專利名稱：耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種耐高溫、耐氯腐蝕的電弧噴涂粉芯絲材，該絲材主要用于鍋爐管壁等高溫氯腐蝕環境下設備的表面防護。
背景技術：
近年來，由于固體廢棄物對環境造成了惡劣的影響，垃圾的處理問題已經成為全球的環境問題。目前，國內處理生活垃圾的方法主要有焚燒法、堆肥法、填埋法、無害化綜合處理法。其中焚燒垃圾發電是實現生活垃圾資源化、減量化和無害化的最有效途徑。目前，已有35個發達國家和地區建有2000多座生活垃圾焚燒廠，日本目前90%以上的垃圾采用焚燒法處理，瑞士垃圾焚燒的比例高達80%，美國40%，德國和法國約40%。而我國垃圾焚燒處理量僅占城市垃圾無害化處理量的5%左右，因此垃圾焚燒處理量的快速增加將是一個必然的發展趨勢。
國內外的研究發現，由于垃圾中存在大量的聚氯乙烯和聚氯亞乙烯等含氯物質， 燃燒垃圾產生含有氯化物的煙氣，造成垃圾焚燒爐產生嚴重的高溫氯腐蝕，當燃料中含氯量大于O. 3%時，它的作用遠遠超過了硫的作用。垃圾焚燒鍋爐金屬受熱面的腐蝕要比傳統的燃煤、燃油鍋爐嚴重得多，導致的事故頻發率也大大增加，因此，解決焚燒垃圾鍋爐受熱金屬管壁的高溫腐蝕問題已經迫在眉睫。
一般認為，氯在燃料中有三種存在形式無機氯化物、有機氯化物和燃料中與鹽有關的氯離子。試驗發現，在燃料燃燒時，燃料中的95%的氯轉化為HCI而釋放出來，氯化氫是活性很強的氣態腐蝕介質，在高溫下會積極參與對金屬表面保護膜( Fe、FeO, Fe3O4, Fe2O3) 的腐蝕。從而加大了氣態腐蝕介質CI2、02、SOx, HCI等向基體界面傳遞的速率而直接腐蝕基體金屬。生成的？冗13具有較低的熔點(303°C)和高的蒸汽壓力(1670MPa)，所以在爐管表面溫度下極易揮發。因而使保護膜層中產生空隙，使之變得疏松，從而大大降低了活性氣態腐蝕介質向基體金屬界面傳遞阻力，同時使腐蝕產物更易脫落，從而加速了腐蝕進程，且氯的存在對爐管中的鎳合金及氧化鉻保護膜也發生與鐵相似的反應。研究發現，高溫氯腐蝕具有重復特征，只要有HC1、CI2的不斷補充，腐蝕反應就會一直進行下去，在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性的，因此其危害更不容忽視。
采用電弧噴涂技術在鍋爐金屬管壁制作一層防護涂層，以減少介質對金屬的腐蝕，延長鍋爐的使用壽命，是目前最為經濟、有效的一種方法，它具有設備簡單，操作方便， 質量可靠，易于現場大面積施工等特點，在電廠鍋爐受熱管壁的防護施工中得到了廣泛應用。目前，采用電弧噴涂工藝制作針對垃圾焚燒鍋爐的耐高溫氯腐蝕涂層，選用的材料有 45CT、Inconel600合金、Inconel625合金等，但這些材料價格昂貴，難以大量使用。發明內容
為克服以上技術的不足，本發明提供了一種耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材，這種絲材經電弧噴涂尤其是超音速電弧噴涂可以在金屬基材上形成連續致密的防護涂層， 該涂層具有高溫化學穩定性，具有很好的耐高溫氯腐蝕的能力且原料成本較現有技術的成本低廉。
本發明采用的技術方案為一種耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材,包括粉芯及包裹粉芯的外皮，所述粉芯可以由下列各粉芯原料混合而成，各粉芯原料占粉芯的質量百分比為Ti 粉:6-15%, Cr 粉14-22%、CrB2 粉15-25%、Ni 包 Al 粉7_15%、Ni 粉余量。
所述外皮可以采用鋼帶制成。
