本公開的實施例屬于材料表面合金化及涂層制備，具體涉及一種滲鉻涂層的改性劑成分及改性方法。

背景技術(shù)：

1、為解決火力發(fā)電行業(yè)通流部件內(nèi)外壁因氧化、腐蝕問題引起的堵管、爆管事故并降低這些事故所導(dǎo)致的高額運行成本及維護成本，西安熱工院開發(fā)了一種適用于在含硫煙氣環(huán)境中服役的鍋爐管道外壁鉻涂層，并在實際機組服役中取得了明顯效果。

2、包埋滲法是一種沉積高溫涂層的常見工藝，該方法對基體尺寸、形狀并無特殊要求，理論上可應(yīng)用于各種工件，是解決目前缺乏能源裝備大長徑比結(jié)構(gòu)特征通流部件涂層制備工藝問題的理想方案；但面對鍋爐管道高溫、長時、低應(yīng)力的含硫煙氣服役環(huán)境，包埋法沉積的鉻涂層服役性能有待提升。研究表明，采用改性劑添加改性可以提升涂層的服役性能，v2o5的添加可以增強母材基體的耐蝕性及熱強性，v元素可以束縛游離碳原子、抑制網(wǎng)狀碳化鉻的生成，增強cr涂層致密性及耐腐蝕性能，有望將包埋鉻涂層應(yīng)用于實際機組運行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開的實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，提供一種滲鉻涂層的改性劑成分及改性方法。

2、本公開的實施例的一個方面，提供一種滲鉻涂層的改性劑成分及改性方法了，包括：

3、對待滲工件進行表面清洗、打磨、酸洗處理，并用去離子水、酒精清洗后烘干備用；

4、按比例稱量、配制固相組分，經(jīng)球磨后制得不同比例固相滲劑備用；

5、將待滲工件與固相滲劑一并置于包埋滲槽中，并置于真空加熱爐中進行熱處理，且待保溫結(jié)束后冷卻至室溫取出。

6、可選的，清洗采用高壓水槍或高壓氣流對待滲工件表面沖洗5-15min，清洗完成后采用金相砂紙將工件表面打磨至粗糙度ra小于0.8μm，并用質(zhì)量濃度為0.5％的鹽酸及氫氟酸清洗待滲工件表面10-30s，完成后依次用去離子水、酒精沖洗干凈并烘干。

7、可選的，按比例稱量滲源、填充劑、改性劑、活化劑和催滲劑并配置固相組分；

8、滲源包括cr粉體，改性劑包括v2o5，填充劑包括sic，活化劑包括nh4cl，催滲劑包括la2o3；

9、固相組分按質(zhì)量百分比稱取，包括30-50％的cr、2-7％的v2o5、30-50％的sic、1-5％的nh4cl以及3-8％的la2o3，其中，cr粉體通過1000目篩網(wǎng)過篩，固相組分經(jīng)行星式球磨機球磨混合，球磨轉(zhuǎn)速為350-400rpm、時間為12-24h。

10、可選的，將待滲工件置于固相滲劑粉末中間，相鄰待滲工件間距不小于10cm布置，且將待滲工件置于固相滲劑一并置于包埋滲槽中；熱處理溫度為1000-1150℃、保溫時間為1-5h。

11、本公開的實施例的有益效果，包括：

12、1、本發(fā)明通過在滲劑組分中添加稀土氧化物la2o3，起到了催滲、活化的效果，提升了滲速及涂層質(zhì)量，此外稀土氧化物在促進擴滲的基礎(chǔ)上可以強化基體組織、增強表面硬度。

13、2、本發(fā)明通過在滲劑組分中添加v2o5，其中的v元素可以束縛游離c原子，抑制或減少網(wǎng)狀碳化鉻的生成。

14、3、本發(fā)明通過在真空環(huán)境中進行包埋滲，提高了鹵化物的蒸氣壓，減少了其他殘余氣體對滲層的影響。

15、4、本發(fā)明所使用滲劑組分無有毒有害有污染成分，并且包埋后剩余滲劑粉末可回收進行多次重復(fù)使用。

16、進一步的，稀土氧化物的添加在鹵化物促進擴滲的基礎(chǔ)上可以以第二相析出的形式釘扎晶界、強化基體組織、改善表面硬度，提升涂層與母材結(jié)合強度。

17、進一步的，v2o5的添加可以增強母材基體的耐蝕性及熱強性，其v元素可以束縛游離碳原子、抑制網(wǎng)狀碳化鉻的生成，增強cr涂層致密性及耐腐蝕性能。

技術(shù)特征：

1.一種滲鉻涂層的改性劑成分及改性方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲鉻涂層的改性劑成分及改性方法，其特征在于，清洗采用高壓水槍或高壓氣流對待滲工件表面沖洗5-15min，清洗完成后采用金相砂紙將工件表面打磨至粗糙度ra小于0.8μm，并用質(zhì)量濃度為0.5％的鹽酸及氫氟酸清洗待滲工件表面10-30s，完成后依次用去離子水、酒精沖洗干凈并烘干。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲鉻涂層的改性劑成分及改性方法，其特征在于，按比例稱量滲源、填充劑、改性劑、活化劑和催滲劑并配置固相組分；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲鉻涂層的改性劑成分及改性方法，其特征在于，將待滲工件置于固相滲劑粉末中間，相鄰待滲工件間距不小于10cm布置，且將待滲工件置于固相滲劑一并置于包埋滲槽中；熱處理溫度為1000-1150℃、保溫時間為1-5h。

技術(shù)總結(jié)
本公開的實施例提供一種滲鉻涂層的改性劑成分及改性方法，包括：對待滲工件進行表面清洗、打磨、酸洗處理，并用去離子水、酒精清洗后烘干備用；按比例稱量、配制固相組分，經(jīng)球磨后制得不同比例固相滲劑備用；將待滲工件與固相滲劑一并置于包埋滲槽中，并置于真空加熱爐中進行熱處理，且待保溫結(jié)束后冷卻至室溫取出。本發(fā)明中滲鉻涂層的改性劑成分、改性方法，所制備滲層組織結(jié)構(gòu)均勻、厚度適中、Cr原子擴散充分，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,雷中輝,魯金濤,趙興龍,趙文瑋,宋友亞,胡新元,張醒興,周德勝,袁勇
受保護的技術(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