一种锌铜钛镧电弧喷涂涂层的制备工艺的制作方法

1.本发明涉及合金和热喷涂材料技术领域，具体是指一种锌铜钛镧电弧喷涂涂层的制备工艺。


背景技术：

2.金属材料无论是在室内或是室外，无论是在有遮雨条件下还是在无遮雨条件下的室外，大气腐蚀都会直接或者间接发生。根据我国工业防腐蚀技术专家最新统计，腐蚀造成了我国经济的巨大损失。据统计，全世界因腐蚀造成的经济损失大约为七千亿美元，发达国家每年因腐蚀造成的经济损失超过了风灾、火灾等除腐蚀以外的自然灾害的经济损失的总和。研究人员发现热喷涂技术对金属材料可以起到防护的作用，金属热喷涂层在潮湿环境中具有良好的防腐蚀性能。利用热喷涂技术，zn-al合金已经广泛应用到工程钢结构的涂层防腐上，取得了明显的防腐效果。然而，热喷涂时zn-al合金中al容易发生挥发，给设备和施工带来极大的安全隐患。为了处理该问题，防腐用zn-cu-ti合金被研发出来，用来提到zn-al合金。相对于zn-al合金而言，热喷涂用zn-cu-ti合金丝材的成型更加困难，另外，zn-cu-ti合金的喷涂工艺被研究较少，目前尚不成熟。稀土添加可提高zn-cu-ti合金的耐腐蚀性能，这一点已经被广泛证实。本工艺为将提供含稀土锌合金丝材的制备工艺以及丝材热喷涂工艺。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服以上的技术缺陷，提供一种锌铜钛镧电弧喷涂涂层的制备工艺，一方面，解决含稀土镧zn-cu-ti合金丝材的成型技术问题，提供丝材产业化思路；另一方面，提供含稀土镧zn-cu-ti合金的电弧喷涂工艺。
4.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种锌铜钛镧电弧喷涂涂层的制备工艺，包括以下步骤：
5.(1)锌铜钛镧合金制备：采用熔炼炉制备锌铜钛镧合金，并将采购的纯锌、zn-6cu和zn-3ti中间合金放入电阻炉内，金属熔化后，将合金熔体的温度控制在620℃-640℃，随后将纯镧压入到锌铜钛合金熔体中底部，待镧完全溶解后，保温1h，并不断搅拌合金熔体，随后将锌铜钛镧合金熔体浇注到石墨模具中，得到直径为22mm的棒材；
6.(2)锌铜钛镧合金轧制变形：将步骤(1)中22mm的棒材加热到320℃-340℃，对其进行6道次轧制变形，将棒料的直径从22mm轧制成6.5mm；
7.(3)锌铜钛镧合金拉拔变形：将步骤(2)中加工好的6.5mm锌铜钛镧合金杆材加热到100-110℃，对其进行8道次热拉拔变形，将杆料的直径从6.5mm拉拔成3mm，杆料直径减小量从10％逐渐降低到8％；
8.(4)锌铜钛镧涂层制备：将步骤(3)中加工好的3mm锌铜钛镧合金丝材电弧喷涂到处理好的q235钢板上，利用喷涂小车控制喷头的运动，喷头与q235钢板保持垂直，且与q235钢板的距离控制在145mm
±
5mm，喷头随喷涂小车的移动速度为10mm/s，同一个位置喷两次。
9.优选的，步骤(1)中所述的锌铜钛合金中铜，钛和镧的百分含量分别为0.75％，0.15％和0.25％，杂质的总含量≤0.06％。
10.优选的，步骤(2)中所述的棒材线径变化过程为22mm-19.8mm-15.8mm-12.6mm-10mm-8mm-6.5mm。
11.优选的，步骤(2)中所述的轧制时棒料的进给速度为1cm/s-1.5cm/s。
12.优选的，步骤(3)中所述的杆材直径的变化为6.5mm-5.8mm-5.3mm-4.7mm-4.3mm-3.9mm-3.5mm-3.2mm-3mm。
13.优选的，步骤(3)中所述的拉拔速度为3mm/s。
14.优选的，步骤(4)中所述的丝材上施加电流为142a
±
3a。
15.本发明与现有技术相比的优点在于：本发明的制备方法，使用普通电阻炉制备锌铜钛镧合金棒材，该棒材经热轧和热拉拔变形演变为直径为3mm的丝材，采用电弧喷涂工艺将锌铜钛镧合金喷涂到q235钢表面，以提高q235钢的耐腐蚀性能。本发明探明锌铜钛镧合金的熔炼工艺、丝材成型工艺以及丝材的热喷涂工艺，为其在工程钢结构中的应用提供技术支持。
