【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于干燥机盘管表面防护，特别涉及一种干燥机盘管的复合涂层材料以及制备方法。
技术介绍
1、闪速炼铜因其高生产率，能源消耗低等独特的优势被广泛应用在铜冶炼中，但是该工艺对入炉物料的含水率有严格的要求，因此入炉原料的干燥过程成为了闪速炼铜工艺中必不可少的环节，蒸汽干燥机是闪速炼铜工艺过程的重要设备之一。干燥机运行的好坏直接影响闪速炉的作业效果，闪速炉普遍采用库迈拉蒸汽干燥机作为精矿干燥设备，该设备以蒸汽为热源，通过换热盘管与混合矿的间接接触对湿精矿进行干燥。换热管作为蒸汽干燥机的关键性部件，其工作状况严重影响干燥机性能、设备运行和产品质量。盘管的运行工况非常恶劣，受到铜精矿物料的长期摩擦以及硫化物、氯离子、氟离子等物质的腐蚀，很容易导致盘管壁厚减薄并最终破裂，蒸汽干燥机在使用过程中出现盘管磨损较快会导致其故障率升高，严重制约闪速炉工序的稳定生产，同时频繁的维修也增加了生产成本。目前，国内大部分使用库迈拉蒸汽干燥机的企业，盘管的使用寿命通常只有6-12个月，大大低于蒸汽干燥机连续三年甚至三年以上运行周期的设计要求。
2、现有技术中，通常采用增加盘管壁厚和堆焊技术来解决盘管磨损较快的问题：通过增加盘管壁厚能够提高盘管的使用寿命，但是增加盘管壁厚会带来以下问题：1、增加成本；2、增大盘管自重，使干燥机本体重心产生偏移；3、增加壁厚会降低蒸汽热导效率，进而降低干燥机的工作效率，导致生产率降低；采用传统的堆焊技术在盘管表面增加一层耐磨合金层，可提高盘管的耐磨性能，但堆焊过程中工件受热量大且不均匀，热应力和变形较大，另外工
3、因此，如何在不影响干燥机工作效率的前提下提高干燥机盘管的使用寿命，成为当前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种干燥机盘管的复合涂层材料以及制备方法，该涂层材料具有很好的耐腐蚀性能、极佳的硬度和耐磨性质，可提高干燥机盘管的使用寿命。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种干燥机盘管的复合涂层材料，所述复合涂层材料包括结合层和耐磨层，所述结合层为镍基合金涂层，所述镍基合金涂层的原料为镍基合金粉末，所述耐磨层为陶瓷合金涂层，所述陶瓷合金涂层的原料包括陶瓷颗粒和铁基合金粉末。
4、进一步的，所述镍基合金粉末中元素成分的质量百分含量如下：cr：2-20％、b：0.1-5％、si：0.2-5％、fe：2-20％、余量为ni。
5、进一步的，所述陶瓷颗粒为氧化物、氮化物、碳化物中的至少一种。
6、进一步的，所述陶瓷颗粒按质量百分比计，占所述耐磨层的10-70％。
7、进一步的，所述铁基合金粉末包括铁、铬、硼、硅元素。
8、进一步的，所述铁基合金粉末中元素成分的质量百分含量如下：cr：4-15％、b：0.1-5％、si：0.2-5％、mo：0-6％、余量为fe。
9、进一步的，所述复合涂层材料的总厚度为100-500μm；其中，所述结合层的厚度为20-100μm，所述耐磨层的厚度为50-500μm。
10、一种干燥机盘管的复合涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
11、s1：按设定的质量百分比称取镍基合金粉末原料，放入研磨罐中混合研磨，得到镍基合金粉末；
12、s2：按设定的质量百分比称取铁基合金粉末原料，放入研磨罐中混合研磨，并通过湿法球磨工艺得到铁基合金粉末；
13、s3：按设定的质量百分比称取陶瓷颗粒，与步骤s2所得铁基合金粉末混合，通过湿法球磨工艺制备得到陶瓷合金粉末；
14、s4：对基体进行喷砂处理，将镍合金粉末喷涂至基体表面形成结合层，再将陶瓷合金粉末喷涂至结合层表面形成耐磨层，得到复合涂层材料。
15、进一步的，所述湿法球磨工艺为：将混和料和球磨珠放入球磨罐中，在球磨罐中加入无水乙醇将混合料搅拌至稠状，进行球磨处理，然后对球磨后的粉末进行烘干、研磨并过筛去除大颗粒，得到最终粉末。
16、进一步的，所述混和料和球磨珠的质量比为1:1.5。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
18、1、本专利技术提供的一种干燥机盘管的复合涂层材料，具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、结合强度高、韧性高等特点。通过在工件表面制备结构均匀的复合涂层材料，可以显著提高工件的耐磨、耐高温性能，大大延长其使用寿命；本专利技术制得的涂层比目前所使用的316l材料的耐磨能力提高了5倍；经过测算，通过在工件表面喷涂0.3-0.4mm厚的复合涂层材料就可以大大提高工件的使用寿命，提高干燥机的生产效率。
19、2、本专利技术中，通过合理的涂层结构设计，使涂层的结合层和耐磨层之间相互配合，本专利技术的镍基合金结合层的热膨胀系数与基体的热膨胀系数相近，以其作为耐磨层和基体的中间层能够减少由于热膨胀不匹配引起的内部应力，提高材料与基体的界面结合强度，延长基体的使用寿命。
