Zn-Al双金属复合材料实芯丝材制备方法
阅读：964发布：2020-05-26
专利汇可以提供Zn-Al双金属复合材料实芯丝材制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种Zn－Al双金属 复合材料 实心丝材的制备方法，属于材料加工工程中的 热 喷涂 领域，其成品主要应用于电厂 锅炉 管壁和锅炉“四管”的防腐、耐磨等各方面。应用本 发明 制备方法制备丝材，工艺过程简单，生产效率高，且制备出的实芯丝材 质量 优异，喷涂效果很好。本发明为一种Zn－Al双金属复合材料实心丝材的制备方法，其特征在于，所述的粉芯成分质量百分含量范围如下：Al：20～45％，Zn：余量。本发明所制备出的材料主要应用领域在火 力 发电 电场 锅炉的管道维护、 船舶 制造以及海洋工程等大型 钢 架结构的防腐材料。，下面是Zn-Al双金属复合材料实芯丝材制备方法专利的具体信息内容。
技术领域
本发明是一种Zn-Al双金属复合材料实心丝材的制备方法，属于材料加工工程中的热喷涂领域，其成 品主要应用于电厂锅炉管壁和锅炉“四管”的防腐、耐磨等各方面。
背景技术
热喷涂技术是将熔融或者半熔融状态的喷涂材料，通过高速电流使其雾化并喷射在零件表面上，形成 喷涂涂层的一种表面加工方法，它能够赋予表面耐磨、耐蚀、耐高温以及其他的特殊性能。目前，热喷涂 技术的喷涂方法主要包括：电弧喷涂、火焰喷涂、等离子喷涂和特殊方法四种基本方法。其中，电弧喷涂 和火焰喷涂由于其操作简便，涂层效果好等优点而被广泛应用。对于喷涂中能够保证质量的基本环节，喷 涂丝材的性能成为现代工程中的一项重要考虑因素。从上世纪80年代开始，热喷涂技术的迅猛发展和高 速热喷涂技术的涌现，使得在喷涂过程中喷涂熔滴速度提高，雾化效果得到改善，涂层结合强度增大，孔 隙率降低。为提高喷涂质量，目前，Zn丝、Al丝及Zn-Al合金丝在工程中得到广泛应用。
锌是热喷涂防腐蚀施工中使用最早，且最多的涂层材料，目前，热喷涂纯锌涂层仍然是保护在大气、 淡水环境下服役的重要钢铁结构件的首选工艺方法。与纯铝涂层相比，锌-铝合金的耐腐蚀性能较高，在多 种使用环境下，相同的涂层厚度由更长的防护寿命。同时，用Zn-Al合金喷涂出的涂层，其涂层的腐蚀产 物少，气孔率少，具有快速自封闭特性，外观较好。
热喷涂使用的锌-铝合金主要是含有Al量5％-30％的锌铝二元合金。目前常用的是含有锌85％，含铝 量15％的二元锌铝合金。该合金的通用牌号为Zn-Al15。
在制备Zn-Al合金涂层的过程中，由于锌铝两相元素的比重差别大，因而在冶炼时很容易造成比重偏 析，致使冶金熔融困难，影响涂层质量；在制备涂层时，提高合金中铝的含量后，会造成合金变硬变脆， 难以拉拔、减径制成丝材，严重影响了锌铝涂层的应用和发展。针对这种状况，目前也出现了锌铝粉芯喷 涂丝，但这种合金粉制备的粉芯丝材由于受填充率限制，粉芯丝材中Al的含量只有5-30％，即丝材中的 Al含量不能超过30％，无法达到锌铝的最佳含量比，而本发明专利所设计的双金属复合丝材的制备方法， 利用锌带包覆实心铝丝的方法，在喷涂加热的过程中是两种金属熔融在一起，达到制备双金属合金性能的 涂层，且其中铝含量可达到40％，有效地解决了Al含量不得高于30％这一问题。
锌是热喷涂防腐蚀施工中使用最早，且最多的涂层材料，目前，热喷涂纯锌涂层仍然是保护在大气、 淡水环境下服役的重要钢铁结构件的首选工艺方法。与纯铝涂层相比，锌-铝合金的耐腐蚀性能较高，在多 种使用环境下，相同的涂层厚度由更长的防护寿命。同时，用Zn-Al合金喷涂出的涂层，其涂层的腐蚀产 物少，气孔率少，具有快速自封闭特性，外观较好。
