[发明专利]用于垃圾焚烧炉炉排片的耐高温防磨蚀重熔镍基复合材料涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及用于垃圾焚烧炉炉排片的耐高温防磨蚀重熔镍基复合材料涂层，其为重熔镍基自熔合金基氧化铝颗粒增强复合材料涂层；该涂层熔覆于炉排片表面，且与炉排片基体表面为冶金结合。本发明还涉及上述涂层的制备方法，该方法先在炉排片表面压涂高放热纳米铝热剂，再喷涂镍基自熔合金材料，并通过喷涂时引发的自蔓延反应，在炉排片表面制成镍基自熔合金基复合材料涂层，使喷涂层与铝热剂反应产物及基体形成冶金结合，最后用感应线圈或氧乙炔火焰对喷涂在表面的自熔合金层重熔，得到致密的防磨蚀涂层。该方法制备的涂层组织致密表面光滑，涂层与基体界面结合强度高，耐高温磨蚀性能好，适用于曲面自动化堆焊，可工业化批量生产。

技术领域

本发明属于表面工程技术领域，涉及一种用于垃圾焚烧炉炉排片的耐高温防磨蚀重熔镍基复合材料涂层及其制备方法。

背景技术

垃圾焚烧发电厂的炉排片在焚烧炉内的高温、腐蚀性气体和摩擦磨损条件下输送燃烧着的垃圾，与垃圾接触的表面磨蚀严重。国产化垃圾焚烧炉炉排片使用寿命短(7-10个月)，影响焚烧炉的长周期稳定使用，迫切需要改进制造工艺，延长服役周期。

现有技术中，采用热喷涂镍基合金后重熔工艺可以获得表面质量优良的耐磨蚀涂层，但是其涂层与基体只是微冶金结合，不是完全的冶金结合，结合强度不高，使用时涂层容易脱落，迫切需要开发一种用于垃圾焚烧炉炉排片的结合强度高，不易脱落的耐高温防磨蚀涂层的制备技术。

发明内容

本发明目的在于克服上述不足，提供一种用于垃圾焚烧炉炉排片的耐高温防磨蚀重熔镍基复合材料涂层。本发明还提供了一种上述涂层的制备方法，该方法制备工艺简单，且所制备的用于垃圾焚烧炉炉排片的耐高温防磨蚀镍基复合材料涂层与垃圾焚烧炉炉排片结合强度高，使用时不易脱落。

为此，本发明第一方面提供了一种用于垃圾焚烧炉炉排片的耐高温防磨蚀重熔镍基复合材料涂层，其为重熔镍基自熔合金基氧化铝颗粒增强复合材料涂层。

根据本发明，所述重熔镍基自熔合金基氧化铝颗粒增强复合材料涂层熔覆于垃圾焚烧炉炉排片表面；优选地，所述重熔镍基自熔合金基氧化铝颗粒增强复合材料涂层与垃圾焚烧炉炉排片基体表面为冶金结合；进一步优选地，所述镍基自熔合金包括Ni60A镍基自熔合金。

本发明第二方面提供了一种如本发明第一方面所述的用于垃圾焚烧炉炉排片的耐高温防磨蚀重熔镍基复合材料涂层的制备方法，其包括：

步骤A，将纳米铝热剂粉末与水玻璃混合，均匀压涂在垃圾焚烧炉炉排片表面，干燥后，在垃圾焚烧炉炉排片表面获得纳米铝热剂预制涂层；

步骤B，用机械手带动火焰喷涂枪，沿垃圾焚烧炉炉排片表面轮廓喷涂镍基自熔合金粉末材料，熔滴引燃垃圾焚烧炉炉排片表面的纳米铝热剂，使其发生自蔓延高放热反应，瞬间熔化垃圾焚烧炉炉排片基体表面金属，使喷涂形成的镍基自熔合金涂层与纳米铝热剂预制涂层的反应产物铁和氧化铝及垃圾焚烧炉炉排片基体表面形成冶金结合，在垃圾焚烧炉炉排片表面形成镍基自熔合金基氧化铝颗粒增强复合材料涂层；

步骤C，对垃圾焚烧炉炉排片表面的镍基自熔合金基氧化铝颗粒增强复合材料涂层进行重熔处理，从而在垃圾焚烧炉炉排片表面获得组织致密表面光滑重熔镍基自熔合金基氧化铝颗粒增强复合材料涂层。

根据本发明方法，在步骤C中，采用高、中频感应或氧乙炔火焰对垃圾焚烧炉炉排片表面的镍基自熔合金基氧化铝颗粒增强复合材料涂层进行重熔处理。

在本发明的一些优选的实施例中，所述镍基自熔合金包括但不限于Ni60A镍基自熔合金。

在本发明的一些实施例中，所述纳米铝热剂预制涂层的厚度为0.5-1mm。

在本发明的另一些优选的实施例中，纳米铝热剂与水玻璃的用量比是(10-20):1，优选为(15-20):1。

在本发明的又一些优选的实施例中，所述纳米铝热剂粉末的粒径为50-80nm，优选为50-60nm。