專(zhuān)利名稱：一種余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及余熱鍋爐受熱面的耐磨涂層，具體涉及一種余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層及其制作方法。
背景技術(shù)：
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隨著我國(guó)節(jié)能減排工作的不斷深入，余熱利用技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，特別是在鋼鐵、化工、焦炭等行業(yè)，余熱利用發(fā)電已經(jīng)成為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。但是在這些行業(yè)中，大多數(shù)余熱載體溫度較高、含塵量較大，對(duì)余熱鍋爐受熱面(特別是過(guò)熱器)磨損嚴(yán)重，不但影響余熱鍋爐使用壽命，而且也威脅到余熱鍋爐的安全運(yùn)行，同時(shí)增加了檢修維護(hù)成本，所以提高余熱鍋爐受熱面(特別是過(guò)熱器，此處煙氣溫度在1100°C左右)在高溫下的強(qiáng)度和耐磨性能，對(duì)于延長(zhǎng)余熱鍋爐的使用壽命，提高余熱鍋爐運(yùn)行的安全性致關(guān)重要。發(fā)明內(nèi)容:
本發(fā)明的目的是提供一種余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層及其制作方法，它可使復(fù)合耐磨涂層附著在余熱鍋爐的高溫受熱面上，提高了余熱鍋爐高溫受熱面的抗氧化、抗腐蝕、耐磨損等性能。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的:該余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層，采用的技術(shù)方案在于:在以合金鋼板制成的基體表面噴涂有N1-Cr合金涂層，N1-Cr合金涂層與基體之間設(shè)有過(guò)渡層，N1-Cr合金涂層外設(shè)有封孔層，所述的過(guò)渡層由納米稀土釔和N1-Al粉制成；所述的封孔層由Cr3C2、稀土元素及有機(jī)樹(shù)脂混合而成。優(yōu)選地，所述的N1-Cr合金涂層的組份為65 70%N1、3(T35%Cr。優(yōu)選地，所述的過(guò)渡層的組份為8(T85%N1、15 20%Al。優(yōu)選地，所述的封孔層的組份為4(T50%Cr3C2、25 30%稀土元素、25 30%有機(jī)樹(shù)脂。該余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層的制作方法，由以下步驟構(gòu)成:
a、將納米稀土釔與N1-Al粉的高溫自反應(yīng)型耐磨涂料通過(guò)壓力噴射方式噴涂至基體表面形成過(guò)渡層，并將過(guò)渡層加熱至45(T530°C進(jìn)行高溫固化；
b、將N1-Cr合金通過(guò)超音速電弧熱噴涂的方式噴涂至過(guò)渡層上形成N1-Cr合金涂層； C、將Cr3C2、稀土元素及有機(jī)樹(shù)脂的混合物噴涂至N1-Cr合金涂層上形成封孔層。本發(fā)明的有益效果是:該鍋爐受熱面耐高溫防磨涂層及其制作方法，在以合金鋼板制成的基體表面噴涂N1-Cr合金涂層作為功能層，在N1-Cr合金涂層與基體之間涂有由納米稀土釔和N1-Al粉制成過(guò)渡層，在N1-Cr合金涂層外涂有由Cr3C2、稀土元素及有機(jī)樹(shù)脂混合而成的封孔層，通過(guò)超音速電弧熱噴技術(shù)使N1-Cr合金涂層附著在余熱鍋爐高溫受熱面上，提高余熱鍋爐受熱面的抗氧化、抗腐蝕、耐磨損等性能，同時(shí)可極大地縮短余熱鍋爐的檢修周期，從而創(chuàng)造出更為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明適用于燒結(jié)機(jī)余熱鍋爐、干熄焦余熱鍋爐、水泥窯余熱鍋爐、流化床鍋爐、電站鍋爐、轉(zhuǎn)爐及電爐水冷煙道等高溫受熱面部分。


