北京工业大学表面工程研究所

-1-北京工业大学表面工程研究所热喷涂粉芯丝材是由金属外皮包裹着一定粒度的不同类型的金属、合金粉末或陶瓷粉末等构成的，兼备实心丝材及合金粉末喷涂材料的优点，具有合金成分调节容易、调节范围广、可获得特殊合金成分表面涂层和提高涂层质量等独特的优越性，是一种非常有发展前景的热喷涂材料，在国内外已得到成功应用。北京工业大学自1994年，在国内率先开展了电弧喷涂用粉芯丝材的研究和开发工作。初始阶段得到北京市自然科学基金（项目：含稀土元素耐磨耐腐蚀热喷涂金属粉芯线材的研究）和全军装备维修表面工程研究中心(项目：耐磨耐蚀热喷涂粉芯线材的研究)的资助。于1999年完成北京市政管理委员会项目：市政及施工机械等用耐磨热喷涂粉芯线材的研究；2003年完成青年基金：稀土在热喷涂粉芯线材中的应用效果。并于2004年获国家自然科学基金资助：电弧喷涂制备纳米硼化物陶瓷复合涂层及其特性研究。2006年获北京市自然科学基金资助：电弧喷涂制备纳米陶瓷复合涂层及其特性的研究。申请国家发明专利六项，现已授权两项：含稀土元素的粉芯铁基合金的热喷涂线材(ZL96120778.7)、电弧喷涂制备金属基陶瓷复合涂层技术(ZL200310100134.2)。1998年获校科技成果一等奖，1999年获北京市科技进步三等奖(含稀土元素耐磨耐腐蚀热喷涂粉芯线材的研究)。发表相关科研论文三十余篇。与德国及国内几十家科研及生产单位广泛合作，开发了三十余种Fe基、Ni基、Al基和Zn基热喷涂粉芯丝材，在轴类、柱塞、烘缸、风机叶片等修复及燃煤电站锅炉“四管”防护上得到成功应用。该研究方向已培养毕业博士生一名，硕士生十余名。目前有十余名在读博士、硕士生正在进行该领域的研究工作。产品介绍—热喷涂材料7Cr13－耐磨耐蚀型热喷涂粉芯丝材说明：电弧喷涂层结合强度：50MPa，涂层硬度：43-48HRC(维氏硬度411-490HV0.1换算值)。可用作热喷涂耐磨、耐蚀涂层。磨粒磨损试验相对耐磨性为3Cr13的1.5倍。涂层致密。主要用于燃煤电站锅炉普通煤粉炉四管抗高温腐蚀-冲蚀磨损。轴类、曲轴、柱塞、造纸烘缸等修复。喷涂层横截面显微组织-2-DM－高结合强度耐磨型热喷涂粉芯丝材说明：电弧喷涂层结合强度：55MPa，涂层硬度:35-39HRC(维氏硬度329-366HV0.1换算值)。涂层低收缩率低膨胀系数，可喷较厚涂层，具有良好的自粘合性能，可做热喷涂打底层用，取代铝青铜(或价格昂贵的NiAl丝材)，无毒、高效、低成本。涂层有良好的耐磨性能，也可做耐磨层用。喷涂层横截面显微组织316－耐蚀耐磨型热喷涂粉芯丝材说明：电弧喷涂层结合强度：50MPa。可做热喷涂耐腐蚀层用(在具有氧化性的介质中效果良好。注意选择合适的封孔剂。因喷涂层为奥氏体不锈钢型，线膨胀系数大，喷涂层厚度不宜过厚)。喷涂层横截面显微组织MC－耐高温冲蚀金属陶瓷型热喷涂粉芯丝材说明：电弧喷涂层结合强度：50MPa，涂层硬度：50-57HRC(维氏硬度518-642HV0.1换算值)。抗热震性能好以及抗高温冲蚀磨损能力强。作为燃煤电站锅炉普通煤粉炉“四管”抗高温腐蚀-冲蚀磨损涂层。-3-GY－高硬度高耐磨型热喷涂粉芯丝材说明：电弧喷涂层结合强度：50MPa，涂层硬度：＞65-70HRC(维氏硬度857-1393HV0.1换算值，部分区域高达1807HV0.1)，孔隙率3.9%。涂层中的氧化物极少。磨粒磨损试验相对耐磨性为3Cr13的9倍。作高耐磨防护涂层用。适于循环流化床锅炉四管、风机叶片等耐冲蚀磨损防护涂层。喷涂层横截面显微组织SWR－不锈钢高硬度高耐磨型热喷涂粉芯丝材说明：电弧喷涂层结合强度55MPa，涂层硬度:67-70HRC(维氏硬度949-1362HV0.1换算值)，涂层中的氧化物极少，孔隙率3.2%。抗热震性能好（800℃，热震20次，涂层完好），抗高温冲蚀能力强。磨粒磨损试验相对耐磨性为20G钢的18倍以上。作高耐磨层用。