一種等離子噴涂及整體重熔制備耐酸堿納米哈氏合金涂層的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于納米合金涂層的制備領域，特別設及一種等離子噴涂及整體重烙制備 耐酸堿納米哈氏合金涂層的方法。
【背景技術】
[0002] 哈氏合金（HASTCLLOYalloys)是目前世界公認的頂級抗腐蝕合金，其廣泛應用 于需要耐酸堿腐蝕設備的關鍵部件中，如金屬酸洗設備、煙氣脫硫凈氣器及核燃料再處理、 垃圾焚燒等設備。在哈氏合金系列中，C-276哈氏合金由于銘、鋼、鶴或妮的含量較高、合金 化程度較高，因此其耐酸堿腐蝕性能尤佳，是目前耐酸堿材料的最優(yōu)材料，然而，由于C-276 哈氏合金塊材制備成本較高，因此限制了其大規(guī)模工業(yè)化應用。
[0003] 等離子噴涂技術是將粉末材料送入等離子體（射頻放電）中或等離子射流（直流 電弧）中，使粉末顆粒在其中加速、烙化或部分烙化后，在沖擊力的作用下，在基底上鋪展 并凝固形成層片，進而通過層片疊層形成涂層的一類加工工藝。它具有生產效率高，制備的 涂層質量好，噴涂的材料范圍廣，成本低等優(yōu)點。但涂層結構疏松、孔桐及裂紋的大量存在 嚴重影響了等離子涂層的防腐蝕性能，在腐蝕環(huán)境中，腐蝕介質可穿透微孔桐及裂紋直接 接觸到被防護基體，從而使涂層喪失防護性能，該現象是目前等離子技術面臨的主要問題。
[0004] 隨著納米技術研究的不斷深入，納米粉體的應用越來越普遍，且由于機械合金化 法制備納米粉體技術的日益成熟，納米粉體的制備成本也大幅度下降，運為納米粉體在工 業(yè)化大規(guī)模使用提供了前提條件。納米技術與等離子技術相結合，采用納米粉體作為等離 子噴涂材料已成為等離子噴涂技術領域最新的研究課題，從目前納米粉體在等離子噴涂技 術應用研究情況來看，目前在熱障涂層領域研究較為領先，且已經取得一定的效果，但從腐 蝕領域來看，目前運一技術的研究還較為滯后。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種等離子噴涂及整體重烙制備耐酸堿納米 哈氏合金涂層的方法，本發(fā)明工藝簡單，效果明顯，對環(huán)境無污染，且投入成本較低，適宜工 業(yè)化大規(guī)模生產。
[0006] 本發(fā)明的一種等離子噴涂及整體重烙制備耐酸堿納米哈氏合金涂層的方法，包 括：
[0007] (1)將哈氏合金納米粉加入水和分散劑，混合得到膠狀物，攬拌，風干，得到團聚體 顆粒；
[0008] (2)將上述團聚體顆粒進行等離子噴涂，噴涂結束后冷卻，再進行重烙處理，冷卻， 即得耐酸堿納米哈氏合金涂層。
[0009] 所述步驟（1)中哈氏合金納米粉為化學純C-276哈氏合金納米粉體。
[0010] 所述步驟（1)中分散劑為聚丙締酸。
[0011] 所述步驟（1)中膠狀物中固態(tài)物質的質量百分數為10-60%。
[0012] 所述步驟（1)中攬拌時間為5-60min;風干為：熱風機對膠狀物進行風干，風干水 的效率為5-8kg/h。
[0013] 步驟（2)中等離子體噴涂的噴涂氣體為氣氣和輔助氣體，其中輔助氣體為氮氣與 氨氣，其中氮氣與氨氣的體積比為10-45:100。
[0014] 所述步驟（2)中等離子噴涂在低碳鋼表面。
[001引所述步驟似中重烙處理具體為：升溫速度為5-8°C/min,升溫至ΙΟΟΟΓ-120(TC，保溫 40min-60min。
[0016] 步驟（2)重烙處理后隨爐冷卻。
[0017] 采用納米等離子噴涂技術制備等離子涂層，由于納米粉體小尺寸效應及高能效 應，納米等離子涂層較微米等離子涂層具有更少更小的孔桐，更少的裂紋及更致密的涂層 結構，從而極大提高的涂層對基體的防護作用，尤其在防腐蝕領域內體現出其優(yōu)越的耐腐 蝕性能。
[0018] 但由于納米粉體質量較小，流動性較差，納米粉體在噴涂時必須先對其進行團聚 處理，由幾千個納米粒子團聚成一個粒子，運樣在噴涂時團聚體在快速烙化過程中其內部 的納米顆粒無法充分烙化，所W在納米等離子涂層中出現烙化部分與未完全烙化部分共存 的情況，未烙化部分仍然W納米尺寸的形式存在，運樣，在烙化部分與未烙化部分及未烙化 部分與未烙化部分的結合界面上，不可避免的存在微裂紋及微孔桐，運是影響納米等離子 涂層性能的一個重要缺陷。另外，由于等離子噴涂是在大氣中進行，所W在噴涂過程中部分 納米顆粒必然被氧化，從而形成氧化物參雜在涂層中，運也是影響納米等離子涂層性能的 一個重要因素。
[0019] 整體重烙技術是將樣品整體進行熱處理的過程，將樣品加熱至涂層材料固相與液 相范圍內的某一個溫度，從而使涂層出于板烙融狀態(tài)，使涂層中原子發(fā)生大量的滲透，通過 原子的滲透填充涂層中的裂紋及孔桐，有效減少涂層中存在的裂紋及孔桐，是涂層結構更 加致密均勻。
[0020] 有益效果
[0021] (1)本發(fā)明將納米技術、等離子噴涂技術及整體重烙技術進行有效結合，各工藝優(yōu) 勢互補，制備的納米涂層結構致密均勻，基本消除了涂層中的孔桐及裂紋，解決了納米等離 子涂層的一個重要缺陷問題，極大的提高了該涂層的耐酸堿腐蝕性能；
[0022] (2)本發(fā)明在氨氣氣氛下對樣品進行重烙處理，在重烙的過程中對樣品進行強還 原處理，從而使在噴涂過程中被氧化的材料得到還原，提高了涂層材料的純凈度；
[0023] (3)本專利制備的C-276哈氏合金涂層具有很好的致密性，可很好的防護基體受 到酸堿介質的腐蝕，可在一定范圍內替代哈氏合金，運有效解決了因C-276哈氏合金造價 昂貴而不乏大規(guī)模使用的問題；
[0024] (4)本發(fā)明工藝簡單，效果明顯，對環(huán)境無污染，且投入成本較低，適宜工業(yè)化大規(guī) 模生產。
【具體實施方式】
[00巧]下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，運些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人 員可W對本發(fā)明作各種改動或修改，運些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。 陽0%] 實施例1
[0027]將市售化學純C-276哈氏合金納米粉體加入水及聚丙締酸分散劑（體積可忽略 不計），使其混合物成為膠狀物，膠狀物中固態(tài)物質的體積分數為15 %，使用機械攬拌法 對膠狀物攬拌15min。攬拌結束后使用熱風機對膠狀物進行風干，熱風機風干水的效率為 化g/h，風干后得到粒徑為10μm-80μm形狀為圓形的團聚體顆粒，運些顆粒流動性好，適 合作為等離子噴涂材料。等離子噴涂過程中氣氣作為主要的噴涂氣體，氮氣與氨氣作為輔 助噴涂氣體，氮氣與氨