两边的金属皮分别向中间折叠，使其与平面呈锐角。
[0024](4)取出橡胶框、塑料框或金属框。
[0025](5)用一块平板初步压实此时的金属皮。
[0026](6)再用一根圆棒沿金属皮长度方向滚动，圆棒滚动过程中施加一个垂直于金属皮的力，以使金属外皮与纳米粉芯间紧密接触，进一步压实金属皮与纳米粉芯。
[0027](7)将金属皮沿中间对折，使一侧金属皮与另一侧金属皮呈锐角，用平板初步压实此时的金属皮，再用圆棒在其上滚动，进一步压实金属皮与纳米粉芯；此过程反复进行，直到得到需要的金属皮的宽度和厚度。
[0028](8)将得到的金属皮缠绕在一根金属圆棒之上，使金属皮形成类似圆棒的形状。
[0029](9)用一个长方形平板压住该类圆棒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型的电弧喷涂用丝材，其特征在于：所述丝材由导电的金属外皮制备得到，导电金属外皮的厚度为5μm～50μm，宽度为4cm
‑
60cm；制备出的丝材长度在12cm
‑
220cm之间，丝材直径在1mm
‑
3mm之间。2.根据权利要求1所述新型的电弧喷涂用丝材，其特征在于：所述金属外皮为Al、Fe、Sn、Cu、Ag、Au、Zn、Mg、黄铜中的一种或多种。3.一种新型的电弧喷涂用丝材，其特征在于：所述丝材主要由导电的金属外皮和内部的纳米粉芯制备得到，金属外皮的厚度为5μm～50μm，宽度为4cm
‑
60cm，所述纳米粉芯的粒径为1nm
‑
100nm，所述丝材长度为12cm
‑
220cm，丝材直径为1mm
‑
3mm。4.根据权利要求3所述新型的电弧喷涂用丝材，其特征在于：所述金属外皮为Al、Fe、Sn、Cu、Ag、Au、Zn、Mg、黄铜中的一种或多种，金属外皮的厚度为5μm～50μm，宽度为4cm
‑
60cm；纳米粉芯为Al2O3粉、TiO2粉、ZrO2粉、Y2O3粉、Cr3C2粉、WC粉、Cr粉、NiCr粉、MoSi2粉、SiC粉、Cu粉、Fe粉、SnO2粉、MgO粉、CuO粉、ZnO粉、Cr2O3粉中的一种或多种任意组合，粉末粒径为1nm
‑
100nm。5.根据权利要求3或4所述新型的电弧喷涂用丝材，其特征在于：所述纳米粉芯的质量与金属外皮的质量比为(5～1):(1～5)。6.权利要求1或2所述新型的电弧喷涂用丝材的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：(1)准备一张厚度在5μm
‑
50μm、宽度在4cm
‑
60cm、长度在4cm
‑
200cm的金属外皮，将其平铺在洁净且平坦的平台上；(2)将一块橡胶片、塑料片或金属片置于金属外皮中间位置的上方，并按压使其与金属外皮表面贴紧；(3)将橡胶片、塑料片或金属片两边的金属皮分别向中间折叠，使其与平面呈锐角；(4)取出橡胶片、塑料片或金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋鹏，柏金彪，黄太红，李超，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：