[发明专利]一种非晶态新型硬面合金喷涂药芯丝材料

说明书

 

技术领域    

    本发明涉及一种非晶态新型硬面合金喷涂药芯丝材料，属非晶态材料应用技术领域。

背景技术    

电站锅炉的水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管( 简称锅炉“四管”) 长期在高温腐蚀磨损的条件下运行。锅炉运行期间, 燃烧产生的含S高温腐蚀性气体会加速对管壁的氧化和腐蚀；燃烧形成的灰尘、灰粒在气流的作用下，会冲刷炉管表面造成磨损，降低锅炉“四管”的寿命。为了提高锅炉“四管”的使用寿命，常采用电弧喷涂的方式，在锅炉“四管”上喷涂一层高耐磨损、耐腐蚀的硬面合金喷涂层。目前用于锅炉“四管”电弧喷涂的硬面合金药芯丝材料中，加入了一些矿物粉，如TiO₂、SiO₂，它们有较强的吸潮性。这类电弧喷涂的硬面合金药芯丝材料有下列几方面明显不足：①抗潮湿性能差，TiO₂、SiO₂有一定的吸潮性，易造成喷涂药芯丝锈蚀；②喷涂层中易出现针状孔洞，工艺性能差，潮湿的水份在电弧能量作用下，能形成水蒸汽和分解成H原子，不仅造成针状气孔，而且会造成飞溅，影响喷涂工艺性能；③喷涂层与基体结合强度低，耐蚀性能一般。由于H原子聚集形成H₂造成的针状气孔，使得喷涂层与基体结合强度低，涂层耐腐蚀性能低。

发明内容    

本发明的目的是，针对上述类型硬面合金喷涂药芯丝材料存在的不足。发明了一种用非晶体态药芯粉代替TiO₂、SiO₂，形成抗潮湿的新型硬面合金喷涂药芯丝材料。

实现本发明的技术方案是，用溶胶-凝胶（Sol-Gel）技术制备两元非晶态超细粉。制备方法为，先制备-Ti-O-Si-非晶态凝胶，经烘干、破碎，形成具有TiO₂、SiO₂共同性质的非晶态粉，非晶态粉中含TiO₂，75.3%-76.5%，含SiO₂，24.7%-23.5%，由于非晶体粉具有优异抗吸潮性能，从而克服了原有硬面喷涂药芯丝的不足，成为一种非晶态新型硬面合金电弧喷涂药芯丝材料。

本发明非晶态新型硬面合金电弧喷涂药芯丝材料的药芯粉由非晶体态粉与合金粉混合而成，非晶态粉、各合金粉的重量百分比为：

非晶态粉               8~10%；

稀土硅                 3~6%；

金属锰                 6~8%；

碳化铬                 45~50%；

高碳铬铁               5~10%；

钼铁                   6~8%；

碳化钨                 4~6%；

钒铁                   1~3%；

氮化铬                 2~4％；

钛铁                   3~6%；

铁粉                  0~10%；

所述非晶态粉为用溶胶-凝胶（Sol-Gel）技术制备的两元非晶态超细粉，含TiO₂为75.3%-76.5%，含SiO₂为24.7%-23.5%，杂质含量总量不高于0.003%。铁粉主要起平衡作用，使合金粉与非晶态粉之和为100％，其多少并不改变硬面药芯丝的性能。

本发明的非晶态新型硬面合金电弧喷涂药芯丝材料，在正常规范工艺参数条件下使用，其喷涂层金属的化学成分如下：

喷涂层金属的化学成分 Wt, %

本发明非晶态新型硬面合金电弧喷涂药芯丝材料的制备方法如下：

（1）药芯粉由合金粉与非晶态混合而成，将合金粉与非晶态进行反复搅拌、均匀化，进行药芯粉生产，各合金粉与非晶态粉的配方比例为：非晶态粉，8~10%；稀土硅，3~6%；金属锰，6~8%；碳化铬，45~50%；高碳铬铁，5~10%；钼铁，6~8%；碳化钨，4~6%；钒铁，1~3%；；氮化铬，2~4％；钛铁，3~6%；铁粉，0~6％；

（2）非晶态新型硬面合金电弧喷涂药芯包裹的钢带为碳钢H08A；

（3）非晶态新型硬面合金电弧喷涂药芯丝的药芯重量系数为30～32％；