[发明专利]一种耐腐蚀镍基粉末制备梯度陶瓷炉管涂层的方法

说明书

本发明公开了一种耐腐蚀镍基粉末制备梯度陶瓷炉管涂层的方法，包含新的耐腐蚀镍基粉末组成配比，和炉管制备涂层步骤：步骤一、选择规格、尺寸符合要求的炉管；步骤二、基面处理，钢管内表面采用喷射除锈和清洗除污，清洗除污用到清洁剂和磨砂颗粒；步骤三、在炉管上采用激光器熔覆所述镍基合金粉末，进出炉管往返一次实现双层激光熔覆，单次完成激光熔覆厚度范围为1.0‑1.5mm的镍基耐腐蚀炉管涂层；步骤四：冷却、打磨；步骤五：清理炉管内残渣，制成成品，本发明通过向镍基合金内加入低熔点金属避免产生应力集中所造成的裂纹，同时通过喷射除锈和清洗除污确保基材表面的光洁，增加激光熔覆镍基涂层的稳定性，间接加强了镍基涂层的特征性能。

技术领域

本发明涉及梯度陶瓷技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀镍基粉末制备梯度陶瓷炉管涂层的方法。

背景技术

扩散炉是半导体生产线前工序的重要工艺设备之一，用于大规模集成电路、分立器件、电力电子、光电器件和光导纤维等行业的扩散、氧化、退火、合金及烧结等工艺。经扩散炉产生的半导体制程气体具体高温和腐蚀性的特点，一般的管材很难达到工艺要求，如果管材受高温发生变形或受工艺废气腐蚀发生渗漏会造成严重的事故，造成重大的经济损失。

激光熔覆技术自诞生以来，总的来讲未能使其得以真正推广应用。这主要因为激光熔覆中存在的最为棘手的问题是熔覆层的裂纹与开裂，并在很大程度上限制了这一技术的应用范围。激光熔覆裂纹产生的主要原因是由于激光熔覆材料和基材材料在物理性能上存在差异，加之高能密度激光束的快速加热和急冷作用，使熔覆层中产生极人的热应力。通常情况下，激光熔覆层的热应力为拉应力，当局部拉应力超过涂层材料的强度极限时，就会产生裂纹，由子激光熔覆层的枝晶界、气孔、夹杂处强度较低且易子产生应力集中，裂纹往往在这些地方产生。

同时现有的激光熔覆的基材往往采用剖光打磨，打磨不彻底，基材表面残留油脂，在高温情况下油脂会与镍基材料发生反应或放出气体，形成气孔导致裂纹发生，影响涂层的特征性能。

针对以上问题，在这里我们提出一种耐腐蚀镍基粉末制备梯度陶瓷炉管涂层的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐腐蚀镍基粉末制备梯度陶瓷炉管涂层的方法，通过向镍基合金内加入低熔点金属避免产生应力集中所造成的裂纹，同时通过喷射除锈和清洗除污确保基材表面的光洁，增加激光熔覆镍基涂层的稳定性，间接加强了镍基涂层的特征性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种耐腐蚀镍基粉末制备梯度陶瓷炉管涂层的方法，包括以下步骤：

步骤一、选择规格、尺寸符合要求的炉管；

步骤二、基面处理，钢管内表面采用喷射除锈和清洗除污，去除内表面油脂、污垢、氧化皮和铁屑，最后烘干，其中清洗除污所用清洗剂由乙醇15％、三乙醇6％、油酸10％、甘油单硬脂酸酯15％和水54％组成，同时在所述清洗剂中加入少量磨砂颗粒；

步骤三、在炉管上采用激光器熔覆所述镍基合金粉末，单次进炉管实现单层激光熔覆，单次完成激光熔覆厚度范围为1.0-1.2mm的镍基耐腐蚀炉管涂层；

步骤四：冷却5-10min，对路管内碎渣进行鼓风清理；

步骤五：二次激光器熔覆所述镍基合金粉末，形成双层镍基耐腐蚀炉管涂层激光熔覆厚度范围为2.0-2.4mm；

步骤六：冷却5min后对路管内镍基耐腐蚀炉管涂层进行打磨，进一步提升平整度降低流体阻力；步骤七：清理炉管内残渣，制成成品。

进一步的，在步骤二中，炉管内壁喷射除锈的除锈等级达到GB/T 8923要求的Sa2.5级，内表面锚纹深度范围应在30-40um。

进进一步的，在步骤二中，在所述喷射除锈喷射除锈后进行清洗除污，所述磨砂颗粒成分为SiC，粒径处于30-40um。