专利名称：一种带有防脱落耐磨涂层的水冷壁的制作方法
技术领域：
本发明涉及循环流化床锅炉水冷壁，特别是一种带有防脱落耐磨涂层的 水冷壁。
背景技术：
目前国内外的循环流化床锅炉水冷壁管普遍存在严重的磨损问题，对磨 损部位进行分析，造成剧烈磨损的主要原因 一方面是自上而下的贴壁流中 夹带的床料与飞灰冲刷炉管，另一方面是浓相区水冷壁管与浇筑层过渡区域 的涡流和紊流引起的磨损。磨损引发的爆管将给机组的稳定运行造成严重危 害，经济损失巨大。
在水冷壁管表面通过火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂技术涂覆合金涂 层，形成带有耐磨涂层的水冷壁，能在一定程度上提高使用寿命，但难以确 保达到一年半以上的应用水平，主要原因是①合金喷涂层与水冷壁管之间 结合方式为简单的物理附着，结合力存在瓶颈，难以制备厚涂层；②长期经 受高温高速磨粒的剧烈冲刷， 一般喷涂层难以承受；③涂层与水冷壁管本体 为异种材料，从涂层至管本体存在明显的温度梯度，冷热交替时产生的热应 力容易导致涂层脱落，脱落部位发生在涂层与水冷壁之间，通常不会发生涂 层与涂层之间。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够提高涂层抗疲劳剥落能力以及增强涂层与 水冷壁之间的结合强度，确保防护涂层在服役过程中不会脱落的带有防脱落耐磨涂层的水冷壁。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案 一种带有防脱落耐磨涂 层的水冷壁，包含若干水冷壁管和鳍片，各相邻水冷壁管之间由鳍片连接， 其特征在于它还包含打底层、扎钉层、扎钉、耐磨工作层和陶瓷封闭层，打 底层电弧喷涂于水冷壁管和鳍片的表面上，在打底层上再电弧喷涂扎钉层， 打底层及扎钉层在鳍片处通过若干焊接扎钉与鳍片连接，再在扎钉层上依次 电弧喷涂耐磨工作层和冷喷涂陶瓷封闭层。
所述的焊接扎钉由焊丝与扎钉层、打底层和鳍片相互熔融烧结成一体构成。
所述的打底层由材料为CL-NiAlTi丝材电弧喷涂形成，厚度为0.05 0. lmm;所述的扎钉层由材料为CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材电弧喷涂形成， 厚度为0. 3 0. 5腿；所述的耐磨工作层由材料为CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝 材电弧喷涂形成，厚度为1.0 2.0mrn;所述的陶瓷封闭层由陶瓷封闭剂冷喷 涂形成，厚度为0. 1 0. 2mm。
所述的CL-MAlTi丝材中的粉芯化学成分及重量配比为Ni 95%, Al 4%, Ti 1%。
所述的CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材中的粉芯化学成分及重量配比为 Cr 10%, B-Fe 8%， Ni 7%， Cr3C2 5%， Mn 3%， Ti 2%， Mo 1. 5%， Si-Fe 1%， Fe余量。
由于水冷壁上的防护涂层通过扎钉与打底层的双重固定方式，显著提高 了涂层与水冷壁之间的结合强度，确保防护涂层在服役过程中不会脱落，同 时打底层增强非扎钉部位涂层与水冷壁管的结合力，提高抗疲劳剥落能力，防脱落涂层与水冷壁的平均结合强度》100MPa。它解决了循环流化床锅炉水 冷壁的剧烈磨损问题和频繁爆管问题，提高了水冷壁的使用寿命和安全运行 水平。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。 图1为带防脱落耐磨涂层的水冷壁结构示意图。 图2为图1的A-A向视图。
具体实施例方式
如图1、图2所示，本实施例包含若干水冷壁管1、鳍片2、打底层3、 扎钉层4、扎钉5、耐磨工作层6和陶瓷封闭层7，各相邻水冷壁管l之间由 鳍片2连接，打底层3电弧喷涂于水冷壁管1和鳍片2的表面上，扎钉层4 电弧喷涂在打底层3上，打底层3及扎钉层4在鳍片2处通过若干扎钉5与 鳍片2连接，然后，再在扎钉层4上依次电弧喷涂耐磨工作层6和冷喷涂陶 瓷封闭层7。
所述的打底层3由材料为CL-NiAlTi丝材电弧喷涂形成，厚度为0. 05 0. lmm;所述的CL-NiAlTi丝材中的粉芯化学成分及重量配比为Ni 95%， Al 4%， Ti 1%。由于NiAlTi合金中的Al和Ti皆为放热反应元素，提高了喷涂 熔融效果，从而提高水冷壁与喷涂层之间结合力。
所述的扎钉层4由材料为CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材电弧喷涂形成， 厚度为0. 3 0. 5mm;所述的CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材中的粉芯化学成分 及重量配比为Cr纖，B-Fe8%， Ni 7%， Cr3C2 5%， Mn 3%， Ti 2%， Mo 1. 5%， Si—Fe 1%， Fe余量。所述的耐磨工作层6由材料为CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材电弧喷涂形 成，厚度为1.0 2.0mm,其强度硬度高，耐温耐磨抗氧化性好，长期服役温 度达到IOOO'C以上，硬度达到500 1000HV0. 1，同时采用材料与扎钉层相同， 使扎钉层和耐磨工作层之间结合更容易、结合力更强。
