專利名稱：一種帶有防脫落耐磨涂層的水冷壁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及循環(huán)流化床鍋爐水冷壁，特別是一種帶有防脫落耐磨涂層的 水冷壁。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外的循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管普遍存在嚴(yán)重的磨損問題，對磨 損部位進(jìn)行分析，造成劇烈磨損的主要原因 一方面是自上而下的貼壁流中 夾帶的床料與飛灰沖刷爐管，另一方面是濃相區(qū)水冷壁管與澆筑層過渡區(qū)域 的渦流和紊流引起的磨損。磨損引發(fā)的爆管將給機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重危 害，經(jīng)濟(jì)損失巨大。
在水冷壁管表面通過火焰噴涂、等離子噴涂、電弧噴涂技術(shù)涂覆合金涂 層，形成帶有耐磨涂層的水冷壁，能在一定程度上提高使用壽命，但難以確 保達(dá)到一年半以上的應(yīng)用水平，主要原因是①合金噴涂層與水冷壁管之間 結(jié)合方式為簡單的物理附著，結(jié)合力存在瓶頸，難以制備厚涂層；②長期經(jīng) 受高溫高速磨粒的劇烈沖刷， 一般噴涂層難以承受；③涂層與水冷壁管本體 為異種材料，從涂層至管本體存在明顯的溫度梯度，冷熱交替時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng) 力容易導(dǎo)致涂層脫落，脫落部位發(fā)生在涂層與水冷壁之間，通常不會發(fā)生涂 層與涂層之間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高涂層抗疲勞剝落能力以及增強(qiáng)涂層與 水冷壁之間的結(jié)合強(qiáng)度，確保防護(hù)涂層在服役過程中不會脫落的帶有防脫落耐磨涂層的水冷壁。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種帶有防脫落耐磨涂 層的水冷壁，包含若干水冷壁管和鰭片，各相鄰水冷壁管之間由鰭片連接， 其特征在于它還包含打底層、扎釘層、扎釘、耐磨工作層和陶瓷封閉層，打 底層電弧噴涂于水冷壁管和鰭片的表面上，在打底層上再電弧噴涂扎釘層， 打底層及扎釘層在鰭片處通過若干焊接扎釘與鰭片連接，再在扎釘層上依次 電弧噴涂耐磨工作層和冷噴涂陶瓷封閉層。
所述的焊接扎釘由焊絲與扎釘層、打底層和鰭片相互熔融燒結(jié)成一體構(gòu)成。
所述的打底層由材料為CL-NiAlTi絲材電弧噴涂形成，厚度為0.05 0. lmm;所述的扎釘層由材料為CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯絲材電弧噴涂形成， 厚度為0. 3 0. 5腿；所述的耐磨工作層由材料為CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯絲 材電弧噴涂形成，厚度為1.0 2.0mrn;所述的陶瓷封閉層由陶瓷封閉劑冷噴 涂形成，厚度為0. 1 0. 2mm。
所述的CL-MAlTi絲材中的粉芯化學(xué)成分及重量配比為Ni 95%, Al 4%, Ti 1%。
所述的CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯絲材中的粉芯化學(xué)成分及重量配比為 Cr 10%, B-Fe 8%， Ni 7%， Cr3C2 5%， Mn 3%， Ti 2%， Mo 1. 5%， Si-Fe 1%， Fe余量。
由于水冷壁上的防護(hù)涂層通過扎釘與打底層的雙重固定方式，顯著提高 了涂層與水冷壁之間的結(jié)合強(qiáng)度，確保防護(hù)涂層在服役過程中不會脫落，同 時(shí)打底層增強(qiáng)非扎釘部位涂層與水冷壁管的結(jié)合力，提高抗疲勞剝落能力，防脫落涂層與水冷壁的平均結(jié)合強(qiáng)度》100MPa。它解決了循環(huán)流化床鍋爐水 冷壁的劇烈磨損問題和頻繁爆管問題，提高了水冷壁的使用壽命和安全運(yùn)行 水平。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 圖1為帶防脫落耐磨涂層的水冷壁結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1的A-A向視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2所示，本實(shí)施例包含若干水冷壁管1、鰭片2、打底層3、 扎釘層4、扎釘5、耐磨工作層6和陶瓷封閉層7，各相鄰水冷壁管l之間由 鰭片2連接，打底層3電弧噴涂于水冷壁管1和鰭片2的表面上，扎釘層4 電弧噴涂在打底層3上，打底層3及扎釘層4在鰭片2處通過若干扎釘5與 鰭片2連接，然后，再在扎釘層4上依次電弧噴涂耐磨工作層6和冷噴涂陶 瓷封閉層7。
所述的打底層3由材料為CL-NiAlTi絲材電弧噴涂形成，厚度為0. 05 0. lmm;所述的CL-NiAlTi絲材中的粉芯化學(xué)成分及重量配比為Ni 95%， Al 4%， Ti 1%。由于NiAlTi合金中的Al和Ti皆為放熱反應(yīng)元素，提高了噴涂 熔融效果，從而提高水冷壁與噴涂層之間結(jié)合力。
