專利名稱：一種抗高溫飛灰磨損的非晶納米晶專用電弧噴涂絲材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱噴涂材料,特別涉及一種抗高溫飛灰磨損的非晶納米晶專用電弧噴涂絲材及其所制成的涂層，屬于抗磨材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
燃料燃燒，特別是固體燃料燃燒時(shí)，由于燃料中的灰分、水分以及硫分的存在，使得鍋爐各個(gè)受熱面的工作條件變得惡劣起來(lái)。并且，我國(guó)的鍋爐燃料多為煤，煤中含有灰分，煤粉爐燃燒完成后，這些灰分最終都要排放出鍋爐本體，其中絕大部分是經(jīng)過(guò)尾部受熱面后到達(dá)除塵器的。由于此時(shí)的煙氣中含有灰粒和未完全燃燒的煤粉顆粒的高速煙氣流經(jīng)鍋爐受熱面管屏?xí)r，粒子的每次撞擊都會(huì)將管壁上的金屬屑剝離下來(lái)，從而使受熱面管屏的管壁逐漸減薄，對(duì)該部分的受熱面造成較大的磨削，這就是飛灰磨損。我國(guó)大量燃煤發(fā)電廠中很多鍋爐事故都是由于對(duì)流受熱面受飛灰磨損產(chǎn)生泄漏，爆管等而被迫停爐檢修、停汽停電。統(tǒng)計(jì)表明鍋爐臨時(shí)檢修次數(shù)占整個(gè)發(fā)電廠檢修次數(shù)的80%，而因“四管”(即省煤器、過(guò)熱器、水冷壁、再熱器)泄漏造成的臨檢次數(shù)又占鍋爐的75%，在“四管”泄漏中絕大多數(shù)是因磨損造成的，這對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成了極大的直接和間接損失。因此，研究對(duì)流受熱面的高溫耐磨損性能，對(duì)解決電廠爆管問(wèn)題有很重要的實(shí)際意義。沖蝕磨損的機(jī)理非常復(fù)雜，它是許多因素綜合影響的結(jié)果。采用耐高溫防磨材料對(duì)易受磨損部位進(jìn)行噴涂。噴涂層與管子粘貼力強(qiáng)，傳熱性好，致密耐磨，相比傳統(tǒng)的防磨蓋板或防磨罩而言，防磨涂層不妨礙煙氣通流，不會(huì)增大煙速，又能有效提高受熱面防磨能力，是一種行之有效的好方法。但是，大部分管屏的屏內(nèi)最高壁溫位于屏底橫管向后煙道方向的折轉(zhuǎn)處，溫度高達(dá)600°C以上，市場(chǎng)上一般的防磨噴涂絲材很難在高溫下對(duì)飛灰磨損有所作為，從而經(jīng)噴涂的“四管”壽命還是不長(zhǎng)。表面非晶態(tài)合金是一類很有發(fā)展前途的新型材料。非晶態(tài)合金涂層作為一種非晶態(tài)的均勻單相，不存在晶界、位錯(cuò)等晶體缺陷，具有極高的強(qiáng)度、韌度和耐磨耐蝕性能。與相同成分的晶態(tài)合金、不銹鋼相比，非晶合金抗腐蝕性能極高，這些獨(dú)特的性能都是其它晶體材料所無(wú)法比擬的。由于非晶態(tài)合金在熱力學(xué)上是非平衡的亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，在一定的條件下，會(huì)發(fā)生非晶結(jié)構(gòu)向晶態(tài)的轉(zhuǎn)變即發(fā)生晶化。研究結(jié)果表明當(dāng)工藝條件控制適當(dāng)時(shí)，通過(guò)非晶合金晶化能獲得納米晶析出相 ，制備出納米晶材料或者納米晶/非晶復(fù)合材料。由于納米晶材料及納米晶/非晶復(fù)合材料具有多種優(yōu)異的性能，且成本低、產(chǎn)量大、界面清潔致密、樣品中無(wú)微孔隙等優(yōu)點(diǎn)，利用非晶晶化法制成納米晶/非晶復(fù)合材料具有廣闊的應(yīng)用前景。電弧熱噴涂技術(shù)是一種制備非晶納米晶涂層的有效方法。電弧噴涂具有快速加熱、快速冷卻并可以現(xiàn)場(chǎng)大面積施工、成本低、涂層性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于防磨工業(yè)領(lǐng)域，經(jīng)國(guó)內(nèi)外檢索未見(jiàn)抗高溫飛灰磨損的非晶納米晶專用電弧噴涂絲材的專利報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種抗高溫飛灰磨損，且有極強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度和抗沖擊能力的非晶納米晶專用電弧噴涂絲材，從而可替代市場(chǎng)上已有的常規(guī)耐磨電弧噴涂絲材，并可部分節(jié)約施工成本。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種抗高溫飛灰磨損的非晶納米晶專用電弧噴涂絲材，所述絲材按質(zhì)量百分比范圍包括如下化學(xué)成分Cr20. 0-22. 0%，Mo4. 0-6. 0%, Β3. 0-5. 0%, Nb3. 0-5. 0%, Cl. 0-2. 0%, Mnl. 0-2. 0%, SiO. 5-1. 0%，余鐵。本發(fā)明的制作工藝如下
