一种含氮化物热喷涂粉芯线材 【技术领域】
属于材料加工工程中的热喷涂领域，该发明主要应用于轴类、柱塞、造纸烘缸、水轮机、航空发动机叶片的的热喷涂修复。
背景技术
耐磨损性是热喷涂涂层的一项重要的工程性质。耐磨涂层用于一些具有相对运动的磨损零件上，抵抗磨料磨损、粘着磨损和冲蚀磨损等。传统材料主要有碳化物涂层如WC、Cr3C2，氧化物陶瓷涂层如Al2O3、TiO2。
在＜550℃的工作温度下，通常采用WC(其硬度为HV1780)作为耐磨硬质相，HVOF工艺喷涂的CoCr-WC粉末，已经成功地应用于航空发动机等零部件，是镀硬铬的理想替代涂层。
在550～900℃的工作温度区间，通常采用Cr3C2(其硬度为HV1300)作为耐磨硬质相，它在金属型碳化物中抗氧化能力最强，常温硬度和高温硬度都相当高。
由此可见，传统地金属型碳化物和氧化物陶瓷其硬度偏低，抗氧化温度也不能超过1000℃，不能适应现代工业更高的要求，而氮化物涂层可解决此类问题，表一种列出的是碳化物和氮化物的物理性能对比。
由表可见，同种元素氮化物的硬度和抗氧化温度都要高于对应的碳化物。氮化物喷涂材料是21世纪最有前景的表面工程材料之一。
根据近几年的研究内同显示，含氮化物的热喷涂材料虽已引起了各研发人员的关注，但含氮化物热喷涂粉芯线材的研制在国内、国外尚为见相关的专利及文献报道。
表1碳化物和氮化物性能对比
【发明内容】
本发明所要解决的问题是克服传统喷涂材料中存在的问题，提供一种含氮化物耐高温高耐磨热喷涂粉芯线材制备方法。
本发明所提供的含氮化物热喷涂粉芯线材，其特征在于，所述的药芯成分范围如下：
氮化铬(CrN)：喷涂涂层耐磨硬质相。质量百分含量为：20～35％。
氮化硼(BN)：喷涂涂层耐磨硬质相。质量百分含量为：5～20％。
氮化钛(TiN)：喷涂涂层耐磨硬质相。质量百分含量为：15～25％。
75#硅铁：向涂层过渡合金元素，脱氧。质量百分含量为：4～12％。
硼铁：向涂层过渡合金元素。质量百分含量为：10～20％。
钛铁：向涂层过渡合金元素，脱氧。质量百分含量为：3～10％。
本发明的制备方法采用现有技术，包括以下步骤：
第一步：将轧钢带成U形，再向U形槽中加入占本发明粉芯线材总重20-50％的本发明粉芯；
第二步：将U形槽合口，使粉芯包裹其中，通过拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到2.0mm，得到最终产品。
【附图说明】
图1为药芯焊丝成形工艺示意图。
【具体实施方式】
所有实施例热喷涂粉芯线材都由“被动拉拔式药芯焊丝成型机”制出。
1.选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取氮化铬粉末20克、氮化硼粉末20克、氮化钛25克、75#硅铁粉末12克、硼铁粉末20克、钛铁粉末3克。(所取粉末的粒度为能通过60目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为20％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.6mm、2.4mm、2.2mm、2.0mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到2.0mm。喷涂电流150～200A，焊接电压15～20V，喷涂距离15～25厘米。涂层硬度及相对耐磨性见表二。
2.选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取氮化铬粉末35克、氮化硼粉末5克、氮化钛23克、75#硅铁粉末10克、硼铁粉末17克、钛铁粉末10克。(所取粉末的粒度为能通过60目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为25％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.6mm、2.4mm、2.2mm、2.0mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到2.0mm。喷涂电流150～200A，焊接电压15～20V，喷涂距离15～25厘米。涂层硬度及相对耐磨性见表二。
3.选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取氮化铬粉末34克、氮化硼粉末19克、氮化钛15克、75#硅铁粉末4克、硼铁粉末19克、钛铁粉末9克。(所取粉末的粒度为能通过60目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为30％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.6mm、2.4mm、2.2mm、2.0mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到2.0mm。喷涂电流150～200A，焊接电压15～20V，喷涂距离15～25厘米。涂层硬度及相对耐磨性见表二。
4.选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取氮化铬粉末32克、氮化硼粉末18克、氮化钛24克、75#硅铁粉末8克、硼铁粉末10克、钛铁粉末8克。(所取粉末的粒度为能通过60目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为40％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为：3.0mm、2.6mm、2.4mm、2.2mm、2.0mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到2.0mm。喷涂电流150～200A，焊接电压15～20V，喷涂距离15～25厘米。涂层硬度及相对耐磨性见表二。
表二所打硬度均采用HXD-1000数字式显微硬度计，载荷为100g，加载时间15s对涂层取5点打硬度，最后得到该涂层的平均显微硬度值。
磨损实验采用MM-200磨损实验机进行实验。
将热喷涂粉芯线材喷涂在57mm×25mm×5mm的Q235钢板表面上，每种涂层取三个试样，取其平均值作为最后的实验结果。磨损实验时，实验参数如下：橡胶轮转速：240转/分，橡胶轮直径：178mm，橡胶轮硬度：60(邵尔硬度)，载荷：10Kg，磨损时间：250s，橡胶轮转数：约1000转，磨料：40～70目的石英砂。材料的耐磨性能用磨损的失重量来衡量。在实验前、后，将试件放入盛有丙酮溶液的烧杯中，在超声波清洗仪中清洗3～5分钟，实验时用Q235钢作为对比，对比件失重量与测量件失重量之比作为该试样的相对耐磨性。
表2各实施例涂层显微硬度与相对耐磨性
实施方法 硬度(HV) 相对耐磨性(ε) 1 2152.14 31.25 2 2281.47 33.57 3 2365.98 36.32 4 2397.35 36.68