本公開的實(shí)施例屬于材料表面合金化及涂層制備，具體涉及一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法。

背景技術(shù)：

1、我國每年因腐蝕問題造成的經(jīng)濟(jì)損失占國內(nèi)生產(chǎn)總值的3-4％，造成經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)2萬億元，以電力行業(yè)為例，通流部件內(nèi)壁因氧化皮問題引起的堵管、爆管事故占鍋爐非停事故的50％以上，導(dǎo)致機(jī)組的運(yùn)行成本及材料成本增加超過20％。因此，研究、開發(fā)適用于鍋爐機(jī)組用管道內(nèi)外壁表面的抗氧化、耐腐蝕技術(shù)具有重要的實(shí)際意義，料漿法的應(yīng)用在解決形狀復(fù)雜、尺寸大等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢了。料漿法可以確保涂層成分的均勻分布，包括添加的鹵族元素或其他合金成分，從而提高涂層的穩(wěn)定性和性能；料漿法能夠控制涂層顆粒的粒徑和形貌，確保涂層表面的平滑度和均勻性，有助于提升涂層的機(jī)械性能和耐磨性；料漿法適用于在復(fù)雜的幾何形狀或細(xì)小表面上形成涂層，能夠滿足不同工件的特定需求。料漿法可以通過控制處理工藝和涂層預(yù)處理，顯著提高涂層與基材的附著力，減少涂層剝落的風(fēng)險(xiǎn)。

2、高溫涂層的元素添加主要集中于鉻、鋁、鎳和鉬等，前兩者可以形成穩(wěn)定的金屬氧化物，從而提高高溫下的抗氧化性能，而后兩者主要是由于該合金本身具有良好的耐腐蝕性能。除此之外，鹵族元素的添加也具有相同的效果，鹵族元素可以形成穩(wěn)定的化合物或氧化物，能夠有效抵抗高溫下的氧化、硫化和其他化學(xué)腐蝕，從而延長涂層的使用壽命。某些鹵族元素還可以增強(qiáng)涂層的硬度和耐磨性，特別是在高速摩擦或機(jī)械應(yīng)力下，能夠減少表面磨損，鹵族元素能夠降低涂層的表面能，改善其潤濕性和抗粘附性，減少粉塵或污物的附著，對于特定的應(yīng)用場合尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開的實(shí)施例旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提供一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法。

2、本公開的實(shí)施例的一個(gè)方面，提供一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法，包括：

3、按比例稱量配制固相組分及液相組分，經(jīng)攪拌、球磨后制得不同比例涂覆漿料備用；

4、對待鍍工件進(jìn)行表面清洗和預(yù)熱處理，且將涂覆漿料噴涂至待鍍工件表面并進(jìn)行干燥和固化處理；

5、將涂覆漿料固化后的待鍍工件置于惰性氣氛下進(jìn)行熱處理，冷卻后在待鍍工件表面得到鋁硅抗氧化涂層，并進(jìn)行表面殘?jiān)幚怼?/p>

6、可選的，按比例稱量滲源、填充劑、催滲劑、粘結(jié)劑和催化劑并配置固相組分及液相組分；

7、滲源包括al、si粉體，填充劑包括sic，催滲劑包括nh4cl和nh4br，粘結(jié)劑為水玻璃，催化劑為cro3；其中，al、si粉體均通過1000目篩網(wǎng)過篩。

8、可選的，漿料固相組分制備方法包括：按質(zhì)量百分比稱取固相組分，包括40-80％的al、15-30％的si、10-30％的sic、2-4％的nh4cl以及2-4％的nh4br，固相組分總質(zhì)量為100％，稱取后經(jīng)行星式球磨機(jī)球磨混合，球磨轉(zhuǎn)速為350-400rpm、時(shí)間為8-12h。

9、可選的，漿料液相組分制備方法包括：液相組分包含水玻璃和10-30％的cro3溶液，按比例配取后進(jìn)行混合攪拌、反應(yīng)和過濾。

10、可選的，涂覆漿料制備方法包括：以10g：4-6ml的固液比混合固相組分和液相組分，攪拌2-4h后置于行星式球磨機(jī)中球磨混合，球磨轉(zhuǎn)速為350-400rpm、時(shí)間為8-12h，得到混合均勻的涂覆漿料。

11、可選的，預(yù)熱處理包括200-250℃下對待鍍工件進(jìn)行中頻預(yù)熱30-60min。

12、可選的，漿料噴涂壓力為0.5-2mpa、涂覆層厚度為0.1-5mm、涂層覆蓋率不低于待鍍工件表面98％。

13、可選的，漿料涂層干燥采取自然風(fēng)干24-48h、固化處理為在300-450℃下固化24-48h。

14、可選的，熱處理溫度為1000-1150℃，熱處理的惰性氣體包括ar或n2；其中，熱處理之后還包括：對待鍍工件進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為8-15min。

