專利名稱：一種Fe-Mn-Cr系電弧噴涂粉芯絲材的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及涉及金屬表面改性領域，尤其涉及一種用于金屬材料表面抗沖 蝕磨損的電弧噴涂粉芯絲材。
背景技術：
火力發(fā)電廠燃煤鍋爐"四管"(水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器管)受到 飛灰的高溫沖蝕磨損而產(chǎn)生管壁減薄，管內的高壓會導致減薄處破裂，由此常 常出現(xiàn)"爆管"現(xiàn)象。我國100MW以上機組由于"爆管"而造成的停機搶修時 間約占整個機組非計劃停用時間的40%，鍋爐爆管泄漏事故占全部發(fā)電事故的 50%以上，每年由此造成的直接經(jīng)濟損失和間接經(jīng)濟損失超過100億元。傳統(tǒng)的 加防磨瓦和導流板的方法效果不佳，改變結構或直接更換管子，成本太高而難 以實現(xiàn)，常見的Ni基、Co基合金噴涂方法，成本較高且不適合于大面積應用。
上世紀80年代以來，F(xiàn)e-Mn系高錳奧氏體鋼得到了深入的研究，已研制出 少節(jié)鎳、無鎳不銹鋼、低溫合金鋼和Fe-Mn系高錳奧氏體鋼焊絲、焊條。同時 對Fe-Mn-Cr系鋼的機械性能、耐蝕性和抗高溫氧化性也進行了較為系統(tǒng)的研究 和推廣應用，但是Fe-Mn-Cr系高錳奧氏體鋼替代Ni基和Ni-Cr奧氏體鋼應用 于熱噴涂材料上尚未見專利及文獻報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種涂層成本低、結合強度 較高、耐高溫、沖蝕性能好的Fe-Mn-Cr系電弧噴涂粉芯絲材。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下 一種Fe-Mn-Cr系電弧噴涂 粉芯絲材，它主要由外包層和粉芯組成；其中，所述外包層為低碳鋼帶或不銹 鋼帶；所述粉芯主要由Mn粉、Cr粉、FeSi粉、Al粉、Cr:;G粉和Ni粉組成；它 們重量百分比分別為Mn粉40-60%、 Cr粉8-12%、 FeSi粉2-3%、 Al粉6-8
3%、 Cn,C」粉15-25%，余量為Ni粉。
本發(fā)明與背景技術相比，具有的有益的效果是，使用本發(fā)明在經(jīng)過噴砂粗 化后的金屬基體上按照現(xiàn)有技術中的電弧噴涂的工藝參數(shù)進行噴涂，得到的電 弧噴涂涂層硬度HV》500，抗高溫沖蝕性能好，結合強度較高；采用電弧噴涂技 術在燃煤鍋爐管道上噴涂本發(fā)明絲材成本較低。本發(fā)明絲材還可廣泛地應用于 化工設備零件防磨防腐、機械零件磨損修復等。推廣應用必將帶來重大的經(jīng)濟 效益，具有重要的現(xiàn)實意義。
具體實施例方式
一、本發(fā)明He-Mn-Cr系電弧噴涂粉芯絲材的組成外包層為低碳鋼帶、不 銹鋼帶中的任何一種；粉芯成分重量百分比含量范圍如下
組分 重量百分比(％)
Mn粉 40-60
Cr粉 8-12
FeSi粉 2-3
Al粉 6-8
Cr:A:粉 15-25
Ni粉 余量
二、本發(fā)明Fe-Mn-Cr系電弧噴涂粉芯絲材的制備方法
1、 將厚度為0.2-0.5mm的外皮材料裁成10-14ram的帶材，經(jīng)包絲機的三組滾壓 輪逐步壓成U型，將本發(fā)明粉芯粉末通過包絲機加粉器自動加入到U型帶中；
2、 經(jīng)過包絲機的六組滾壓輪將U帶上口逐步合攏并壓實，使芯粉包裹其中，然 后經(jīng)過拉絲機的拉拔、減徑。最后得到直徑為2 3mm，芯粉填充率為3 0 4 5 %的成型絲材。
F面根據(jù)具體實施例詳細說明本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。
實施例1:
外包層選用寬10mm，厚0.2咖的低碳鋼帶，制成2. Omm的粉芯絲材，粉 芯填充率為40%。粉芯的組分及其重量百分比如下 組分 重量百分比(％)
Mn粉 50Cr粉 10
FeSi粉 2
Al粉 7
Cr:,C2粉 20
Ni粉 余量
按上述規(guī)范制成的粉芯絲材經(jīng)電弧噴涂于20鋼基體工件上形成的噴涂層具 有以下特征效果
1、 涂層成本低。
2、 結合強度^24MPa。
3、 涂層表面硬度抓>500。
4、 良好的抗高溫沖蝕性能，主要適用于燃煤電廠鍋爐水冷壁、省煤器管的 防高溫沖蝕磨損。
實施例2:
