一種可抗流化床灰沖刷和結(jié)垢的電弧噴涂材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種熱噴涂材料，特別涉及一種可抗流化床灰沖刷和結(jié)垢的電弧噴涂 材料，屬于抗磨材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的一種潔凈燃燒技術(shù)。該技術(shù)具有煤 種適應(yīng)性強、燃燒效率高、污染物排放低和負荷調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點，是國內(nèi)目前大力推廣 應(yīng)用的爐型。但是，由于爐內(nèi)有各種床料及循環(huán)物料，煤在物化狀態(tài)下低溫循環(huán)燃燒，會造 成煙氣中含有大量的床灰顆粒，該些灰粒高速沖刷水冷壁管、對流受熱面等關(guān)鍵部位，使其 壁面受到劇烈磨損，發(fā)生局部的嚴重破壞，甚至還會導(dǎo)致停爐事故。究其原因，由于燃料中 的灰分、水分W及硫分的存在，使得鍋爐各個受熱面的工作條件變得惡劣起來。并且，我國 的鍋爐燃料多為劣質(zhì)煤，煤中含有灰分，煤粉爐燃燒完成后，該些灰分最終都要排放出鍋爐 本體，其中絕大部分是經(jīng)過尾部受熱面后到達除塵器的。由于此時的煙氣中含有灰粒和未 完全燃燒的煤粉顆粒的高速煙氣流經(jīng)鍋爐受熱面管屏時，粒子的每次撞擊都會將管壁上的 金屬屑剝離下來，從而使受熱面管屏的管壁逐漸減薄，對該部分的受熱面造成較大的磨削， 該就是床灰沖刷。
[0003] 另外，循環(huán)流化床在富氧燃燒環(huán)境下床灰會逐漸碳酸化，其中溫度是氧化巧碳酸 化的重要影響因素。溫度升高會加速碳酸化反應(yīng)，包括增大反應(yīng)速率和最終轉(zhuǎn)化率。富氧 燃燒下，循環(huán)流化床鍋爐中的高溫受熱面將是氧化巧發(fā)生碳酸化并可能加速結(jié)垢的主要部 位。在一定溫度下，高的二氧化碳濃度會加速氧化巧的碳酸化反應(yīng)，從而得到更高的轉(zhuǎn)化 率。該種結(jié)垢物在受熱面表面形成碳酸巧沉淀物，增加了受熱面表層的熱障，極大地降低了 鍋爐的換熱效率；同時，沉淀物對于鍋爐運行非常有害，會使鍋爐管道表面碳化而剝落。
[0004] 我國燃煤發(fā)電廠中出現(xiàn)的很多鍋爐災(zāi)害都是由于對流受熱面受床灰沖刷和結(jié)垢 而產(chǎn)生泄漏，爆管等而被迫停爐檢修的。
[0005] 鑒于此，研究對流受熱面的抗流化床灰沖刷和結(jié)垢，對緩解電廠泄漏，爆管等事故 具有非常明顯的現(xiàn)實意義。
[0006] 床灰沖蝕沖刷的機理非常復(fù)雜，它是各種因素綜合作用的結(jié)果。采用耐高溫防磨 防結(jié)垢材料對易受沖刷部位進行噴涂。噴涂層與管壁附著力強，傳熱性好，致密耐磨，又能 避免床灰結(jié)垢，一舉兩得。相比傳統(tǒng)的防磨蓋板或防磨罩而言，噴涂涂層不妨礙煙氣通流， 不會增大煙速，又能有效提高受熱面防磨防結(jié)垢能力，是卓有成效的解決方案。
[0007] 納米合金是一類很有發(fā)展前途的新型材料。呈納米晶粒的合金要比傳統(tǒng)的粗晶粒 合金硬12倍W上，金屬一陶瓷復(fù)合納米材料則可在更大的范圍內(nèi)改變材料的力學(xué)性質(zhì)，具 有極高的強度、初度和耐磨耐蝕性能。納米噴涂層中的納米粒子具有大的比表面積，能阻礙 位錯等晶體缺陷的滑移；同時涂層表面的納米粒子具有極小的孔徑和孔容，可起到截留阻 擋床灰的滲透作用，給與床灰在其表面上吸附的空間有限，不利于其固著及結(jié)垢；在后續(xù)的 床灰沖擊下，少量吸附在表層的床灰也會迅速脫落，能有效防止結(jié)垢的形成。