适于循环流化床锅炉四管、风机叶片等耐冲蚀磨损防护涂层。喷涂层横截面显微组织NiCr-高镍铬合金耐蚀型热喷涂粉芯丝材说明：涂层中的铬含量大于42wt.%，电弧喷涂层结合强度50MPa，涂层硬度：47-52HRC(维氏硬度450-550HV0.1换算值)，抗热震性能好（800℃，热震20次，涂层完好），抗高温冲蚀能力强。涂层的750℃抗高温腐蚀性（摩尔比为7：3的Na2SO4+K2SO4）比Q235钢好约15-20倍。-4-Ni/Cr3C2－镍基耐高温冲蚀磨损热喷涂粉芯丝材说明：电弧喷涂层结合强度50MPa，涂层硬度：46-58HRC(维氏硬度449-680HV0.1换算值)，抗热震性能好（800℃，热震20次，涂层完好），抗高温冲蚀能力强。涂层的750℃抗高温腐蚀性（摩尔比为7：3的Na2SO4+K2SO4）比20G钢好约15-20倍。喷涂层横截面显微组织TiB2/Al2O3－陶瓷颗粒增强高耐磨热喷涂粉芯丝材说明：电弧喷涂层结合强度48MPa，涂层硬度:62-66HRC(维氏硬度762-900HV0.1换算值，涂层中的黑色区域为TiB2/Al2O3陶瓷硬质相，硬度891－2439HV0.1)。抗热震性能好（800℃，热震15次，涂层完好），抗高温冲蚀能力强。磨粒磨损试验相对耐磨性为20G钢的9倍以上。作高耐磨层用。适于循环流化床锅炉“四管”、风机叶片耐冲蚀磨损防护涂层。喷涂层横截面显微组织-5-WC－陶瓷颗粒增强高耐磨热喷涂粉芯丝材说明：电弧喷涂层结合强度50MPa，涂层硬度:70HRC(维氏硬度1023-1525HV0.1换算值，涂层中WC陶瓷硬质相硬度2032－2088HV0.1)。抗热震性能好（800℃，热震15次，涂层完好），抗高温冲蚀能力强。磨粒磨损试验相对耐磨性为20G钢的15倍以上。作高耐磨层用。适于循环流化床锅炉“四管”、风机叶片耐冲蚀磨损防护涂层。喷涂层横截面显微组织TiC－陶瓷颗粒增强高耐磨热喷涂粉芯丝材说明：电弧喷涂层结合强度50MPa，涂层硬度:64-70HRC(维氏硬度850-16580HV0.1换算值)。抗热震性能好，抗高温冲蚀能力强。磨粒磨损试验相对耐磨性为20G钢的9倍以上。作高耐磨层用。适于循环流化床锅炉“四管”、风机叶片耐冲蚀磨损防护涂层。喷涂层横截面显微组织及磨损后表面形貌-6-产品介绍—堆焊材料风机叶轮等受冲蚀磨损件堆焊用药芯焊丝牌号：YD2X7CO2气保护堆焊药芯焊丝规格：Ф1.6mm，15Kg/盘硬度：55～57HRC主要成分(wt.%)：C0.5～0.8;Cr3～5;Mo2～3;V0.5～1;B:0.5～0.8;Mn:1～2;Si1应用：风机叶轮堆焊；受泥砂、气蚀破坏机械以及受冲击耐磨面堆焊YD2X7－CO2气保护堆焊药芯焊丝堆焊层显微组织(马氏体＋奥氏体)受严重冲击高锰钢堆焊药芯焊丝牌号：YDMn14CO2气保护堆焊药芯焊丝规格：Ф1.6mm，15Kg/盘硬度：27～35HRC(冲击前)，50～55HRC(冲击后)主要成分(wt.%)：C0.4～0.7;Mn13～15;Cr4～6;Ni2～3应用：受严重冲击高锰钢堆焊，如破碎机颚板、摆锤、破碎辊、铁路道叉等零、部件及其它受严重冲击磨损部件堆焊与修复。堆焊层塑性良好，受严重冲击作用后耐磨性强，具有快速加工硬化的特点，适合耐冲击和磨料磨损复合作用的场合磨煤辊、磨盘、铲齿等高硬度高耐磨堆焊药芯焊丝牌号一：YDZ60自保护金属芯堆焊药芯焊丝规格：Ф2.8mm硬度：59～61HRC主要成分(wt.%)：C3～5;Cr28～30;Mn1.4～1.6;Si0.6～1.0应用：用于磨煤辊、磨盘的修复和再制造，以及输送带、料斗、挖掘机、铲齿、筑路机、采石场设备、混料机和鼓风机叶片等堆焊-7-自保护金属芯堆焊药芯焊丝堆焊层显微组织(基体上均匀分布大量的Cr7C3硬质相)牌号二：YDZ65自保护金属芯堆焊药芯焊丝规格：Ф2.8mm硬度：63～65HRC主要成分(wt.