本發(fā)明屬于表面防腐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫腐蝕涂料及其制備方法以及耐高溫腐蝕涂層及其制備方法。

背景技術(shù)：

腐蝕影響范圍廣泛，給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。20世紀(jì)50年代前腐蝕的定義只局限于金屬腐蝕。從50年代以后，許多權(quán)威的腐蝕學(xué)者或研究機(jī)構(gòu)傾向于把腐蝕的定義擴(kuò)大到所有的材料。但通常還是指金屬的損壞。因?yàn)榻饘偌捌浜辖鹬两袢匀皇亲钪匾慕Y(jié)構(gòu)材料，所以金屬腐蝕還是最引人注意的問題之一。腐蝕給合金材料造成的直接損失巨大，并且腐蝕的巨大危害不僅體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)損失上，它還會帶來慘重的人員傷亡、環(huán)境污染、資源浪費(fèi)、阻礙新技術(shù)的發(fā)展、促進(jìn)自然資源的損耗。

科研工作者在材料耐腐蝕方面進(jìn)行了大量研究，但是多對常規(guī)環(huán)境下的耐腐蝕性能進(jìn)行了改進(jìn)。

超臨界火電機(jī)組以其高發(fā)電效率、有效降低燃煤用量和溫室氣體的排放的優(yōu)勢，目前已成為各國首選的火力發(fā)電機(jī)組。但是，超臨界火電機(jī)組所處環(huán)境惡略，煙氣側(cè)的煤灰(主要成分為na2so4)沉積在管表面，熔鹽的存在會加速腐蝕的進(jìn)行，煤的含硫量高時(shí)，受熱面外部沉積物的化學(xué)構(gòu)成更易于促成高溫腐蝕的發(fā)生。受熱面管壁外部長期遭受含有大量未燃盡煤粉火焰的沖刷，使硫化亞鐵(fes2)隨煤粉顆粒或灰份粘附在管壁上，經(jīng)爐內(nèi)催化形成的原子s和so3會使受熱面產(chǎn)生高溫腐蝕；不可燃硫在高溫下生成硫酸鹽混入灰分中熔敷于管壁表面，導(dǎo)致管壁有效厚度減薄，有效承載能力下降，使基體不再具有所要求的各種良好的高溫機(jī)械性能。在超超臨界環(huán)境下鍋爐的熱腐蝕是導(dǎo)致機(jī)組部件失效的主要因素之一，尤其是過熱器和再熱器管道的煙氣側(cè)的熱腐蝕。由此可見，火電站鍋爐中部件表面高溫腐蝕問題限制超臨界火電機(jī)組的有效運(yùn)行，影響超臨界火電機(jī)組的廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫腐蝕涂料及其制備方法以及耐高溫腐蝕涂層及其制備方法，本發(fā)明提供的耐高溫腐蝕涂料能夠確保涂層在高溫含硫條件下，耐腐蝕性良好。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種耐高溫腐蝕涂料，包括鉻、鎳和金屬陶瓷粉，所述金屬陶瓷粉為表面包覆金屬粉的陶瓷粉；所述陶瓷粉包括cr3c2和ceo2，所述金屬粉包括鋁和鈦。

優(yōu)選的，所述陶瓷粉和金屬粉的質(zhì)量比為(1～2)：1。

優(yōu)選的，所述陶瓷粉中cr3c2和ceo2的質(zhì)量比為(3～5)：1；所述cr3c2的粒徑為0.5～10μm，所述ceo2的粒徑為5～30nm。

優(yōu)選的，所述金屬粉中鋁和鈦的質(zhì)量比為(2～4)：1；所述鋁的粒徑為1～3μm，所述鈦的粒徑為1～3μm。

優(yōu)選的，所述鉻、鎳和金屬陶瓷粉的質(zhì)量比為(45～56)：(30～41)：(12～18)。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的耐高溫腐蝕涂料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將陶瓷粉與金屬粉混合，進(jìn)行高能球磨，得到金屬陶瓷粉；

(2)將鉻、鎳和所述步驟(1)得到的金屬陶瓷粉混合，得到耐高溫腐蝕涂料。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中高能球磨的時(shí)間為3～6h，所述高能球磨的轉(zhuǎn)速為300～400r/min，所述高能球磨的球料比為(25～35)：1。