15、本公開的實(shí)施例的有益效果，包括：

16、1、本發(fā)明通過在漿料組分中添加鹵化物nh4cl、nh4br，起到了復(fù)合催滲的效果，提升了滲速及涂層質(zhì)量。

17、2、本發(fā)明通過引入si元素改性鋁化物抗氧化涂層，提升涂層的抗熱腐蝕能力，且具有極好的經(jīng)濟(jì)效益。

18、3、本發(fā)明通過在惰性氣氛下熱處理，有效避免了奧氏體鋼可能出現(xiàn)的氧化、氫脆等現(xiàn)象，保護(hù)工件基體的同時(shí)提高了滲速。

19、4、本發(fā)明通過一體化料漿涂覆工藝生產(chǎn)線制備涂層，涂層生產(chǎn)效率高、厚度可控，適用于各種復(fù)雜形狀的金屬工件，工藝可重復(fù)性高，具有極強(qiáng)的實(shí)用性和普適性。

20、進(jìn)一步的，自然風(fēng)干結(jié)合中低溫固化的分段漿料固化工藝有效避免了直接烘干時(shí)料漿層因熱應(yīng)力產(chǎn)生的微裂紋及微小孔洞問題，且增強(qiáng)了料漿層與工件表面的結(jié)合強(qiáng)度。

21、進(jìn)一步的，為防止高溫下料漿組分的快速蒸發(fā)，采用快速升溫、短時(shí)保溫對工件進(jìn)行熱處理。

技術(shù)特征：

1.一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法，其特征在于，按比例稱量滲源、填充劑、催滲劑、粘結(jié)劑和催化劑并配置固相組分及液相組分；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法，其特征在于，漿料固相組分制備方法包括：按質(zhì)量百分比稱取固相組分，包括40-80％的al、15-30％的si、10-30％的sic、2-4％的nh4cl以及2-4％的nh4br，固相組分總質(zhì)量為100％，稱取后經(jīng)行星式球磨機(jī)球磨混合，球磨轉(zhuǎn)速為350-400rpm、時(shí)間為8-12h。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法，其特征在于，漿料液相組分制備方法包括：液相組分包含水玻璃和10-30％的cro3溶液，按比例配取后進(jìn)行混合攪拌、反應(yīng)和過濾。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法，其特征在于，涂覆漿料制備方法包括：以10g：4-6ml的固液比混合固相組分和液相組分，攪拌2-4h后置于行星式球磨機(jī)中球磨混合，球磨轉(zhuǎn)速為350-400rpm、時(shí)間為8-12h，得到混合均勻的涂覆漿料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法，其特征在于，預(yù)熱處理包括200-250℃下對待鍍工件進(jìn)行中頻預(yù)熱30-60min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法，其特征在于，漿料噴涂壓力為0.5-2mpa、涂覆層厚度為0.1-5mm、涂層覆蓋率不低于待鍍工件表面98％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法，其特征在于，漿料涂層干燥采取自然風(fēng)干24-48h、固化處理為在300-450℃下固化24-48h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法，其特征在于，熱處理溫度為1000-1150℃，熱處理的惰性氣體包括ar或n2；其中，熱處理之后還包括：對待鍍工件進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為8-15min。

技術(shù)總結(jié)
本公開的實(shí)施例提供一種鹵化物催滲的奧氏體鋼表面抗氧化涂層的制備方法，包括：按比例稱量配制固相組分及液相組分，經(jīng)攪拌、球磨后制得不同比例涂覆漿料備用；對待鍍工件進(jìn)行表面清洗和預(yù)熱處理，且將涂覆漿料噴涂至待鍍工件表面并進(jìn)行干燥和固化處理；將涂覆漿料固化后的待鍍工件置于惰性氣氛下進(jìn)行熱處理，冷卻后在待鍍工件表面得到鋁硅抗氧化涂層，并進(jìn)行表面殘?jiān)幚怼１景l(fā)明中，所制備滲層組織結(jié)構(gòu)均勻、厚度適中、Al原子擴(kuò)散充分，滲層與基體呈良好冶金結(jié)合、不易脫落，適用于大型鍋爐、油氣田輸運(yùn)管道等大長徑比及各種復(fù)雜形狀工件所用奧氏體鋼及高溫合金部件，具有極好的工業(yè)批量化生產(chǎn)效益。

技術(shù)研發(fā)人員：黃錦陽,宋友亞,趙文瑋,丁磊,雷中輝,李軍慶,張醒興,胡新元,魯金濤,袁勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安熱工研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15