【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料，涉及用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝；还涉及用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝的制备方法。
技术介绍
1、由于不锈钢优异的耐蚀性及强度，被广泛用于汽车、建筑材料、化学设备、运输设备等领域。但在长久应用时通常会出现磨损情况，导致零件、设备失效。故对工件表面改善技术需求较大，制备涂层是高效改善基体表面性能的方法之一。目前，传统熔覆层以单一的主元为基体通过加入其他微量元素进行调配如fe基、co基等。其中fe基焊丝制备的耐磨熔覆层以加入其它增强颗粒或是增强相以提高熔覆层的强度，该种熔覆层价格较低耐磨性良好，但由于耐蚀性较差故不适合应用在不锈钢表面防护领域；co基焊丝制备的熔覆层以其高耐磨性和耐腐蚀性闻名，co基熔覆层优异的耐蚀性和抗磨损性的主要原因是应变诱导fcc到hcp马氏体的转变，虽然其性能优异但是co基熔覆层的制备成本及其昂贵。高熵合金是近年发展起来的一种多主元合金，一般由5种及5种以上主要元素构成，每种主要元素的摩尔含量在5％～35％之间。由于其4大效应，使其拥有出色的耐磨性、耐蚀性等。然而目前制备高熵合金涂层的方法基本集中在激光熔覆上，虽然该方法具有热量高集中，对基体影响较小等优势，但在大批量工件生产中会暴露其效率低、制备成本高、加工要求较高等缺点。tig熔覆制备涂层方法成本低、效率高，对生产加工环境要求水平较低，适用于大批产品加工生产化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝，解决了现有co基焊丝成本高，而
2、本专利技术的目的还在于提供用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝的制备方法。
3、本专利技术所采用的第一种技术方案是，用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝，由焊皮和药芯组成，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：co：16.5％～20％、cr：14.8％～17.6％、ni：16.5％～20％、nb：42.4％～52.2％，以上组分百分比之和为100％；药芯填充率为38wt％～42wt％。
4、本专利技术的特点还在于，
5、焊皮为fe-co-ni系合金带；焊皮成分按照质量百分比为：si：≤0.1％、mn：≤0.26％、ni：29.08％～30％、co：17.31％～18％、cu：≤0.011％、cr：≤0.006％、余量为fe。
6、本专利技术焊丝化学成分设计的依据具体如下：
7、co、ni、cr：与fe元素原子半径、电负性等相近，易与fe元素形成单一固溶体，抑制金属间化合物的生成，同时co、ni元素属于耐腐蚀元素，可提高涂层的耐蚀性。cr元素可起到调控元素分布，细化晶粒的作用。
8、nb：相对于其他三种元素，nb元素属于大原子半径元素，可以起到破坏晶格结构，引起晶格畸变的作用，以此来阻止位错的进行，进而增强涂层硬度与耐磨性，且nb在高温、高压、强酸、强碱等恶劣环境下具有较好的耐蚀性能，可以满足多种应用需求。
9、本专利技术所采用的第二种技术方案是：用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝的制备方法，具体操作步骤如下：
10、步骤1：先用naoh和丙酮的混合液对fe-co-ni系合金带进行清洗，清洗之后用清水清洗，然后使用hf和hno3的混合水溶液超声清洗，得到清洗后的fe-co-ni系合金带；
11、步骤2：药芯按质量百分比称取如下材料：16.5％～20％、cr：14.8％～17.6％、ni：16.5％～20％、nb：42.4％～52.2％，以上材料质量百分比之和100％；
12、步骤3：将步骤2加热后的各个原料粉末在混料机中进行干混，混合均匀，得到药芯粉；
13、步骤4：通过药芯焊丝制丝机把步骤3均匀混合后的药芯粉包裹在fe-co-ni系合金带内，并采用成型机将fe-co-ni系合金带闭合，得到焊丝半成品；
14、步骤5：将步骤4所得到的焊丝半成品进行多道次冷拔减径拉丝模，得到焊丝；
15、步骤6：用蘸有丙酮或无水乙醇的棉布擦拭焊丝上的油污，最终经拉丝机把焊丝拉直、盘成圆盘、密封包装。
16、本专利技术的特点还在于，
17、步骤1中，使用的naoh和丙酮的混合液中naoh的质量分数为15％，丙酮的质量分数为85％。hf和hno3的混合水溶液中hf的质量分数为5％，hno3的质量分数为35％。超声清洗1～2min，频率为20～30khz。
18、步骤2中，各个原料粉末的粒径不大于124μm。
19、步骤5中，多道次冷拔减径拉丝模的具体过程为：依次通过直径为2.0mm、1.9mm、1.8mm、1.7mm、1.6mm、1.5mm、1.42mm的拉丝模。
20、本专利技术的有益效果是：