制備上述耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材的方法可以包括下列步驟(O按比例稱取所述的各種粉芯原料；(2)將所述各種粉芯原料混合；(3)采用外皮包裹混合后的粉芯原料，形成粗絲材；(4)將粗絲材逐級減徑，形成成品絲材。
優選地，在步驟(2)中對混合后的粉芯原料進行烘干，步驟(3)中在包裹前對所述鋼帶進行表調和烘干，步驟(4 )中采用拉拔或軋絲方式對絲材逐級減徑。
本發明的有益效果為由于本發明各種粉芯原料組分的配比得當，采用電弧噴涂特別是超音速電弧噴涂可以在金屬基材上形成連續致密的防護涂層，該防護涂層具有高溫化學穩定性及耐氯腐蝕性，這種技術可廣泛應用于垃圾焚燒鍋爐及電廠鍋爐管壁等高溫氯腐蝕環境下設備的表面·防護，可以顯著延長設備的使用壽命。
具體實施方式
制備所述絲材的具體方法步驟是(1)取Ti粉、Cr粉及Ni粉按比例要求稱重；(2)取Al粉經Ni包覆，按比例要求稱重；(3)塊狀的CrB2采用球磨或氣流粉碎的方式進行粉碎，按比例要求稱重；(4 )將步驟(I)、( 2 )、( 3 )和(4 )制備的各粉料進行混合；(5)將步驟(4)的混合粉料進行烘干；(6)以鋼帶制作粉芯絲材的外皮，鋼帶可選用不銹鋼鋼帶，對鋼帶進行表調和烘干并將鋼帶剪切成合適大小及合適形狀的外皮；(7)將粉芯原料按一定比例(根據需要而定，一般情況下絲材中混合后的粉芯原料占絲材總重量的20-50%)加入外皮中，形成粗絲材；(8)采用拉拔或軋絲等方式對粗絲材進行逐級減徑，使粗絲材成為符合所需直徑的成品絲材；(9)將成品絲材繞制成出廠所需的形狀，經計量和包裝后形成可出廠的產品。
所述Ti粉占粉芯的質量百分比范圍為6-15%，優選為8-13%，進一步的優選值是 10% ；所述Cr粉占粉芯的質量百分比范圍為14-22%，優選為16-20%，進一步的優選值是18% ；所述CrB2粉占粉芯的質量百分比范圍為15-25%，優選為17_23%，進一步的優選值是20% ；所述Ni包Al粉占粉芯的質量百分比范圍為7-15%，優選為9-13%，進一步的優選值是11.5% ；Ni粉占粉芯質量百分數的優選值為40. 5%。
當粉芯原料依據上述各粉芯原料占粉芯的優選質量百分比時，可得出各粉芯原料占粉芯的優選質量百分比范圍=Ti粉:8-13%, Cr粉:16-20%、CrB2粉:17-23%、Ni包Al粉 9-13%、Ni 粉余量。
當粉芯原料依據上述各粉芯原料占粉芯的質量百分比的優選值時，獲得一種優選的各粉芯原料的配比=Ti粉10%,Cr粉18%,CrB2粉:20%、Ni包Al粉11. 5%、Ni粉余量。
下面，給出幾種各粉芯原料配比的實施例，依據下面實施例制備出的粉芯絲材均能達到前面所述的技術指標實施例1:Ti 粉6kg、Cr 粉14kg、CrB2 粉:15kg、Ni 包 Al 粉:7kg、Ni 粉58kg。
實施例2:Ti 粉8kg、Cr 粉16kg、CrB2 粉:17kg、Ni 包 Al 粉:9kg、Ni 粉50kg。
實施例3: Ti 粉12kg、Cr 粉20kg、CrB2 粉21kg、Ni 包 Al 粉:13kg、Ni 粉34kg。
實施例4:Ti 粉13kg、Cr 粉21kg、CrB2 粉22kg、Ni 包 Al 粉:14kg、Ni 粉30kg。
實施例5 Ti 粉11kg、Cr 粉19kg、CrB2 粉20kg、Ni 包 Al 粉:12kg、Ni 粉38kg。
實施例6:Ti 粉14kg、Cr 粉22kg、CrB2 粉23kg、Ni 包 Al 粉:14kg、Ni 粉27kg。
實施例7 Ti 粉10. 5kg、Cr 粉18kg、CrB2 粉20kg、Ni 包 Al 粉11 kg、Ni 粉40. 5kg。
實施例8 Ti 粉15kg、Cr 粉22kg、CrB2 粉25kg、Ni 包 Al 粉:15kg、Ni 粉23kg。
權利要求
