專利名稱：抗高溫硫腐蝕噴涂粉芯線材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬于材料加工中的噴涂領(lǐng)域，主要應(yīng)用于電廠鍋爐管道承受高溫硫腐蝕部件的噴涂。
背景技術(shù)：
我國(guó)是一個(gè)以火力發(fā)電為主的國(guó)家，在火力發(fā)電廠中，高溫高壓鍋爐的水冷壁管、 過(guò)熱器管、再熱器管、省煤器管(簡(jiǎn)稱鍋爐四管)的腐蝕磨損問題是長(zhǎng)期困擾電廠的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)問題。燃料中含有Na、K、S等，燃燒后形成的Na2O和K2O凝結(jié)在管壁上，與煙氣中的SO3 化合生成硫酸鹽。在高溫作用下，管壁表面形成低熔點(diǎn)的復(fù)合硫酸鹽，引起熱腐蝕；燃燒形成的飛灰在氣流的作用下沖刷爐管表面造成沖蝕。高溫腐蝕和沖蝕磨損使管壁減薄，嚴(yán)重者會(huì)造成“四管”的泄露，大大增加了電廠的臨時(shí)性檢修和大修的工作量，給電廠造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。鍋爐“四管”的防護(hù)就成為電力行業(yè)急待解決的難題。以往采用電弧噴涂的方式來(lái)修復(fù)鍋爐四管，大多使用的都是不銹鋼類噴涂材料， 但這類材料對(duì)高溫硫腐蝕的抵抗作用并不是很好。研究中發(fā)現(xiàn)，不銹鋼涂層相對(duì)普通鋼鐵 (基材)是陰極涂層，在噴涂材料中加入銅元素，在硫酸點(diǎn)腐蝕過(guò)程中形成Cu2S保護(hù)膜，阻止陰陽(yáng)極反應(yīng)，從而能夠有效緩解硫酸點(diǎn)腐蝕作用。同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn)，在噴涂材料中加入稀土，也會(huì)使噴涂層的耐蝕能力提高。這是由于稀土與粒子間的氧化物形成穩(wěn)定的、致密的稀土氧化物，把噴涂層金屬與腐蝕介質(zhì)隔離開來(lái)，并且由于稀土的凈化作用，使噴涂層表面的活性點(diǎn)減少，表面電位基本達(dá)到均勻一致，從而提高了耐蝕性。本發(fā)明所要解決的問題，是克服傳統(tǒng)耐腐蝕噴涂材料的不足，提供一種能夠有效抵抗高溫硫腐蝕的熱噴涂粉芯線材。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所提供的抗高溫硫腐蝕粉芯線材，其特征在于，所述的藥芯成分質(zhì)量百分含量范圍如下金屬鉻30 70%;鎳6 15% ；硼鐵10 20%;硅鐵5 10% ；鋁5 10% ； 銅2 10% ；稀土 2 5%。其中，稀土(RE)是以鈰為主的、稀土總重量不低于98%的混合輕稀土，各稀土元素的重量百分比為L(zhǎng)a Ce Pr Nd= (20-30) (48-55) (5-9) (1044)，它們至少占稀土總重的98%，其余為雜質(zhì)。試驗(yàn)證明，本發(fā)明提供的抗高溫硫腐蝕噴涂粉芯線材其耐硫腐蝕性能大大高于現(xiàn)有材料。本發(fā)明的制備方法采用現(xiàn)有技術(shù)，包括以下步驟1、將304不銹鋼(含Crl8%，Ni8% )鋼帶(寬度為10 16mm，厚度為0.3 0. 6mm)軋制成U形，再向U形槽中加入占本發(fā)明焊絲總重20 50%的本發(fā)明粉芯；2、將U形槽合口，使粉芯包裹其中，通過(guò)拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達(dá)
3到1. 6 3. 2mm，得到最終產(chǎn)品。


圖1 藥芯焊絲成形工藝示意圖
具體實(shí)施例方式所有實(shí)施例焊絲都由現(xiàn)有成熟的藥芯焊絲成型機(jī)制出1.選用10X0.3(寬度為10mm，厚度為0.3mm)的304不銹鋼鋼帶。先將其軋成 U形。取金屬鉻粉30克、鎳粉15克、硼鐵20克、硅鐵10克、鋁粉10克、銅粉10克、稀土 5 克。(所取粉末的粒度為能通過(guò)40目的篩子)。將所取各種粉末放入混粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入U(xiǎn)形的H08A冷軋鋼帶槽中，填充率為20%。將U形槽合口，使藥粉包裹其中。然后使其分別通過(guò)直徑為3. 4mm、3. 15mm、2. 95mm、2. 8mm、2. 6mm、2. 4mm、2. 0mm、 1.8mm、1.6mm的拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達(dá)到1.6mm。然后進(jìn)行噴涂，噴涂電流180 300A，噴涂電壓沈 35V，噴涂距離100 200mm。噴涂涂層硬度、結(jié)合強(qiáng)度、抗高溫腐蝕性能見表1。2.選用12X0. 4(寬度為12mm，厚度為0. 4mm)的304不銹鋼鋼帶。先將其軋成 U形。取金屬鉻粉70克、鎳粉6克、硼鐵10克、硅鐵5克、鋁粉5克、銅粉2克、稀土 2克。 (所取粉末的粒度為能通過(guò)40目的篩子)。將所取各種粉末放入混粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入U(xiǎn)形的H08A冷軋鋼帶槽中，填充率為30%。將U形槽合口，使藥粉包裹其中。然后使其分別通過(guò)直徑為3. 4mm,3. 15mm、2. 95mm、2. 8mm,2. 6mm,2. 4mm,2. Omm的拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達(dá)到2. 0mm。然后進(jìn)行噴涂，噴涂電流180 300A，噴涂電壓沈 35V，噴涂距離100 200mm。噴涂涂層硬度、結(jié)合強(qiáng)度、抗高溫腐蝕性能見表