21、(1)本专利技术的高熵合金药芯焊丝用于不锈钢上耐磨涂层的制备，提出针对不锈钢工件磨损失效问题的解决方法。
22、(2)本专利技术高熵合金药芯焊丝具有良好的焊接性，电弧稳定，润湿及铺展性能较好，焊缝成形美观，无裂纹、气孔、夹杂、氧化等缺陷。
23、(3)本专利技术药芯焊丝的制备方法：工艺简洁、可操作性强、成本低适合大批量生产化。
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1.用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝，其特征在于，由焊皮和药芯组成，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Co：16.5％～20％、Cr：14.8％～17.6％、Ni：16.5％～20％、Nb：42.4％～52.2％，以上组分百分比之和为100％；所述药芯的填充率为38wt％～42wt％。
2.根据权利要求1所述的用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝，其特征在于，所述焊皮为Fe-Co-Ni系合金带；Fe-Co-Ni系合金带成分按照质量百分比为：Si：≤0.1％、Mn：≤0.26％、Ni：29.08％～30％、Co：17.31％～18％、Cu：≤0.011％、Cr：≤0.006％、余量为Fe。
3.用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝的制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
4.根据权利要求3所述的用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述Fe-Co-Ni系合金带成分按照质量百分比为：Si：≤0.1％、Mn：≤0.26％、Ni：29.08％～30％、Co：17.31％～18％、Cu：≤0.011％、Cr：≤0.006％、
5.根据权利要求3所述的用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝的制备方法，其特征在于，步骤1中，使用的NaOH和丙酮的混合液中NaOH的质量分数为15％，丙酮的质量分数为85％；HF和HNO3的混合水溶液中HF的质量分数为5％，HNO3的质量分数为35％；所述超声清洗时间为1～2min、频率为20～30kHz。
6.根据权利要求3所述的用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝的制备方法，其特征在于，步骤2中，各个原料粉末的粒径不大于124μm。
7.根据权利要求3所述的用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝的制备方法，其特征在于，步骤2中，多道次冷拔减径拉丝模的具体过程为：依次通过直径为2.0mm、1.9mm、1.8mm、1.7mm、1.6mm、1.5mm、1.42mm的拉丝模。
...【技术特征摘要】
1.用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝，其特征在于，由焊皮和药芯组成，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：co：16.5％～20％、cr：14.8％～17.6％、ni：16.5％～20％、nb：42.4％～52.2％，以上组分百分比之和为100％；所述药芯的填充率为38wt％～42wt％。
2.根据权利要求1所述的用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝，其特征在于，所述焊皮为fe-co-ni系合金带；fe-co-ni系合金带成分按照质量百分比为：si：≤0.1％、mn：≤0.26％、ni：29.08％～30％、co：17.31％～18％、cu：≤0.011％、cr：≤0.006％、余量为fe。
3.用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝的制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
4.根据权利要求3所述的用于不锈钢耐磨涂层的高熵合金药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述fe-co-ni系合金带成分按照质量百分比为：si：...
【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，薛添淇，程龙，闫少帅，毛威，周文坤，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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