风机叶片表面复合涂层超音速喷涂工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种风机叶片表面复合涂层超音速喷涂工艺，其步骤为：1）先将叶片叶根部分用工位器件包裹好；2）用棕刚玉磨料对叶片需要喷涂部位进行喷砂、拉毛处理；3）采用超音速喷涂设备在叶片基体上喷涂一层具有良好结合性质的NiCrAl自结合粉末，该粉末粒度为-150/+300目；4）再喷涂WC+10Co+4Cr粉末作为中间过渡层，该粉末粒度为-30/+5μm；5）最后喷涂Al2O3+Cr3C2陶瓷涂料封孔剂对涂层外表面实施封闭处理。本发明专利技术采用超音速喷涂技术在风机叶片表面制备三层不同功能的涂层，使风机叶片具有优异的防磨抗蚀功能，从而能对电站脱硫风机、钢厂烧结风机叶片表面实施有效保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种叶片表面复合涂层的加工方法，尤其涉及一种大型脱硫风机、烧结风机叶片表面复合涂层超音速喷涂工艺。
技术介绍
我国60(MW、100(MW大型发电机组、钢厂烧结机组的增压脱硫风机转子大多为进口产品，由于进口备件昂贵，极大地增加了设备维修费用，同时进口备件周期长，对机组的备件供应和维修及时性带来了隐患。600丽、1000丽发电机组、钢厂烧结机组增压脱硫风机，其动叶片的长度达到1. 5M，叶片最大厚度达70 90mm，叶片根部截面弦长超过500mm。经过增压脱硫系统处理后烟气含有酸性冷凝液和固体颗粒。酸性冷凝液主要有氯化物和硫酸盐组成。在增压脱硫装置处理过的烟气，烟气温度在100°C左右，工作条件恶劣，烟气中含有硫酸盐、氯化物等具有很强的腐蚀性介质，同时含有大量粉尘狗0、K2O, Na2O, Τ. Fe、MgO、CaO、Al2O3固态粒子。在腐蚀性介质和固态粒子的多重复杂工况冲刷下，叶片的防磨、抗蚀是电站脱硫、烧结风机安全运行最基本要求。为了有效防御风机叶片表面酸性冷凝液、固体颗粒冲蚀磨损，需要对风机叶片表面进行耐磨、抗蚀强化处理。关键要求解决叶片表面涂层材料的防磨、抗蚀性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种风机叶片表面复合涂层超音速喷涂工艺，该工艺是在叶片表面制备三层复合涂层，能够对电站脱硫、钢厂烧结风机叶片表面实施有效保护。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种风机叶片表面复合涂层超音速喷涂工艺，其步骤为1)先将叶片叶根部分用工位器件包裹好；2)用棕刚玉磨料对叶片需要喷涂部位进行喷砂、拉毛处理；3)采用超音速喷涂设备在叶片基体上喷涂一层具有良好结合性质的MCrAl自结合粉末，该粉末粒度为-150/+300目；4)再喷涂WC+10Co+4Cr粉末作为中间过渡层，该粉末粒度为-30/+5μ m ；5)最后喷涂Al203+Cr3C2陶瓷涂料封孔剂对涂层外表面实施封闭处理。所述NiCrAl自结合粉末涂层厚度为0. 03 0. 08mm ;NiCrAl自结合粉末涂层厚度较佳值为0. 05mm。所述中间过渡层WC+10Co+4Cr粉末涂层厚度为0. 32 0. 37mm ；中间过渡层WC+10Co+4Cr粉末涂层厚度较佳值为0. 35mm。本专利技术采用超音速喷涂技术在电站脱硫、钢厂烧结风机叶片表面制备三层不同功能的涂层，使电站脱硫、钢厂烧结风机叶片具有优异的防磨抗蚀功能，同时避免传统氧乙炔喷涂导致叶片产生变形、耐磨层裂纹等问题。本专利技术采用超音速喷涂技术，超音速喷涂设备是以煤油作为主要燃料来运行，氧气作为辅助气体，高速火焰(HVOF)喷涂技术是用高能热源，利用超音速喷枪形成高温火焰流，将粉末加热，利用火焰流将熔化状态下粉末和未熔化粉末以高速喷向工件基体表面，形成少空隙、低氧化、高粘合力、低残余应力的高质量涂层，并且由于超音速喷涂过程中基体温度小于150°C，工件的基本金属不会发生相变及工件不发生变形。本专利技术首先在叶片表面喷涂一层MCrAl自结合粉末，使粉末能和基体形成显微扩散，使涂层与基体机械牢固地结合；然后再喷涂一层WC耐磨损、抗腐蚀涂层粉末，具有超低氧化率、低孔隙率、高硬度性能涂层；最后在涂层表面采用具有良好耐磨性的陶瓷涂料作为封孔剂实施封闭处理，确保叶片在腐蚀性介质和固态粒子的多重复杂工况冲刷下，叶片的防磨、抗蚀性能保证电站脱硫风机、钢厂烧结风机安全运行基本要求。