【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属表面处理。更具体地说，本专利技术涉及一种用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层。
技术介绍
1、随着工业技术的发展，球阀使用领域不断扩大，多用于石油化工、煤化工、多晶硅等严峻苛刻工况，其重要部件密封面(球体和阀座接触面)长期面临高温、强酸强碱、高磨损等介质的侵蚀，对其综合性能也提出了越来越高的要求。当球阀服役温度过高或存在强烈腐蚀介质时，复杂介质易发生化学反应生成na2so4、nacl等复合盐，容易引起热腐蚀，直接导致合金涂层剥落；另外，常规wc涂层虽具有高硬度，但高温环境中会出现脱碳现象，易分解为硬度较低软相w2c、w，降低了涂层耐磨性能。球阀在高温工况服役时，要求其具有较好的高温耐蚀和高温耐磨能力，而现有常用涂层性能较为单一，难以满足零件高质量、高参数的性能要求。目前国内外有一些公司投入了大量人力物力对此课题进行研究。美国专利us2018/0274076a1公开了一种适用于高压高温致密、低摩擦涂层，该方法将超音速火焰喷涂涂层与dlc涂层复合，但该涂层不适用于高温下的强腐蚀工况，且该涂层较薄，抗冲击韧性和耐磨性较差。中国专利201610231094.2中提到球阀密封副的表面硬化处理方法，该方法制备的复合涂层虽具有一定的耐蚀、耐磨性能，但不易在高温工况中使用，且涂层与基体硬度梯度较大，与基体结合强度弱，易出现剥落现象，限制了其应用范围。中国专利202010036201.2、201610248224.3提到一种球阀耐磨蚀防护涂层及制备方法，该两种方法制备的涂层不适用于高温氯盐腐蚀介质中，且制备工艺复杂，不易推广应用。p>
技术实现思路
1、本专利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。
2、为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层，包括依次附着于基体上的耐蚀涂层和耐磨涂层；所述耐蚀涂层由镍铬钼合金粉末喷涂在基体表面形成；所述耐磨涂层由镍铬合金粉末喷涂在所述耐蚀涂层上形成；所述镍铬钼合金粉末的组分按重量百分比计为：cr：14.5％～16.5％，mo：15.0％～17.0％，fe：4.0％～7.0％，w：3.0％～4.5％，co：≤2.5％，si:≤0.08％，mn：≤1.0％，c：≤0.01％，p：≤0.04％，s：≤0.03％，v：≤0.35％，余量为ni；所述镍铬合金粉末的组分按重量百分比计为：c:9.2％～10.8％，ni：19.2％～22.8％，si：≤0.8％，fe：≤1.2％，余量为cr。
3、优选的是，所述镍铬钼合金粉末的粒度为20μm～50μm；所述耐蚀涂层的硬度为400hv～550hv，厚度为100μm～200μm；所述镍铬合金粉末的粒度为15μm～50μm；所述耐磨涂层的硬度为950hv～1100hv，厚度为250μm～350μm；
4、优选的是，所述梯度涂层的厚度为350μm～550μm，表面粗糙度≤r0.5μm。
5、本专利技术还有一个目的是提供一种用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层的制备方法，包括以下步骤：
6、s1、对基体的表面进行清洗、烘干、喷砂活化以及预热处理；
7、s2、采用超音速火焰喷涂，在基体表面喷涂所述镍铬钼合金粉末形成所述耐蚀涂层，对已喷涂完的耐蚀涂层进行去除应力处理；
8、s3、采用超音速火焰喷涂，在所述耐蚀涂层上喷涂所述镍铬合金粉末形成所述耐磨涂层，并与所述耐蚀涂层共同构成所述梯度涂层；
9、s4、对所述梯度涂层进行去应力处理。
10、优选的是，步骤s1中，对基体进行预热处理具体为通过氧乙炔火焰加热基体，加热温度为120℃～150℃。
11、优选的是，步骤s1中，对基体进行喷砂活化处理后，基体的表面粗糙度为3μm～4μm。
12、优选的是，步骤s2中，采用超音速火焰喷涂所述耐蚀涂层时的喷涂参数为：煤油的流量为20l/h～30l/h，氧气的流量为50m3/h～60m3/h，送粉率为75g/min～85g/min，喷涂距离为350mm～450mm。
13、优选的是，步骤s2中，对所述耐蚀涂层进行无应力处理具体为通过氧乙炔火焰加热所述耐蚀涂层，加热温度为150℃～180℃。
14、优选的是，步骤s3中，采用超音速火焰喷涂所述耐磨涂层时的喷涂参数为：煤油的流量为25l/h～35l/h，氧气的流量为40m3/h～55m3/h，送粉率为70g/min～85g/min，喷涂距离为300mm～400mm。
15、优选的是，步骤s4中，对所述梯度涂层进行无应力处理具体为将所述梯度涂层放入真空管式炉，回火温度180℃～200℃，保温时间3h～5h，回火后出炉空冷至室温。
16、本专利技术至少包括以下有益效果：
17、1、本专利技术采用超音速火焰喷涂工艺依次在基体上喷涂耐蚀涂层和耐磨涂层组成梯度涂层，所述梯度涂层复合了单一涂层的高温耐蚀性能和高温耐磨性能，使其优势互补，确保其在高温服役环境中既有耐蚀性能又兼备耐磨性能，显著提升涂层在高温工况的耐蚀、耐磨综合性能。
18、2、本专利技术中耐蚀涂层作为过渡层，硬度位于耐磨涂层与基体材料的硬度中间，避免复合涂层硬度梯度大的现象，减小了涂层内部应力。
19、3、本专利技术制备方法中对耐蚀涂层进行去应力处理，一方面释放了耐蚀涂层的内应力，另一方面增强了耐磨涂层与其的结合力。同时对梯度涂层进行低温回火处理，进一步消除梯度涂层整体内部应力，确保了梯度涂层与基体结合强度。
