[发明专利]用于循环流化床锅炉水冷壁管激光熔覆涂层的合金粉末

说明书

技术领域：

本发明涉及一种适合于激光熔覆的合金粉末材料，特别是涉及一种用于循环流化床锅炉水冷壁管激光熔覆涂层的合金粉末，属于国际专利分类表中的C23C24/10(2006.01)I技术领域。

背景技术：

循环流化床锅炉是在鼓泡流化床锅炉技术的基础上发展起来的新炉型，循环流化床燃烧技术是近几十年迅速发展起来的高效清洁燃烧技术，具有对燃料适应性特别好、燃烧效率高、气体污染物排放低、负荷调节范围大和灰渣可综合利用等优点，这项技术在世界各国的电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等各领域都取得了广泛的应用，特别是燃用劣质煤和油页岩方面表现出比其他锅炉更强的竞争力。近十来年来，循环流化床燃烧技术在我国迅猛发展，中国已成为拥有循环流化床机组最多、总蒸发量为世界第一的国家。

随着循环流化床锅炉的迅猛发展，积累了丰富的设计、制造、安装、调试和运行经验，但也暴露了一些问题。最主要的问题为：锅炉受热面的磨损、爆管；耐火防磨内衬磨损、开裂、脱落等等。由于高倍率循环灰的流动使流化床锅炉炉内磨损十分严重，循环流化床锅炉的磨损问题是困扰循环流化床锅炉技术发展的关键因素，磨损问题解决的如何，直接关系到循环流化床锅炉的设计成功与否。燃烧室下部四周水冷壁设计采用变径管，该处存在旋流区，表面是发生磨损最严重的部位，直接影响了水冷壁管的使用寿命，最终导致整体锅炉使用效率的降低，给电厂造成较大的经济损失。

激光熔覆是近年来新兴的高科技加工技术，作为一种先进的再制造技术，随着激光器功率和稳定性的不断提高，得到了迅速推广和广泛应用。

激光熔覆是在金属表面获得与基体牢固冶金结合，且无气孔、裂纹等缺陷的高性能表面覆层的先进再制造技术，它可以将高熔点的合金材料熔覆在低熔点的基材表面，也可以在低成本基材上制备出高性能的表面涂层，以取代大量高级、高性能的整体材料，节约贵重金属，降低零部件成本。

激光熔覆技术解决了振动焊、氩弧焊、喷涂、镀层等传统修理方法无法解决的材料选用局限性、工艺过程热应力、热变形、材料晶粒粗大、基体材料结合强度难以保证的矛盾，为产品再制造和失效零部件的修复提供了一种新的途径。

采用激光熔覆再制造技术，选择适当的耐氧化腐蚀耐磨损钴基合金粉末，就可以对磨损严重的循环流化床锅炉水冷壁管进行成功修复，使其恢复并提高使用功能，然而，关键问题是能否寻求或提供出激光熔覆所需要的合适的合金粉末材料。

目前，国内外市场上没有激光熔覆专用的合金粉末材料出售，多数是采用热喷涂或喷焊用的金属粉末，或是在现有金属粉末基础上按不同成分配比、采取机械混粉方式制备激光熔覆所需的合金粉末材料。

近年来人们在研究利用激光熔覆技术进行设备部件修复所需的合金粉末材料方面取得了一些进展，例如，

公开号为CN1854317的中国发明专利申请给出的《一种移动式激光熔覆现场加工合金粉末材料》，该合金粉末材料利用以下元素成分强化镍基合金：Cr、W、Mo、Al、Ti、Co，还可以添加Co、C、N、Nb、Cu、B、Si和微量稀土元素，其中，稀土元素可以是Ce、Y、Hf。

公开号为CN101381868的中国发明专利申请给出的《一种激光熔覆用高硬度不锈钢合金粉末及制备工艺》，该合金粉末各成份重量百分比为：C：0.5-0.8％；Cr：18-24％；Ni：11-17％；B：2.0-5.5％；Si：2.0-6.0％；Mo：4-9％；CeO₂：1-5％；Fe余量。合金粉末的制备工艺包括：配料、熔炼、造渣与脱氧、雾化制粉、粉末收集与成分检测、筛分六个步骤。

公开号为CN101381869的中国发明专利申请给出的《激光熔覆高硬无裂铁基合金专用合金粉末》，该专用合金粉末的配方，重量百分含量：碳(C)：0.3-0.5；硅(Si)：1.2-2.0；硼(B)：0.4-1.0；镍(Ni)：1.5-2.5；铬(Cr)：1.0-1.5；锰(Mn)：1.0-1.5；钼(Mo)：1.5-2.5；钒(V)：0.15-0.7；铌(Nb)：0.15-0.7余量为铁(Fe)，其重量之和为100％。