采用本专利技术喷涂工艺的叶片表面耐磨、抗蚀涂层，其涂层硬度达到HV1200 1400，并在外表面涂有一层陶瓷材料，该陶瓷材料是综合了各种涂层性价比，最后确定采用Al203+Cr3C2陶瓷涂料作为封孔剂，经磨损、腐蚀试验该涂层耐磨、抗蚀效果良好。附图说明图Ia为叶片正面视图(采用本专利技术喷涂工艺对叶片正面进行全部喷涂)，图Ib为图Ic中A-A向视图(涂层在叶片上示意图)，图Ic为叶片反面视图(采用本专利技术喷涂工艺对叶片反面进行局部喷涂)；图2为颗粒冲蚀磨损实验方法示意图。图中1叶片，2喷涂层(涂层)，3工位器件，4颗粒冲蚀磨损实验机。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1一种大型脱硫、烧结风机叶片表面复合涂层超音速喷涂工艺，其步骤为1)先将叶片ι叶根部分用工位器件3包裹好，叶片叶根部位先期已进行了金加工，叶片1叶根部位用工位器件3包裹好后能阻止被涂料覆盖，参见图1 ； 2)用棕刚玉磨料对该叶片1需要喷涂部位进行喷砂、拉毛处理； 3)采用超音速喷涂设备在叶片基体上喷涂一层具有良好结合性质的MCrAl自结合粉末，该粉末粒度为-150/+300目，涂层厚度0. 05mm ；使粉末和基体形成显微扩散，达到牢固地结合，涂层和基体结合可达到70MP以上。4)再喷涂一层WC+10Co+4Cr粉末作为中间耐磨过渡层，该粉末粒度为-30/+5 μ m，涂层厚度0. 35mm ；该涂层的硬度仅次于金刚石，具有很高硬度和优异耐磨粒磨损性能，耐磨抗蚀层的硬度达到HV1200 1400。钴的包覆减少了碳化钨的氧化和分解，同时由于钴的熔点比碳化钨低，在一定温度下钴熔化而碳化钨未熔化时喷涂，就能增强涂层与基体及涂层自身的结合强度，使涂层的致密度增大，气孔率下降，而且提高了涂层的冲击韧性，也提高了涂层的耐磨性，同时钴包碳化钨中的金属铬的增加能使涂层的耐腐蚀性能显著增加。5)最后在钴包碳化钨涂层外表面采用具有良好耐磨、耐腐蚀性的Al203+Cr3C2陶瓷涂料作为封孔剂，用喷涂设备对涂层实施封闭处理，从而进一步抵御外部腐蚀性介质渗入涂层2中的孔隙，因为外部腐蚀性介质渗入涂层中的孔隙后将导致界面腐蚀和涂层剥落。实施例2一种大型脱硫、烧结风机叶片表面复合涂层超音速喷涂工艺，其步骤1)和2)与实施例1相同，步骤3)中，采用超音速喷涂设备在叶片基体上喷涂一层具有良好结合性质的NiCrAl自结合粉末，该粉末粒度为-150/+300目，涂层厚度0. 03mm ；步骤4)中，再喷涂一层WC+10Co+4Cr粉末作为中间耐磨过渡层，该粉末粒度为-30/+5 μ m,涂层厚度0. 37mm ；最后在钴包碳化钨涂层外表面采用具有良好耐磨、耐腐蚀性的Al203+Cr3C2陶瓷涂料作为封孔剂对涂层实施封闭处理。实施例3一种大型脱硫、烧结风机叶片表面复合涂层超音速喷涂工艺，其步骤1)和2)与实施例1相同，步骤3)中，采用超音速喷涂设备在叶片基体上喷涂一层具有良好结合性质的NiCrAl自结合粉末，该粉末粒度为-150/+300目，涂层厚度0. 08mm ；步骤4)中，再喷涂一层WC+10Co+4Cr粉末作为中间耐磨过渡层，该粉末粒度为-30/+5 μ m，涂层厚度0. 32mm ；最后在钴包碳化钨涂层外表面采用具有良好耐磨、耐腐蚀性的Al203+Cr3C2陶瓷涂料作为封孔剂对涂层实施封闭处理。耐冲刷试验在一定的实验条件下，采用不同涂层抗蚀材料所对应的被测试试样冲蚀磨损失重量进行评价，失重越小，说明被测试试样耐冲蚀磨损性能越好。参见图2，在颗粒冲蚀磨损实验机4，将试样放在经压缩空气加速的砂粒出口，试样角度可以进行调节，磨料为普通砂粒掺有一定量的Al2O3，冲蚀磨料以一定角度25°、距离为200mm，撞击试样表面，来测试试样的冲蚀表面磨损程度，测试冲蚀前后试样失重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周土红，顾恒庆，刘志鸿，黄勤，
申请(专利权)人：上海鼓风机厂有限公司，
类型：发明
国别省市：