本發(fā)明還提供了一種耐高溫腐蝕涂層的制備方法，包括：將上述技術(shù)方案所述的耐高溫腐蝕涂料在基體表面經(jīng)超音速噴涂得到耐高溫腐蝕涂層。

本發(fā)明提供了上述耐高溫腐蝕涂層制備方法得到的耐高溫腐蝕涂層。

優(yōu)選的，所述耐高溫腐蝕涂層包括以下質(zhì)量百分含量的組分：鉻45～56％，鎳30～41％，鈦0.8～2.0％，鋁3.0～6.0％，碳化鉻5.0～8.5％和氧化鈰1.0～2.0％。

本發(fā)明提供了耐高溫腐蝕涂料，包括鉻、鎳和金屬陶瓷粉，所述金屬陶瓷粉為表面包覆金屬粉的陶瓷粉；所述陶瓷粉包括cr3c2和ceo2，所述金屬粉包括鋁和鈦。本發(fā)明以表面包裹鋁和鈦的陶瓷粉，有效降低涂料在熱噴涂過程中cr3c2的分解，并且鈦和鋁熔點(diǎn)低，低熔點(diǎn)鋁和鈦包裹在cr3c2和ceo2表面，在噴涂過程中有助于提高涂層的致密性；cr3c2和ceo2表質(zhì)硬，有助于提高涂層的耐煙氣沖蝕性能。實(shí)施例的結(jié)果表明，本發(fā)明制備方法得到的耐高溫腐蝕涂層在高溫含硫條件下經(jīng)1000h長時(shí)間腐蝕測試，仍無明顯腐蝕，表面狀態(tài)良好，無脫落現(xiàn)象。

進(jìn)一步的，本發(fā)明以粒徑為5～30nm的ceo2與粒徑為0.5～10μm的cr3c2混合，納米ceo2的存在起到了增加表面氧化產(chǎn)物的附著力，同時(shí)有助于促進(jìn)cr3c2顆粒在涂層中的分散均勻性，進(jìn)而加強(qiáng)陶瓷粉彌散強(qiáng)化效果，提高涂層硬度。

本發(fā)明提供了耐高溫腐蝕涂料的制備方法，首先將包括cr3c2和ceo2的陶瓷粉與包括鈦和鋁的金屬粉混合，進(jìn)行高能球磨，得到金屬陶瓷粉后與鉻、鎳混合，即得到耐高溫腐蝕的涂料。本發(fā)明采用高能球磨實(shí)現(xiàn)金屬對陶瓷的包覆，進(jìn)而通過鋁和鈦的包裹，有效降低熱噴涂過程中cr3c2的分解，并且鈦和鋁熔點(diǎn)低，低熔點(diǎn)鋁和鈦包裹在cr3c2和ceo2表面，在噴涂過程中有助于提高涂層的致密性；cr3c2和ceo2表質(zhì)硬，有助于提高涂層的耐煙氣沖蝕性能。

本發(fā)明還提供了耐高溫腐蝕涂層及其耐高溫腐蝕涂層的制備方法。本發(fā)明將耐高溫腐蝕涂料在基體表面經(jīng)超音速噴涂得到耐高溫腐蝕涂層。本發(fā)明采用超音速噴涂耐高溫腐蝕涂料，使得到的涂層孔隙率小，有助于提高涂層的致密性，促進(jìn)涂料耐高溫腐蝕性能的發(fā)揮，進(jìn)而提高涂層的耐腐蝕性。本發(fā)明提供的耐高溫腐蝕涂層對高溫含硫的超臨界工況條件下的防護(hù)效果良好，有助于延長鍋爐的使用壽命，進(jìn)而節(jié)省生產(chǎn)成本。

另外的，在噴涂耐高溫腐蝕涂層前打底層的噴涂有助于加強(qiáng)耐高溫腐蝕涂層與基體的結(jié)合力，結(jié)合硬質(zhì)相ceo2和cr3c2的存在所確保的高結(jié)合力及高硬度特性，結(jié)合強(qiáng)度不低于50mpa，硬度達(dá)到hrc60，進(jìn)而使得耐高溫腐蝕涂層的耐煤灰沖蝕性能也得到了明顯的提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到復(fù)合涂層的sem形貌圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的復(fù)合涂層的sem形貌圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的復(fù)合涂層的sem形貌圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的復(fù)合涂層的sem形貌圖