[0008] 通過對納米材料及納米技術(shù)的研究，在電弧熱噴涂涂層中添加了一系列高賭中 間體，并從快速冷卻的熱噴涂工藝中有效地解決了納米涂層的產(chǎn)生及分散問題，使涂層具 有較強的抗流化床灰沖刷和結(jié)垢的性能。
[0009] 電弧熱噴涂技術(shù)是制備納米涂層的有效方法。電弧噴涂具有快速加熱、快速冷卻 并可W現(xiàn)場大面積施工、成本低、涂層性能穩(wěn)定等特點，可廣泛應(yīng)用于防磨工業(yè)領(lǐng)域，經(jīng)國 內(nèi)外檢索未見抗流化床灰沖刷和結(jié)垢的專用電弧噴涂材料的專利報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供可抗流化床灰沖刷和結(jié)垢，且有較高的結(jié)合 強度和抗熱沖擊能力的專用電弧噴涂材料，從而可替代市場上已有的普通耐磨電弧噴涂材 料。
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案；一種可抗流化床灰沖刷的電弧噴涂 材料，該電弧噴涂材料按質(zhì)量百分比范圍包括如下成分：Ni化粉27. 0-30.0%、媒包鉛粉末 12. 0-14. 0%、Ti化2粉末 8. 0-10. 0%、Nb2N 粉末 6. 0-9. 0%、0巧2粉末 5. 0-7. 0%、M〇C 納米粉末 4. 0-6. 0%、乂2〔納米粉末3. 0-5. 0%、媒包二硫化鋼2. 0-3. 0%、FeMn納米粉末1. 0-2. 0%、余鐵。
[0012] 進一步的，上述的可抗流化床灰沖刷的電弧噴涂材料，該電弧噴涂材料按質(zhì)量百 分比范圍包括如下成分： NiCr 粉 28. 0-29. 0%、媒包鉛粉末 13. 0-14. 0%、Ti化2粉末 8. 0-9. 0%、NbaN 粉末 7. 0-8. 0%、CrB2粉末6. 0%、MoC納米粉末4. 0-6. 0%、V 2C納米粉末3. 0-4. 0%、媒包二硫化鋼 2. 0-3. 0%、化Mn納米粉末1. 0-1. 5%、余鐵。
[0013] 本發(fā)明的制作工藝如下： 1、 首先將冊8低碳鋼鋼帶社成U形，再向U形槽中加入占噴涂粉芯材料總質(zhì)量38%的 含上述發(fā)明Ni、Cr、A1、Ti、佩、Mo、V、B、N、S、C、Mn等元素的合金成分粉末； 2、 將U形槽合口為0型，把粉末包裹其中，然后通過拉絲機逐道拉拔、減徑，最后粉芯材 料的直徑達到規(guī)定值2mm，從而得到本發(fā)明的產(chǎn)品。
[0014] 本發(fā)明有如下有益效果： 使用本發(fā)明研制的材料在經(jīng)過噴砂粗化后的金屬基體上按照現(xiàn)有技術(shù)中的電弧噴 涂工藝參數(shù)進行施工，得到的涂層中含有大量納米涂層結(jié)構(gòu)，其組織均勻、硬度極高，常溫 HVa.3〉950,孔隙率<2% ;本發(fā)明耐磨涂層具有較高的接合強度(在常溫高于50MPa)，優(yōu)良的 抗沖擊初性，其60(TC高溫硬度HV。.3〉350。適用于作為燃煤鍋爐抗流化床灰沖刷和結(jié)垢的 電弧噴涂表面涂層。
【具體實施方式】 [001引 實施例1 取含上述發(fā)明成分，即含上述發(fā)明Ni、Cr、A1、Ti、佩、Mo、V、B、N、S、C、Mn等元素的合 金成分粉末適量，放入混粉機內(nèi)混合30分鐘，然后將混合粉末加入低碳鋼帶的U形槽中；將 U型槽合口，使藥粉包裹其中，然后通過拉絲機逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達到規(guī)定值 2. 0mm的電弧噴涂材料，該電弧噴涂材料按質(zhì)量百分比范圍包括如下成分：Ni化粉28. 0%， 媒包鉛粉末13. 0%，Ti化2粉末8. 0%，NbaN粉末7. 0%，CrB2粉末6. 0%，MoC納米粉末4. 00/0， V2C納米粉末3. 0%，媒包二硫化鋼2. 0%，化Mn納米粉末1. 0%，余鐵。
