一种风机叶片及其制备方法与流程

本发明涉及叶片领域，尤其涉及一种风机叶片及其制备方法。

背景技术：

风机是锅炉机组的主要辅机，风机输送的介质是烟气，工作温度通常在130～200℃范围内。烟气中的有害气体成分主要包括二氧化硫、一氧化碳、碳氢化合物及二氧化氮等；其中，腐蚀介质包括SO2及微量的SO3和NOx，并且含有SiO2、Al2O3和Fe2O3等高硬度灰尘颗粒；传统的叶片仅仅在进气边附近喷熔一层镍基合金粉末再喷涂WC-Ni耐磨涂层，涂层防冲蚀、腐蚀效果不佳，上述腐蚀介质及高硬度灰尘颗粒会使风机叶片受到腐蚀以及强烈的冲蚀磨损，叶片磨损后风机效率降低，出力下降，严重时造成叶片断裂，影响风机安全运行；且传统叶片采用手工火焰喷熔的方法制备涂层，叶片首先要预热到700～800℃，然后进气边附近喷熔一层镍基合金粉末再喷涂WC-Ni耐磨涂层，此种方法易使得叶片发生严重的变形，需要后续进行热校正；且此种方法的主要缺点在于叶片加热温度高，表面氧化严重，导致喷涂涂层与基体结合强度差；此外，制备过程中人员在重金属粉尘及高温环境下工作，工作环境恶劣，并且由于手工操作，产品一致性较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种风机叶片及其制备方法，以解决现有风机叶片防冲蚀、腐蚀效果不佳的问题，以及现有风机叶片采用手工火焰喷熔的方法制备涂层，加热温度高，表面氧化严重，且易造成叶片严重变形的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种风机叶片，包括叶片本体，所述叶片本体进气边一侧的压力面、吸力面上均设置有复合涂层，位于叶片本体压力面上的复合涂层的长度与叶片本体压力面的长度相同，且位于叶片本体压力面上的复合涂层的宽度为叶片本体压力面宽度的1/5～1/3，叶片本体压力面上的其余部分设置有WC-10Co-4Cr涂层，位于叶片本体吸力面上的复合涂层的长度与叶片本体吸力面的长度相同，且位于叶片本体吸力面上的复合涂层的宽度为叶片本体吸力面宽度的1/5～1/3，叶片本体吸力面上的其余部分设置有WC-10Co-4Cr涂层，所述复合涂层包括由内至外依次设置的NiCrMoW涂层、WC-17Ni涂层。

作为本发明的一种优选方案，位于叶片本体吸力面上的WC-10Co-4Cr涂层的厚度为0.5～1.2mm，位于叶片本体压力面上的WC-10Co-4Cr涂层的厚度为0.15～0.2mm。

作为本发明的一种优选方案，位于叶片本体压力面上的复合涂层包括0.5～1mm厚度的NiCrMoW涂层及0.15～0.2mm厚度的WC-17Ni涂层，位于叶片本体吸力面上的复合涂层包括0.5～1mm厚度的NiCrMoW涂层及0.5～1.2mm厚度的WC-17Ni涂层。

作为本发明的一种优选方案，叶片本体的压力面上位于复合涂层、WC-10Co-4Cr涂层的外部设置有环氧树脂层，叶片本体的吸力面上位于复合涂层、WC-10Co-4Cr涂层的外部设置有环氧树脂层。

一种风机叶片的制备方法，包括以下步骤：

a、熔覆：以NiCrMoW粉末为熔覆材料，采用激光熔覆方法在叶片本体进气边一侧的压力面、吸力面上制备出NiCrMoW涂层，叶片本体压力面上N iCrMoW涂层的宽度为叶片本体压力面宽度的1/5～1/3，叶片本体压力面上NiCrMoW涂层的长度与叶片本体压力面的长度相同，叶片本体吸力面上NiCrMoW涂层的宽度为叶片本体吸力面宽度的1/5～1/3，叶片本体吸力面上NiCrMoW涂层的长度与叶片本体吸力面的长度相同；

b、喷砂：对叶片本体进行喷砂处理，喷砂后表面粗糙度Ra为7～9um；

c、喷涂：以WC-17Ni粉末为喷涂材料，在叶片本体上熔覆有NiCrMoW涂层的区域喷涂WC-17Ni涂层；以WC-10Co-4Cr粉末为喷涂材料，在叶片本体上未熔覆NiCrMoW涂层的区域喷涂WC-10Co-4Cr涂层；

d、涂层封闭：待叶片本体冷却后，在叶片本体表面涂刷环氧树脂进行涂层封闭，并固化。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤c中采用超音速火焰喷涂或等离子喷涂进行WC-17Ni涂层的喷涂，采用超音速火焰喷涂或等离子喷涂进行WC-10Co-4Cr涂层的喷涂。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤b中采用白刚玉进行喷砂处理。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤a中单次熔覆宽度为5mm，叶片本体压力面熔覆一次后翻转至叶片本体吸力面进行一次熔覆，反复交替进行熔覆；采用压力面、吸力面交替熔覆的方式，可降低叶片变形量。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤a中NiCrMoW粉末按重量百分数包括以下组分：Cr14％～16.5，Mo15％～16.5％，W3.5％～5.0％，Fe≤5％，余量为Ni。