所述的扎釘層4由材料為CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯絲材電弧噴涂形成， 厚度為0. 3 0. 5mm;所述的CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯絲材中的粉芯化學(xué)成分 及重量配比為Cr纖，B-Fe8%， Ni 7%， Cr3C2 5%， Mn 3%， Ti 2%， Mo 1. 5%， Si—Fe 1%， Fe余量。所述的耐磨工作層6由材料為CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯絲材電弧噴涂形 成，厚度為1.0 2.0mm,其強(qiáng)度硬度高，耐溫耐磨抗氧化性好，長期服役溫 度達(dá)到IOOO'C以上，硬度達(dá)到500 1000HV0. 1，同時(shí)采用材料與扎釘層相同， 使扎釘層和耐磨工作層之間結(jié)合更容易、結(jié)合力更強(qiáng)。
所述的陶瓷封閉層7由陶瓷封閉劑冷噴涂形成，厚度為0. 1 0. 2mm。
由于僅靠打底層的結(jié)合力不足以防止涂層脫落，為進(jìn)一步提高涂層與水 冷壁之間的結(jié)合力，在鰭片2上的若干位置，通過氣體保護(hù)焊將焊絲與扎釘 層4、打底層3和鰭片2相互熔融燒結(jié)成一體，形成間距為60 100mm、貌似 "鉚釘"的牢固扎釘。由于扎釘在內(nèi)層的扎釘層上進(jìn)行，解決了焊接扎釘?shù)?氧化問題，扎釘無氣孔、夾渣、開裂問題，尺寸均勻，扎釘表面無須進(jìn)行二 次處理，不凸出表面，使水冷壁表面平整。若在整個(gè)涂層焊扎釘則會出現(xiàn)焊 不穿涂層或者焊后扎釘明顯高于外涂層表面，即使磨平，在后續(xù)的服役過程 中仍會因?yàn)槟p程度差異而凸出表面，貼壁流中的磨粒就會對凸出點(diǎn)下方的 水冷壁管形成劇烈磨損。
綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 扎釘與打底層的雙重固定方式顯著提高涂層與水冷壁之間的結(jié)合強(qiáng) 度，確保防護(hù)涂層在服役過程中不會脫落，平均結(jié)合強(qiáng)度大于100MPa。
2、 由于扎釘在內(nèi)層的扎釘層上進(jìn)行，解決了焊接扎釘?shù)难趸瘑栴}，扎釘 無氣孔、夾渣、開裂問題，尺寸均勻，扎釘表面無須進(jìn)行二次處理，不凸出 表面，使水冷壁表面平整。
3、 耐磨工作層具有優(yōu)良的使用性能，強(qiáng)度硬度高，耐溫耐磨抗氧化性好， 長期服役溫度達(dá)到100(TC以上，硬度達(dá)到500 1000HV0. 1。
4、 整體使用壽命比背景技術(shù)的水冷壁提高1 2倍。
5、 適用于煤粉鍋爐水冷壁，用于引風(fēng)機(jī)葉輪及渦殼的防磨也有理想的效果。
權(quán)利要求
1、一種帶有防脫落耐磨涂層的水冷壁，包含若干水冷壁管(1)和鰭片(2)，各相鄰水冷壁管(1)之間由鰭片(2)連接，其特征在于它還包含打底層(3)、扎釘層(4)、扎釘(5)、耐磨工作層(6)和陶瓷封閉層(7)，打底層(3)電弧噴涂于水冷壁管(1)和鰭片(2)的表面上，在打底層(3)上再電弧噴涂扎釘層(4)，打底層(3)及扎釘層(4)在鰭片(2)處通過若干扎釘(5)與鰭片(2)連接，再在扎釘層(4)上依次電弧噴涂耐磨工作層(6)和冷噴涂陶瓷封閉層(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有防脫落耐磨涂層的水冷壁，其特征 在于所述的扎釘(5)由焊絲與扎釘層(4)、打底層(3)和鰭片(2)相互熔融燒結(jié)成一體構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶有防脫落耐磨涂層的水冷壁，其特征 在于所述的打底層(3)由材料為CL-NiAlTi絲材電弧噴涂形成，厚度為 0. 05 0. lmm;所述的扎釘層(4)由材料為CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯絲材 電弧噴涂形成，厚度為0.3 0.5irai;所述的耐磨工作層(6)由材料為 CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯絲材電弧噴涂形成，厚度為1. 0 2. Omm;所述的 陶瓷封閉層由陶瓷封閉劑冷噴涂形成，厚度為0. 1 0. 2ram。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶有防脫落耐磨涂層的水冷壁，其特征 在于所述的CL-NiAlTi絲材中的粉芯化學(xué)成分及重量配比為Ni 95%， Al 4%， Ti 1%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶有防脫落耐磨涂層的水冷壁，其特征 在于所述的CP-NiCrMnMoTiAlSiB粉芯絲材中的粉芯化學(xué)成分及重量配比 為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
本發(fā)明涉及循環(huán)流化床鍋爐水冷壁，特別是一種帶有防脫落耐磨涂層的水冷壁。它包含若干水冷壁管和鰭片，各相鄰水冷壁管之間由鰭片連接，其特征在于它還包含打底層、扎釘層、扎釘、耐磨工作層和陶瓷封閉層，打底層電弧噴涂于水冷壁管和鰭片的表面上，在打底層上再電弧噴涂扎釘層，打底層及扎釘層在鰭片處通過若干焊接扎釘與鰭片連接，再在扎釘層上依次電弧噴涂耐磨工作層和冷噴涂陶瓷封閉層。其目的是為了提供一種能夠提高涂層抗疲勞剝落能力以及增強(qiáng)涂層與水冷壁之間的結(jié)合強(qiáng)度，確保防護(hù)涂層在服役過程中不會脫落的水冷壁。與現(xiàn)有技術(shù)技術(shù)相比，具有水冷壁表面平整，整體使用壽命長，涂層與水冷壁之間的結(jié)合強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F23C10/18GK101566340SQ20091005194
公開日2009年10月28日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者劉少光 申請人:劉少光