[发明专利]一种用于制备镍基高铝涂层的粉芯丝材及其涂层制备方法

说明书

一种用于制备镍基高铝涂层的粉芯丝材及其涂层制备方法，属于材料加工工程中的热喷涂领域。所述的粉芯丝材成分质量百分含量范围如下：Cr:13～25％，Al:4～10％，B:3～6％，Si:3～6％，Ni及不可避免的杂质为余量。粉芯丝材外皮所用带材为Ni80‑Cr20带材。用电弧喷涂制备具有较好耐高温腐蚀性能的镍基高铝涂层时，喷涂工艺为：电流：160～200A,电压：28～34V，压缩空气压力：0.4～0.6MPa，喷涂距离：190～210mm。本发明可获得硬度高，耐高温腐蚀性能较好的镍基高铝涂层。

技术领域

本发明属于材料加工工程中的热喷涂领域，涉及一种粉芯丝材、涂层的制备方法，特别涉及一种用于电弧喷涂制备耐高温腐蚀镍基高铝涂层的粉芯丝材及其涂层的制备方法，该发明可用于垃圾焚烧炉内锅炉四管的高温腐蚀防护领域。

背景技术

废弃物资源化(Waste-to-Energy，WTE)垃圾焚烧技术是现今处理固体废弃垃圾的主要发展趋势，然而无论是城市垃圾焚烧炉还是生物质垃圾焚烧炉和医疗废弃物焚烧炉中，过热器及水冷壁等易腐蚀部件的高温腐蚀问题都是对焚烧炉的运作寿命的极大限制，其形式主要是：熔盐腐蚀和活性氧化。在温度达到450℃以上时，金属氯化物和HCl的氧化会产生高活性的Cl₂，极易扩散渗入表层的氧化膜，并与氧化膜/金属基体界面处的Fe或者其它金属元素反应生成金属氯化物，在高温作用下挥发扩散至管壁表面，再次氧化将Cl₂释放出来从而构成循环腐蚀、减薄过程。同时，部分沉积的金属氯化物与燃烧气氛中的SO₂或SO₃等反应，易形成低熔点共晶盐，在高温下会熔化分解具有保护性的氧化膜，造成熔盐腐蚀，造成管壁减薄，承压能力严重下降。活性氧化主要是由于飞灰颗粒中的金属氯化物在管壁上沉积、以及焚烧过程所产生的高浓度HCl所导致，而燃烧气氛中的氯则来源于城市垃圾或生物质垃圾或医疗废弃物中富含的有机物质和PVC材料。

等离子喷涂、超音速火焰喷涂等喷涂工艺设备复杂，成本高，不适宜原位大面积现场施工，且喷涂原材料粉体制备复杂。采用堆焊方法在过热器及水冷壁表面堆焊Inconel625合金的放在在实际工作温度达到400-420℃时已不能对基体起到有效防护。而电弧喷涂因具有设备简单，操作方便，喷涂材料制备方便、经济，可以实现原位大面积喷涂等优点，已成为在实际应用领域制备耐热腐蚀涂层的主要制备方法。

在电弧喷涂丝材的开发上，现有技术如【邱质彬.NiCrTi涂层抗高温腐蚀性能与应用研究[J].发电技术，2014，35(155)：41-44】采用添加Ti元素获得NiCrTi涂层，通过配比的优化使涂层的抗腐蚀性能得到很大提升，提高了涂层服役寿命。但由于Ti元素价格昂贵，加之其Cr含量高达40％，使该丝材因其高昂的制造成本而不能非常广泛地应用。

因此开发一种价格低廉的具有良好的高温耐蚀性和良好喷涂工艺性能的喷涂药芯丝材十分有意义。

发明内容

本发明旨在提供一种具有较好耐高温腐蚀性能的镍基高铝涂层材料及其涂层的制备方法。

一种能够用于电弧喷涂制备耐高温腐蚀性能的镍基高铝涂层的粉芯丝材，所述的粉芯成分质量百分含量范围如下：Cr:13～25％，Al:4～10％，B:3～6％，Si:3～6％，Ni及不可避免的杂质：余量；粉芯丝材外皮所用带材为镍铬合金带；粉芯丝材填充率：26％～28％。

所述粉芯丝材外皮所用带材为Ni80-Cr20带材。

优选所述粉芯丝材药芯成分质量百分含量范围如下：Cr:15～25％，Al:4～9％，B:3～5％，Si:3～5％，Ni及不可避免的杂质：余量。

进一步优选Cr:15％，Al:9％，B:3～5％，Si:3～5％，Ni及不可避免的杂质：余量。

采用本发明上述粉芯丝材制备一种具有较好耐高温腐蚀性能的镍基高铝涂层，其特征在于，包括如下步骤：