水轮机叶片表面复合涂层及高速激光熔覆制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了水轮机叶片表面复合涂层及高速激光熔覆制备方法和应用，属于水电装备表面防护覆层制备技术领域，方法包括：将基体相与增强相进行球磨混合，得到金属陶瓷复合粉末；利用高速激光熔覆技术，在预处理后的水轮机叶片表面沉积金属陶瓷复合粉末，得到水轮机叶片表面复合涂层；基体相为纳米/亚微米自生陶瓷相复合镍基合金；增强相为微米级球形Mo‑Ni‑B‑Ti‑Cr金属陶瓷复合颗粒。通过在水轮机叶片表面制备多级复合涂层，提高了抗冲蚀‑磨损性能和强韧性，抵抗了熔覆过程中的应力开裂，降低了冲蚀磨损过程中硬质相的剥落。多级增强相颗粒在涂层中发挥协同阴影保护作用，提高了抗砂砾的冲蚀‑磨损性能，为水轮机叶片表面长效防护与修复提供了新路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水电装备表面防护覆层制备，具体涉及水轮机叶片表面复合涂层及高速激光熔覆制备方法和应用。

技术介绍

1、水轮机组是水力发电的核心装备，其中水轮机叶片、水轮机泵及管道等过流部件在服役过程中遭受泥沙等的严重冲蚀-磨损损伤，导致水轮机叶片等关键部件表面出现孔洞和凹坑等损伤，不仅影响水轮机装备的平稳运行周期和安全服役寿命，还会降低其运行效率，造成巨大的经济损失。因此，有必要在水轮机叶片等关键过流部件表面制备具有优异抗冲蚀-磨损性能的防护涂层，以显著提高水轮机叶片基材的抗冲蚀-磨损性能，从而改善其使用寿命和工作效率，降低运维成本。

2、目前，常用的水轮机组装备过流部件表面防护技术主要包括堆焊、热喷涂和激光熔覆等。相比于堆焊和热喷涂技术，激光熔覆不仅可以获得冶金结合覆层，还可有效控制覆层的稀释率、基材的热影响以及热变形，在水轮机叶片表面防护涂层制备方面表现出更大的应用潜力。如公开号为cn112663044b的中国专利申请，公开了一种用于水轮机叶片钴基合金激光熔覆粉末及其激光熔覆方法，制备得到了组织致密且晶粒细小的熔覆层，有效地提高了熔覆层的耐磨本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水轮机叶片表面复合涂层的高速激光熔覆制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的水轮机叶片表面复合涂层的高速激光熔覆制备方法，其特征在于，所述金属陶瓷复合粉末中，增强相的含量为10%~70%。

3.根据权利要求1所述的水轮机叶片表面复合涂层的高速激光熔覆制备方法，其特征在于，所述纳米/亚微米自生陶瓷相复合镍基合金中，Cr的质量分数≥15%；熔点≤1400℃；硬度为250~500HV；粒度为30~105μm。

4.根据权利要求1所述的水轮机叶片表面复合涂层的高速激光熔覆制备方法，其特征在于，所述微米级球形Mo-Ni-B-Ti-C...

【技术特征摘要】

1.一种水轮机叶片表面复合涂层的高速激光熔覆制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的水轮机叶片表面复合涂层的高速激光熔覆制备方法，其特征在于，所述金属陶瓷复合粉末中，增强相的含量为10%~70%。

3.根据权利要求1所述的水轮机叶片表面复合涂层的高速激光熔覆制备方法，其特征在于，所述纳米/亚微米自生陶瓷相复合镍基合金中，cr的质量分数≥15%；熔点≤1400℃；硬度为250~500hv；粒度为30~105μm。

4.根据权利要求1所述的水轮机叶片表面复合涂层的高速激光熔覆制备方法，其特征在于，所述微米级球形mo-ni-b-ti-cr金属陶瓷复合颗粒中，mo含量为35%~45%，b含量为3%~5%，ti含量为1%~3%，cr含量为5.5%~9.5%，其余为ni；

5.根据权利要求1所述的水轮机叶片表面复合涂层的高速激光熔覆制备方法，其特征在于，所述微米级球形mo-ni-b-ti-cr金属陶瓷复合颗粒由真空电极感应熔炼雾化法制得，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的水轮机...

【专利技术属性】
技术研发人员：坚永鑫，吴子洋，刘亚坤，陈子晗，潘昆明，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：