一種熱噴涂絲材及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱噴涂絲材及其制備方法，包括外皮和填充在外皮內(nèi)的芯材，所述外皮是Zn-0.8Al-0.35Re合金，芯材為Al-5Mg合金。復(fù)合噴涂絲有良好的力學(xué)性能，可加工性能優(yōu)異。使用本發(fā)明制備的噴涂絲材進行噴涂時，涂層具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。
【專利說明】一種熱噴涂絲材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型熱噴涂絲材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱噴涂Zn、Al及其合金涂層一直是用于鋼結(jié)構(gòu)表面防腐的重要技術(shù)之一。為了提高涂層對鋼基體的腐蝕防護能力，進而保證裝備在服役過程中不因表面腐蝕失效而影響性能的發(fā)揮，人們就噴涂設(shè)備、噴涂工藝及噴涂材料等方面開展了廣泛的研究。其中電弧噴涂Zn-15A1實心絲材制備二兀合金防腐涂層是最具有代表性的技術(shù)之一。但是Zn-15A1合金涂層在海洋、高溫、高濕、高鹽霧等惡劣條件下，其耐腐蝕性能減弱，服役壽命明顯降低。為此，需要研究進一步提高Zn-Al涂層耐腐蝕性的方法。
[0003]在Zn-Al合金涂層中添加少量的Mg元素可進一步提高在Zn-Al合金涂層的耐蝕能力。熱噴涂技術(shù)制備的Zn-Al-Mg偽合金涂層是通過噴涂兩種不同材料的絲材或采用粉芯絲材的方法獲得的相應(yīng)涂層。在熱噴涂過程中，Mg更容易氧化和蒸發(fā)，優(yōu)先形成尖晶石結(jié)構(gòu)的氧化物。與其它涂層體系相比，Zn-Al-Mg偽合金涂層具有更好的耐蝕性，這種涂層優(yōu)良的耐蝕性能被認(rèn)為主要來自偽合金涂層中Mg和Zn的作用。其中Mg的作用是形成尖晶石氧化膜改善涂層中Al的陰極保護作用，且Al-Mg薄層具有一定的自封閉能力，可進一步延緩鋼鐵基體的腐蝕速率，而Zn的自封閉作用，也可以減緩?fù)繉又蠥l的損失。含有微量Mg元素的熱浸鍍Zn-Al合金涂層腐蝕產(chǎn)物是典型的納米級微晶體，這些納米級腐蝕產(chǎn)物的形成使Zn-Al合金涂層具有優(yōu)良的抗腐蝕性能。
[0004]在Zn-Al合金涂層中添加少量的Re能進一步提高涂層的耐蝕性能，Re元素能細化涂層的微觀結(jié)構(gòu)，減少噴涂層的孔隙率，同時對Zn-Al合金涂層具有一定的強化作用，另外，稀土元素的加入，可大大提高融化粒子的流動性以及噴涂材料的表面活性，降低了噴涂熔滴的表面張力。Re在Zn-Al合金中主要以三種形式存在:固溶在基體中；偏聚在相界、晶界和枝晶界；固溶在化合物中或以化合物形式存在。當(dāng)含量低于0.1%時，稀土主要以前兩種形式強化，其中第一種形式起到有限固溶強化的作用，第二種形式增加變形阻力，稀土與Al、Mg、Si等元素形成的金屬間化合物呈球狀和短棒狀分布，在晶界或晶內(nèi)組織中有大量位錯分布；當(dāng)稀土含量大于0.3%時，最后一種強化形式占主導(dǎo)地位，這時，稀土與合金中的其它元素形成許多含稀土元素的新相，同時使第二相的形狀、尺寸發(fā)生變化，可能使第二相從長條等形狀轉(zhuǎn)變成短棒狀粒子，粒子的尺寸也變得比較細小，且呈彌散分布，大部分含稀土元素的第二相都出現(xiàn)了粒子化、球化和細化的特征，這種變化在一定程度上強化了 Zn-Al合金。
[0005]針對傳統(tǒng)噴涂絲的缺點，本發(fā)明提供一種新型的熱噴涂絲材。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種熱噴涂絲材，包括外皮和芯材，其中，所述外皮由鋅、鋁、錸的合金制成，所述芯材由鎂鋁合金制成，在所述熱噴涂絲材中，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，Al為13~15%，Mg為0.5~
1.0%，Re為0.1~0.5%，余量為鋅及不可避免的雜質(zhì)。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，所述鎂鋁合金為Al_5Mg合金，所述鋅、鋁、錸的合金為Zn-0.8A1-0.35Re合金，所述Zn_0.8A1-0.35Re合金是按化學(xué)計量比通過在熔化的Zn中加A Al-Re中間合金制備而成。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，所述熱噴涂絲材的直徑為1.6~4.0mm。
[0010]一種制備本發(fā)明所述的熱噴涂絲材的方法，包括如下步驟:
[0011 ] 將Zn-0.8A1-0.35Re合金帶材軋制成U形帶材；
[0012]在所述U形帶材中加入Al_5Mg合金絲；
[0013]將含有Al_5Mg合金絲的U形帶材軋制成0形絲材；
[0014]將所述0形絲材進行減徑得到Zn-14A1_0.7Mg-0.3Re噴涂絲材。
[0015]本發(fā)明制備的噴涂絲材具有常規(guī)加工方法無法加工的優(yōu)點，并且可以隨意調(diào)整噴涂絲中合金元素的比例。使用本噴涂絲噴涂后的涂層具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，與母材的結(jié)合力高，并且涂層的孔隙率小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所述一種熱噴涂絲材的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]一種新型的熱噴涂絲材，如圖1所示，包括芯材1，以及包裹芯材的外皮2，所述噴涂絲芯材I為Al-5Mg合金，外皮為Zn-0.8A1-0.35Re合金。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行說明。
[0018]Zn-0.8A1-0.35Re的制備:將Zn熔化，按化學(xué)計量比將Al-Re中間合金加入Zn中，熔煉而成。
[0019]實施例1
[0020]本實施例中的熱噴涂絲材，其芯材為Al_5Mg合金，外皮為Zn-0.8A1-0.35Re合金，復(fù)合噴涂絲的成分為Zn-14Al-0.7Mg-0.3Re。表1列出了噴涂絲的相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0021]表1
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種熱噴涂絲材，包括外皮和芯材，其特征在于，所述外皮由鋅、鋁、錸的合金制成，所述芯材由鎂鋁合金制成，在所述熱噴涂絲材中，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，Al為13~15%，Mg為0.5~1.0%，Re為0.1~0.5%，余量為鋅及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱噴涂絲材，其特征在于，所述鎂鋁合金為Al-5Mg合金，所述鋅、鋁、錸的合金為Zn-0.8A1-0.35Re合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱噴涂絲材，其特征在于，所述Zn-0.8A1-0.35Re合金的是按化學(xué)計量比在熔化的Zn中加入Al-Re中間合金制備而成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱噴涂絲材，其特征在于，所述熱噴涂絲材的直徑為1.6~4.0mm。
5.一種熱噴涂絲材的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 將Zn-0.8A1-0.35Re合金帶材軋制成U形帶材； 在所述U形帶材中加入Al-5Mg合金絲； 將含有Al-5Mg合金絲的U形帶材軋制成O形絲材； 將所述O形絲材進行減徑得到Zn-14Al-0.7Mg-0.3Re噴涂絲材。
【文檔編號】C23C4/08GK103614683SQ201310553433
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】陸漢龍, 徐啟迪, 徐龍江 申請人:上海龍爍焊材有限公司