[发明专利]一种高平整度渗铝涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高平整度渗铝涂层，其原料包括：10～15wt％的无机纤维素，1～3wt％的有机联结剂，15～25wt％的分散剂，17～25wt％的铝粉，0.5～0.8wt％的氯化铵，0.2～0.4wt％的氟化钠，25～44wt％的氧化铝粉。本发明还涉及一种高平整度渗铝涂层的制备方法。本发明提供的高平整度渗铝涂层，能够解决现有的渗铝技术却普遍存在着在渗铝过程中由于熔融铝原子之间的团聚作用依然不受控制，进而导致在渗铝过程中，铝原子因高温热扩散发生相互团聚致使所制备出的渗铝层平整度不高的问题。

技术领域

本发明涉及渗铝涂层领域，尤其涉及一种高平整度渗铝涂层及其制备方法。

背景技术

传统的蒸汽裂解炉管为满足高温条件，其材质往往选用耐高温的铬镍合金钢，但该合金中的镍元素以及铁元素会在高温作用下发生元素迁移，在蒸汽裂解炉管内表面富集并作为催化活性中心加速焦炭的形成，这大大限制了蒸汽裂解炉运行效率。为应对这一问题，一般采取的手段是基于固体粉末包埋共渗技术，通过在合金基材表面制备出单层或多层涂层，这些涂层在提高合金材质的抗氧化及抗热腐蚀性能的同时，可以发挥阻隔作用屏蔽基材中的铁元素和镍元素，进而抑制反应过程中焦炭的生成。目前，通过固体粉末包埋共渗技术向合金基材中渗入铝元素在基材表面制备出渗铝层被认为是提高合金抗氧化性能和力学性能，抑制结焦最为有效的手段之一，渗铝技术已在化工产业上得到广泛的应用。

CN109055890A公开了一种在超高强度钢热制备防护复合涂层的方法，该方法制备方法采用共渗技术，所制备出的防护复合涂层为四层组织结构的防护涂层，从内到外依次为Fe-Zn和Fe-Al金属间化合物扩散层、富Zn层、铝硅合金层、微纳米氧化物层，该复合涂层虽然具备高抗氧化和抗切口腐蚀性能，但也存在着所用原料组分较为复杂，涂层制备过程中各原料组分热扩散作用不同，导致在共渗过程中各原料组分的团聚作用不可控，所制备出的涂层平整度不高，且涂层耐磨损性能较低，涂层的使用寿命不高。

CN105695930A公开了一种大长径比锅炉管表面渗铝硅涂层的方法，该方法通过在基材上喷涂预先配制好的铝硅料浆，再依次经烘干、烧结及喷砂清理，制备出渗铝硅涂层。该渗铝硅涂层可应用于烃类高温裂解炉管，具备高抗氧化性能和优异的抑制结焦性能，但在烧结过程中铝元素之间的团聚现象较为明显，且涂层还需经过喷砂打磨处理，涂层制备工序较为复杂，且所制备出的复合涂层平整度较低。

CN109868447A公开了一种降低渗铝层表面粗糙度的方法，该方法通过预先在基材表面制备出第一渗铝层，在对第一渗铝层进行打磨处理后采用较低的共渗温度制备出第二渗铝层，最终所得到的双层渗铝层的表面粗糙度小于现有渗铝技术制备出的渗铝层表面粗糙度，该方法虽然可以有效降低渗铝涂层的表面粗糙度，但工艺较为复杂，且在共渗过程依然无法控制铝原子的团聚作用。

CN104805399A公开了一种彩色料浆渗铝工艺，料浆的制备所使用到的原料包括聚乙烯醇、羟甲基纤维素钠、增稠剂、供铝剂和水，其中聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素钾、增稠剂、水共同构成粘结剂，该粘结剂的作用在于将供铝剂黏附在基材表面上，进而使铝原子更容易进入基材内部。

基于固体粉末包埋共渗技术，向合金基材中渗入铝元素制备渗铝涂层被认为是提高合金抗氧化性能和力学性能，抑制结焦最为有效的手段之一，渗铝技术已在化工产业上得到广泛的应用，然而现有的渗铝技术却普遍存在着在渗铝过程中由于熔融铝原子之间的团聚作用依然不受控制，导致在渗铝过程中，铝原子因高温热扩散发生相互团聚致使所制备出的渗铝层平整度不高，低平整度的渗铝层在使用过程中更易附着污物，这很大程度上降低渗铝层性质及增益效果。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种高平整度渗铝涂层，该渗铝涂层可作为防护涂层应用于蒸汽裂解炉管及高温锅炉领域。本发明的另一目的在于提供一种高平整度渗铝涂层的快速制备方法。