CN104372204A - 一种高强度支架用稀土元素涂层及其处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度支架用稀土元素涂层及其处理工艺，稀土元素涂层按重量百分比化学成分为：Re：0.8～3.0％，Ni：50～53％，Cr：19～31％，Si：1.7～5.4％，S：0.5～0.8％，C：0.6～2.5％，Mn：1.5～9%，复合稀土：0.8～1.5%，余量为Fe；复合稀土按重量百分比包含以下组分：Y：13～15%，Sc：9～11%，Gd：4～6%，Sm：6～6.5%，Ce：13～16%，Pr：12～19%，余量为La；本发明所设计的高强度支架用稀土元素涂层及其处理工艺，能够解决现有锅炉管支架耐腐蚀性能及强度不佳，使用寿命短的问题，同时具有镀层光滑，生产无污染，表面质量稳定等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度支架用稀土元素涂层及其处理工艺。
背景技术
目前，在现有的技术条件中，使用锅炉管支架的时候，使用的环境极其恶劣，很多情况下存在腐蚀性气体或液体，很容易导致锅炉管支架被腐蚀，生锈，大大降低了锅炉管支架的使用寿命，而且造成了一定的安全隐患，在锅炉管的使用期限内，锅炉管支架需要更换两次以上；这样不仅造成了大量的浪费，而且更换锅炉管支架所需的时间及随之带来的对工程项目影响及资源费用的浪费十分惊人；因此，如何提高锅炉管支架防腐蚀性能、强度和使用寿命就成为急需解决的关键问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种高强度支架用稀土元素涂层及其处理工艺，能够解决现有锅炉管支架耐腐蚀性能及强度不佳，使用寿命短的问题，同时具有镀层光滑，生产无污染，表面质量稳定等优点。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种高强度支架用稀土元素涂层，稀土元素涂层按重量百分比化学成分为：Re：0.8～3.0％，Ni：50 ～53％，Cr：19～31％，Si：1.7～5.4％，S：0.5～0.8％，C：0.6～2.5％，Mn：1.5～9%，复合稀土：0.8～1.5%，余量为Fe；复合稀土按重量百分比包含以下组分：Y：13～15%，Sc：9～11%，Gd：4～6%，Sm：6～6.5%，Ce：13～16%，Pr：12～19%，余量为La。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，前述的高强度支架用稀土元素涂层，稀土元素涂层按重量百分比化学成分为：Re：3.0％，Ni：53％，Cr：31％，Si：5.4％，S：0.8％，C：2.5％，Mn：9%，复合稀土：1.5%，余量为Fe；复合稀土按重量百分比包含以下组分：Y：15%，Sc：11%，Gd：6%，Sm：6.5%，Ce：16%，Pr：19%，余量为La。
前述的高强度支架用稀土元素涂层，稀土元素涂层按重量百分比化学成分为：Re：2.0％、Ni：52％、Cr：25％、Si：3.5％、S：0.7％、C：1.5％、Mn：5.5%，复合稀土：1.2%，余量为Fe；复合稀土按重量百分比包含以下组分：Y：14%，Sc：10%，Gd：5%，Sm：6.3%，Ce：15%，Pr：14%，余量为La。
本发明还设计了一种高强度支架用稀土元素涂层的处理工艺，包括如下步骤：
步骤（1）：在电弧炉冶炼过程中，先将炉温升至450-550℃后加入支架坯料，然后加热至1400-1450℃，保温1-2h；
步骤（2）：将支架坯料通过热处理炉加热至900～1000℃，保温12-25秒，全程吹氮气搅拌，以得到表面洁净的支架半成品；用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为1520～1530℃，真空度48-50帕，抽气时间在4-6h；
通过冷却工序将支架半成品快速度冷却到400-500℃，然后在淬火装置内用水或淬火液冷却至80℃以下，然后经过回火加热炉加热到700-1000℃回火，然后将支架半成品快冷却到室温；
步骤（3）：按照比例配置稀土元素涂层材料；
步骤（4）：第一次喷涂稀土元素涂层，将钢丝送入第一热喷涂设备中，稀土元素通过喷枪均匀的喷涂在支架半成品表面，且喷涂的厚度为0.04～0.06mm；然后进入加热炉迅速加热到1000～1100℃，保温45～50秒，然后采用第一冷却工序冷却到300-400℃，然后进入淬火装置内用水或淬火液冷却至30℃以下，保温10-15秒；