: 圖1是本發(fā)明的示意圖。
具體實(shí)施方式
:本發(fā)明所涉及的復(fù)合耐磨涂層由基體I上的過(guò)渡層2、N1-Cr合金涂層3及耐高溫的封孔層4，其制備過(guò)程為:
(I)、基體I與N1-Cr合金涂層3間的過(guò)渡層2是一種添加有納米稀土釔與N1-Al粉的高溫自反應(yīng)型耐磨涂料，通過(guò)壓力噴射方式噴涂至基體上，經(jīng)500°C高溫固化后，在其表面通過(guò)超音速電弧噴涂方式噴涂N1-Cr合金涂層3。過(guò)渡層實(shí)現(xiàn)基體I與N1-Cr合金涂層3的結(jié)合，這里N1-Al粉在噴涂中所形成的氧化膜具有耐高溫性和耐腐蝕性，在N1-Cr合金涂層3與基體I間起到良好的過(guò)渡與保護(hù)作用，過(guò)渡層2中的納米稀土釔對(duì)改善N1-Cr合金氧化膜的粘附性，提高材料的抗高溫氧化性能有比較顯著的作用，含Cr熱強(qiáng)鋼氧化過(guò)程中納米稀土釔作為形核點(diǎn)在其表面優(yōu)先形成Cr2O3膜，對(duì)防護(hù)性Cr2O3鈍化膜的形成具有催化作用，有助于提高N1-Cr合金涂層3與基體I的結(jié)合強(qiáng)度。(2)采用超音速電弧噴涂技術(shù)得到的N1-Cr合金涂層3作為功能涂層，鉻的加入可使穿過(guò)基體鐵氧化皮的擴(kuò)散提高，加入的鉻在高溫氧化時(shí)可生成Cr2O3膜，該膜組織致密，耐腐蝕性能極佳，起到高溫保護(hù)作用。通過(guò)超音速電弧噴涂技術(shù)，提高了熔融N1-Cr霧滴的濺射速度，從而提高涂層結(jié)合的機(jī)械強(qiáng)度。(3)最外面的封閉材料即高溫封孔層4，以含有適量的稀土元素的特制有機(jī)高溫樹(shù)脂來(lái)提高封孔層與功能涂層的結(jié)合強(qiáng)度，用封孔層4來(lái)填補(bǔ)微孔和缺陷、強(qiáng)化N1-Cr合金涂層3的防磨性能。本發(fā)明通過(guò)適當(dāng)?shù)膰娡考夹g(shù)在噴涂時(shí)使各元素之間，以及這些元素與基體金屬之間產(chǎn)生一系列反應(yīng)，使涂層性能得到復(fù)合與疊加，使涂層具有高的結(jié)合強(qiáng)度、微觀硬度、宏觀硬度、耐磨性能及較小的空隙率。實(shí)施例1
該余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層，在以合金鋼板制成的基體表面噴涂有N1-Cr合金涂層，所述的N1-Cr合金 涂層的組份為68%N1、32%Cr。N1-Cr合金涂層與基體之間涂有由納米稀土釔和N1-Al粉制成的過(guò)渡層，所述的過(guò)渡層的組份為83%N1、17%Al。N1-Cr合金涂層外涂有由Cr3C2、稀土元素及有機(jī)樹(shù)脂混合而成的封孔層，所述的封孔層的組份為45%Cr3C2、27%稀土元素、28%有機(jī)樹(shù)脂。該鍋爐受熱面耐高溫防磨涂層的制作方法，由以下步驟構(gòu)成:
a、將納米稀土釔與N1-Al粉的高溫自反應(yīng)型耐磨涂料通過(guò)壓力噴射方式噴涂至基體表面形成過(guò)渡層，并將過(guò)渡層加熱至500°C進(jìn)行高溫固化；
b、將N1-Cr合金通過(guò)超音速電弧熱噴涂的方式噴涂至過(guò)渡層上形成N1-Cr合金涂層； C、將Cr3C2、稀土元素及有機(jī)樹(shù)脂的混合物噴涂至N1-Cr合金涂層上形成封孔層。實(shí)施例2
該余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層，與實(shí)施例1不同的是，所述的N1-Cr合金涂層的組份為65%N1、35%Cr ;所述的過(guò)渡層的組份為80%N1、20%Al ;所述的封孔層的組份為40%Cr3C2、30%稀土元素、30%有機(jī)樹(shù)脂。