20、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层，其特征在于，包括依次附着于基体上的耐蚀涂层和耐磨涂层；所述耐蚀涂层由镍铬钼合金粉末喷涂在基体表面形成；所述耐磨涂层由镍铬合金粉末喷涂在所述耐蚀涂层上形成；所述镍铬钼合金粉末的组分按重量百分比计为：Cr：14.5％～16.5％，Mo：15.0％～17.0％，Fe：4.0％～7.0％，W：3.0％～4.5％，Co：≤2.5％，Si:≤0.08％，Mn：≤1.0％，C：≤0.01％，P：≤0.04％，S：≤0.03％，V：≤0.35％，余量为Ni；所述镍铬合金粉末的组分按重量百分比计为：C:9.2％～10.8％，Ni：19.2％～22.8％，Si：≤0.8％，Fe：≤1.2％，余量为Cr。
2.如权利要求1所述的用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层，其特征在于，所述镍铬钼合金粉末的粒度为20μm～50μm；所述耐蚀涂层的硬度为400HV～550HV，厚度为100μm～200μm；所述镍铬合金粉末的粒度为15μm～50μm；所述耐磨涂层的硬度为950HV～1100HV，厚度为250μm～350μm。
3.如权利要求1所述的用于高温
4.如权利要求1～3任一项所述的用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中，对基体进行预热处理具体为通过氧乙炔火焰加热基体，加热温度为120℃～150℃。
6.如权利要求4所述的用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中，对基体进行喷砂活化处理后，基体的表面粗糙度为3μm～4μm。
7.如权利要求4所述的用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中，采用超音速火焰喷涂所述耐蚀涂层时的喷涂参数为：煤油的流量为20L/h～30L/h，氧气的流量为50m3/h～60m3/h，送粉率为75g/min～85g/min，喷涂距离为350mm～450mm。
8.如权利要求4所述的用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中，对所述耐蚀涂层进行无应力处理具体为通过氧乙炔火焰加热所述耐蚀涂层，加热温度为150℃～180℃。
9.如权利要求4所述的用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层的制备方法，其特征在于，步骤S3中，采用超音速火焰喷涂所述耐磨涂层时的喷涂参数为：煤油的流量为25L/h～35L/h，氧气的流量为40m3/h～55m3/h，送粉率为70g/min～85g/min，喷涂距离为300mm～400mm。
10.如权利要求4所述的用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层的制备方法，其特征在于，步骤S4中，对所述梯度涂层进行无应力处理具体为将所述梯度涂层放入真空管式炉，回火温度180℃～200℃，保温时间3h～5h，回火后出炉空冷至室温。
...【技术特征摘要】
1.一种用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层，其特征在于，包括依次附着于基体上的耐蚀涂层和耐磨涂层；所述耐蚀涂层由镍铬钼合金粉末喷涂在基体表面形成；所述耐磨涂层由镍铬合金粉末喷涂在所述耐蚀涂层上形成；所述镍铬钼合金粉末的组分按重量百分比计为：cr：14.5％～16.5％，mo：15.0％～17.0％，fe：4.0％～7.0％，w：3.0％～4.5％，co：≤2.5％，si:≤0.08％，mn：≤1.0％，c：≤0.01％，p：≤0.04％，s：≤0.03％，v：≤0.35％，余量为ni；所述镍铬合金粉末的组分按重量百分比计为：c:9.2％～10.8％，ni：19.2％～22.8％，si：≤0.8％，fe：≤1.2％，余量为cr。
2.如权利要求1所述的用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层，其特征在于，所述镍铬钼合金粉末的粒度为20μm～50μm；所述耐蚀涂层的硬度为400hv～550hv，厚度为100μm～200μm；所述镍铬合金粉末的粒度为15μm～50μm；所述耐磨涂层的硬度为950hv～1100hv，厚度为250μm～350μm。
3.如权利要求1所述的用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层，其特征在于，所述梯度涂层的厚度为350μm～550μm，表面粗糙度≤r0.5μm。
4.如权利要求1～3任一项所述的用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的用于高温工况的耐蚀抗磨梯度涂层的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：武计强，全兵，张烈华，张勇，李星杰，徐磊，赵云，郭国忠，刘振涛，宋剑，
申请(专利权)人：中石化江钻石油机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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