本发明的有益效果为，所述一种风机叶片设置的NiCrMoW涂层和叶片本体为冶金结合，可对表面的WC-17Ni涂层提供良好的过渡层，NiCrMoW涂层与WC-17Ni涂层所形成的涂层结构具有良好的抗大角度冲蚀能力，可有效防止高硬度颗粒冲蚀涂层，并且由于NiCrMoW涂层与叶片本体形成冶金结合，可以防止传统热喷涂涂层在电解质环境下与叶片本体之间形成的电化学腐蚀，且本发明设置的WC-10Co-4Cr涂层具有高硬度及耐蚀性好的特点，应用于小角度冲蚀区域可有效减少冲蚀磨损；此外，表面采用环氧树脂进行涂刷，将喷涂的NiCrMoW涂层、WC-10Co-4Cr涂层的孔隙进行封闭，进一步提高涂层抗腐蚀能力；所述一种风机叶片的制备方法由于无需预热，避免了在高温下叶片本体氧化造成的涂层结合强度下降，并且采用自动化技术替代手工技术，工作环境得到改善，此外，叶片本体的变形量小，无需后续校正即可保证叶片的工作效率。

附图说明

图1为本发明一种风机叶片的吸力面结构示意图；

图2为本发明一种风机叶片的压力面结构示意图。

图中:

1、复合涂层；2、WC-10Co-4Cr涂层。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

请参照图1及图2所示，于本实施例中，一种风机叶片，包括叶片本体，所述叶片本体进气边一侧的压力面、吸力面上均设置有复合涂层1，位于叶片本体压力面上的复合涂层1的长度与叶片本体压力面的长度相同，位于叶片本体压力面上的复合涂层1的宽度为叶片本体压力面宽度的1/4，叶片本体压力面上的其余部分设置有0.15～0.2mm厚度的WC-10Co-4Cr涂层2，位于叶片本体压力面上的复合涂层1包括内部0.5～1mm厚度的NiCrMoW涂层及外部0.15～0.2mm厚度的WC-17Ni涂层，位于叶片本体吸力面上的复合涂层1的长度与叶片本体吸力面的长度相同，位于叶片本体吸力面上的复合涂层1的宽度为叶片本体吸力面宽度的1/4，叶片本体吸力面上的其余部分设置有0.5～1.2mm厚度的WC-10Co-4Cr涂层2，位于叶片本体吸力面上的复合涂层1包括内层0.5～1mm厚度的NiCrMoW涂层及外层0.5～1.2mm厚度的WC-17Ni涂层。

为了进一步提高抗腐蚀能力，在叶片本体的压力面上位于复合涂层1、WC-10Co-4Cr涂层2的外部设置环氧树脂层，在叶片本体的吸力面上位于复合涂层1、WC-10Co-4Cr涂层2的外部设置环氧树脂层，进而将WC-17Ni涂层、WC-10Co-4Cr涂层2的孔隙进行封闭。

值得一提的是，虽然本实施例中，位于叶片本体压力面上的复合涂层1的宽度为叶片本体压力面宽度的1/4，但是本发明不限于此，位于叶片本体压力面上的复合涂层1的宽度可以为叶片本体压力面宽度的1/5或1/3或位于两者之间的任一数值，本实施例为结合成本及性能考虑后的优选方案。

值得一提的是，虽然本实施例中，位于叶片本体吸力面上的复合涂层1的宽度为叶片本体吸力面宽度的1/4，但是本发明不限于此，位于叶片本体吸力面上的复合涂层1的宽度可以为叶片本体吸力面宽度的1/5或1/3或位于两者之间的任一数值，本实施例为结合成本及性能考虑后的优选方案。

一种风机叶片的制备方法，包括以下步骤：

a、熔覆：以粒度为45～75um的NiCrMoW粉末为熔覆材料，采用激光熔覆方法在叶片本体进气边一侧的压力面、吸力面上制备出NiCrMoW涂层，单次熔覆的长度与叶片本体的长度相同，单次熔覆的宽度为5mm，叶片本体压力面熔覆一次后翻转至叶片本体吸力面进行一次熔覆，反复交替进行熔覆，直至叶片本体压力面上NiCrMoW涂层的宽度为叶片本体压力面宽度的1/4，叶片本体吸力面上NiCrMoW涂层的宽度为叶片本体吸力面宽度的1/4；其中，所述NiCrMoW粉末按重量百分数包括以下组分：Cr14％～16.5，Mo15％～16.5％，W3.5％～5.0％，Fe≤5％，余量为Ni；

b、喷砂：采用白刚玉对叶片本体进行喷砂处理，喷砂后表面粗糙度Ra为7～9um；

c、喷涂：以粒度为45～75um的WC-17Ni粉末为喷涂材料，采用超音速火焰喷涂方法在叶片本体上熔覆有NiCrMoW涂层的区域喷涂WC-17Ni涂层；以粒度为45～75um的WC-10Co-4Cr粉末为喷涂材料，采用超音速火焰喷涂方法在叶片本体上未熔覆NiCrMoW涂层的区域喷涂WC-10Co-4Cr涂层；

d、涂层封闭：待叶片本体冷却后，在叶片本体表面涂刷环氧树脂进行涂层封闭，并固化。

值得一提的是，虽然本实施例中，采用超音速火焰喷涂方法进行喷涂，但是本发明不限于此，亦可采用等离子喷涂方法进行喷涂，采用等离子喷涂方法时，WC-17Ni粉末的粒度可以为45～106um，WC-10Co-4Cr粉末的粒度可以为45～106um。

采用上述方法制备的叶片，其整体变形量＜0.5mm，且具有较好的抗腐蚀、抗冲蚀磨损能力，大大提高了使用寿命。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。