专利名称：一步耐磨复合丝材及其应用的制作方法
技术领域：
本涉发明涉及一种一步耐磨复合丝材及其应用。
背景技术：
对于一些大型设备如水电站大型电机轴、大型龙门刨床导轨等零部件由于长期运行或运行环境较为恶劣等问题使零部件局部区域出现严重损坏，致使整套设备无法正常运行，造成严重的经济损失。如果因为这一原因而直接报废设备，浪费又大，因此，应该对设备的损坏件进行维修，且由于设备大，拆卸运输很不方便，对设备的维护修复只能就地解决。同样，对于一些进口汽车或机械设备的曲轴或其它设备的零部件，因某种原因而损坏，又急于解决这一问题，也需要就地修复。因此，目前在机器、电机、汽车等领域中，急需一种修复设备损坏件的方法及修复的材料，以解决此类问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种热喷涂涂层有很好的自结合性能、良好的耐磨性能、耐高温氧化性能优异的一步耐磨复合丝材。该丝材可以解决上述设备零部件的磨损部位的修复问题。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案一步耐磨复合丝，是以铝为复合丝材的外皮，管中间添加镍粉、铝粉、铁粉及陶瓷粉末，其丝材成分的重量百分比为50～55％Ni，18～25％Al，18～23％Fe，3～5％Cr，陶瓷粉余量。
上述丝材成分为综合铝管外皮及管中间粉末的整体成分。其中，铝的重量百分比是包括铝管外皮和管中间铝粉的重量百分比。
这种一步耐磨复合丝材组成的丝材成分的重量百分比优选为52％Ni，20％Al，20％Fe，4％Cr，陶瓷粉余量。
本发明的一步耐磨复合丝材的性能特点主要是由它的组成决定的，其主要特点是耐磨、耐氧化、耐冲击、自结合性能好，涂层硬度适中。
本发明的一步耐磨复合丝材的直径为Ф2.9mm～Ф3.3mm。
本发明的一步耐磨复合丝材的直径优选为Ф3.0mm或Ф3.175mm，且丝材的软硬适中，完全适合于火焰喷涂。
在本发明中，一步耐磨复合丝材主要作为热喷涂材料的应用。
在本发明中，在轴承颈、燃料泵旋转部件、套筒、汽缸内衬、活塞、拉丝绞盘、机器床身导轨、大型电机轴、汽车曲轴、耐磨环、压配件、耐冲击磨损件等的磨损部位，采用火焰喷涂的方法，喷涂所述的一步耐磨复合丝材，使上述零部件表面形成结合强度较高、有良好自结合性能、涂层硬度适中的涂层，达到零部件修复的目的。
在本发明中，一步耐磨复合丝材的加工制造方法，是按照本发明的丝材成分的重量百分比加入的镍粉、铝粉(其中所加入铝粉的重量百分比是总Al含量的重量百分比减去铝管的重量百分比之差)、铁粉、铬粉、陶瓷粉未装入铝管后进行旋锻加工而成的，装入粉末之前必须封严铝管一头，装完粉未后再封铝管的另一头。最后一道成品加工工序之后还要进行退火处理，以获得硬度适中的复合丝材。
本发明的丝材中虽然含有铁粉，但因含有较高的镍粉及铬粉，因而喷涂后的涂层并不会生锈，是一种“不锈”型涂层。而且丝材中的镍粉与铝管及管中的铝粉之间会发生放热的化合反应，为增加涂层的结合强度及自结合功能创造了条件，又由于丝材中含有一定量的陶瓷粉，喷涂后的涂层中具有一定数量的硬度较高的陶瓷相，使涂层有良好的耐磨性。还有，由于材料本身具有良好的自结合性能，因而只要表面洁净，便可直接在表面喷涂。总之，涂层具有良好的耐磨性能、较好的耐冲蚀性和抗氧化性能。经加工后的一步耐磨复合丝强度较低，用火焰喷涂工艺较为合适。利用火焰喷涂一步耐磨复合丝材，只需投入较少的资金便能达到恢复设备正常运行的功效。因此，火焰喷涂一步耐磨复合丝材可以解决设备零部件的磨损部位的修复问题。
本发明的优点是本发明的一步耐磨复合丝材可用于轴承颈、燃料泵旋转部件、套筒、汽缸内衬、活塞、拉丝绞盘、机器床身导轨、大型电机轴、汽车曲轴、耐磨环、压配件、耐冲击磨损件等的磨损部位的修复。利用火焰喷涂将该丝材热喷涂在上述的磨损部位上，其热喷涂涂层有很好的自结合性能、良好的耐磨性能、耐高温氧化性能优异。
图1为本发明的复合丝材制备工序示意图。
图2为图1中的A-A剖视放大图具体实施方式
实施例1本实施例1的一步耐磨复合丝材成分组成的重量百分比为52％Ni，20％Al，20％Fe，4％Cr，4％陶瓷粉。