外包層選用寬12mm，厚O. 3咖的304L不銹鋼帶，制成C2. 5ram的粉芯絲材， 粉芯填充率為42%。粉芯的組分及其重量百分比如下
組分 重量百分比(％)
Mn粉 40
Cr粉 12
FeSi粉 3
Al粉 6
Cr:A粉 25
Ni粉 余量
按上述規(guī)范制成的粉芯絲材經(jīng)電弧噴涂于12CrlMoV鋼基體工件上形成的噴
涂層具有以下特征效果
1、 涂層成本低。
2、 結合強度30MPa以上。
3、 涂層表面硬度HV〉550。
4、 良好的抗高溫腐蝕和沖蝕磨損性能，主要適用于燃煤電廠鍋爐低溫過熱 器、低溫再熱器管的防高溫腐蝕和沖蝕磨損。
實施例3:
外包層選用寬14咖，厚0. 5咖的316L不銹鋼帶，制成< 3. Omm的粉芯絲材， 粉芯填充率為45%。粉芯的組分及其重量百分比如下組分 重量百分比(％)
Mn粉 60
Cr粉 8
FeSi粉 3
Al粉 8
Cjt:A粉 15
Ni粉 余量
按上述規(guī)范制成的粉芯絲材經(jīng)電弧噴涂于12Cr2MoWVTiB鋼基體工件上形成 的噴涂層具有以下特征效果
1、 涂層成本低。
2、 結合強度26MPa以十.。
3、 涂層表面硬度HV〉500。
4、 有較好的抗高溫氧化和腐蝕性能以及良好的抗高溫沖蝕性能，主要適用 于燃煤電廠鍋爐高溫過熱器、高溫再熱器管的防高溫腐蝕和沖蝕磨損。
上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的 精神和權利要求的保護范圍內，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)
明的保護范圍。
權利要求
1. 一種Fe-Mn-Cr系電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于，它主要由外包層和粉芯組成。其中，所述外包層為低碳鋼帶或不銹鋼帶。所述粉芯主要由Mn粉、Cr粉、FeSi粉、Al粉、Cr3C2粉和Ni粉組成。它們的重量百分比分別為Mn粉40-60％、Cr粉8-12％、FeSi粉2-3％、Al粉6-8％、Cr3C2粉15-25％，余量為Ni粉。
2. 根據(jù)權利要求1所述的Fe-Mn-Cr系電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于，所述外包層為低碳鋼帶；所述粉芯的成分的重量百分比分別為Mn粉50X、 Cr粉10X、FeSi粉2X、 A1粉7X、 &3(]2粉20%、附粉11%。
3. 根據(jù)權利要求l所述的Fe-Mn-Cr系電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于，所述外包層為不銹鋼帶；所述粉芯粉芯的成分的重量百分比分別為Mn粉40X、 Cr粉12%、 FeSi粉3X、 A1粉6X、 Cr:d25%、 Ni粉14。丄
4. 根據(jù)權利要求1所述的Fe-Mn-Cr系電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于，所述外包層為不銹鋼帶；所述粉芯粉芯的成分的重量百分比分別為Mn粉60%、 Cr粉8%、 FeSi粉3X、 A1粉8X、 &3(:2粉15%、 Ni粉6X。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Fe-Mn-Cr系電弧噴涂粉芯絲材，它主要由外包層和粉芯組成；其中，所述外包層為低碳鋼帶或不銹鋼帶；所述粉芯主要由Mn粉、Cr粉、FeSi粉、Al粉、Cr₃C₂粉和Ni粉組成；它們的重量百分比分別為Mn粉40-60％、Cr粉8-12％、FeSi粉2-3％、Al粉6-8％、Cr₃C₂粉15-25％，余量為Ni粉。使用本發(fā)明在經(jīng)過噴砂粗化后的金屬基體上按照現(xiàn)有技術中的電弧噴涂的工藝參數(shù)進行噴涂，得到的電弧噴涂涂層硬度HV≥500，抗高溫沖蝕性能好，結合強度較高；采用電弧噴涂技術在燃煤鍋爐管道上噴涂本發(fā)明絲材成本較低。本發(fā)明絲材還可廣泛地應用于化工設備零件防磨防腐、機械零件磨損修復等。推廣應用必將帶來重大的經(jīng)濟效益，具有重要的現(xiàn)實意義。
文檔編號C23C4/04GK101457334SQ200810062730
公開日2009年6月17日 申請日期2008年7月1日 優(yōu)先權日2008年7月1日
發(fā)明者劉少光, 羅來馬, 劍 酈 申請人:浙江大學;溫州科得力新特材料有限公司