附图说明
16.图1是锌铜钛镧丝材的显微组织。
17.图2是锌铜钛镧涂层的组织形貌。
18.图3是锌铜钛镧涂层在3.5％nacl溶液中耐腐蚀性能的极化曲线。
19.图4是锌铜钛镧涂层在3.5％nacl溶液中耐腐蚀性能的eis曲线。
具体实施方式
20.实施例1
21.一种锌铜钛镧电弧喷涂涂层的制备工艺，包括以下步骤：
22.(1)采用熔炼路线制备锌铜钛镧合金，其中铜，钛和镧的百分含量分别为0.75％，0.15％和0.25％，杂质的总含量≤0.06％。将采购的纯锌，zn-6cu和zn-3ti中间合金放入电阻炉内，金属熔化后，将合金熔体的温度控制在620℃-640℃，随后将纯镧压入到锌铜钛合金熔体中底部，待镧完全溶解后，保温1h，并不断搅拌合金熔体。随后将锌铜钛镧合金熔体浇注到石墨模具中，得到直径为22mm的棒材。
23.(2)将22mm的棒材加热到320℃-340℃，对其进行6道次轧制变形，将棒料的直径从22mm轧制成6.5mm，棒料直径的变化过程为22mm-19.8mm-15.8mm-12.6mm-10mm-8mm-6.5mm，轧制时棒料的进给速度为1cm/s。
24.(3)将6.5mm锌铜钛镧合金杆材加热到100-110℃，对其进行8道次热拉拔变形，将杆料的直径从6.5mm拉拔成3mm，杆料直径的变化过程为6.5mm-5.8mm-5.3mm-4.7mm-4.3mm-3.9mm-3.5mm-3.2mm-3mm，杆料直径减小量从10％逐渐降低到8％，拉拔时拉拔速度控制在3mm/s。
25.(4)将3mm锌铜钛镧合金丝材电弧喷涂到处理好的q235钢板上，利用喷涂小车控制喷头的运动，喷头与q235钢板保持垂直，且与q235钢板的距离控制在145mm
±
5mm，喷头随喷涂小车的移动速度为10mm/s，丝材上施加电流控制在142a
±
3a，同一个位置喷两次。
26.实施例2
27.一种锌铜钛镧电弧喷涂涂层的制备工艺，包括以下步骤：
28.(1)采用熔炼路线制备锌铜钛镧合金，其中铜，钛和镧的百分含量分别为0.75％，0.15％和0.25％，杂质的总含量≤0.06％。将采购的纯锌，zn-6cu和zn-3ti中间合金放入电阻炉内，金属熔化后，将合金熔体的温度控制在620℃-640℃，随后将纯镧压入到锌铜钛合金熔体中底部，待镧完全溶解后，保温1h，并不断搅拌合金熔体。随后将锌铜钛镧合金熔体浇注到石墨模具中，得到直径为22mm的棒材。
29.(2)将22mm的棒材加热到320℃-340℃，对其进行6道次轧制变形，将棒料的直径从22mm轧制成6.5mm，棒料直径的变化过程为22mm-19.8mm-15.8mm-12.6mm-10mm-8mm-6.5mm，轧制时棒料的进给速度为1.5cm/s。
30.(3)将6.5mm锌铜钛镧合金杆材加热到100-110℃，对其进行8道次热拉拔变形，将杆料的直径从6.5mm拉拔成3mm，杆料直径的变化过程为6.5mm-5.8mm-5.3mm-4.7mm-4.3mm-3.9mm-3.5mm-3.2mm-3mm，杆料直径减小量从10％逐渐降低到8％，拉拔时拉拔速度控制在3mm/s。
31.(4)将3mm锌铜钛镧合金丝材电弧喷涂到处理好的q235钢板上，利用喷涂小车控制喷头的运动，喷头与q235钢板保持垂直，且与q235钢板的距离控制在145mm
±
5mm，喷头随喷涂小车的移动速度为10mm/s，丝材上施加电流控制在142a
±
3a，同一个位置喷两次。
32.对以上实施例得到的锌铜钛镧合金丝材和涂层进行组织和性能测试，得到结果如图1、图2、图3、图4和表1所示，表1所表示的是3mm锌铜钛镧丝材的力学性能。
33.表1 3mm锌铜钛镧丝材的力学性能
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以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。