%)：C3～5;Cr28～30;B1～2;Mn1.4～1.6;Si0.6～1.0应用：用于磨煤辊、磨盘的修复和再制造，以及输送带、料斗、挖掘机、铲齿、筑路机、采石场设备、混料机和鼓风机叶片等堆焊牌号三：YDM60埋弧堆焊药芯焊丝规格：Ф2.8～5.0mm硬度：58～61HRC主要成分(wt.%)：C3～5;Cr28～30;Mn1.4～1.6;Si0.6～1.0应用：用于磨煤辊、磨盘的修复和再制造，以及输送带、料斗、挖掘机、铲齿、筑路机、采石场设备、混料机和鼓风机叶片等堆焊埋弧堆焊药芯焊丝堆焊层显微组织(基体上均匀分布大量的Cr7C3硬质相)牌号四：YDM65埋弧堆焊药芯焊丝规格：Ф2.8～5.0mm硬度：62～65HRC主要成分(wt.%)：C3～5;Cr28～30;B1～2;Mn1.4～1.6;Si0.6～1.0应用：用于磨煤辊、磨盘的修复和再制造，以及输送带、料斗、挖掘机、铲齿、筑路机、采石场设备、混料机和鼓风机叶片等堆焊-8-埋弧堆焊药芯焊丝堆焊层显微组织(晶粒细化，硬质相弥散分布)地铁盾构刀具刃口、装载机料斗刃口堆焊药芯焊丝牌号：DG7CO2气保护堆焊药芯焊丝规格：Ф1.6mm，15Kg/盘硬度：52～55HRC(焊态),58～60HRC(冲击后)主要成分(wt.%)：C0.1～0.3;Cr6～10;Ni1～3,Mo1;Mn:1～3;Si1应用：地铁盾构施工刀具刃口堆焊。本产品针对北京市地质条件（含沙砾50%左右）研发的盾构刀具刃口堆焊药芯焊丝（北京市科委项目），堆焊金属有良好的强、韧组合，同时具有良好的耐磨性，可应用于有冲击载荷情况下的高应力磨粒磨损。目前，应用本产品制备的国产地铁盾构刀具，在北京地铁五号线试验段复线盾构施工中（地质条件相同）一次掘进420m，为进口刀具2～3倍。同时，该产品也可用于煤炭、矿石装载机料斗和刃口堆焊修复。DG7－CO2气保护堆焊药芯焊丝堆焊层显微组织(右图为冲击后组织，马氏体量增加)盾构机周边刀(原始刀体)再制造周边刀掘进420m磨损情况-9-中温高压阀门密封面堆焊药芯焊丝牌号一：YD507MoNb-37CO2气保护堆焊药芯焊丝规格：Ф1.6mm，15Kg/盘硬度：37～40HRC主要成分(wt.%)：C＜0.2;Cr10～12;Mo1～2;Nb0.5应用：510℃以下中温高压阀门密封面堆焊牌号二：YD507MoNb-45CO2气保护堆焊药芯焊丝规格：Ф1.6mm，15Kg/盘硬度：45～47HRC主要成分(wt.%)：C＜0.2;Cr10～16;Mo1～2;Nb0.5应用：510℃以下中温高压阀门密封面堆焊受中等冲击磨损部件系列堆焊药芯焊丝牌号一：YD5Cr6MnMoCO2气保护/自保护/埋弧堆焊药芯焊丝规格：Ф1.6mm，15Kg/盘；Ф2.4～4.0mm硬度：50～55HRC主要成分(wt.%)：C0.5;Cr5～8;Mn1.1～1.5;Mo0.5～0.7应用：受中等冲击磨损部件堆焊。榨糖机轧辊表面点堆焊。牌号二：YD3Cr6Mo2VCO2气保护堆焊药芯焊丝规格：Ф1.6mm，15Kg/盘硬度：50～55HRC主要成分(wt.%)：C0.3;Cr5～8;Mo1～2;V0.5应用：受中等冲击磨损部件堆焊。榨糖机轧辊表面点堆焊。热轧辊堆焊药芯焊丝牌号：YDR-45埋弧堆焊药芯焊丝规格：Ф2.4～4.0mm硬度：45～47HRC,412～463HV0.1主要成分(wt.%)：C0.12～0.15;Cr13～14;Ni2～4;Mo1～1.5;V0.5,Mn0.8～1.2;Si0.5～0.6应用：堆焊层热强性和耐热疲劳性能优良。适合作为热轧辊工作层的堆焊。YDR-45埋弧堆焊药芯焊丝堆焊层显微组织(板条状马氏体)-10-连铸辊堆焊药芯焊丝牌号一：YDCrMo350CO2气保护堆焊药芯焊丝规格：Ф1.6mm，15Kg/盘硬度：32～35HRC主要成分(wt.%)：C＜0.2;Cr0.8～1.1;Mo0.3～0.5应用：连铸辊的堆焊。牌号二：YD25CrMoCO2气保护堆焊药