激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管，包括：热电偶保护套管本体；耐高温防磨层，其为采用激光熔覆技术将Al‑Si‑Ti合金材料熔覆在所述热电偶保护套管本体侧壁以及任一端面上的熔覆层。其具有硬度高、冶金结合、热影响区小、稀释率低的优点，有效的解决了热电偶保护套管的高温磨损问题，延长了使用寿命。

Laser cladding thermowell with high temperature and wear resistance

【技术实现步骤摘要】
激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管
本技术涉及热电偶保护套管
，特别涉及一种激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管。
技术介绍
热电偶是火电厂、水泥厂等企业在生产中常用的测温元件，热电偶保护套管不仅要在高温环境下工作,而且还要承受颗粒物质的高温冲蚀磨损。水泥生产线所用的一些热电偶保护套管需要在1000-1300℃、颗粒冲蚀的恶劣条件下工作，如采用普通耐高温合金管，其寿命一般为7-30天，严重影响了企业的安全、稳定运行。目前火电厂、水泥厂常用的热电偶保护套管材料主要有高温合金和陶瓷材料等两大类，通过喷涂、等离子表面微熔、堆焊等技术改良热电偶保护套管外表面金属特性。高温合金的优点是强度高、导热性好，但常见高温合金的极限耐氧化温度≤1100℃、高温耐磨性较差，这使得高温部件的寿命短，难以满足企业正常生产的要求。而碳化硅、氧化铝等陶瓷材料具有高的高温耐磨性与抗氧化性，但和金属材料比，陶瓷材料存在韧性低、抗热震性能差等缺点，在使用过程中常常存在因机械冲击和热震而脆断脱落的问题。
技术实现思路
本技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本技术还有一个目的是提供一种激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管，具有硬度高、冶金结合、热影响区小、稀释率低的优点，有效的解决了热电偶保护套管的高温磨损问题。为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管，包括：热电偶保护套管本体；耐高温防磨层，其为采用激光熔覆技术将Al-Si-Ti合金材料熔覆在所述热电偶保护套管本体侧壁以及任一端面上的熔覆层。优选的是，所述的激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管中，所述耐高温防磨层熔覆由所述热电偶保护套管本体的任一端熔覆至所述热电偶保护套管本体长度的1/3-2/3。优选的是，所述的激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管中，所述耐高温防磨层在所述热电偶保护套管本体的侧壁以及任一端面上呈密集的颗粒状分布。优选的是，所述的激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管中，所述Al-Si-Ti合金材料呈粉末状设置，以通过功率密度为18000-20000W/cm2的激光光束以350-400mm/min的扫描速度扫描后融化并熔覆在所述热电偶保护套管本体的侧壁及端面上。优选的是，所述的激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管中，所述耐高温防磨层的厚度为0.6-1mm。优选的是，所述的激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管中，还包括：保护管，其套设在所述热电偶保护套管本体的外部；所述保护管为两端开口，内部中空，且管壁为镂空状的结构设置。优选的是，所述的激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管中，所述保护管通过连接螺栓与所述热电偶保护套管本体连接；沿所述保护管的径向方向，在所述保护管上开设有多个第一连接孔，所述热电偶保护套管本体的相应位置开设有与所述第一连接孔配合的第二连接孔；所述第一连接孔和第二连接孔的内壁上均设置有内螺纹，所述连接螺栓的外壁设置有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述连接螺栓通过所述外螺纹和内螺纹的旋接使所述保护管和所述热电偶保护套管本体以可拆卸的方式连接。本技术至少包括以下有益效果：本技术通过激光熔覆技术将Al-Si-Ti合金材料熔覆在热电偶保护套管的侧壁及任一端面上，使得热电偶保护套管表面具有表面抗氧化温度达到1200-1300度，且表面维氏硬度650-900HV，使得热电偶保护套管的耐氧化温度和表面维氏硬度均有了显著的提高，有效的提高了热电偶保护套管抗磨损能力，延长了热电偶保护套管的使用寿命。