步骤（5）：第二次喷涂稀土元素涂层：将钢丝送入第二热喷涂设备中，稀土元素末通过喷枪均匀的喷涂在支架半成品表面，且喷涂的厚度为0.05～0.09mm ；然后进入加热炉迅速加热到1100～1200℃，保温35～45 秒，然后采用第二冷却工序冷却到室温。
进一步的，前述的高强度支架用稀土元素涂层的处理工艺：
步骤（4）中第一冷却工艺具体为：用水冷以12-15℃/s的速度冷却到300-400℃；
步骤（4）中第二冷却工艺具体为：用油冷以13-15℃/s的速度冷却至室温。
前述的高强度支架用稀土元素涂层的处理工艺：
步骤（4）中第一次喷涂稀土元素涂层，将钢丝送入第一热喷涂设备中，稀土元素通过喷枪均匀的喷涂在支架半成品表面，且喷涂的厚度为0.05mm；然后进入加热炉迅速加热到1050℃，保温48秒，然后采用第一冷却工序冷却到350℃，然后进入淬火装置内用水或淬火液冷却至20℃，保温11秒。
前述的高强度支架用稀土元素涂层的处理工艺：
步骤（5）中第二次喷涂稀土元素涂层：将钢丝送入第二热喷涂设备中，稀土元素末通过喷枪均匀的喷涂在支架半成品表面，且喷涂的厚度为0.07mm ；然后进入加热炉迅速加热到1150℃，保温38秒，然后采用第二冷却工序冷却到室温。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种高强度支架用稀土元素涂层，稀土元素涂层按重量百分比化学成分为：Re：3.0％，Ni：53％，Cr：31％，Si：5.4％，S：0.8％，C：2.5％，Mn：9%，复合稀土：1.5%，余量为Fe；复合稀土按重量百分比包含以下组分：Y：15%，Sc：11%，Gd：6%，Sm：6.5%，Ce：16%，Pr：19%，余量为La；
该稀土元素涂层的处理工艺，包括如下步骤：
步骤（1）：在电弧炉冶炼过程中，先将炉温升至450-550℃后加入支架坯料，然后加热至1400-1450℃，保温1-2h；
步骤（2）：将支架坯料通过热处理炉加热至900～1000℃，保温12-25秒，全程吹氮气搅拌，以得到表面洁净的支架半成品；用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为1520～1530℃，真空度48-50帕，抽气时间在4-6h；
通过冷却工序将支架半成品快速度冷却到400-500℃，然后在淬火装置内用水或淬火液冷却至80℃以下，然后经过回火加热炉加热到700-1000℃回火，然后将支架半成品快冷却到室温；
步骤（3）：按照比例配置稀土元素涂层材料；
步骤（4）：第一次喷涂稀土元素涂层，将钢丝送入第一热喷涂设备中，稀土元素通过喷枪均匀的喷涂在支架半成品表面，且喷涂的厚度为0.05mm；然后进入加热炉迅速加热到1050℃，保温48秒，然后采用第一冷却工序冷却到350℃，然后进入淬火装置内用水或淬火液冷却至20℃，保温11秒；
步骤（5）：第二次喷涂稀土元素涂层：将钢丝送入第二热喷涂设备中，稀土元素末通过喷枪均匀的喷涂在支架半成品表面，且喷涂的厚度为0.07mm ；然后进入加热炉迅速加热到1150℃，保温38秒，然后采用第二冷却工序冷却到室温。
实施例2
本实施例提供的一种高强度支架用稀土元素涂层，稀土元素涂层按重量百分比化学成分为：Re：2.0％、Ni：52％、Cr：25％、Si：3.5％、S：0.7％、C：1.5％、Mn：5.5%，复合稀土：1.2%，余量为Fe；复合稀土按重量百分比包含以下组分：Y：14%，Sc：10%，Gd：5%，Sm：6.3%，Ce：15%，Pr：14%，余量为La；
该稀土元素涂层的处理工艺，包括如下步骤：
步骤（1）：在电弧炉冶炼过程中，先将炉温升至450-550℃后加入支架坯料，然后加热至1400-1450℃，保温1-2h；
步骤（2）：将支架坯料通过热处理炉加热至900～1000℃，保温12-25秒，全程吹氮气搅拌，以得到表面洁净的支架半成品；用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为1520～1530℃，真空度48-50帕，抽气时间在4-6h；
通过冷却工序将支架半成品快速度冷却到400-500℃，然后在淬火装置内用水或淬火液冷却至80℃以下，然后经过回火加热炉加热到700-1000℃回火，然后将支架半成品快冷却到室温；
步骤（3）：按照比例配置稀土元素涂层材料；
步骤（4）：第一次喷涂稀土元素涂层，将钢丝送入第一热喷涂设备中，稀土元素通过喷枪均匀的喷涂在支架半成品表面，且喷涂的厚度为0.05mm；然后进入加热炉迅速加热到1050℃，保温48秒，用水冷以12-15℃/s的速度冷却到300-400℃，然后进入淬火装置内用水或淬火液冷却至20℃，保温11秒；