該鍋爐受熱面耐高溫防磨涂層的制作方法主要是將納米稀土釔與N1-Al粉的高溫自反應(yīng)型耐磨涂料通過(guò)壓力噴射方式噴涂至基體表面形成過(guò)渡層，并將過(guò)渡層加熱至450°C進(jìn)行高溫固化，其余步驟與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3該余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層，與實(shí)施例1不同的是，所述的N1-Cr合金涂層的組份為70%N1、30%Cr ;所述的過(guò)渡層的組份為85%N1、15%Al ;所述的封孔層的組份為50%Cr3C2、25%稀土元素、25%有機(jī)樹(shù)脂。該鍋爐受熱面耐高溫防磨涂層的制作方法主要是將納米稀土釔與N1-Al粉的高溫自反應(yīng)型耐磨涂料通過(guò)壓力噴射方式噴涂至基體表面形成過(guò)渡層，并將過(guò)渡層加熱至530°C進(jìn)行高溫固化， 其余步驟與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層，其特征在于:在以合金鋼板制成的基體表面噴涂有N1-Cr合金涂層，N1-Cr合金涂層與基體之間設(shè)有過(guò)渡層，N1-Cr合金涂層外設(shè)有封孔層，所述的過(guò)渡層由納米稀土釔和N1-Al粉制成；所述的封孔層由Cr3C2、稀土元素及有機(jī)樹(shù)脂混合而成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層，其特征在于:所述的N1-Cr合金涂層的組份為65 70%N1、30 35%Cr。
3.如權(quán)利要求1所述的一種余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層，其特征在于:所述的過(guò)渡層的組份為80 85%N1、15 20%A1。
4.如權(quán)利要求1所述的一種余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層，其特征在于:所述的封孔層的組份為40~50%Cr3C2、25 30%稀土元素、25 30%有機(jī)樹(shù)脂。
5.一種制作如權(quán)利要求1所述的鍋爐受熱面耐高溫防磨涂層的方法，其特征在于由以下步驟構(gòu)成: a、將納米稀土釔與N1-Al粉的高溫自反應(yīng)型耐磨涂料通過(guò)壓力噴射方式噴涂至基體表面形成過(guò)渡層，并將過(guò)渡層加熱至450~530°C進(jìn)行高溫固化； b、將N1-Cr合金通過(guò)超音速電弧熱噴涂的方式噴涂至過(guò)渡層上形成N1-Cr合金涂層； C、將Cr3C2、稀土元素及有機(jī)樹(shù)脂的混合物噴涂至N1-Cr合金涂層上形成封孔層。
全文摘要
一種余熱鍋爐受熱面高溫復(fù)合耐磨涂層及其制作方法，在以合金鋼板制成的基體表面噴涂有Ni-Cr合金涂層；在Ni-Cr合金涂層與基體之間涂有由納米稀土釔和Ni-Al粉制成的過(guò)渡層；在Ni-Cr合金涂層外涂有由Cr3C2、稀土元素及有機(jī)樹(shù)脂混合而成的封孔層，Ni-Cr合金涂層的組份為65~70%Ni、30~35%Cr；過(guò)渡層的組份為80~85%Ni、15~20%Al；封孔層的組份為40~50%Cr3C2、25~30%稀土元素、25~30%有機(jī)樹(shù)脂。其制作步驟為a、將納米稀土釔與Ni-A1粉的高溫自反應(yīng)型耐磨涂料通過(guò)壓力噴射方式噴涂至基體表面形成過(guò)渡層，并將其加熱至450~530℃進(jìn)行高溫固化；b、將Ni-Cr合金通過(guò)超音速電弧熱噴涂的方式噴涂至過(guò)渡層上形成Ni-Cr合金涂層；c、將Cr3C2、稀土元素及有機(jī)樹(shù)脂的混合物噴涂至Ni-Cr合金涂層上形成封孔層。本發(fā)明提高余熱鍋爐受熱面的抗氧化、抗腐蝕、耐磨損性能，同時(shí)縮短余熱鍋爐檢修周期。
文檔編號(hào)C23C28/00GK103160827SQ201310124819
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者陳明, 翟文杰, 陳昭芳, 強(qiáng)學(xué)才, 王軍 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七 三研究所