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的復(fù)合涂層經(jīng)過1000h熱腐蝕后的sem截面形貌；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的復(fù)合涂層經(jīng)過1000h熱腐蝕后的sem截面形貌。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的復(fù)合涂層經(jīng)過1000h熱腐蝕后的sem截面形貌。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例4制備得到的復(fù)合涂層經(jīng)過1000h熱腐蝕后的sem截面形貌。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了耐高溫腐蝕涂料，包括鉻、鎳和金屬陶瓷粉，所述金屬陶瓷粉為表面包覆金屬粉的陶瓷粉；所述陶瓷粉包括cr3c2和ceo2，所述金屬粉包括鋁和鈦。

在本發(fā)明中，所述金屬陶瓷粉為表面包覆金屬粉的陶瓷粉。在本發(fā)明中，所述金屬粉包括鋁和鈦。在本發(fā)明中，所述金屬陶瓷粉包括表面包覆鈦的陶瓷粉、表面包覆鋁的陶瓷粉和表面同時(shí)包覆鈦和鋁的陶瓷粉。

在本發(fā)明中，所述陶瓷粉和金屬粉的質(zhì)量比優(yōu)選為(1～2)：1，進(jìn)一步優(yōu)選為(1.2～1.8)：1，更優(yōu)選為1.5:1。

在本發(fā)明中，所述陶瓷粉優(yōu)選包括cr3c2和ceo2；所述陶瓷粉中cr3c2和ceo2的質(zhì)量比優(yōu)選為(3～5)：1，進(jìn)一步優(yōu)選為(3.5～4.5)：1，更優(yōu)選為4:1；所述cr3c2的粒徑優(yōu)選為0.5～10μm，進(jìn)一步優(yōu)選為1～8μm，更優(yōu)選為2～5μm；所述ceo2的粒徑優(yōu)選為5～30nm，進(jìn)一步優(yōu)選為6～25nm，更優(yōu)選為7～20nm，最優(yōu)選為10nm。本發(fā)明對所述cr3c2和ceo2的來源沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的即可。

在本發(fā)明中，所述金屬粉包括鋁和鈦；所述金屬粉中鋁和鈦的質(zhì)量比優(yōu)選為(2～4)：1，進(jìn)一步優(yōu)選為(2.5～3.5)：1，更優(yōu)選為3:1；所述鋁的粒徑優(yōu)選為1～3μm，進(jìn)一步優(yōu)選為1.5～2.5μm，更優(yōu)選為2μm；所述鈦的粒徑優(yōu)選為1～3μm，進(jìn)一步優(yōu)選為1.5～2.5μm，更優(yōu)選為2μm。本發(fā)明對所述鋁和鈦的來源沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的即可。

在本發(fā)明中，所述鉻、鎳和金屬陶瓷粉的質(zhì)量比優(yōu)選為(45～56)：(30～41)：(12～18)，進(jìn)一步優(yōu)選為(50～56)：(32～41)：(12～18)，更優(yōu)選為(52～53)：(35～40)：(15～16)。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的耐高溫腐蝕涂料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將陶瓷粉與金屬粉混合，進(jìn)行高能球磨，得到金屬陶瓷粉；

(2)將鉻、鎳和所述步驟(1)得到的金屬陶瓷粉混合，得到耐高溫腐蝕涂料。

本發(fā)明將陶瓷粉與金屬混合，進(jìn)行高能球磨，得到金屬陶瓷粉。本發(fā)明對所述陶瓷粉與金屬混合的方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的物料混合方式即可。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述陶瓷粉與金屬混合具體為攪拌混合；所述攪拌混合的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為100～300r/min，進(jìn)一步優(yōu)選為150～200r/min；所述攪拌混合的時(shí)間優(yōu)選為5～60min，進(jìn)一步優(yōu)選為10～20min。

本發(fā)明對所述陶瓷粉和金屬的混合物進(jìn)行高能球磨。在本發(fā)明中，所述高能球磨的時(shí)間優(yōu)選為3～6h，進(jìn)一步優(yōu)選為3.5～5.5h，更優(yōu)選為4～5h，最優(yōu)選為4.5h。在本發(fā)明中，所述高能球磨優(yōu)選在保護(hù)氣氛下進(jìn)行；所述保護(hù)氣氛優(yōu)選為氮?dú)鈿夥栈驓鍤鈿夥?。在本發(fā)明中，所述高能球磨的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為300～400r/min，進(jìn)一步優(yōu)選為320～380r/min，更優(yōu)選為350r/min。在本發(fā)明中，所述高能球磨的球料比優(yōu)選為(25～30)：1，進(jìn)一步優(yōu)選為(26～28)：1，更優(yōu)選為26.5:1；本發(fā)明對所述高能球磨用磨球的材質(zhì)沒有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的磨球即可。在本發(fā)明中，所述鋁和鈦性質(zhì)柔軟，陶瓷粉性質(zhì)較脆，所述高能球磨過程中質(zhì)軟的鋁和鈦被打壓成薄片狀，包覆在質(zhì)較脆易于進(jìn)一步粉化的陶瓷粉表面；所述高能球磨處理后得到表面包覆鈦和/或鋁的陶瓷，即所述高能球磨處理后，得到的表面包覆鈦的陶瓷、表面包覆鋁的陶瓷和表面同時(shí)包覆鈦和鋁的陶瓷。