1.一種耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于包括粉芯及包裹粉芯的外皮，所述粉芯由下列各原料按質量百分比混合而成Ti粉6-15%、Cr粉14-22%、(池2粉15_25%、 Ni包Al粉7-15%, Ni粉余量。
2.如權利要求1所述的耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于各種粉芯原料占粉芯的質量百分比為Ti 粉8-13%, Cr 粉16-20%、CrB2 粉:17-23%、Ni 包 Al 粉:9_13%、Ni 粉余量。
3.如權利要求1所述的耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于所述Ti粉占粉芯的質量百分比范圍為8-13%。
4.如權利要求1所述的耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于所述Cr粉占粉芯的質量百分比范圍為16-20%。
5.如權利要求1所述的耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于所述CrB2粉占粉芯的質量百分比范圍為17-23%。
6.如權利要求1所述的耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于所述Ni包Al粉占粉芯的質量百分比范圍為9-13%。
7.如權利要求1所述的耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于各種粉芯原料占粉芯的質量百分比為=Ti粉10%,Cr粉18%,CrB2粉:20%、Ni包Al粉11. 5%、Ni粉余量。
8.如權利要求1至7中的任一權利要求所述的耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材，其特征在于所述外皮采用鋼帶制成。
9.一種制備如權利要求1至7中的任一權利要求所述的耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材的方法，其特征在于包括下列步驟(1)按比例稱取各種粉芯原料；(2)將所述各種粉芯原料混合；(3)采用外皮包裹混合后的粉芯原料，形成粗絲材；(4)將粗絲材逐級減徑，形成成品絲材。
10.如權利要求9所述的制備耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材的方法，其特征在于所述外皮采用鋼帶制成，在步驟(2)中對混合后的粉芯原料進行烘干，步驟(3)中在包裹前對所述鋼帶進行表調和烘干，步驟(4 )中采用拉拔或軋絲方式對粗絲材逐級減徑。
全文摘要
本發明涉及一種耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材，包括粉芯及包裹粉芯的外皮，所述粉芯由下列各原料按質量百分比混合而成Ti粉6-15%、Cr粉14-22%、CrB2粉15-25%、Ni包Al粉7-15%、Ni粉余量。所述絲材的制備方法包括以下步驟(1)按比例稱取各粉芯原料；(2)將各種粉芯原料混合；(3)采用外皮包裹混合后的粉芯原料，形成粗絲材；(4)將粗絲材逐級減徑，形成成品絲材。本發明提供的耐高溫氯腐蝕電弧噴涂粉芯絲材經電弧噴涂尤其是超音速電弧噴涂可以在金屬基材上形成連續致密的防護涂層，該涂層具有高溫化學穩定性及耐氯腐蝕性，且原料成本低廉，可廣泛應用于高溫氯腐蝕環境下設備的表面防護。
文檔編號C23C4/12GK102994935SQ201210462950
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者曾德福 申請人:北京球冠科技有限公司