專利名稱：一種生物質(zhì)鍋爐專用熱噴涂絲材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱噴涂材料，特別涉及一種高鉻鉬鎳基合金及其所制成的噴涂絲 材，屬于抗蝕材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
和環(huán)境問題已成為全球關(guān)注的焦點。經(jīng)濟的發(fā)展、開發(fā)造成能源的緊缺。發(fā)達國 家對環(huán)境污染已采取了嚴(yán)格的控制措施，并積極尋找新的可替代能源。我國作為農(nóng)業(yè)大國， 預(yù)計到2010年每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量將達到7. 26億噸。每年因無法處理的剩余農(nóng)作物秸稈 在田間直接焚燒的超過2億噸，這不僅浪費了資源，而且造成嚴(yán)重的空氣污染。生物質(zhì)垃圾 的焚燒處理既可以滿足環(huán)境保護的要求，又可以充分利用生物質(zhì)垃圾的熱能，一舉兩得。環(huán) 保型生物質(zhì)垃圾焚燒鍋爐的研發(fā)，對可再生能源的利用和環(huán)境保護有著極其重要的現(xiàn)實意 義。由于生物質(zhì)燃料，尤其是生活廢棄物是一種低品位的燃料，同時它又具有高揮發(fā) 性、高熱值等特點。生物質(zhì)燃料中都含有比化石燃料高得多的堿金屬如Na、K，還有大量Cl 及N、S等元素，這些元素在高溫下極易生成NaCl、KC1、NH、NOx, H2S, SO2等物質(zhì)。鍋爐房中 有大量的水蒸氣，而這些物質(zhì)在高溫蒸汽存在時的腐蝕性極強。生物質(zhì)鍋爐最嚴(yán)重的是過熱器腐蝕問題，其煙氣溫度在870 970°C之間，腐蝕多 發(fā)生在過熱器受熱面上，以氯腐蝕為主。生物質(zhì)燃燒過程中的腐蝕主要是與氣態(tài)HCl有關(guān)。 HCl會直接與受熱面金屬反應(yīng)，加速金屬合金氧化而引起腐蝕，也稱活性氧化腐蝕。氣相 HCl的腐蝕機理顯示，HCl提供了金屬連續(xù)離開金屬表面朝較高氧分壓側(cè)運動的能力，而幾 乎沒有凈消耗氯。研究還發(fā)現(xiàn)，在生物質(zhì)鍋爐管的高溫腐蝕中，硫的腐蝕是一次性的，而氯的腐蝕很 可能是重復(fù)性的。因此，其危害性更不容忽視。生物質(zhì)鍋爐管的高溫腐蝕現(xiàn)象以及由此而帶來的諸如爆管等惡性事件一直是困 擾電力行業(yè)的歷久難題。采用熱噴涂技術(shù)對鍋爐管進行預(yù)保護是延長鍋爐壽命行之有效的措施。根據(jù)生物 質(zhì)鍋爐管的特殊工況即NaCl、KC1、NH、NOx, H2S, SO2腐蝕，我們在噴涂材料的研制方面作了 大量的實驗，并對選材腐蝕動力學(xué)和腐蝕熱力學(xué)進行了深入探討。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種腐蝕能力，極好的耐磨性的生物質(zhì)鍋爐 專用電弧噴涂絲材，從而解決上述缺陷。為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種生物質(zhì)鍋爐專用熱噴涂 絲材，所述絲材按質(zhì)量百分比范圍包括如下成分Ni45. 0-55.0 %, Cr22. 0-27.0 %, Μο7· 0-11. 0%, Fe4. 0-7. 0%, Ti2. 0-3. 5%。所述絲材按質(zhì)量百分比范圍還包括如下成分中的一種或幾種A10.0-4. 5%，NbO. 0-3. 5%, TaO. 0-4. 5%, CoO. 0-4. 5%, CO. 0-1. 0%, BO. 0-3. 0%, YO. 0-0. 01%。鎳鉻鉬合金具有鎳鉻和鎳鉬合金加合的耐蝕性，即耐氧化-還原性復(fù)合介質(zhì)的腐 蝕。有高鉻、鉬含量的鎳鉻鉬合金在含有F-、Cl-等離子的氧化性酸中，在含有氧化劑的還 原性酸中，在氧化性酸加還原性酸的混合酸中，在濕氯和含氯氣的水溶液中都有良好的耐 蝕性。