本發(fā)明將鉻、鎳和所述得到的金屬陶瓷粉混合，得到耐高溫腐蝕涂料。本發(fā)明對所述鉻、鎳和金屬陶瓷粉混合方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的物料混合的方式即可。在本發(fā)明中，所述鉻、鎳和金屬陶瓷粉混合優(yōu)選為攪拌混合；所述攪拌混合的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為150～500r/min，進(jìn)一步優(yōu)選為200～400r/min，更優(yōu)選為250～300r/min；所述攪拌混合的時(shí)間優(yōu)選為30～60min，進(jìn)一步優(yōu)選為40～55min，更優(yōu)選為50min。

得到包括鉻、鎳和金屬陶瓷粉的混合物料后，本發(fā)明優(yōu)選對所述混合物料進(jìn)行烘干。在本發(fā)明中，所述烘干的溫度優(yōu)選為100～150℃，進(jìn)一步優(yōu)選為110～140℃，更優(yōu)選為120～130℃；所述烘干的時(shí)間優(yōu)選為20～60min，進(jìn)一步優(yōu)選為30～50min，更優(yōu)選為40min。在本發(fā)明中，所述烘干能夠?qū)崿F(xiàn)混合物料中水分的去除，避免在噴涂過程中水分的蒸發(fā)形成孔隙，提高涂層的致密性。

本發(fā)明提供了一種耐高溫腐蝕涂層的制備方法，將上述技術(shù)方案所述的耐高溫腐蝕涂料在基體表面經(jīng)超音速噴涂得到耐高溫腐蝕涂層。

本發(fā)明將包括所述耐高溫腐蝕涂料在基體表面經(jīng)超音速噴涂得到耐高溫腐蝕涂層。在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的燃料氣體優(yōu)選為有機(jī)燃料，進(jìn)一步優(yōu)選為丙烷、甲醇、乙醇和二甲醚中的一種或多種；所述燃料氣體的壓力優(yōu)選為0.3～0.4mpa，進(jìn)一步優(yōu)選為0.32～0.38mpa，更優(yōu)選為0.35mpa。在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的助燃?xì)怏w優(yōu)選為氧氣，所述助燃?xì)怏w的流量優(yōu)選為1600～1750scfh，進(jìn)一步優(yōu)選為1650～1700scfh。在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的煤油流量優(yōu)選為5～6gph，進(jìn)一步優(yōu)選為5.2～5.8gph，更優(yōu)選為5.5gph。

在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的載氣流量優(yōu)選為20～25scfh，進(jìn)一步優(yōu)選為22～24scfh。在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的送粉速率優(yōu)選為50～60g/min，進(jìn)一步優(yōu)選為52～58g/min，更優(yōu)選為55g/min。在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的槍距優(yōu)選為300～400mm，進(jìn)一步優(yōu)選為320～380mm，更優(yōu)選為350～360mm。在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的線速度優(yōu)選為400～500mm/s，進(jìn)一步優(yōu)選為420～480mm/s，更優(yōu)選為450mm/s。

在本發(fā)明中，所述超音速噴涂優(yōu)選為超音速火焰噴涂或超音速等離子噴涂；本發(fā)明對所述超音速火焰噴涂和超音速等離子噴涂的具體實(shí)施手段沒有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的超音速火焰噴涂和超音速等離子噴涂的具體實(shí)施手段即可。

在本發(fā)明中，所述超音速噴涂得到的涂層孔隙率小，有助于提高涂層的致密性，有效避免腐蝕介質(zhì)侵入涂層，進(jìn)而提高涂層的耐腐蝕性。

在本發(fā)明中，所述用于超音速噴涂的基體優(yōu)選為金屬；本發(fā)明對所述金屬的組分沒有特殊要求，任何需要提高耐高溫腐蝕性的金屬材料均可。在本發(fā)明中，所述基體優(yōu)選為金屬材料，進(jìn)一步優(yōu)選為碳鋼或合金鋼；所述碳鋼優(yōu)選為20號碳鋼、45號碳鋼或含碳量為60％的碳鋼；本發(fā)明對所述合金鋼中合金組分沒有特殊要求。

