[發明專利]一種用于制備鎳基高鋁涂層的粉芯絲材及其涂層制備方法

有效

• 申請號: 201610052325.3
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105671471B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 賀定勇;姬榮穎;周正;姚海華;吳旭;王一鳴;王國紅
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/131;C22C19/05
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

一種用于制備鎳基高鋁涂層的粉芯絲材及其涂層制備方法，屬于材料加工工程中的熱噴涂領域。所述的粉芯絲材成分質量百分含量范圍如下：Cr:13～25％，Al:4～10％，B:3～6％，Si:3～6％，Ni及不可避免的雜質為余量。粉芯絲材外皮所用帶材為Ni80?Cr20帶材。用電弧噴涂制備具有較好耐高溫腐蝕性能的鎳基高鋁涂層時，噴涂工藝為：電流：160～200A,電壓：28～34V，壓縮空氣壓力：0.4～0.6MPa，噴涂距離：190～210mm。本發明可獲得硬度高，耐高溫腐蝕性能較好的鎳基高鋁涂層。

技術領域

本發明屬于材料加工工程中的熱噴涂領域，涉及一種粉芯絲材、涂層的制備方法，特別涉及一種用于電弧噴涂制備耐高溫腐蝕鎳基高鋁涂層的粉芯絲材及其涂層的制備方法，該發明可用于垃圾焚燒爐內鍋爐四管的高溫腐蝕防護領域。

背景技術

廢棄物資源化(Waste-to-Energy，WTE)垃圾焚燒技術是現今處理固體廢棄垃圾的主要發展趨勢，然而無論是城市垃圾焚燒爐還是生物質垃圾焚燒爐和醫療廢棄物焚燒爐中，過熱器及水冷壁等易腐蝕部件的高溫腐蝕問題都是對焚燒爐的運作壽命的極大限制，其形式主要是：熔鹽腐蝕和活性氧化。在溫度達到450℃以上時，金屬氯化物和HCl的氧化會產生高活性的Cl₂，極易擴散滲入表層的氧化膜，并與氧化膜/金屬基體界面處的Fe或者其它金屬元素反應生成金屬氯化物，在高溫作用下揮發擴散至管壁表面，再次氧化將Cl₂釋放出來從而構成循環腐蝕、減薄過程。同時，部分沉積的金屬氯化物與燃燒氣氛中的SO₂或SO₃等反應，易形成低熔點共晶鹽，在高溫下會熔化分解具有保護性的氧化膜，造成熔鹽腐蝕，造成管壁減薄，承壓能力嚴重下降。活性氧化主要是由于飛灰顆粒中的金屬氯化物在管壁上沉積、以及焚燒過程所產生的高濃度HCl所導致，而燃燒氣氛中的氯則來源于城市垃圾或生物質垃圾或醫療廢棄物中富含的有機物質和PVC材料。

等離子噴涂、超音速火焰噴涂等噴涂工藝設備復雜，成本高，不適宜原位大面積現場施工，且噴涂原材料粉體制備復雜。采用堆焊方法在過熱器及水冷壁表面堆焊Inconel625合金的放在在實際工作溫度達到400-420℃時已不能對基體起到有效防護。而電弧噴涂因具有設備簡單，操作方便，噴涂材料制備方便、經濟，可以實現原位大面積噴涂等優點，已成為在實際應用領域制備耐熱腐蝕涂層的主要制備方法。

在電弧噴涂絲材的開發上，現有技術如【邱質彬.NiCrTi涂層抗高溫腐蝕性能與應用研究[J].發電技術，2014，35(155)：41-44】采用添加Ti元素獲得NiCrTi涂層，通過配比的優化使涂層的抗腐蝕性能得到很大提升，提高了涂層服役壽命。但由于Ti元素價格昂貴，加之其Cr含量高達40％，使該絲材因其高昂的制造成本而不能非常廣泛地應用。

因此開發一種價格低廉的具有良好的高溫耐蝕性和良好噴涂工藝性能的噴涂藥芯絲材十分有意義。

發明內容

本發明旨在提供一種具有較好耐高溫腐蝕性能的鎳基高鋁涂層材料及其涂層的制備方法。

一種能夠用于電弧噴涂制備耐高溫腐蝕性能的鎳基高鋁涂層的粉芯絲材，所述的粉芯成分質量百分含量范圍如下：Cr:13～25％，Al:4～10％，B:3～6％，Si:3～6％，Ni及不可避免的雜質：余量；粉芯絲材外皮所用帶材為鎳鉻合金帶；粉芯絲材填充率：26％～28％。

所述粉芯絲材外皮所用帶材為Ni80-Cr20帶材。

優選所述粉芯絲材藥芯成分質量百分含量范圍如下：Cr:15～25％，Al:4～9％，B:3～5％，Si:3～5％，Ni及不可避免的雜質：余量。

進一步優選Cr:15％，Al:9％，B:3～5％，Si:3～5％，Ni及不可避免的雜質：余量。

采用本發明上述粉芯絲材制備一種具有較好耐高溫腐蝕性能的鎳基高鋁涂層，其特征在于，包括如下步驟：