The invention relates to a preparation method of the formation of spinel coating on the surface of the alloy elements, the carburizing process of the surface Mn and Cr alloy elements into the alloy, increasing the surface elements especially the concentration of Mn, and then through the Mn CR spinel protective film oxygen partial pressure method in surface oxidation in situ generation of dense material preferred. The protective film can effectively improve the high-temperature oxidation resistance, carburization resistance and coking resistance of the material, thereby prolonging the service life or the coke cleaning period of the material.
【技术实现步骤摘要】
一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法
本专利技术涉及涂层
,具体地说,是一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法。
技术介绍
高Cr、Ni元素含量的合金是高温环境下普遍采用的一类材料,Cr可以提高抗氧化性和热强性,Ni能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性,在高温下有防锈和耐热能力。但是在高于1000℃以及在含有CO、CO2、H2O、CH4、H2等气体的的高温环境中,含Cr合金表面Cr2O3保护氧化层容易发生挥发、剥落,在渗碳气氛中更是可以发生严重的渗碳反应,从而恶化了基体的性能。另外,在高温下,化工流程中石油烃类易与合金材料中催化元素Ni、Fe等相互作用而沉积结焦,显著增加传热热阻,影响热量传递。因此迫切需要在高铬镍合金的表面制备形成更加稳定的惰性涂层,从而提高材料的抗高温氧化、抗渗碳、抗结焦性能。在美国专利US7156979中,NOVA公司采用氢气和水蒸气混合气氛,于800-1100℃在不锈钢表面制备出一层MnxCr3-xO4(0.5≤x≤1.5)尖晶石结构保护膜。在中国专利CN102719783A、CN101565807A、CN101565808A中,采用原位氧化方法,以一步或两步反应工艺于高温下在炉管表面制备出MnxCr3-xO4(0.5≤x≤1.5)尖晶石涂层。US6423415将一定比例的无机物喷涂在炉管内壁烧结形成陶瓷涂层。CN201010286801.0、CN201010286788.9等在炉管材质中加入稀土元素或Al、Si、B等元素采用低氧分压法制备抑制结焦涂层。采用上述专利制备的尖晶石保护层能对基体起到一定的保护作用,但是存 ...
【技术保护点】
一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法,其特征在于,其具体步骤为:(1)将合金材料表面做除油除锈预处理:(2)采用粉末包埋渗或者气相共渗的方法对合金材料进行Mn、Cr共渗处理;粉末包埋渗工艺的渗剂的成份以质量百分比计,铬粉或铬铁粉为10~60%,锰粉或锰铁粉为2~40%,氯化铵为1~5%,氟化钠为0.2~1%,氧化铈为0.1~0.5%,余量为Al
【技术特征摘要】
1.一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法,其特征在于,其具体步骤为:(1)将合金材料表面做除油除锈预处理:(2)采用粉末包埋渗或者气相共渗的方法对合金材料进行Mn、Cr共渗处理;粉末包埋渗工艺的渗剂的成份以质量百分比计,铬粉或铬铁粉为10~60%,锰粉或锰铁粉为2~40%,氯化铵为1~5%,氟化钠为0.2~1%,氧化铈为0.1~0.5%,余量为Al2O3粉;气相共渗工艺中固相源以质量百分比计,铬粉或铬铁粉为30~60%,锰粉或锰铁粉为10~30%,氧化铈为0.1~0.5%,氟化钠为0.2~1%,余量为Al2O3;(3)对共渗后的合金材料表面进行清理,采用质量百分比为30~50%的NaOH或KOH水溶液进行碱清洗;(4)采用鼓泡法将水蒸汽引入载体气体中,再将混合后的气体通入装有合金材料的热处理炉内,鼓泡电解质溶液的温度由恒温水浴器控制;(5)将炉温升至700~1200℃进行高温氧化,高温氧化的温度优选为950~1100℃,保温5~15h,高温氧化的保温时间优选为6~10h;(6)随炉冷却或以5~30℃/min的速率降温到室温或者150℃以下,关闭气体,得到5~20μm尖晶石涂层。2.如权利要求1所述的一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法,其特征在于,在所述的步骤(1)中,所述的合金材料成分以质量百分比计,Cr为0.1~50%,Mn为0.1~5%,Ni为20~50%,Si为0.2~3%,微量元素为0.01~5%,余量为Fe;微量元素包括Nb、Ti、W、Al、C、稀土元素中的一种或几种。3.如权利要求1所述的一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法,其特征在于,在所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘京雷,鲍彬彬,徐宏,万顺,张伟锋,张凯,
申请(专利权)人:华东理工大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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