[001引 實施例2 取含上述發(fā)明成分，即含上述發(fā)明Ni、Cr、A1、Ti、佩、Mo、V、B、N、S、C、Mn等元素的合 金成分粉末適量，放入混粉機內(nèi)混合30分鐘，然后將混合粉末加入低碳鋼帶的U形槽中；將 U型槽合口，使藥粉包裹其中，然后通過拉絲機逐道拉拔、減徑，最后使其直徑達到規(guī)定值 2. 0mm的電弧噴涂材料，該電弧噴涂材料按質(zhì)量百分比范圍包括如下成分：Ni化粉29. 0%， 媒包鉛粉末14. 0%，Ti化2粉末9. 0%，NbaN粉末8. 0%，CrB2粉末6. 0%，MoC納米粉末6. 00/0， V2C納米粉末4. 0%，媒包二硫化鋼3. 0%，化Mn納米粉末1. 5%，余鐵。
[0017] 如表1所示，本發(fā)明研制的電弧噴涂涂層高溫硬度值大，耐磨性好；其高溫相對耐 磨性，超過了目前市場上普通電弧噴涂材料，能有效提高鍋爐受熱面在高溫沖刷和結(jié)垢環(huán) 境中的使用性能、大大延長使用壽命。
[001引 表1
【主權(quán)項】
1. 一種可抗流化床灰沖刷的電弧噴涂材料，其特征在于，該電弧噴涂材料按質(zhì)量 百分比范圍包括如下成分：NiCr粉27. 0-30. 0%、鎳包鋁粉末12. 0-14. 0%、TiFe2粉末 8. 0-10. 0%、Nb2N 粉末 6. 0-9. 0%、CrB2粉末 5. 0-7. 0%、M〇C 納米粉末 4. 0-6. 0%、V 2C 納米粉末 3. 0-5. 0%、鎳包二硫化鑰2. 0-3. 0%、FeMn納米粉末L 0-2. 0%、余鐵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可抗流化床灰沖刷的電弧噴涂材料，其特征在于，該電弧噴 涂材料按質(zhì)量百分比范圍包括如下成分： NiCr 粉 28. 0-29. 0%、鎳包鋁粉末 13. 0-14. 0%、TiFe2粉末 8. 0-9. 0%、Nb 2N 粉末 7. 0-8. 0%、CrB2粉末6. 0%、MoC納米粉末4. 0-6. 0%、V 2C納米粉末3. 0-4. 0%、鎳包二硫化鑰 2. 0-3. 0%、FeMn 納米粉末 1. 0-1. 5%、余鐵。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱噴涂材料，特別涉及一種可抗流化床灰沖刷和結(jié)垢的電弧噴涂材料，屬于抗磨材料技術(shù)領(lǐng)域。該電弧噴涂材料按質(zhì)量百分比范圍包括如下成分：高純NiCr粉27.0-30.0%，鎳包鋁粉末12.0-14.0%，TiFe2粉末8.0-10.0%，Nb2N粉末6.0-9.0%，CrB2粉末5.0-7.0%，MoC納米粉末4.0-6.0%，V2C納米粉末3.0-5.0%，鎳包二硫化鉬2.0-3.0%，F(xiàn)eMn納米粉末1.0-2.0%，余鐵。本發(fā)明耐磨涂層具有低的孔隙率（孔隙率<2%），較高的接合強度（在常溫高于50MPa），優(yōu)良的抗沖擊韌性，其600℃高溫硬度HV0.3>350。適用于作為燃煤鍋爐抗流化床灰沖刷和結(jié)垢的電弧噴涂表面涂層。
【IPC分類】B22F1-00, C23C4-04
【公開號】CN104630683
【申請?zhí)枴緾N201510064244
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】江西恒大高新技術(shù)股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月9日