Io3.選用14X0. 5 (寬度為14mm，厚度為0. 5mm)的304不銹鋼鋼帶。先將其軋成U 形。取金屬鉻粉49克、鎳粉8克、硼鐵18克、硅鐵7克、鋁粉6克、銅粉8克、稀土 4克。(所取粉末的粒度為能通過(guò)40目的篩子)。將所取各種粉末放入混粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入U(xiǎn)形的H08A冷軋鋼帶槽中，填充率為40%。將U形槽合口，使藥粉包裹其中。然后使其分別通過(guò)直徑為3. 8mm,3. 6mm,3. 4mm 3. 15mm、3. Omm的拉絲模，逐道拉拔、 減徑，最后使其直徑達(dá)到3. 0mm。然后進(jìn)行噴涂，噴涂電流180 300A，噴涂電壓沈 35V， 噴涂距離100 200mm。噴涂涂層硬度、結(jié)合強(qiáng)度、抗高溫腐蝕性能見表1。4.選用16X0. 6 (寬度為16mm，厚度為0. 6mm)的304不銹鋼鋼帶。先將其軋成U 形。取金屬鉻粉50克、鎳粉12克、硼鐵15克、硅鐵8克、鋁粉8克、銅粉4克、稀土 3克。 (所取粉末的粒度為能通過(guò)40目的篩子)。將所取各種粉末放入混粉機(jī)內(nèi)混合10分鐘，然后將混合粉末加入U(xiǎn)形的H08A冷軋鋼帶槽中，填充率為50%。將U形槽合口，使藥粉包裹其中。然后使其分別通過(guò)直徑為4. 0mm,3. 6mm,3. 4mm,3. 2mm的拉絲模，逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達(dá)到3. 2mm。然后進(jìn)行噴涂，噴涂電流180 300A，噴涂電壓沈 35V，噴涂距離100 200mm。噴涂涂層硬度、結(jié)合強(qiáng)度、抗高溫腐蝕性能見表1。表1所打硬度均采用HXD-1000數(shù)字式顯微硬度計(jì)，試驗(yàn)時(shí)所加載荷為100g，加載時(shí)間為15秒。對(duì)噴涂涂層取五點(diǎn)打硬度，最后得到該涂層層的平均顯微硬度值。
結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)在MTS 810材料拉伸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行。對(duì)偶件采用E-7膠進(jìn)行粘接。 每種涂層的結(jié)合強(qiáng)度值均為5個(gè)數(shù)據(jù)的平均值。抗高溫腐蝕性所選用的熱噴涂材料試件尺寸為25 X 16 X 5mm，涂層厚度為0. 5mm, 涂鹽實(shí)驗(yàn)中，采用坩鍋來(lái)承載試件。實(shí)驗(yàn)時(shí)在試件表面涂覆鹽層，該鹽層的成分組成與鍋爐管道鋼工作時(shí)灰份所沉積的熔融鹽膜相似，摩爾比為7 3的Na2S04+K2S04的飽和水溶液涂刷到試件表面，并保證涂鹽量在2. 0 3. 0mg/cm2，在烘箱中烘干后取出，在精度為 0. OOOlg的電子天平上稱重，然后將涂鹽后的試件置于650°C的箱式電阻爐內(nèi)，保溫6小時(shí)后取出，室溫冷卻后稱重；然后重新進(jìn)行涂鹽、稱重、保溫、再稱重，如此循環(huán)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。表權(quán)利要求
1. 一種抗高溫硫腐蝕噴涂粉芯線材，屬于材料加工工程中的焊接領(lǐng)域，該發(fā)明主要應(yīng)用于電廠鍋爐管道承受高溫硫腐蝕部件的噴涂；其特征在于，所述的藥芯成分質(zhì)量百分含量范圍如下金屬鉻30 70% ；鎳6 15% ；硼鐵10 20% ；硅鐵5 10% ；鋁5 10% ； 銅2 10% ；稀土 2 5%。
全文摘要
一種抗高溫硫腐蝕噴涂粉芯線材，屬于材料加工工程中的焊接領(lǐng)域，該發(fā)明主要應(yīng)用于電廠鍋爐管道承受高溫硫腐蝕部件的噴涂；其特征在于，所述的藥芯成分質(zhì)量百分含量范圍如下金屬鉻30～70％；鎳6～15％；硼鐵10～20％；硅鐵5～10％；鋁5～10％；銅2～10％；稀土2～5％。本發(fā)明所要解決的問題，是克服傳統(tǒng)耐腐蝕噴涂材料的不足，提供一種能夠有效抵抗高溫硫腐蝕的熱噴涂粉芯線材。
文檔編號(hào)C23C4/08GK102465247SQ201010537078
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者胡為峰, 葛爽, 蔣旻 申請(qǐng)人:北京賽億科技股份有限公司