[發明專利]鐵基耐氯腐蝕電弧噴涂粉芯線材

無效

• 申請號: 201010571010.2
• 申請日: 2010-11-26
• 公開（公告）號: CN101994076A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 魏琪;王瑞;李輝;李紅;李國棟
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及一種電弧噴涂涂層用粉芯線材，屬于材料加工工程中的熱噴涂技術領域，主要用于垃圾焚燒循環流化床鍋爐中受熱金屬管壁的表面防護。

背景技術

近年來，由于固體廢棄物生活垃圾對環境造成了惡劣的影響，垃圾的處理問題已經成為全球性的環境問題。目前，國內外處理生活垃圾的方法主要有：焚燒法、堆肥法、填埋法、無害化綜合處理法。其中焚燒垃圾發電是實現生活垃圾資源化、減量化和無害化的最有效途徑，符合低碳、節能和環保的社會發展要求，是垃圾處理的必然發展趨勢，現正在我國進行大力推廣。

但是許多垃圾中都含有氯元素，由于氯元素的存在使垃圾焚燒鍋爐金屬受熱管表面的腐蝕要比傳統的燃煤、燃油鍋爐嚴重得多，導致的事故頻發率也大大增加，這已經成為限制垃圾焚燒發電技術發展的一個瓶頸，嚴重影響了垃圾焚燒鍋爐的安全運行。因此，解決焚燒垃圾鍋爐受熱金屬管壁的高溫腐蝕問題已經迫在眉睫。

采用電弧噴涂技術對鍋爐受熱管面進行防護，是目前采用的一種最為經濟、有效的防護措施。但是，由于垃圾焚燒發電是一項剛發展起來的新技術，在此之前，幾乎所有的電弧噴涂絲材都是為燃煤鍋爐而設計的，所以這些噴涂材料的在垃圾焚燒鍋爐中的耐腐蝕性能很不理想。目前唯一在垃圾焚燒鍋爐中耐腐蝕性能比較好的電弧噴涂材料是鎳鉻鈦合金實心絲，其成分為：鉻45％，鎳51％，鈦4％，由于其合金元素含量高，且不含有鐵元素，所以其耐高溫氧化和抗熱腐蝕性好。但是鎳鉻鈦合金實心絲成本很高，價格昂貴，很難大范圍推廣使用。因此，垃圾焚燒鍋爐防腐工程中急需防腐性能優良、成本更加低廉的電弧噴涂絲材。

發明內容

本發明在于提供一種用于垃圾焚燒循環流化床鍋爐中受熱金屬管壁表面防護的鐵基電弧噴涂粉芯絲材，在具有良好的耐腐蝕和抗氧化性能的前提下，大幅度降低噴涂絲材的成本，使其在垃圾焚燒循環流化床鍋爐防護中能獲得更廣泛的應用。

本發明所提供的鐵基電弧噴涂粉芯線材，其特征在于，所述的粉芯線材采用不銹鋼外皮包裹粉芯；所述的粉芯占線材的質量百分比為29-35％；所述的粉芯各組分及其質量百分含量范圍如下：金屬鎳：32-44％；金屬鉻：23-34％；金屬鋁：6.4-12％；鎳鋁合金：0-9％；金屬鉬：5.4-16％；鉬鐵：0-8％；稀土：2-8.3％；稀土質量百分成分為：鈰48.8％、釹34.7％，鑭14.8％，還有1.7％的氧化鐵。

本發明的制備方法采用現有的粉芯線材制備技術，包括以下步驟：

1、將規格為厚0.3mm×寬10mm的不銹鋼帶軋成U型，向U型槽中加入所述的粉芯粉末，填入的粉芯占線材的質量百分比為29-35％；

2、將U行槽合口，通過拉絲模逐道拉拔、減徑，最后得到直徑為2.0mm的最終產品。

試驗方法

高溫氧化實驗，是根據國際GB/T?10125-88標準進行的，使用的加熱設備是上海電爐廠生產的SX2-5-17箱式電阻爐，采用不帶基體的純涂層試樣和低碳20G鋼，試驗溫度為650℃。首先測量試樣的表面積，稱量出試樣的初始質量，將涂層試樣以及對比試樣一起放入電阻爐內進行氧化實驗。采用增重法來定量表示試樣的氧化反應速率。質量測量采用的是北京賽多利斯儀器公司的BS2202S電子天平，精確到0.0001g?？傃趸瘯r間100h，每隔10h取出試樣進行一次稱重，冷卻到室溫后測量并記錄，將增重量除以試樣表面積，得到單位表面積氧化增重與氧化時間之間的關系，通過數據整理計算、繪制最后得到圖3中所示的高溫氧化腐蝕增重曲線圖。

高溫氯化腐蝕試驗，使用的加熱設備是上海電爐廠生產的SX2-5-17箱式電阻爐，采用不帶基體的純涂層試樣和低碳20G鋼，試驗溫度為650℃。首先測量試樣的表面積，將試樣預熱后涂上分析純ZnCl₂-KCl(摩爾比為55∶45)配制的飽和水溶液，然后烘干脫水稱重，試樣表面涂鹽量最后控制在2-3mg/cm²左右。稱量出試樣的初始質量，將涂層試樣以及對比試樣一起放入電阻爐內。采用增重法來定量表示試樣的腐蝕反應速率。質量測量采用的是北京賽多利斯儀器公司的BS2202S電子天平，精確到0.0001g。總腐蝕時間100h，每隔10h取出試樣進行一次稱重，冷卻到室溫后測量并記錄，將增重量除以試樣表面積，得到單位表面積氯化腐蝕增重與時間之間的關系，通過數據整理計算、繪制最后得到圖4中所示的高溫氯化腐蝕增重曲線圖。