所述的陶瓷封闭层7由陶瓷封闭剂冷喷涂形成，厚度为0. 1 0. 2mm。
由于仅靠打底层的结合力不足以防止涂层脱落，为进一步提高涂层与水 冷壁之间的结合力，在鳍片2上的若干位置，通过气体保护焊将焊丝与扎钉 层4、打底层3和鳍片2相互熔融烧结成一体，形成间距为60 100mm、貌似 "铆钉"的牢固扎钉。由于扎钉在内层的扎钉层上进行，解决了焊接扎钉的 氧化问题，扎钉无气孔、夹渣、开裂问题，尺寸均匀，扎钉表面无须进行二 次处理，不凸出表面，使水冷壁表面平整。若在整个涂层焊扎钉则会出现焊 不穿涂层或者焊后扎钉明显高于外涂层表面，即使磨平，在后续的服役过程 中仍会因为磨损程度差异而凸出表面，贴壁流中的磨粒就会对凸出点下方的 水冷壁管形成剧烈磨损。
综上所述，本发明与现有技术相比具有以下优点
1、 扎钉与打底层的双重固定方式显著提高涂层与水冷壁之间的结合强 度，确保防护涂层在服役过程中不会脱落，平均结合强度大于100MPa。
2、 由于扎钉在内层的扎钉层上进行，解决了焊接扎钉的氧化问题，扎钉 无气孔、夹渣、开裂问题，尺寸均匀，扎钉表面无须进行二次处理，不凸出 表面，使水冷壁表面平整。
3、 耐磨工作层具有优良的使用性能，强度硬度高，耐温耐磨抗氧化性好， 长期服役温度达到100(TC以上，硬度达到500 1000HV0. 1。
4、 整体使用寿命比背景技术的水冷壁提高1 2倍。
5、 适用于煤粉锅炉水冷壁，用于引风机叶轮及涡壳的防磨也有理想的效果。
权利要求
1、一种带有防脱落耐磨涂层的水冷壁，包含若干水冷壁管(1)和鳍片(2)，各相邻水冷壁管(1)之间由鳍片(2)连接，其特征在于它还包含打底层(3)、扎钉层(4)、扎钉(5)、耐磨工作层(6)和陶瓷封闭层(7)，打底层(3)电弧喷涂于水冷壁管(1)和鳍片(2)的表面上，在打底层(3)上再电弧喷涂扎钉层(4)，打底层(3)及扎钉层(4)在鳍片(2)处通过若干扎钉(5)与鳍片(2)连接，再在扎钉层(4)上依次电弧喷涂耐磨工作层(6)和冷喷涂陶瓷封闭层(7)。
2、 根据权利要求1所述的一种带有防脱落耐磨涂层的水冷壁，其特征 在于所述的扎钉(5)由焊丝与扎钉层(4)、打底层(3)和鳍片(2)相互熔融烧结成一体构成。
3、 根据权利要求2所述的一种带有防脱落耐磨涂层的水冷壁，其特征 在于所述的打底层(3)由材料为CL-NiAlTi丝材电弧喷涂形成，厚度为 0. 05 0. lmm;所述的扎钉层(4)由材料为CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材 电弧喷涂形成，厚度为0.3 0.5irai;所述的耐磨工作层(6)由材料为 CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材电弧喷涂形成，厚度为1. 0 2. Omm;所述的 陶瓷封闭层由陶瓷封闭剂冷喷涂形成，厚度为0. 1 0. 2ram。
4、 根据权利要求3所述的一种带有防脱落耐磨涂层的水冷壁，其特征 在于所述的CL-NiAlTi丝材中的粉芯化学成分及重量配比为Ni 95%， Al 4%， Ti 1%。
5、 根据权利要求4所述的一种带有防脱落耐磨涂层的水冷壁，其特征 在于所述的CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯丝材中的粉芯化学成分及重量配比 为Cr 10%， B-Fe 8%， Ni 7%， Cr3C2 5%， Mn 3%， Ti 2%， Mo 1.5%， Si—Fe 1%， Fe余量。
全文摘要
本发明涉及循环流化床锅炉水冷壁，特别是一种带有防脱落耐磨涂层的水冷壁。它包含若干水冷壁管和鳍片，各相邻水冷壁管之间由鳍片连接，其特征在于它还包含打底层、扎钉层、扎钉、耐磨工作层和陶瓷封闭层，打底层电弧喷涂于水冷壁管和鳍片的表面上，在打底层上再电弧喷涂扎钉层，打底层及扎钉层在鳍片处通过若干焊接扎钉与鳍片连接，再在扎钉层上依次电弧喷涂耐磨工作层和冷喷涂陶瓷封闭层。其目的是为了提供一种能够提高涂层抗疲劳剥落能力以及增强涂层与水冷壁之间的结合强度，确保防护涂层在服役过程中不会脱落的水冷壁。与现有技术技术相比，具有水冷壁表面平整，整体使用寿命长，涂层与水冷壁之间的结合强度高等优点。
文档编号F23C10/18GK101566340SQ20091005194
公开日2009年10月28日 申请日期2009年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者刘少光 申请人:刘少光