本發(fā)明在基體表面進(jìn)行所述超音速噴涂前，優(yōu)選對所述基體進(jìn)行預(yù)處理。所述預(yù)處理優(yōu)選依次包括除油和噴砂。

本發(fā)明對所述除油處理的方式?jīng)]有特殊要求，以能去除待噴涂基體表面的油污為準(zhǔn)。

本發(fā)明對所述噴砂處理的具體實(shí)施方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的噴砂處理的實(shí)施方式即可。在本發(fā)明中，所述噴砂用沙粒的粒徑優(yōu)選根據(jù)噴砂后的粗糙度決定，噴砂后的基體表面粗糙度優(yōu)選為0.4～3.2ra，進(jìn)一步優(yōu)選為1.0～2.0ra。

本發(fā)明優(yōu)選對所述預(yù)處理后的基體表面噴涂打底層。在本發(fā)明中，所述打底層優(yōu)選為鎳基打底層，進(jìn)一步優(yōu)選為nial打底層或nicraly打底層。在本發(fā)明中，所述打底層的厚度優(yōu)選為100～150μm，進(jìn)一步優(yōu)選為110～120μm。在本發(fā)明中，所述打底層有助于提高耐高溫腐蝕涂層與基體的結(jié)合力。

本發(fā)明對所述打底層的噴涂方式?jīng)]有特殊要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的涂層的噴涂方式即可。在本發(fā)明中，所述打底層的噴涂優(yōu)選為超音速噴涂，進(jìn)一步優(yōu)選為超音速火焰噴涂或超音速等離子噴涂。

在本發(fā)明中所述的用于打底層噴涂的超音速噴涂的所述超音速噴涂的燃料氣體優(yōu)選為有機(jī)燃料，進(jìn)一步優(yōu)選為丙烷、甲醇、乙醇和二甲醚中的一種或多種；所述燃料氣體的壓力優(yōu)選為0.4～0.6mpa，進(jìn)一步優(yōu)選為0.45～0.55mpa，更優(yōu)選為0.5mpa。在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的助燃?xì)怏w優(yōu)選為氧氣，所述助燃?xì)怏w的流量優(yōu)選為1600～1900scfh，進(jìn)一步優(yōu)選為1650～1850scfh，更優(yōu)選為1800scfh。在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的煤油流量優(yōu)選為5～8gph，進(jìn)一步優(yōu)選為5.2～7.8gph，更優(yōu)選為7gph。

在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的載氣流量優(yōu)選為20～30scfh，進(jìn)一步優(yōu)選為22～28scfh，更優(yōu)選為26scfh。在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的送粉速率優(yōu)選為50～60g/min，進(jìn)一步優(yōu)選為52～58g/min，更優(yōu)選為55g/min。在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的槍距優(yōu)選為200～500mm，進(jìn)一步優(yōu)選為220～480mm，更優(yōu)選為300～350mm。在本發(fā)明中，所述超音速噴涂的線速度優(yōu)選為400～500mm/s，進(jìn)一步優(yōu)選為420～480mm/s，更優(yōu)選為450mm/s。

本發(fā)明優(yōu)選噴涂打底層后進(jìn)行耐高溫腐蝕涂層的噴涂時(shí)，所述打底層的噴涂與耐高溫腐蝕涂層的噴涂的間隔時(shí)間不超過2h，進(jìn)一步優(yōu)選為10～90min，更優(yōu)選為30～40min。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述制備方法得到的耐高溫腐蝕涂層。在本發(fā)明中，所述耐高溫腐蝕涂層優(yōu)選包括以下質(zhì)量百分含量的組分：鉻45～56％，鎳30～41％，鈦2.8～3.2％，鋁5～8％，碳化鉻4.5～6.8％和氧化鈰1～1.5％。

