热喷涂用粉芯丝材的生产和应用

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1、r。I整皇苎材的生产和应用材料有限公司(101407)李学锋随着我国经济的不断发展，各工业部门越来越多二热喷涂丝材及其生产工艺地要求机械设备、装置或构件能在高参数(如高温、高按热喷涂丝材的制备工艺及其截面形态，可将其压和高速)和苛刻的工况条件(如严重的磨损和腐蚀)下分成实芯丝材和粉芯(又称药芯或管状)丝材两类。长期稳定的运行。这就对材料的性能提出了更高的要求。而采用高性能的高级材料制造整体设备及零件显1．热喷涂用实芯丝材实芯丝材包括纯金属丝材和合金丝材两类。其生然是不经济的，有时甚至是不可能的。这一矛盾通过产工艺一般是由熔炼、开坯、制备盘条及拉丝等工序构采用表面处理技术对零部

2、件表面进行改性处理或者在成。其特点表现为：部分工序需在高温下进行的热加其表面形成一层具有特定功能的防护层可以有效地得工；即便是在冷拉过程中，也需视材料的塑变性能穿插到解决。进行退火和酸洗等辅助工序；多数情况下各工序独立运一、概述行，作业的连续性较差，导致生产周期较长。同时，其作为表面防护和强化的技术之一，热喷涂是表面工工艺特点也决定了只有部分塑性加工工艺性能好的金属程中一门重要的学科。所谓热喷涂，即利用某种热源，和合金才能制备成实芯丝材。如燃烧火焰、电弧、等离子弧等将粉末状或丝状的涂图la和图1b所示为本单位生产的一种镍基合金实芯层材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰流本身

3、的喷涂丝材在处于生产过程中不同阶段时的产品形态。实动力或外加的高速气流将熔融粒子雾化并以一定的速芯丝材生产工艺的复杂性导致生产周期的漫长性可见一度喷射到经过预处理的基材表面，与基体结合而形成具斑。有各种功能的表面覆盖层。热喷涂材料、设备及喷涂工艺是构成热喷涂技术的三个支柱。其中，热喷涂材料是物质基础。从状态上可分成粉末和丝材两大类。电弧喷涂和线材火焰喷涂是以丝材作为涂层材料的热喷涂工艺。而粉末火焰喷涂(焊)、等离子喷涂、超音速火焰喷涂以及爆炸喷涂等则是使用粉末作为涂层材料的热喷涂工艺。与采用粉末为涂层材料的喷涂工艺相比，线材喷涂工艺具有材料沉积效率高、设备投资小、易于操控等优

4、点。其中的电弧喷涂工艺在大面积防腐以及大型构件的现场施工防护等方面获得广泛应用。参磊工热加工塑壁皇型!!兰!!塑■z盈www．metalworking1950．corn热点技术JHot．-II一连续送丝和喷涂的成品丝材。由于该种丝材中的组元镍和铝在喷涂过程中会发生放热反应，提高了喷涂粒子在撞击基体时的温度，可使涂层粒子在局部与基体表面形成微冶金结合。这一特点使其成为可用于绝大多数基体材料的普适型结合底层丝材。图2a、2b~2c分别为采用PIT工艺生产镍铝复合丝所用的铝管、生产设备以及成品丝材。图2d~2e分别为采用氧乙炔线材火焰喷涂镍铝复合丝以及涂层样片。(b)图12．热喷涂

5、用粉芯丝材粉芯丝材的出现在一定程度上弥补了实芯丝材种类不能完全满足喷涂实践需求的不足。与实芯丝材的生产工艺完全不同，粉芯丝材一般采用粉／管(Powder(a)铝管(b)生产设备InTube，简称PIT)法和粉／皮(PowderinShell，简称PIS)法制成。它是将粉末填充入作为包覆外皮的金属管／薄带中，再进行连续的轧制、拉伸等变形工序，直至一定规格的丝材。由于无需熔炼、开坯、退火及酸洗等加工工序和辅助工序，因而粉芯丝材具有生产周期短的优势。同时，其工艺特点也使得可以通过调整所填充粉末的成分来方便地调整粉芯丝材的成分，并使难以采用实芯丝材生产工艺加工成形的一部分涂层材料(尤

6、其(C)丝材(d)氧乙炔线材火焰喷涂是包含一定量的陶瓷硬质相的材料体系)，可以采用粉芯丝材的生产工艺加工成丝材，从而使采用丝材作为涂层材料的电弧喷涂和线材火焰喷涂工艺的用料范围，在原来的纯金属以及合金实芯丝材的基础上得到了一定程度的扩充。(1)PIT工艺制备粉芯丝材在国内外材料领域，PIT工艺的一个众所周知的典型应用实例是用其制备高(e)涂层样片温超导线／带材。在银／银合金管中填充入多元高温超导图2材料的先驱粉末(3~NBiSrCaCuO系)，经过拉伸等塑性变形工艺，制成丝材，再经轧制工艺以及相应的相变热(2)PIS工艺制备粉芯丝材用粉／皮(PIS)工艺处理工艺，可制得用于制

7、备超导电缆的高温超导带材。制备热喷涂用粉芯丝材则是完全借鉴和沿用了药芯焊丝国内最早采用PIT工艺制备热喷涂用粉芯丝材的单的生产工艺。该工艺通常以碳钢或不锈钢薄带(一般厚位是北京有色金属研究总院。该单位采用PIT]：艺制备0-3～0．5mm，宽10～12mm)为外皮。钢带被以一定的火焰喷涂用结合底层材料镍铝复合丝至今已有20多年的速度连续送进生产线，在经过特制的凹凸相配的轧辊时历史。以铝管为外皮，填充适当比例的镍粉和铝粉，再被卷曲成u形。同时，料仓内配制好的填充粉料通过加采用适当的塑变减径工艺、热处理工艺