步骤（5）：第二次喷涂稀土元素涂层：将钢丝送入第二热喷涂设备中，稀土元素末通过喷枪均匀的喷涂在支架半成品表面，且喷涂的厚度为0.07mm ；然后进入加热炉迅速加热到1150℃，保温38秒，用油冷以13-15℃/s的速度冷却至室温。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高强度支架用稀土元素涂层，其特征在于：所述稀土元素涂层按重量百分比化学成分为：Re：0.8～3.0％，Ni：50 ～53％，Cr：19～31％，Si：1.7～5.4％，S：0.5～0.8％，C：0.6～2.5％，Mn：1.5～9%，复合稀土：0.8～1.5%，余量为Fe；所述复合稀土按重量百分比包含以下组分：Y：13～15%，Sc：9～11%，Gd：4～6%，Sm：6～6.5%，Ce：13～16%，Pr：12～19%，余量为La。
2.根据权利要求1所述的高强度支架用稀土元素涂层，其特征在于：所述稀土元素涂层按重量百分比化学成分为：Re：3.0％，Ni：53％，Cr：31％，Si：5.4％，S：0.8％，C：2.5％，Mn：9%，复合稀土：1.5%，余量为Fe；复合稀土按重量百分比包含以下组分：Y：15%，Sc：11%，Gd：6%，Sm：6.5%，Ce：16%，Pr：19%，余量为La。
3.根据权利要求1所述的高强度支架用稀土元素涂层，其特征在于：所述稀土元素涂层按重量百分比化学成分为：Re：2.0％、Ni：52％、Cr：25％、Si：3.5％、S：0.7％、C：1.5％、Mn：5.5%，复合稀土：1.2%，余量为Fe；复合稀土按重量百分比包含以下组分：Y：14%，Sc：10%，Gd：5%，Sm：6.3%，Ce：15%，Pr：14%，余量为La。
4.一种高强度支架用稀土元素涂层的处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1）：在电弧炉冶炼过程中，先将炉温升至450-550℃后加入支架坯料，然后加热至1400-1450℃，保温1-2h；
步骤（2）：将支架坯料通过热处理炉加热至900～1000℃，保温12-25秒，全程吹氮气搅拌，以得到表面洁净的支架半成品；用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为1520～1530℃，真空度48-50帕，抽气时间在4-6h；
通过冷却工序将支架半成品快速度冷却到400-500℃，然后在淬火装置内用水或淬火液冷却至80℃以下，然后经过回火加热炉加热到700-1000℃回火，然后将支架半成品快冷却到室温；
步骤（3）：按照比例配置稀土元素涂层材料；
步骤（4）：第一次喷涂稀土元素涂层，将钢丝送入第一热喷涂设备中，稀土元素通过喷枪均匀的喷涂在支架半成品表面，且喷涂的厚度为0.04～0.06mm；然后进入加热炉迅速加热到1000～1100℃，保温45～50秒，然后采用第一冷却工序冷却到300-400℃，然后进入淬火装置内用水或淬火液冷却至30℃以下，保温10-15秒；
步骤（5）：第二次喷涂稀土元素涂层：将钢丝送入第二热喷涂设备中，稀土元素末通过喷枪均匀的喷涂在支架半成品表面，且喷涂的厚度为0.05～0.09mm ；然后进入加热炉迅速加热到1100～1200℃，保温35～45 秒，然后采用第二冷却工序冷却到室温。
5.根据权利要求4所述的高强度支架用稀土元素涂层的处理工艺，其特征在于，
步骤（4）中所述第一冷却工艺具体为：用水冷以12-15℃/s的速度冷却到300-400℃；
步骤（4）中第二冷却工艺具体为：用油冷以13-15℃/s的速度冷却至室温。
6.根据权利要求4所述的高强度支架用稀土元素涂层的处理工艺，其特征在于，
步骤（4）中第一次喷涂稀土元素涂层，将钢丝送入第一热喷涂设备中，稀土元素通过喷枪均匀的喷涂在支架半成品表面，且喷涂的厚度为0.05mm；然后进入加热炉迅速加热到1050℃，保温48秒，然后采用第一冷却工序冷却到350℃，然后进入淬火装置内用水或淬火液冷却至20℃，保温11秒。
7.根据权利要求4所述的高强度支架用稀土元素涂层的处理工艺，其特征在于，
步骤（5）中第二次喷涂稀土元素涂层：将钢丝送入第二热喷涂设备中，稀土元素末通过喷枪均匀的喷涂在支架半成品表面，且喷涂的厚度为0.07mm ；然后进入加热炉迅速加热到1150℃，保温38秒，然后采用第二冷却工序冷却到室温。
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