在本發(fā)明中，以質(zhì)量百分含量計(jì)，所述耐高溫腐蝕涂層包括45～56％的鉻，優(yōu)選為50～56％，進(jìn)一步優(yōu)選為52～53％。在本發(fā)明中，所述以質(zhì)量百分含量計(jì)，所述耐高溫腐蝕涂層包括30～41％的鎳，優(yōu)選為32～41％，進(jìn)一步優(yōu)選為35～36％。在本發(fā)明中，以質(zhì)量百分含量計(jì)，所述耐高溫腐蝕涂層包括2.8～3.2％的鈦，優(yōu)選為2.9～3.15％，更優(yōu)選為3.0～3.1％。在本發(fā)明中，以質(zhì)量百分含量計(jì)，所述耐高溫腐蝕涂層包括5～8％的鋁，優(yōu)選為5.5～7.5％，進(jìn)一步優(yōu)選為6～7％，最優(yōu)選為6.5％。在本發(fā)明中，以質(zhì)量百分含量計(jì)，所述耐高溫腐蝕涂層包括4.5～6.8％的碳化鉻，優(yōu)選為5～6.5％，進(jìn)一步優(yōu)選為5.5～6％。在本發(fā)明中，以質(zhì)量百分含量計(jì)，所述耐高溫腐蝕涂層包括氧化鈰1～1.5％，優(yōu)選為1.1～1.4％，更優(yōu)選為1.2～1.3％。

在本發(fā)明中，所述耐高溫腐蝕涂層的厚度優(yōu)選為0.3～0.5mm，進(jìn)一步優(yōu)選為0.31～0.48mm，更優(yōu)選為0.35～0.45mm，最優(yōu)選為0.40mm。

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的耐高溫腐蝕涂料及其制備方法以及耐高溫腐蝕涂層及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)地描述，但不能將它們理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

實(shí)施例1：

(1)將粒徑為0.5微米的cr3c2粉末與粒徑為5納米的球狀ceo2粉末按質(zhì)量比為4:1比例混合，制成混合均勻的陶瓷粉，將粒徑為3μm的鋁和粒徑為3μm的鈦按照質(zhì)量比3:1混合，得到金屬粉；將陶瓷粉和金屬粉按照1:1的質(zhì)量比例混合，在氬氣保護(hù)下進(jìn)行高能球磨5小時(shí)，其中高能球磨的球磨的時(shí)間為4.5h，轉(zhuǎn)速350r/min，球料比30：1制成鈦和/或鋁包裹的陶瓷粉。按照質(zhì)量百分比為鉻50％，鎳36％，包裹金屬的陶瓷粉14％的比例混合均勻，得到熱噴涂粉末，即耐高溫腐蝕涂料。

(2)以規(guī)格為60×18×6mm的20號碳鋼作為基材工件，對其表面進(jìn)行除油、噴砂處理，得到表面粗糙度為1.5ra的基體材料；

(3)采用烘箱對步驟(1)得到的熱噴涂粉末進(jìn)行烘干，去除水分，其中烘干溫度為100℃；

(4)采用超音速火焰熱噴涂對工件表面噴涂nial打底層，工藝參數(shù)為：燃料氣體丙烷的壓力為0.40mpa，助燃?xì)怏w氧氣的流量為1750scfh，煤油的流量為6gph，載氣的流量為25scfh，送粉速度為55g/min，槍距為300mm，線速度為500mm/s，噴涂厚度100μm；

(5)將所述步驟(3)得到的熱噴涂粉末采用超音速火焰噴涂方法在打底層表面進(jìn)行噴涂，工藝參數(shù)為；燃料氣體丙烷的壓力為0.4mpa；助燃?xì)怏w氧氣的流量為1600scfh；煤油的流量為5gph；載氣的流量為22scfh；送粉速度為50g/min；槍距為300mm；線速度為400mm/s；噴涂厚度為310um；

(6)將噴涂后帶涂層的機(jī)件進(jìn)行冷卻處理，采用空冷自然冷卻，得到ni-cr-al-ti-cr3c2-ceo2復(fù)合涂層，其中涂層各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ni：36％，al：4.7％，ti：1.6％，cr3c2：6.2％，ceo2：1.6％，余量的cr，涂層截面sem圖如圖1所示；

(7)將制備得到的復(fù)合涂層連同基體材料試樣在750℃、1％so2氣氛環(huán)境中進(jìn)行1000h腐蝕測試，腐蝕測試結(jié)束后試樣截面圖如圖5所示，對比圖1和圖5可知，試樣表面涂層的腐蝕產(chǎn)物層很薄，無明顯腐蝕，表面狀態(tài)良好，無脫落；

并對涂有復(fù)合涂層的試樣的結(jié)合強(qiáng)度以及表面硬度進(jìn)行測試，其中測得結(jié)合強(qiáng)度為60mpa，硬度可達(dá)hrc66。

