本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水輪機(jī)葉片防腐蝕防磨蝕方法。

背景技術(shù)：

磨損磨蝕現(xiàn)象在水利、水電、機(jī)械、紡織和冶金等許多行業(yè)中都普遍存在，并且非常嚴(yán)重，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)可現(xiàn)。我國(guó)在該方面的開支非常龐大，尤其是水利、水電部門更為突出。這是因?yàn)槲覈?guó)河流含沙量大，全過每年運(yùn)輸沙量超過1000萬(wàn)噸的河流達(dá)115條，據(jù)世界首位。2001年有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明Ml，全國(guó)水電站總裝機(jī)容量為80.05GW，總發(fā)電量為2184.5億kW/h，其中1056億kW h位于西北、西南和華北等河流含沙量大的地區(qū)，這些地區(qū)的水輪機(jī)部件不僅受到高速水流的沖刷、磨蝕及機(jī)械力的作用，而且還受到水流中夾雜的泥沙等介質(zhì)的磨損、磨蝕破壞，故材料的耗損非常嚴(yán)重。另外，在中南、華東地區(qū)的水電站，雖然水輪機(jī)部件因河流含沙量少而受泥沙磨損損失小，但是水流的氣蝕現(xiàn)象在深水處對(duì)水輪機(jī)葉輪材料的破壞則相當(dāng)嚴(yán)重。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，一個(gè)大型電站每年用于更換、修補(bǔ)水利機(jī)械的費(fèi)用達(dá)百萬(wàn)余元，因此，解決水力機(jī)械磨損、磨蝕問題，十分必要。

一種最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法就是在水輪機(jī)的葉片及機(jī)軸上涂覆高耐磨高耐蝕涂層，而耐磨耐腐蝕金屬涂層由于其涂覆工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)且效果明顯，已深受人們的青睞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種水輪機(jī)葉片防腐蝕防磨蝕方法，能夠使水輪機(jī)葉片抗磨蝕并抗腐蝕。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種水輪機(jī)葉片防腐蝕防磨蝕方法，其包括：

(1)在葉片表面進(jìn)行噴砂粗化；

(2)用丙酮和乙醇清洗粗化葉片表面并干燥；

(3)按照硬質(zhì)SiC陶瓷顆粒占20-45wt％、Si₃N₄納米顆粒占5-15wt％、NiCrMoSiB粉末合金余量的配比，制成漿料，將所述漿料均勻涂抹在葉片表面，90-130℃下干燥；

(4)采用丙烷氣體為燃料，高壓氧氣為助燃?xì)怏w，氮?dú)鉃樗头蹥猓瑢?duì)葉片表面進(jìn)行超音速火焰噴涂，噴涂時(shí)，丙烷壓力為0.55-0.7MPa，流量為20-30L/min，氧氣壓力為0.65-0.7MPa，流量為180-200L/min，氮?dú)鈮毫?.85-1MPa，流量為18-30L/min，噴涂厚度為700μm-2mm，得到熔覆于葉片表面的SiC-Si₃N₄-NiCrMoSiB耐磨涂層。

本發(fā)明所述的NiCrMoSiB粉末合金，其組成按重量百分含量包括Cr10-15％，Ni 3-7％，Mo 2-6％，Si 1-5％，B 2-4％，余量Ni。

優(yōu)選的，SiC陶瓷顆粒占30-40wt％，進(jìn)一步優(yōu)選35wt％。

本發(fā)明制備得到的耐磨涂層，去與基體形成冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度大于600MPa，覆層為組織均勻、致密無(wú)孔的鑄態(tài)結(jié)晶組織，其覆層硬度高達(dá)80洛氏硬度以上，使用壽命相較于不含覆層的葉片延長(zhǎng)6-7倍以上，抗氣蝕能力提高10倍以上。

本發(fā)明制備得到的SiC-Si₃N₄-NiCrMoSiB耐磨涂層，其具備陶瓷涂層的優(yōu)點(diǎn)，不僅抗磨蝕，還抗腐蝕。經(jīng)在泥沙河流中試用1個(gè)月，未發(fā)現(xiàn)明顯的磨蝕和腐蝕痕跡。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

一種水輪機(jī)葉片防腐蝕防磨蝕方法，其包括：

(1)在葉片表面進(jìn)行噴砂粗化；

(2)用丙酮和乙醇清洗粗化葉片表面并干燥；

(3)按照硬質(zhì)SiC陶瓷顆粒占20wt％、Si₃N₄納米顆粒占5wt％、NiCrMoSiB粉末合金余量的配比，制成漿料，將所述漿料均勻涂抹在葉片表面，90℃下干燥；

(4)采用丙烷氣體為燃料，高壓氧氣為助燃?xì)怏w，氮?dú)鉃樗头蹥猓瑢?duì)葉片表面進(jìn)行超音速火焰噴涂，噴涂時(shí)，丙烷壓力為0.55MPa，流量為20L/min，氧氣壓力為0.65MPa，流量為180L/min，氮?dú)鈮毫?.85MPa，流量為18L/min，噴涂厚度為700μm，得到熔覆于葉片表面的SiC-Si₃N₄-NiCrMoSiB耐磨涂層。

實(shí)施例2

一種水輪機(jī)葉片防腐蝕防磨蝕方法，其包括：

(1)在葉片表面進(jìn)行噴砂粗化；

(2)用丙酮和乙醇清洗粗化葉片表面并干燥；

(3)按照硬質(zhì)SiC陶瓷顆粒占45wt％、Si₃N₄納米顆粒占15wt％、NiCrMoSiB粉末合金余量的配比，制成漿料，將所述漿料均勻涂抹在葉片表面，130℃下干燥；

(4)采用丙烷氣體為燃料，高壓氧氣為助燃?xì)怏w，氮?dú)鉃樗头蹥?，?duì)葉片表面進(jìn)行超音速火焰噴涂，噴涂時(shí)，丙烷壓力為0.7MPa，流量為30L/min，氧氣壓力為0.7MPa，流量為200L/min，氮?dú)鈮毫?MPa，流量為30L/min，噴涂厚度為2mm，得到熔覆于葉片表面的SiC-Si₃N₄-NiCrMoSiB耐磨涂層。

實(shí)施例3

一種水輪機(jī)葉片防腐蝕防磨蝕方法，其包括：

(1)在葉片表面進(jìn)行噴砂粗化；

(2)用丙酮和乙醇清洗粗化葉片表面并干燥；

(3)按照硬質(zhì)SiC陶瓷顆粒占35wt％、Si₃N₄納米顆粒占10wt％、NiCrMoSiB粉末合金余量的配比，制成漿料，將所述漿料均勻涂抹在葉片表面，100℃下干燥；

(4)采用丙烷氣體為燃料，高壓氧氣為助燃?xì)怏w，氮?dú)鉃樗头蹥猓瑢?duì)葉片表面進(jìn)行超音速火焰噴涂，噴涂時(shí)，丙烷壓力為0.6MPa，流量為25L/min，氧氣壓力為0.67MPa，流量為190L/min，氮?dú)鈮毫?.95MPa，流量為25L/min，噴涂厚度為1mm，得到熔覆于葉片表面的SiC-Si₃N₄-NiCrMoSiB耐磨涂層。

實(shí)施例1-3制備得到的水輪機(jī)葉片，經(jīng)在泥沙河流中試用1個(gè)月，未發(fā)現(xiàn)明顯的磨蝕和腐蝕痕跡。