热喷涂使用的锌-铝合金主要是含有Al量5％-30％的锌铝二元合金。目前常用的是含有锌85％，含铝 量15％的二元锌铝合金。该合金的通用牌号为Zn-Al15。
在制备Zn-Al合金涂层的过程中，由于锌铝两相元素的比重差别大，因而在冶炼时很容易造成比重偏 析，致使冶金熔融困难，影响涂层质量；在制备涂层时，提高合金中铝的含量后，会造成合金变硬变脆， 难以拉拔、减径制成丝材，严重影响了锌铝涂层的应用和发展。针对这种状况，目前也出现了锌铝粉芯喷 涂丝，但这种合金粉制备的粉芯丝材由于受填充率限制，粉芯丝材中Al的含量只有5-30％，即丝材中的 Al含量不能超过30％，无法达到锌铝的最佳含量比，而本发明专利所设计的双金属复合丝材的制备方法， 利用锌带包覆实心铝丝的方法，在喷涂加热的过程中是两种金属熔融在一起，达到制备双金属合金性能的 涂层，且其中铝含量可达到40％，有效地解决了Al含量不得高于30％这一问题。
发明内容
本发明所要达到的最终目的是：用本发明所述的方法可以制备出一种Zn-Al二元金属合金热喷涂用实 芯丝材，其制备方法简单，制备效率高。应用这种实芯丝材，可以在喷涂过程中，在加热条件下是两种金 属熔融，从而制备出Zn-Al合金涂层，其涂层抗腐蚀性能良好，解决转炉烟罩管壁产生高温氧化腐蚀和冲 蚀磨损问题，确保炼钢厂转炉的安全运行。本发明可以提高金属结构构件和装置部件在严酷的腐蚀磨损环 境中的使用性能、延长服役寿命。
本发明所提供一种制备热喷涂用Zn-Al双金属实芯丝材的方法，其特征在于，制备方法简单、效率高， 所述的实芯丝材药粉成分质量百分含量范围如下：
Al：20～45％，Zn：余量。
本发明的制备方法采用现有技术，包括以下步骤：
1)芯部材料为1.6～3.0mm不同直径的铝丝。
2)外皮材料为含铝量约为10％(质量分数)的锌铝合金带和纯锌带，表面经过彻底清理后，利用粉 芯丝材制造机加工成所需直径的锌铝双金属复合丝材。
将厚度为0.3～0.5mm的外皮材料裁成10～14mm的带材，按照粉芯丝材的加工步骤，经过包丝机的三 组轧辊逐步滚压成“U”型的截面；此时用上述一种芯部丝材送入“U”型带中，取代粉芯丝材加工过程 中的自动送份器，然后通过包丝机的对接辊将“U”型带轧合形成搭接接头将实心丝包裹，经过三道后续 压辊将“U”带逐步压合成“O”型并压实，此时“O”型复合线材被送入拉丝机经8～14道拉拔逐渐减径 成所需直径的成品锌铝双金属复合丝。
附图说明
图1：双金属实芯丝材的工艺简图
本发明所提供一种制备热喷涂用Zn-Al双金属实芯丝材的方法，其特征在于，制备方法简单、效率高， 所述的实芯丝材药粉成分质量百分含量范围如下：
Al：20～45％，Zn：余量。
本发明的制备方法采用现有技术，包括以下步骤：
1)芯部材料为1.6～3.0mm不同直径的铝丝。
2)外皮材料为含铝量约为10％(质量分数)的锌铝合金带和纯锌带，表面经过彻底清理后，利用粉 芯丝材制造机加工成所需直径的锌铝双金属复合丝材。
将厚度为0.3～0.5mm的外皮材料裁成10～14mm的带材，按照粉芯丝材的加工步骤，经过包丝机的三 组轧辊逐步滚压成“U”型的截面；此时用上述一种芯部丝材送入“U”型带中，取代粉芯丝材加工过程 中的自动送份器，然后通过包丝机的对接辊将“U”型带轧合形成搭接接头将实心丝包裹，经过三道后续 压辊将“U”带逐步压合成“O”型并压实，此时“O”型复合线材被送入拉丝机经8～14道拉拔逐渐减径 成所需直径的成品锌铝双金属复合丝。
附图说明
图1：双金属实芯丝材的工艺简图
具体实施方式
所有实施例喷涂丝材采用粉芯丝材成型机制备：
实施例1
