本发明涉及防腐涂层设计技术领域，尤其涉及一种改性inconel625粉末堆焊涂层的制备方法。
背景技术：
垃圾焚烧发电设备中的换热器等器件内壁发生严重的氯腐蚀、硫腐蚀等现象，严重影响焚烧炉的服役年限和工况安全，inconel625具有较好的耐腐蚀性能，尤其耐氯腐蚀及点蚀性能，已经开始应用于垃圾焚烧炉等炉体内壁耐腐蚀涂层的设计使用。然而，该产品价格昂贵，为了进一步提高其耐腐蚀性能，保证资金成本的最大程度利用，本发明提出在inconel625粉末基体中掺入改性元素成分，以期进一步提高其耐腐蚀性能。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了改性inconel625粉末堆焊涂层的制备方案。通过y2o3或al的加入，改善inconel625组织的晶界性能等，提高inconel625堆焊层的抗熔盐腐蚀及高温氧化性能。
本发明采用如下技术方案：
本发明以国产inconel625粉末为初始原料，改性组分分别为y2o3和铝粉。其中y2o3的掺入量为0.5wt％，al粉的掺入量为20wt.％。采用激光等离子堆焊设备，将粉末堆焊于q235钢材表面，制备inconel625、y2o3:inconel625、al:inconel625三种耐腐蚀涂层。堆焊采用端面堆焊模式，电流80a，送粉速度5r/s，摆动距离4mm，摆动速度10mm，递进距离5mm，堆焊层厚度2mm。采用线切割将堆焊后的试样切成10x10x12mm小样，进行下一步的金相分析和腐蚀试验。
本发明改性inconel625粉末堆焊涂层的制备方法的具体步骤如下：
首先将20x20x1.2cm的q235板材用80#、200#、600#砂纸打磨，去掉表面氧化皮，乙醇清洗，自然晾干。
其次，采用激光等离子堆焊设备，将粉末堆焊于q235钢材表面，制备inconel625、y2o3:inconel625、al:inconel625三种耐腐蚀涂层，y2o3的掺入量为0.5wt％，al粉的掺入量为20wt.％。堆焊采用端面堆焊模式，电流80a，送粉速度5r/s，摆动距离4mm，摆动速度10mm，递进距离5mm，堆焊层厚度2mm。
采用线切割将堆焊后的试样切成10x10x12mm小样，进行下一步的金相分析和腐蚀试验。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：y2o3的掺杂明显改善了涂层的耐熔盐腐蚀及抗循环氧化的能力，al的加入可以明显改善涂层的硬度，改善inconel625粉末堆焊层的抗高温循环氧化性能，此堆焊工艺获得的涂层与基体之间形成冶金结合，涂层孔隙率可忽略，质量优异。
附图说明
图1为技术路线流程图；
图2为不同堆焊层金相组织形貌(500x)；
图3为堆焊层截面形貌(sem)
图4为不同堆焊层抗熔盐腐蚀动力学曲线(质量比nacl：na2so4＝1:1)；
图5为不同堆焊层800℃循环氧化动力学曲线。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
实施例1
首先将20x20x1.2cm的q235板材用80#、200#、600#砂纸打磨，去掉表面氧化皮，乙醇清洗，自然晾干。
其次，采用激光等离子堆焊设备，将粉末堆焊于q235钢材表面，制备inconel625、y2o3:inconel625、al:inconel625三种耐腐蚀涂层，y2o3的掺入量为0.5wt％，al粉的掺入量为20wt.％。堆焊采用端面堆焊模式，电流80a，送粉速度5r/s，摆动距离4mm，摆动速度10mm，递进距离5mm，堆焊层厚度2mm。
采用线切割将堆焊后的试样切成10x10x12mm小样，进行下一步的金相分析和腐蚀试验。
(1)金相分析：
1)分别将不同涂层材料的试样依次在240#、800#、1200#、2000#砂纸上打磨，抛光至表面光亮无划痕。
2)配制王水腐蚀液(hcl:hno3＝3:1)及硝酸酒精溶液(4％hno3 酒精)。
3)将inconel625、y2o3:inconel625试样置于王水腐蚀液腐蚀1min，al:inconel625试样置于硝酸酒精溶液中腐蚀5～6s，腐蚀后的试样经酒精浸洗后烘干，在mds400倒置金相显微镜上进行观察、拍照并分析。
(2)硬度测试：
本测试为保证试样硬度测试表面的平整，先用80#砂纸将试样表面涂层打磨平整，依序用240#、800#、1200#、2000#砂纸打磨a1～a4号试样表面并抛光，再用酒精清洗试样表面并烘干。采用hxs-1000a显微维氏硬度计，选用加载载荷为300n，加载时间为20s，对不同涂层材料的试样进行硬度测量，每个试样表面选五个点进行测量，去掉最大值和最小值，取余下三个点的平均硬度值为代表。
(3)熔盐腐蚀：
试样打磨、抛光，游标卡尺测量精确尺寸，称重。配置质量比na2so4:nacl为1:1的复合盐溶液，将其用滴管均匀滴在试样涂层表面，吹风机吹干。试样放入800℃马弗炉中进行腐蚀试验，50min后取出，空冷10min后称重，放入马弗炉继续腐蚀，此为一个循环，共重复此循环24次。
(4)循环氧化：
去掉滴加复盐溶液环节，其余操作同(3)熔盐腐蚀步骤。
结果表明：堆焊层与基体之间结合良好，涂层质量优异；al:inconel625涂层获得最大的显微硬度，其平均测试值为500，其余试样则在200左右。y2o3的掺杂净化了晶界，有利于涂层耐腐蚀性能的提高。800℃熔盐腐蚀动力学数据表明，三种涂层的抗氧化性能由强到弱依次为:y2o3:inconel625>inconel625>al:inconel625；800℃循环氧化动力学数据表明，三种涂层的抗氧化性能由强到弱依次为:y2o3:inconel625>al:inconel625>inconel625。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
1.一种改性inconel625粉末堆焊涂层的制备方法，其特征在于：以inconel625粉末为初始原料，改性组分分别为y2o3和铝粉，采用激光等离子堆焊设备，将粉末堆焊于q235钢材表面，分别制备inconel625、y2o3:inconel625、al:inconel625三种耐腐蚀涂层，堆焊采用端面堆焊模式，电流80a，送粉速度5r/s，摆动距离4mm，摆动速度10mm，递进距离5mm，堆焊层厚度2mm。
2.如权利要求1所述的改性inconel625粉末堆焊涂层的制备方法，其特征在于：y2o3的掺入量为0.5wt％，al粉的掺入量为20wt.％。
3.如权利要求1所述的改性inconel625粉末堆焊涂层的制备方法，其特征在于：所述的铝粉粒度为200目。
4.如权利要求1所述的改性inconel625粉末堆焊涂层的制备方法，其特征在于：所述的基体材料为q235板材，厚度12mm。
技术总结