专利名称：电厂锅炉“四管”抗氧化和耐磨损的复合涂层的制作方法
技术领域：
本发明属于高温涂层防护领域，特别涉及一种电厂锅炉“四管”在高温条件下抗氧化和耐磨损的复合涂层。
背景技术：
现代社会对电能的依赖越来越严重，因此人们对电厂的安全运行重视程度越来越高，因此，对电厂的安全性和稳定性提出了越来越高的要求，另外，随着节能减排观念的深入人心，电厂的锅炉“四管”安全性也备受关注，所谓的电厂锅炉“四管”是指锅炉中过热器、 水冷壁、省煤器和再热器，保证电厂锅炉正常工作的主要方面是防止锅炉“四管”泄漏，由于锅炉“四管”覆盖了电厂锅炉的全部受热和受压面，而且也是锅炉工作的核心部位，在工作时它们内部承受着工质的巨大压力和一些化学成分的作用，外部承受着煤燃烧的高温、侵蚀和磨损的环境，同时忍受着水蒸气与火之间进行的内外作用，是锅炉所有部件中最重要和最易损坏的部位，所以很容易发生失效和泄漏问题。根据历年的不完全统计，其结果显示锅炉“四管”爆漏占火力发电机组各类非计划停运原因之首。锅炉在运行过程中，一旦发生“四管”爆漏，势必增加非计划停运损失，增大检修工作量，有时还可能酿成事故，严重影响火力发电厂安全、经济运行。因此，防止锅炉“四管”漏泄是提高火力发电机组可靠性的需要，是提高发电设备运行寿命，增加电厂经济效益的需要，也是创建一流火力发电厂的需要。引起锅炉“四管”泄漏的原因较多，其中磨损、腐蚀、过热、拉裂是导致四管泄漏的主要原因。因此，防止锅炉“四管”的磨损、腐蚀、过热和拉裂是解决锅炉“四管”泄漏的重要措施，采用抗氧化和防磨损涂层可以达到防止锅炉“四管”的磨损、腐蚀、过热和拉裂的目的，并且具有成本较低、加工方法简单，工期短和作用效果明显等优点。
发明内容
本发明针对电厂锅炉“四管”容易出现泄漏的问题，提出了一种电厂锅炉“四管”在高温条件下抗氧化和耐磨损的复合涂层。本发明采用的技术方案为所述复合涂层的组分为70 80wt. %的NiCoCrAlY,以及20 30wt. %的&C，涂层厚度为200 300 μ m。本发明还提供了一种所述电厂锅炉“四管”抗氧化和耐磨损的复合涂层的制备方法，具体为将成分为70 80wt. %的NiCoCrAlY,以及20 30wt. %的ZrC的混合粉体，用行星式高能球磨机混合均勻，采用等离子喷涂制备成厚度为200 300μπι的复合涂层，等离子喷涂的具体的工艺参数为电压50 60V，电流500 600Α，氩气流量50 60L/min，氢气流量15 25L/min，转台转速5 15转/min，喷枪转速35 45转/min，喷枪腔内压力 70乇，送粉速度为20 40g/min ；或者将成分为70 80wt. %的NiCoCrAlY,以及20_30wt. %的的混合粉体，通过超音速火焰喷涂后，使之在氧气流量为400L/min.，C3H8流量为30L/min.，喷涂压力为 0. 4Mpa,喷涂距离为IOOmm的条件下，使涂层厚度为200 300 μ m,从而形成高温抗氧化、抗磨损和抗侵蚀的复合涂层。本发明的优点为利用等离子喷涂和超音速火焰喷涂技术制备所需的涂层，由于NiCoCrAlY是Ni 基高温合金，其主要组织为Y' -Ni3Al,此系合金在高温下具有很好的性能，在此体系中， Co元素由于具有优良的抗氧化、腐蚀性能和高温强度，因此加入Co可提高合金的抗氧化、 抗腐蚀性能和高温强度，组元中Cr的添加用于保证涂层的抗热腐蚀性、高温强度和耐刮性能，Cr的存在还可以促进Al2O3的生成；Al用来保证涂层的抗氧化性，在Ni基高温合金基体中，高Al含量可以提高涂层的抗氧化性能，同时具有改变韧性的作用，在保证强度的前提下，提高其韧性，抑制了微裂纹的产生，另外，同其他的喷涂材料相比ZrC具有较大的密度，使得涂层的均勻性得以提高，熔点较高，线膨胀系数较大，能与金属材料很好的复合，具有较高的显微硬度及抗压强度。在其中添加ZrC硬质颗粒，能明显改善材料的机械性能、抗热震性能和抗氧化性能，具有耐腐蚀性能，增加了涂层的耐磨性能，使得涂层在高温下其也具有很高的硬度，涂层的抗氧化、磨损和侵蚀性能大为提高。从而克服了当前涂层的脆化和在制备过程中形成微裂纹问题，使得电厂锅炉“四管”的使用寿命大为提高。
具体实施例方式本发明提供了一种电厂锅炉“四管”高温抗氧化、磨损和侵蚀涂层，下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明实施例1 将成分为75wt. % NiCoCrAlY+25wt. % ZrC的粉体，用行星式高能球磨机混合均勻，采用等离子喷涂制备成厚度为200μπι的新型高温抗氧化、磨损和侵蚀涂层，其具体的工艺如表1所示表1.第一组低压等离子喷涂制备NiCoCrAlY-ZrC系构成的涂层工艺参数
权利要求
1.电厂锅炉“四管”抗氧化和耐磨损的复合涂层，其特征在于，所述复合涂层的组分为 70 80wt. % 的 NiCoCrAlY,以及 20 30wt. % 的 ZrC，涂层厚度为 200 300 μ m。
2.电厂锅炉“四管”抗氧化和耐磨损的复合涂层的制备方法，其特征在于，将成分为70 80wt. %的NiCoCrAlY,以及20 30wt. %的的混合粉体，用行星式高能球磨机混合均勻，采用等离子喷涂制备成厚度为200 300 μ m的复合涂层，等离子喷涂的具体的工艺参数为电压50 60V，电流500 600A，氩气流量50 60L/min，氢气流量15 25L/min，转台转速5 15转/min，喷枪转速35 45转/min，喷枪腔内压力70 乇，送粉速度为20 40g/min ；或者将成分为70 80wt. %的NiCoCrAlY,以及20 30wt. %的的混合粉体，通过超音速火焰喷涂后，使之在氧气流量为400L/min.，C3H8流量为30L/min.，喷涂压力为 0. 4Mpa,喷涂距离为IOOmm的条件下，使涂层厚度为200 300 μ m,从而形成高温抗氧化、抗磨损和抗侵蚀的复合涂层。
全文摘要
本发明属于高温涂层防护领域，特别涉及一种电厂锅炉“四管”在高温条件下抗氧化和耐磨损的复合涂层。所述复合涂层的组分为70-80wt.％的NiCoCrAlY，以及20-30wt.％的ZrC，涂层厚度为200-300μm；制备时，采用等离子喷涂或超音速火焰喷涂的方法，将一定比例成分和粒度的NiCoCrAlY和ZrC搅拌均匀后，形成喷涂所需要的粉体，在一定喷涂工艺条件下形成所需要的涂层。涂层在高温下其也具有很高的硬度，涂层的抗氧化、磨损和侵蚀性能大为提高。从而克服了当前涂层的脆化和在制备过程中形成微裂纹问题，使得电厂锅炉“四管”的使用寿命大为提高。
文档编号C23C4/04GK102345086SQ20111028422
公开日2012年2月8日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者崔兴华, 张东博, 曹健 申请人:华北电力大学