[发明专利]过流部件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种过流部件和过流部件的制造方法。所述过流部件包括：过流部件基体和形成在所述过流部件基体的表面上的复合涂层，所述复合涂层包括金属粘结层和金属陶瓷涂层，所述金属粘结层为形成在所述过流部件基体的表面上的铬涂层，所述金属陶瓷涂层形成在所述金属粘结层的表面上且包括碳化钨和碳化铬。根据本发明实施例的过流部件具有抗磨损和抗气蚀性能好、使用寿命长等优点。

技术领域

本发明涉及一种过流部件和过流部件的制造方法，具体地，涉及一种具有极佳抗磨损和抗气蚀性能的过流部件和该过流部件的制造方法。

背景技术

在水力发电的过程中，水轮机与流体接触的过流部件会受到泥沙磨蚀和气蚀破坏，从而影响水轮机的使用寿命，进而影响电站的效益以及电站的安全运行。因此，提高水轮机过流部件抗冲蚀、气蚀破坏能力成为水力发电技术中的一项重要研发课题。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

相关技术中提出了一种水轮机过流部件气蚀缺陷修复技术,包括在过流部件缺陷部位依次涂覆陶瓷修补层、环氧粘接底涂层、高韧性聚氨酯过渡中间层和聚氨酯弹性体面涂层。但是，本申请的发明人通过研究发现，该技术采用在过流部件缺陷部位涂覆有机涂料，各涂层之间的粘结强度低至10-20MPa，抗磨蚀和气蚀能力差，修复后的过流部件再次使用时容易迅速受到破坏。

相关技术还提出了利用改性聚氨酯弹性体涂层对水轮机气蚀部位进行处理，其中采用真空浇注技术，以在树脂混合过程中将掺杂的空气抽出，减少气泡，从而有效降低涂层的内部缺陷，提高涂层的综合性能，但本申请的发明人通过研究发现，该技术也存在涂层与过流部件的结合强度较低，抗磨损和气蚀能力差的问题。

相关技术还提出了在过流部件表面喷涂碳化钨涂层以提高过流部件的抗磨损和气蚀能力，但是，本申请发明通过研究发现，碳化钨涂层与过流部件之间仍然存在结合强度低的问题，从而影响了抗磨损和气蚀能力。

相关技术还提出了在水轮机的过流部件表面形成渗铬层，然后在渗铬层上形成碳化钨或碳化铬层。然而，本申请的发明人通过研究发现，在过流部件表面形成渗铬层，碳化钨层或碳化铬层与渗铬层之间的结合强度仍然较低，并且碳化钨层或碳化铬层仍然会与诸如不锈钢过流部件的表面接触，由此影响抗磨损和气蚀的性能。

另外，本申请的发明人通过研究还发现，涂层的成分、厚度、尺度和形成方法对结合强度、孔隙率存在影响，进而影响抗磨损和抗气蚀性能。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种具有极佳抗磨损和抗气蚀性能的过流部件。

根据本发明实施例的过流部件包括：过流部件基体和形成在所述过流部件基体的表面上的复合涂层，所述复合涂层包括金属粘结层和金属陶瓷涂层，所述金属粘结层为形成在所述过流部件基体的表面上的铬涂层，所述金属陶瓷涂层形成在所述金属粘结层的表面上且包括碳化钨和碳化铬。

根据本发明实施例的过流部件具有抗磨损和抗气蚀性能好、使用寿命长的优点。

可选地，所述铬涂层通过超音速火焰喷涂、多弧离子镀或等离子喷涂形成在所述过流部件基体的表面上，所述金属陶瓷涂层通过超音速火焰喷涂形成在所述铬涂层的表面上。

可选地，所述金属粘结层的厚度为50微米-80微米，所述金属陶瓷涂层的厚度为100微米-400微米。

可选地，所述金属陶瓷涂层通过将包括碳化铬粉末和多尺度碳化钨粉末的混合粉末通过超音速火焰喷涂形成在所述金属粘结层的表面上。

可选地，所述碳化钨粉末的尺度包括第一尺度、第二尺度和第三尺度，所述第一尺度大于等于10纳米且小于等于200纳米，所述第二尺度大于0.2微米且小于等于1微米，所述第三尺度大于1.2微米且小于等于10微米。