20、3、本专利技术中的耐磨层中包括塑性基体相及硬质强化相，塑性基体相为铁基合金，在复合涂层材料中起到承载和形变的作用，能够吸收外部载荷并分散到整个材料中，为复合涂层材料提供较好的韧性和变形能力；硬质强化相在复合涂层材料中起到增强材料硬度和强度的作用，能够抵抗外部应力和损失，由陶瓷颗粒组成，硬度高，呈微粒状，经喷涂后，这些微粒均匀分布在整体涂层中，微粒镶嵌在塑性基体中，硬质微粒之间的空隙小于换热导管中冲蚀介质的粒子尺寸。本专利技术采用塑性基体相和硬质强化相的组合充分考虑到了干燥机内颗粒的大小浓度以及冲击角度的实际工况，制得的耐磨层表现出良好的抗磨性，符合磨损机制的要求。
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1.一种干燥机盘管的复合涂层材料，其特征在于，所述复合涂层材料包括结合层和耐磨层，所述结合层为镍基合金涂层，所述镍基合金涂层的原料为镍基合金粉末，所述耐磨层为陶瓷合金涂层，所述陶瓷合金涂层的原料包括陶瓷颗粒和铁基合金粉末。
2.根据权利要求1所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料，其特征在于，所述镍基合金粉末中元素成分的质量百分含量如下：Cr：2-20％、B：0.1-5％、Si：0.2-5％、Fe：2-20％、余量为Ni。
3.根据权利要求1所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料，其特征在于，所述陶瓷颗粒为氧化物、氮化物、碳化物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料，其特征在于，所述陶瓷颗粒按质量百分比计，占所述耐磨层的10-70％。
5.根据权利要求1所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料，其特征在于，所述铁基合金粉末包括铁、铬、硼、硅元素。
6.根据权利要求5所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料，其特征在于，所述铁基合金粉末中元素成分的质量百分含量如下：Cr：4-15％、B：0.1-5％、Si：0.2
7.根据权利要求1所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料，其特征在于，所述复合涂层材料的总厚度为100-500μm；其中，所述结合层的厚度为20-100μm，所述耐磨层的厚度为50-500μm。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料的制备方法，其特征在于，所述湿法球磨工艺为：将混和料和球磨珠放入球磨罐中，在球磨罐中加入无水乙醇将混合料搅拌至稠状，进行球磨处理，然后对球磨后的粉末进行烘干、研磨并过筛去除大颗粒，得到最终粉末。
10.根据权利要求9所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料的制备方法，其特征在于，所述混和料和球磨珠的质量比为1:1.5。
...【技术特征摘要】
1.一种干燥机盘管的复合涂层材料，其特征在于，所述复合涂层材料包括结合层和耐磨层，所述结合层为镍基合金涂层，所述镍基合金涂层的原料为镍基合金粉末，所述耐磨层为陶瓷合金涂层，所述陶瓷合金涂层的原料包括陶瓷颗粒和铁基合金粉末。
2.根据权利要求1所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料，其特征在于，所述镍基合金粉末中元素成分的质量百分含量如下：cr：2-20％、b：0.1-5％、si：0.2-5％、fe：2-20％、余量为ni。
3.根据权利要求1所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料，其特征在于，所述陶瓷颗粒为氧化物、氮化物、碳化物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料，其特征在于，所述陶瓷颗粒按质量百分比计，占所述耐磨层的10-70％。
5.根据权利要求1所述的一种干燥机盘管的复合涂层材料，其特征在于，所述铁基合金粉末包括铁、铬、硼、硅元素。
6.根据权利要求5所述的一种干燥机盘...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文平，陈斌，
申请(专利权)人：福建中科元易新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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