[發明專利]一種水輪機葉片表面熔覆涂層的加工方法

在審

• 申請號: 201611073668.4
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN108118328A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 史榮亮;呂波
• 申請（專利權）人: 沈陽格泰水電設備有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明一種水輪機葉片表面熔覆涂層的加工方法，通過采用氬弧作為熔化能，在氬氣的保護下，將抗磨材料WC粉末與水輪機葉片基體通過冶金熔化熔覆在水輪機葉片基體表面，形成一層抗磨蝕保護層，提高水輪機葉片的抗磨蝕能力；本發明具體包括如下步驟：首先，①水玻璃攪拌WC粉末、②將濕潤的WC粉末覆蓋在水輪機葉片基體材料表面、③送入烘烤爐烘干、④氬弧熔覆，在氬弧熔覆時，所使用的電弧電流分別為90、100和110A，電壓11V，熱輸入為10kJ/cm，功率1300W，保護氣體為氬氣，12L/min；然后，通過采用掃描電鏡和XＲD衍射儀分別觀察涂層表面結構組織形貌和物相，采用數字顯微維氏硬度計測量樣品的硬度和涂層表面顯微硬度，最后再用磨損試驗機測試涂層表面抗磨強度。

技術領域

本發明屬于水輪機葉片表面強化、抗磨蝕技術領域，具體地是涉及一種水輪機葉片表面熔覆涂層的加工方法。

背景技術

我國雖然是水力資源豐富的國家，但大部分河流水質卻很差，尤其是小型河流，隨著環境惡化(如水土流失，化學物品排放等)，導致河流中泥沙含量和腐蝕性偏重；在這種環境下運行的水輪機機組，尤其是水輪機葉片不可避免地會遭受到氣蝕或磨蝕的破壞；全國每年因磨蝕問題而導致水輪機組更換、停機或檢修造成的損失達數十億元，這嚴重制約著水電站的健康生產。因此，解決水輪機機組磨蝕，尤其是水輪機葉片的磨蝕問題十分迫切。

目前，解決水輪機葉片抗磨蝕破壞主要有兩種方法：一種是通過改變葉片的造型結構來提高葉片的流通性能，另外一種方法是運用耐氣蝕、抗磨蝕性能強的材料作為葉片的加工材料；從目前的應用來看，改變結構這種方法主要針對較大型的混流式和軸流式水輪機，但對中小型水輪機的抗磨蝕效果并不明顯。而第二種方法對提高水輪機葉片的抗磨蝕性是有一定成效，但抗磨蝕性能好的材料(如0Cr13Ni4Mo，硼不銹鋼等)卻存在加工難，成本高等缺點，無法大面積推廣應用。

發明內容

本發明就是針對上述問題，彌補現有技術的不足，提供一種水輪機葉片表面熔覆涂層的加工方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案。

本發明一種水輪機葉片表面熔覆涂層的加工方法，其特征在于：通過采用氬弧作為熔化能，在氬氣的保護下，將抗磨材料WC粉末與水輪機葉片基體通過冶金熔化熔覆在水輪機葉片基體表面，形成一層抗磨蝕保護層。

本發明一種水輪機葉片表面熔覆涂層的加工方法，具體包括如下步驟：

首先，①水玻璃攪拌WC粉末、②將濕潤的WC粉末覆蓋在水輪機葉片基體材料表面、③送入烘烤爐烘干、④氬弧熔覆，在氬弧熔覆時，所使用的電弧電流分別為90、100和110A，電壓11V，熱輸入為10kJ/cm，功率1300W，保護氣體為氬氣，12L/min；

然后，通過采用掃描電鏡和XＲD衍射儀分別觀察涂層表面結構組織形貌和物相，采用數字顯微維氏硬度計測量樣品的硬度和涂層表面顯微硬度，最后再用磨損試驗機測試涂層表面抗磨強度。

作為本發明的一種優選方案，所述水輪機葉片基體為45調質結構鋼。

作為本發明的另一種優選方案，所述WC粉末的粒度為0.15μm，純度大于90%。

作為本發明的另一種優選方案，所述的數字顯微維氏硬度計所采用的型號為HXD-1000。

與現有技術相比，本發明有益效果是。

1、本發明所公開的一種水輪機葉片表面熔覆涂層的加工方法，通過采用氬弧作為熔化能，在氬氣的保護下，將抗磨材料WC與水輪機葉片基體通過冶金熔化熔覆在水輪機葉片基體表面，形成一層抗磨蝕保護層，提高水輪機葉片的抗磨蝕能力。