采用激光熔覆技术将合金材料熔覆在热电偶保护套管本体的外壁上，有效的利用了激光束聚集能量高的特点，瞬间将在基材即热电偶保护套管本体表面预置或与激光同步自动送置的、具有特殊物理、化学或力学性能的合金材料完全熔化，同时基材部分熔化，形成一种新的复合型材料，激光束扫描后快速凝固，获得与基体冶金结合的致密熔覆层，即耐高温防磨层。通过激光熔覆技术在热电偶保护套管本体上制备的耐高温防磨层一旦失效，可重复对耐高温防磨层进行修复，从而降低更换热电偶保护套管产生的成本。本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本技术所述的激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管的正视结构图；图2为图1中A处的侧面剖视图；图3为图1中B处的侧面剖视图；图4为本技术所述的保护管的结构图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1-4所示，本技术提供一种激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管，包括：热电偶保护套管本体1；耐高温防磨层2，其为采用激光熔覆技术将Al-Si-Ti合金材料熔覆在所述热电偶保护套管本体1侧壁以及任一端面上的熔覆层。在上述方案中，通过激光熔覆技术将Al-Si-Ti合金材料熔覆在热电偶保护套管的侧壁及任一端面上，使得热电偶保护套管表面具有表面抗氧化温度达到1200-1300度，且表面维氏硬度650-900HV，使得热电偶保护套管的耐氧化温度和表面维氏硬度均有了显著的提高，有效的提高了热电偶保护套管抗磨损能力，延长了热电偶保护套管的使用寿命。采用激光熔覆技术将合金材料熔覆在热电偶保护套管本体的外壁上，有效的利用了激光束聚集能量高的特点，瞬间将在基材即热电偶保护套管本体表面预置或与激光同步自动送置的、具有特殊物理、化学或力学性能的合金材料完全熔化，同时基材部分熔化，形成一种新的复合型材料，激光束扫描后快速凝固，获得与基体冶金结合的致密熔覆层，即耐高温防磨层。通过激光熔覆技术在热电偶保护套管本体上制备的耐高温防磨层一旦失效，可重复对耐高温防磨层进行修复，从而降低更换热电偶保护套管产生的成本。一个优选方案中，所述耐高温防磨层2熔覆由所述热电偶保护套管本体1的任一端熔覆至所述热电偶保护套管本体1长度的1/3-2/3。一个优选方案中，所述耐高温防磨层2在所述热电偶保护套管本体1的侧壁以及任一端面上呈密集的颗粒状分布。一个优选方案中，所述Al-Si-Ti合金材料呈粉末状设置，以通过功率密度为18000-20000W/cm2的激光光束以350-400mm/min的扫描速度扫描后融化并熔覆在所述热电偶保护套管本体1的侧壁及端面上。在上述方案中，通过设置Al-Si-Ti合金材料呈粉末状，使得合金材料更易熔覆在热电偶保护套管本体上，且形成的耐高温防磨层更加致密。一个优选方案中，所述耐高温防磨层2的厚度为0.6-1mm。一个优选方案中，还包括：保护管3，其套设在所述热电偶保护套管本体1的外部；所述保护管3为两端开口，内部中空，且管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管，其特征在于，包括：/n热电偶保护套管本体；/n耐高温防磨层，其为采用激光熔覆技术将Al-Si-Ti合金材料熔覆在所述热电偶保护套管本体侧壁以及任一端面上的熔覆层。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管，其特征在于，包括：
热电偶保护套管本体；
耐高温防磨层，其为采用激光熔覆技术将Al-Si-Ti合金材料熔覆在所述热电偶保护套管本体侧壁以及任一端面上的熔覆层。


2.如权利要求1所述的激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管，其特征在于，所述耐高温防磨层熔覆由所述热电偶保护套管本体的任一端熔覆至所述热电偶保护套管本体长度的1/3-2/3。


3.如权利要求1所述的激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管，其特征在于，所述耐高温防磨层在所述热电偶保护套管本体的侧壁以及任一端面上呈密集的颗粒状分布。


4.如权利要求1所述的激光熔覆耐高温防磨热电偶保护套管，其特征在于，所述Al-Si-Ti合金材料呈粉末状设置，以通过功率密度为18000-20000W/cm2的激光光束以350-400mm/min的扫描速度扫描后融化并熔覆在所述热电偶保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勋，田亚洲，王君，
申请(专利权)人：北京华电德高科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11