外包锌铝合金带选用10×0.4(宽10mm，厚0.4mm)的Zn带，按照本发明将其轧成“U”形。在“U” 形外皮进入对接轧辊前，将φ1.2mm的实心铝丝送入“U”型槽中，通过对接轧辊后，U形槽合口，填充 率为16％。然后实行多道拉拔、减径，最终形成φ2.0mm双金属复合丝。该锌铝复合丝的特征为铝含量19％ (质量分数)。
实施例2
外包带选用10×0.4(宽10mm，厚0.4mm)的Zn带，按照本发明将铝带轧成“U”形。在“U”形 外皮进入对接轧辊前，将φ1.1mm的实芯锌丝送入“U”型槽中，通过对接轧辊后，U形槽合口，填充率 为57％。然后实行多道拉拔、减径，最终形成φ3.0mm双金属复合丝。该锌铝复合丝的特征为铝含量为43％ (质量分数)。
实施例3
外包带选用10×0.4(宽10mm，厚0.4mm)的Zn-2Al合金带，按照本发明将铝带轧成“U”形。在 “U”形外皮进入对接轧辊前，将φ1.0mm的实心锌丝送入“U”型槽中，通过对接轧辊后，U形槽合口， 填充率为20％。然后实行多道拉拔、减径，最终形成φ2.3mm双金属复合丝。该锌铝复合丝的特征为铝含 量为23％(质量分数)。
实施例1
外包锌铝合金带选用10×0.4(宽10mm，厚0.4mm)的Zn带，按照本发明将其轧成“U”形。在“U” 形外皮进入对接轧辊前，将φ1.2mm的实心铝丝送入“U”型槽中，通过对接轧辊后，U形槽合口，填充 率为16％。然后实行多道拉拔、减径，最终形成φ2.0mm双金属复合丝。该锌铝复合丝的特征为铝含量19％ (质量分数)。
实施例2
外包带选用10×0.4(宽10mm，厚0.4mm)的Zn带，按照本发明将铝带轧成“U”形。在“U”形 外皮进入对接轧辊前，将φ1.1mm的实芯锌丝送入“U”型槽中，通过对接轧辊后，U形槽合口，填充率 为57％。然后实行多道拉拔、减径，最终形成φ3.0mm双金属复合丝。该锌铝复合丝的特征为铝含量为43％ (质量分数)。
实施例3
外包带选用10×0.4(宽10mm，厚0.4mm)的Zn-2Al合金带，按照本发明将铝带轧成“U”形。在 “U”形外皮进入对接轧辊前，将φ1.0mm的实心锌丝送入“U”型槽中，通过对接轧辊后，U形槽合口， 填充率为20％。然后实行多道拉拔、减径，最终形成φ2.3mm双金属复合丝。该锌铝复合丝的特征为铝含 量为23％(质量分数)。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种双丝电弧喷涂+激光重熔的表面改性方法 | 2020-05-11 | 483 |
| 一种自润滑轴承用覆铜粉钢板的电弧喷涂制备方法 | 2020-05-31 | 227 |
| 交直流电弧金属喷涂的专用设备 | 2020-05-14 | 162 |
| 放射性废物包装容器的表面防腐技术 | 2020-06-01 | 650 |
| 一种用于高速电弧喷涂技术制备Al‑Ni‑Nb‑Co非晶涂层的粉芯丝材 | 2020-05-14 | 410 |
| 电弧喷涂电源数字控制系统 | 2020-05-30 | 975 |
| 双弧电弧喷涂装置 | 2020-05-17 | 550 |
| 一种防水隔音垫及其制造方法 | 2020-05-23 | 964 |
| 可送粉末的复合式电弧喷涂枪 | 2020-06-02 | 427 |
| 箱式油管连续热喷涂控制装置 | 2020-05-22 | 1027 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
双丝电弧喷涂热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