本实施例1的一步耐磨复合丝材的加工制造方法流程如图1所示，采用铝管；先封装铝管一端；再填充粉未，是按照上述的丝材成分的重量百分比加入的镍粉、铝粉(其中所加入铝粉的重量百分比是总Al含量的重量百分比减去铝管的重量百分比之差)、铁粉、铬粉、陶瓷粉；填充完粉未后再封装铝管的另一端；再经过压力加工(即旋锻压力加工)；之后还要进行退火处理，以获得硬度适中的复合丝材。
如图2所示，所制成的复合丝材，其外皮为铝管1，管芯2为添加镍粉、铝粉、铁粉及陶瓷粉末，该复合丝材尺寸为Ф3.0mm、或Ф3.175mm。
实施例2本实施例2除丝材成分组成的重量百分比不同于实施例1外，其余的均和实施例1相同。本实施例2的一步耐磨复合丝材成分组成的重量百分比为50％Ni，18％Al，18％Fe，3％Cr，11％陶瓷粉。丝材尺寸为Ф3.0mm、Ф3.175mm。
实施例3本实施例3除丝材成分组成的重量百分比不同于实施例1外，其余的均和实施例1相同。本实施例3的一步耐磨复合丝材成分组成的重量百分比为55％Ni，20％Al，20％Fe，3％Cr，2％陶瓷粉。丝材尺寸为Ф3.0mm、Ф3.175mm。
实施例4本实施例4除丝材成分组成的重量百分比不同于实施例1外，其余的均和实施例1相同。本实施例4的一步耐磨复合丝材成分组成的重量百分比为50％Ni，25％Al，20％Fe，3％Cr，2％陶瓷粉。丝材尺寸为中Ф3.0mm、Ф3.175mm。
实施例5本实施例5除丝材成分组成的重量百分比不同于实施例1外，其余的均和实施例1相同。本实施例5的一步耐磨复合丝材成分组成的重量百分比为50％Ni，22％Al，23％Fe，3％Cr，2％陶瓷粉。丝材尺寸为中Ф3.0mm、Ф3.175mm。
实施例6本实施例6除丝材成分组成的重量百分比不同于实施例1外，其余的均和实施例1相同。本实施例6的一步耐磨复合丝材成分组成的重量百分比为50％Ni，22％Al，21％Fe，5％Cr，2％陶瓷粉。丝材尺寸为中Ф3.0mm、Ф3.175mm。
使用上述的六个实施例所制成的一步耐磨复合丝材，并进行采用火焰喷涂方法制作功能型防护涂层的实验，经实验表明，上述各个实施例中的丝材所制作功能型防护涂层，均具有良好的耐磨性能、较好的耐冲蚀性和抗氧化性能。完全适合于机器床身导轨、大型电机轴、汽车曲轴、耐磨环、压配件、耐冲击磨损件等的磨损部位的修复，效果良好。
权利要求
1.一种一步耐磨复合丝材，其特征在于以铝为复合丝材的外皮，管中间加入镍粉、铝粉、铁粉、铬粉、陶瓷粉，其丝材成分的重量百分数为50～55％Ni，18～25％Al，18～23％Fe，3～5％Cr，陶瓷粉余量。
2.根据权利要求1所述的一步耐磨复合丝材，其特征在于所述的丝材的成分重量百分数为52％Ni，20％Al，20％Fe，4％Cr，陶瓷粉余量。
3.根据权利要求1或2所述的一步耐磨复合丝材，其特征在于所述的丝材的的直径为Φ2.9mm～Φ3.3mm。
4.根据权利要求3所述的一步耐磨复合丝材，其特征在于所述的丝材的的直径为Φ3.0mm或Φ3.175mm。
5.权利要求1至4任意一项中所述的一步耐磨复合丝材一种应用，其特征在于所述的一步耐磨复合丝材作为火焰喷涂丝材的应用。
6.根据权利要求3所述的一步耐磨复合丝材一种应用，其特征在于在轴承颈、燃料泵旋转部件、套筒、汽缸内衬、活塞、拉丝绞盘、机器床身导轨、大型电机轴、汽车曲轴、耐磨环、压配件、耐冲击磨损件等的磨损部位，采用火焰喷涂的方法，喷涂所述的一步耐磨复合丝材，使上述零部件表面形成结合强度较高、有良好自结合性能、涂层硬度适中的涂层，达到零部件修复的目的。
全文摘要
一种一步耐磨复合丝材及其应用。是以外皮为铝管，管中间添加含Ni粉、铝粉、铁粉、铬粉及陶瓷粉经过旋压加工而成的热喷涂用丝材，其丝材整体成分的重量百分数为50－55％Ni，18－25％Al，18－23％Fe，3－5％Cr，陶瓷粉余量。利用火焰喷涂的方法使丝材在喷涂过程中不仅发生Ni和Al的化合放热反应，而且在涂层中具有一定数量的硬度较高的陶瓷相。由于材料本身具有良好的自结合性能，因而只要表面洁净，便可直接在表面喷涂。用于轴承颈、燃料泵旋转部件、套筒、汽缸内衬、活塞、拉丝绞盘、机器床身导轨、大型电机轴、汽车曲轴、耐磨环、压配件、耐冲击磨损件等的修复。可以进一步延长工件使用寿命，节约成本。
文档编号C23C4/00GK1580314SQ0315316
公开日2005年2月16日 申请日期2003年8月8日 优先权日2003年8月8日
发明者杨中元, 孙孝良, 李学锋, 秦颢 申请人:北京有色金属研究总院