實(shí)施例2

(1)將粒徑為10微米的cr3c2粉末與粒徑為30納米的球狀ceo2粉末按質(zhì)量比為3:1比例、按照轉(zhuǎn)速150r/min機(jī)械混合10min，得到陶瓷粉；將粒徑為1μm鋁和粒徑為1μm的鈦按照質(zhì)量比為2.2:1配置，以150r/min機(jī)械混合10min，得到金屬粉末；將陶瓷粉和金屬粉按照質(zhì)量比1:1的比例混合，在氬氣保護(hù)下進(jìn)行高能球磨5小時(shí)，其中轉(zhuǎn)速320r/min，球料比25：1，得到鈦和/或鋁包裹的陶瓷粉。按照質(zhì)量百分比為鉻54％，鎳33％，鈦和/或鋁包裹的陶瓷粉含量13％，將三種粉末以150r/min機(jī)械混合10min，混合均勻制備成熱噴涂粉末，即耐高溫腐蝕涂料。

(2)用規(guī)格為60×18×6mm的20號碳試樣作為基體工件，對其表面進(jìn)行除油、噴砂處理，得到表面粗糙度為2.0ra的基體材料；

(3)用烘箱將步驟(1)制備得到的熱噴涂粉末用140℃烘干，去除混合噴涂粉末中的水分；

(4)采用超音速火焰噴涂技術(shù)在工件表面噴涂打底層，打底層粉末為工業(yè)用nial噴涂粉末，噴涂參數(shù)：燃料氣體丙烷的壓力為0.50mpa，助燃?xì)怏w氧氣的流量為1800scfh，煤油的流量為6.5gph，載氣的流量為28scfh，送粉速度為55g/min，槍距為400mm，線速度為500mm/s，噴涂厚度110um；

(5)采用超音速火焰噴涂技術(shù)噴涂步驟(3)處理后的熱噴涂粉末，工藝參數(shù)為：燃料氣體丙烷的壓力為0.35mpa，助燃?xì)怏w氧氣的流量為1700scfh，煤油的流量為6gph，載氣的流量為24scfh，送粉速度為55g/min，槍距為400mm，線速度為450mm/s，噴涂厚度為330um；

(6)噴涂后帶涂層的機(jī)件采用空冷自然冷卻方式冷卻后得到ni-cr-al-ti-cr3c2-ceo2復(fù)合涂層，其中涂層組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ni：33％，al：4.0％，ti：1.8％，cr3c2：5.4％，ceo2：1.8％和余量的cr，涂層截面sem圖如圖2所示；

(7)將制備得到的復(fù)合涂層連同基體材料試樣在800℃、1％so2氣氛環(huán)境中進(jìn)行1000h腐蝕測試，腐蝕測試結(jié)束后試樣截面圖如圖6所示。對比圖2和圖6可知，試樣表面涂層的腐蝕產(chǎn)物層很薄，表面狀態(tài)良好，無脫落；

并對涂有復(fù)合涂層的試樣的結(jié)合強(qiáng)度以及表面硬度進(jìn)行測試，其中測得結(jié)合強(qiáng)度為58mpa，硬度可達(dá)hrc65。

實(shí)施例3

(1)將粒徑為5微米cr3c2粉末與粒徑為6納米的球狀ceo2粉末按質(zhì)量比為5:1比例混合，制成混合均勻的陶瓷粉，將粒徑為1.5μm的鋁和粒徑為1.5μm的鈦按照質(zhì)量比4:1混合，得到金屬粉；將陶瓷粉和金屬粉按照2:1的質(zhì)量比例混合，在氬氣保護(hù)下進(jìn)行高能球磨6小時(shí)，其中轉(zhuǎn)速380r/min，球料比27：1，制成鈦和/或鋁包裹的陶瓷粉。按照質(zhì)量百分比為鉻51％，鎳35％，包裹金屬的陶瓷粉14％的比例混合均勻，得到熱噴涂粉末，即耐高溫腐蝕涂料。

(2)以規(guī)格為60×18×6mm的20號碳鋼作為基材工件，對其表面進(jìn)行除油、噴砂處理，得到表面粗糙度為1.8ra的基體材料；

(3)采用烘箱對步驟(1)得到的熱噴涂粉末進(jìn)行烘干，去除水分，其中烘干溫度為100℃；

(4)采用超音速火焰噴涂技術(shù)在工件表面噴涂打底層，打底層粉末為工業(yè)用nicraly噴涂粉末，噴涂參數(shù)：燃料氣體丙烷的壓力為0.55mpa，助燃?xì)怏w氧氣的流量為1850scfh，煤油的流量為7gph，載氣的流量為28scfh，送粉速度為60g/min，槍距為500mm，線速度為500mm/s，噴涂厚度120um；