1、首先將H08低碳鋼鋼帶軋成U形，再向U形槽中加入占噴涂粉芯絲材總重量37%的含上述發(fā)明成分Cr、Mo、B、Nb、C、Mn、Si的合金粉末；
2、將U形槽合口為O型，把粉末包裹其中，然后通過(guò)拉絲機(jī)逐道拉拔、減徑，最后粉芯絲材的直徑達(dá)到規(guī)定值2mm，從而得到本發(fā)明的產(chǎn)品。使用本發(fā)明研制的絲材在經(jīng)過(guò)噴砂粗化后的金屬基體上按照現(xiàn)有技術(shù)中的電弧噴涂工藝參數(shù)進(jìn)行施工，得到的涂層中含有大量非晶納米晶結(jié)構(gòu)，涂層組織均勻、硬度極高，常溫HVa3>1100，孔隙率〈5% ;本發(fā)明耐磨涂層具有較高的接合強(qiáng)度(在常溫高于75MPa)，優(yōu)良的抗沖擊韌性，其600°C高溫硬度HVa3>350。適用于作為燃煤鍋爐抗高溫飛灰磨損的電弧噴涂表面涂層。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
取含上述發(fā)明成分Cr、Mo、B、Nb、C、Mn、Si的合金粉末適量放入混粉機(jī)內(nèi)混合30分鐘，然后將混合粉末加入低碳鋼帶的U形槽中；將U型槽合口，使藥粉包裹其中，然后通過(guò)拉絲機(jī)逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達(dá)到規(guī)定值2. Omm的電弧噴涂絲材，絲材按質(zhì)量百分比含量為 Cr21. 0%, Μο5· 0%, Β4· 0%, Nb4. 0%, C2. 0%, Mnl. 5%, Sil. 0%，余鐵。
實(shí)施例2
取含上述發(fā)明成分Cr、Mo、B、Nb、C、Mn、Si的合金粉末適量放入混粉機(jī)內(nèi)混合30分鐘，然后將混合粉末加入低碳鋼帶的U形槽中；將U型槽合口，使藥粉包裹其中，然后通過(guò)拉絲機(jī)逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達(dá)到規(guī)定值2. Omm的電弧噴涂絲材。絲材按質(zhì)量百分比含量為 Cr22. 0%, Μο5· 0%, Β4· 5%, Nb4. 0%, Cl. 5%, Mnl. 5%, SiO. 5%，余鐵。如表I所示，本發(fā)明研制的電弧噴涂涂層高溫硬度值大，耐磨性好；其高溫相對(duì)耐磨性，超過(guò)了目前市場(chǎng)上任何一種電弧噴涂材料，能有效提高金屬結(jié)構(gòu)和裝置部件在高溫磨損環(huán)境中的使用性能、大大延長(zhǎng)使用壽命。表I
權(quán)利要求
1. 一種抗高溫飛灰磨損的非晶納米晶專用電弧噴涂絲材，其特征在于所述絲材按質(zhì)量百分比范圍包括如下化學(xué)成分Cr 20. 0-22. 0%, Mo 4. 0-6. 0%, B 3. 0-5. 0%, Nb .3.0-5.0%，C1. 0-2. 0%, Mn1. 0-2. 0%, Si O. 5-1. 0%，余鐵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱噴涂材料，特別涉及一種抗高溫飛灰磨損的非晶納米晶專用電弧噴涂絲材及其所制成的涂層，屬于抗磨材料技術(shù)領(lǐng)域。所述絲材按質(zhì)量百分比范圍包括如下成分Cr20.0-22.0%，Mo4.0-6.0%，B3.0-5.0%，Nb3.0-5.0%，C1.0-2.0%，Mn1.0-2.0%，Si0.5-1.0%，余鐵。使用本發(fā)明研制的絲材在經(jīng)過(guò)噴砂粗化后的金屬基體上按照現(xiàn)有技術(shù)中的電弧噴涂工藝參數(shù)進(jìn)行施工，得到的涂層中含有大量非晶納米晶結(jié)構(gòu)，涂層組織均勻、硬度極高，常溫HV0.3>1100，孔隙率<5%；本發(fā)明耐磨涂層具有較高的接合強(qiáng)度(在常溫高于75MPa)，優(yōu)良的抗沖擊韌性，其600℃高溫硬度HV0.3>350。
文檔編號(hào)C22C38/32GK103045984SQ20131002069
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:江西恒大高新技術(shù)股份有限公司