Ni是無限擴大奧氏體區(qū)形成元素，可以確保材料的高溫塑性，能提高涂層與基體 的接合強度，便于涂層自愈合而無需封孔。Cr是抗氧化腐蝕的主要元素，能在高溫時形成 連續(xù)致密的保護膜Cr203。Mo和Ti是固溶強化元素，在有C時，還能形成彌散分布的沉淀強 化相，有利于提高材料的高溫強度，增強耐磨性。Mo是抗點腐蝕和縫隙腐蝕的有效元素；Ti 在強腐蝕介質(zhì)中有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和自鈍化能力，是抗熱腐蝕的“功勛”元素。在本發(fā)明中，上述成分是一種沉淀硬化鎳基耐蝕合金。在固溶處理狀態(tài)下，此合金 具有純奧氏體組織，合金的塑、韌性和耐蝕性均佳。在適宜時效處理狀態(tài)下，由于Ni3Ti等 金屬間化合物的沉淀，合金的強度、硬度提高，耐磨性增加，而耐蝕性并無明顯下降，且沖擊 韌性還保持在足夠高的水平上。因此，這是特別適合生物質(zhì)鍋爐工況的材料。本發(fā)明的制作工藝如下采用真空感應(yīng)爐熔煉，在1600°C左右溫度時澆注，隨模冷卻。通過熱軋、固溶處理、 拉拔、退火、酸洗、拋光等工藝，制造不同規(guī)格的噴涂絲材。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點本發(fā)明耐蝕抗磨涂層具有較高的接合強度，優(yōu)良的抗NaCl、KC1、NH、NOx, H2S, SO2 腐蝕能力，極好的耐磨性等特點。涂層無需封孔，可明顯提高生物質(zhì)鍋爐的運行周期。
具體實施例方式實施例1取Ni52. 0%, Cr24%, MolO. 0%, Fe5. 0%, Ti2. 5%, All. 5%, Nb2. 0%, Tal. 5%, Col.0%, CO. 5%，將配好的材料放入真空感應(yīng)爐內(nèi)熔煉，熔煉后澆注成合金錠，經(jīng)鍛壓、軋 制、拉絲、熱處理等工序制作成直徑3. Omm電弧噴涂絲材，在生物質(zhì)鍋爐工況下可延長“四 管”壽命2-3倍。實施例2取Ni50. 0%, Cr23%, Μο9· 0%, Fe6. 0%, Ti2. 5%, A12. 5%, Nb2. 0%, Ta2. 5%, Co2. 5%，將配好的材料放入真空感應(yīng)爐內(nèi)熔煉，熔煉后澆注成合金錠，經(jīng)鍛壓、軋制、拉絲、 熱處理等工序制作成直徑2. 4mm電弧噴涂絲材，在生物質(zhì)鍋爐工況下可延長“四管”壽命 3-4 倍。
權(quán)利要求
一種生物質(zhì)鍋爐專用熱噴涂絲材，其特征在于，所述絲材按質(zhì)量百分比范圍包括如下成分Ni45.0 55.0％，Cr22.0 27.0％，Mo7.0 11.0％，F(xiàn)e4.0 7.0％，Ti2.0 3.5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)鍋爐專用熱噴涂絲材，其特征在于，所述絲材按質(zhì)量 百分比范圍還包括如下成分中的一種或幾種A10. 0-4. 5%, NbO. 0-3. 5%, TaO. 0-4. 5%, CoO. 0-4. 5%, CO. 0-1. 0%, BO. 0-3. 0%, Υ0. 0-0. 01%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱噴涂材料，特別涉及一種高鉻鉬鎳基合金及其所制成的噴涂絲材，屬于抗蝕材料技術(shù)領(lǐng)域。所述絲材按質(zhì)量百分比范圍包括如下成分Ni45.0-55.0％，Cr22.0-27.0％，Mo7.0-11.0％，F(xiàn)e4.0-7.0％，Ti2.0-3.5％。本發(fā)明耐蝕抗磨涂層具有較高的接合強度，優(yōu)良的抗NaCl、KCl、NH、NOx、H2S、SO2腐蝕能力，極好的耐磨性等特點。涂層無需封孔，可明顯提高生物質(zhì)鍋爐的運行周期。
文檔編號C23C4/08GK101948994SQ20101028515
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:江西恒大高新技術(shù)股份有限公司