(5)將所述步驟(3)得到的熱噴涂粉末采用超音速火焰噴涂方法在打底層表面進(jìn)行噴涂，工藝參數(shù)為；燃料氣體丙烷的壓力為0.6mpa；助燃?xì)怏w氧氣的流量為1650scfh；煤油的流量為10gph；載氣的流量為23scfh；送粉速度為50g/min；槍距為300mm；線速度為400mm/s；噴涂厚度為300um；

(6)將噴涂后帶涂層的機(jī)件進(jìn)行冷卻處理，采用空冷自然冷卻，得到ni-cr-al-ti-cr3c2-ceo2復(fù)合涂層，其中涂層組分百分含量為ni：35％，al：3.3％，ti：0.8％，cr3c2：8.2％，ceo2：1.6％和余量的cr，涂層截面sem圖如圖3所示；

(7)將制備得到的復(fù)合涂層連同基體材料試樣在750℃、1％so2氣氛中進(jìn)行1000h腐蝕測試，腐蝕測試結(jié)束后試樣截面圖如圖7所示，由圖7可知，試樣表面涂層的腐蝕產(chǎn)物層較薄，無明顯腐蝕，表面狀態(tài)良好，無脫落；

并對涂有復(fù)合涂層的試樣的結(jié)合強(qiáng)度以及表面硬度進(jìn)行測試，其中測得結(jié)合強(qiáng)度為55mpa，硬度可達(dá)hrc60。

實(shí)施例4

(1)將粒徑為8微米cr3c2粉末與粒徑為20納米的球狀ceo2粉末按質(zhì)量比為5:1比例混合，制成混合均勻的陶瓷粉，將粒徑為1.5μm的鋁和粒徑為1.5μm的鈦按照質(zhì)量比4:1混合，得到金屬粉；將陶瓷粉和金屬粉按照2:1的質(zhì)量比例混合，在氬氣保護(hù)下進(jìn)行高能球磨6小時(shí)，其中轉(zhuǎn)速380r/min，球料比27：1，制成鈦和/或鋁包裹的陶瓷粉。按照質(zhì)量百分比為鉻51％，鎳35％，包裹金屬的陶瓷粉14％的比例混合均勻，得到熱噴涂粉末，即耐高溫腐蝕涂料。

(2)以規(guī)格為60×18×6mm的20號碳鋼作為基材工件，對其表面進(jìn)行除油、噴砂處理，得到表面粗糙度為2.0ra的基體材料；

(3)采用烘箱對步驟(1)得到的熱噴涂粉末進(jìn)行烘干，去除水分，其中烘干溫度為100℃；

(4)將所述步驟(3)得到的熱噴涂粉末采用超音速火焰噴涂方法在打底層表面進(jìn)行噴涂，工藝參數(shù)為；燃料氣體丙烷的壓力為0.6mpa；助燃?xì)怏w氧氣的流量為1650scfh；煤油的流量為10gph；載氣的流量為23scfh；送粉速度為50g/min；槍距為300mm；線速度為400mm/s；噴涂厚度為300um；

(5)將噴涂后帶涂層的機(jī)件進(jìn)行冷卻處理，采用空冷自然冷卻，得到ni-cr-al-ti-cr3c2-ceo2復(fù)合涂層，其中涂層組分百分含量為ni：35％，al：3.5％，ti：0.8％，cr3c2：7.5％，ceo2：1.6％和余量的cr，涂層截面sem圖如圖4所示；

(6)將制備得到的復(fù)合涂層連同基體材料試樣在750℃、1％so2氣氛環(huán)境中進(jìn)行1000h腐蝕測試，腐蝕測試結(jié)束后試樣截面圖如圖8所示，由圖8可知，試樣表面涂層的腐蝕產(chǎn)物層很薄，無明顯腐蝕，表面狀態(tài)良好，無脫落；

并對涂有復(fù)合涂層的試樣的結(jié)合強(qiáng)度以及表面硬度進(jìn)行測試，其中測得結(jié)合強(qiáng)度為52mpa，硬度可達(dá)hrc60。

由以上實(shí)施例腐蝕測試結(jié)果可知，本發(fā)明提供的耐高溫腐蝕涂層，具有良好的耐高溫腐蝕性。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。