[發明專利]一種NiCr?Cr3C2涂層及該涂層的制備方法

在審

• 申請號: 201610837490.X
• 申請日: 2016-09-21
• 公開（公告）號: CN107858621A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 肖震;韓珩;鐘炳文;解偉
• 申請（專利權）人: 龍巖紫荊創新研究院
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/129
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務所(普通合伙)35219
• 代理人: 林祥翔,呂元輝

技術領域

本發明涉及高溫耐磨涂層，特別涉及一種NiCr-Cr₃C₂涂層及該涂層的制備方法。

背景技術

風機、葉輪、鍋爐和汽輪發電機組等是火力發電中的重要設備，由于工作環境不同，且工況較惡劣，所以部分設備壽命較短，嚴重地影響生產的安全性和經濟效益。設備的強化措施有噴焊、堆焊、鑲嵌陶瓷片、超音速火焰噴涂等幾種方法。噴焊、堆焊因熱輸入量大，容易造成葉片變形，破壞葉輪原有的平衡狀態，也易造成噴焊、堆焊層材料的相變、脫碳，甚至產生裂紋等失效，但它的優點是強化層與基體的結合力強。鑲嵌陶瓷片因粘合劑的結合力低和老化原因容易造成脫落，使用效果受影響。

為此，需要提供一種涂層與基體結合強度高、噴涂時工件不會產生形變或裂紋的涂層及該涂層的制備方法。

發明內容

本發明在于提供一種NiCr-Cr₃C₂涂層及該涂層的制備方法。

本發明是這樣實現的：一種NiCr-Cr₃C₂涂層，該涂層中包括17至28重量份的NiCr，67至78重量份的Cr₃C₂，3至8重量份的氮化鉻、氮化鎳或氮化硼的一種或多種。

氮化鉻、氮化鎳或氮化硼可以增強涂層與基體結合強度。

一種如上所述的NiCr-Cr₃C₂涂層的制備方法，包括如下步驟：

1)對待加工表面噴砂處理；

2)將所述的NiCr、Cr₃C₂、氮化鉻、氮化鎳或氮化硼的一種或多種混合均勻，得到混合基料；

3)用超音速火焰噴涂法將混合基料噴涂在經噴砂處理后的待加工表面，得到NiCr-Cr₃C₂涂層。

HVO/AF超音速火焰噴涂法，詳見《超音速火焰噴涂理論與技術的研究進展》，王志健、田欣利、胡仲翔、謝風寬，《兵器材料科學與工程》,2002,25(3):63-66。

優選地，NiCr-Cr₃C₂涂層的厚度為0.15mm-0.2mm。

涂層的厚度不易過薄或者過厚，太薄了涂層容易磨損，太厚了涂層與基體結合強度低，容易脫落。

優選地，步驟1)中噴砂處理后的待加工表面清潔度達到GB8923中規定的“Sa3.0”級，表面粗糙度達到GB11373中規定的“Rz50-90μm”。

優選地，噴涂時步驟3)超音速火焰噴涂法中燃氣包括丙烷或丙烯。

燃氣的作用是將粉體融化成液態，便于將混合基料均勻噴涂在待加工工件表面。

優選地，噴涂時步驟3)超音速火焰噴涂法中送粉氣體為氮氣，送粉速率50g/min-70g/min。

送粉速率保持在這個范圍，一方面可以保證噴涂效率，另一方面避免粉體輸入過快而導致粉體融化不完全，進而導致涂層有缺陷。

優選地，噴涂時步驟3)超音速火焰噴涂法中焰流流出噴頭的速度為1800m/s-2600m/s。

焰流流出噴頭的速度較高的目的是為了最大限度地提高混合基料的動能，焰流從噴頭射向待加工表面時候降速較快，因此焰流流出噴頭的速度要較高。

優選地，噴涂時步驟3)超音速火焰噴涂法中焰流撞擊到待加工表面上的速度為500m/s-600m/s。

焰流撞擊到待加工表面上的速度為500m/s-600m/s，當焰流撞擊到待加工表面上時完成動能向熱能的轉化，使得噴涂的順利進行。

優選地，噴涂過程中待加工表面溫度小于200℃。

待加工表面溫度小于200℃，可以保證工件不易變形。可以通過調節焰流流出噴頭的速度或者調節噴頭與待加工表面之間的距離來控制工件表面的溫度低于200℃。

本發明具有如下優點：

采用HVO/AF超音速火焰噴涂碳化物陶瓷涂層，涂層制備時工件溫度低于200℃，熱輸入量小，工作不變形，涂層宏觀硬度存65HRC以上，耐沖蝕性能大大提高；加入氮化鉻、氮化鎳或氮化硼增強涂層與基體結合強度。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式詳予說明。

實施例1