本發(fā)明屬于材料表面合金化及涂層制備，具體涉及一種稀土元素改性的鋁化物涂層的制備方法。

背景技術(shù)：

1、以電力行業(yè)為例，通流部件內(nèi)壁因氧化皮問(wèn)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(guò)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。

2、目前最常見的抗腐蝕技術(shù)就是合金表面滲耐蝕性金屬技術(shù)，如滲al、si、鉻等；滲al具有優(yōu)異的抗高溫氧化性能，鋁氧化物具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠有效抵抗化學(xué)腐蝕和氧化腐蝕，延長(zhǎng)涂層和基材的使用壽命；但鋁化物涂層對(duì)基材表面的處理和準(zhǔn)備要求嚴(yán)格，需要保證良好的附著力和表面質(zhì)量，否則容易導(dǎo)致涂層剝落或性能下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題之一，提供一種稀土元素改性的鋁化物涂層的方法。

2、本發(fā)明提出一種稀土元素改性的鋁化物涂層的制備方法，所述制備方法包括：

3、按比例稱取各固相滲劑組分，經(jīng)攪拌、濕法球磨、烘干后得到料漿固相組分；按比例稱量各液相組分，經(jīng)攪拌后得到料漿液相組分；其中，所述固相滲劑組分包括滲源、填充劑、活化劑、催滲劑，所述滲源為nb、al粉體；所述液相組分包括粘結(jié)劑、固化劑和催化劑；

4、將所述料漿固相組分和所述料漿液相組分混合，經(jīng)恒溫水浴攪拌后制得涂覆漿料；

5、對(duì)待滲工件進(jìn)行噴砂、高壓沖洗、超聲清洗處理，隨后將涂覆漿料均勻噴涂至待滲工件表面，涂覆完成后對(duì)待滲工件進(jìn)行梯度烘干、固化處理；

6、將涂覆層固化后的工件置于惰性氣氛下進(jìn)行燒結(jié)處理后，迅速取出并置于75-85℃的水中進(jìn)行淬火處理，冷卻后得到鋁化物抗氧化涂層，并進(jìn)行涂覆殘?jiān)幚怼?/p>

7、可選地，在所述鹽浴固相滲劑組分中，在所述固相滲劑組分中，所述填充劑為al2o3、所述活化劑為nh4cl、所述催滲劑為la2o3。

8、可選地，所述固相滲劑組分包括：

9、50-80％的al；

10、5-30％的nb；

11、2-20％的al2o3；

12、1-5％的nh4cl；

13、1-5％的la2o3。

14、可選地，所述粘結(jié)劑為水玻璃，所述固化劑為mgo，所述催化劑為cro3。

15、可選地，所述液相組分包括：

16、35-65％的水玻璃；

17、25-35％的mgo溶液；

18、10-30％的cro3溶液。

19、可選地，所述料漿固相組分和所述料漿液相組分的固液比例為10:(1-5)g/ml。

20、可選地，所述固相滲劑組分在轉(zhuǎn)速為350-400r/min的條件下，濕法球磨6-24h，烘干后得到料漿固相組分。

21、可選地，涂覆漿料噴涂的壓力為0.5-2mpa、涂覆層厚度為0.1-1mm。

22、可選地，將涂覆有料漿的金屬工件在60-85℃下預(yù)烘干5-30min，然后在100-160℃下烘干30-60min，最后在300-450℃下中溫固化24-48h。

23、可選地，所述燒結(jié)處理的溫度為980-1150℃，時(shí)間為8-15min、惰性氣體為ar或n2。

24、本發(fā)明提出一種稀土元素改性的鋁化物涂層的制備方法，所述制備方法包括：按比例稱取各固相滲劑組分，經(jīng)攪拌、濕法球磨、烘干后得到料漿固相組分；按比例稱量各液相組分，經(jīng)攪拌后得到料漿液相組分；將上述固/液相組分混合，經(jīng)恒溫水浴攪拌后制得涂覆漿料；其中，所述固相滲劑組分包括滲源、填充劑、活化劑、催滲劑，所述滲源為nb、al粉體；所述液相組分包括粘結(jié)劑、固化劑和催化劑；對(duì)待滲工件進(jìn)行噴砂、高壓沖洗、超聲清洗處理，隨后將漿料均勻噴涂至待滲工件表面，涂覆完成后對(duì)待滲工件進(jìn)行梯度烘干、固化處理；將涂覆層固化后的工件置于惰性氣氛下進(jìn)行燒結(jié)處理后，迅速取出并置于75-85℃的水中進(jìn)行淬火處理，冷卻后得到鋁化物抗氧化涂層，并進(jìn)行涂覆殘?jiān)幚?。本發(fā)明采用料漿法沉積的鋁化物抗氧化涂層層組織結(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(zhǎng)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)特征：

1.一種稀土元素改性的鋁化物涂層的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述填充劑為al2o3、所述活化劑為nh4cl、所述催滲劑為la2o3。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述固相滲劑組分包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為水玻璃，所述固化劑為mgo，所述催化劑為cro3。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述液相組分包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述料漿固相組分和所述料漿液相組分的固液比例為10:(1-5)g/ml。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述固相滲劑組分在轉(zhuǎn)速為350-400r/min的條件下，濕法球磨6-24h，烘干后得到料漿固相組分。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，涂覆漿料噴涂的壓力為0.5-2mpa、涂覆層厚度為0.1-1mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，將涂覆有料漿的金屬工件在60-85℃下預(yù)烘干5-30min，然后在100-160℃下烘干30-60min，最后在300-450℃下中溫固化24-48h。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)處理的溫度為980-1150℃，時(shí)間為8-15min、惰性氣體為ar或n2。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種稀土元素改性的鋁化物涂層的制備方法，屬于材料表面合金化及涂層制備技術(shù)領(lǐng)域。制備方法包括：稱取各固相滲劑組分，經(jīng)攪拌、濕法球磨、烘干后得到料漿固相組分；稱量各液相組分，經(jīng)攪拌后得到料漿液相組分；將上述固/液相組分混合，經(jīng)恒溫水浴攪拌后制得涂覆漿料；對(duì)待鍍工件進(jìn)行噴砂、高壓沖洗、超聲清洗處理，將涂覆漿料均勻噴涂至工件表面，對(duì)待滲工件進(jìn)行梯度烘干、固化處理；將涂覆層固化后的工件置于惰性氣氛下進(jìn)行燒結(jié)處理，取出并置于水中進(jìn)行淬火處理，得到鋁化物抗氧化涂層。本發(fā)明的滲層組織結(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，具有極好的工業(yè)批量化生產(chǎn)效益。

技術(shù)研發(fā)人員：趙文瑋,宋友亞,胡新元,雷中輝,張醒興,黃思源,周文正,黃錦陽(yáng),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