[发明专利]一种具有复合涂层的热电偶保护套及其制备方法

说明书

本发明涉及材料表面工程的技术领域，具体而言，涉及一种具有复合涂层的热电偶保护套及其制备方法。具有复合涂层的热电偶保护套，包括热电偶保护套基材，上述热电偶保护套基材的外侧壁上设有复合涂层，上述复合涂层包括镍铬铝粘结层和镁铝尖晶石涂层，上述镍铬铝粘结层设于热电偶保护套基材与镁铝尖晶石涂层之间；其抗氧化能力强、耐腐蚀、耐高温，使用寿命长。具有复合涂层的热电偶保护套的制备方法，包括如下步骤：热电偶保护套基材预处理；镁铝尖晶石涂层原料处理；复合涂层制备；表面封孔；这样的制备方法可以进一步提高热电偶保护套的抗氧化能力、耐腐蚀性能及耐高温性能。

技术领域

本发明涉及材料表面工程的技术领域，具体而言，涉及一种具有复合涂层的热电偶保护套及其制备方法。

背景技术

在铝电解生产中，电解槽温度的准确测量与控制至关重要，是保证电解槽稳定进行和科学管理的必要条件。大部分厂家采用热电偶浸入接触式测量铝电解槽温度，装置主要由热电偶和热电偶保护套管等组成，在铝电解与金属铝冶金中，由于电解质和铝化学性质非常活泼，在高温下熔融电解质和铝液具有很强的腐蚀性。因此，铝业测温热电偶使用工况十分苛刻，热电偶处于不断变化的温度和应力场中，存在高温铝液腐蚀、氧化冲击和抗疲劳等综合作用。在这种环境下，热电偶不能长时间在铝熔电解槽中停留，这种测量需要通过人工在测温时把探头插入电解质完成。因此热电偶保护套管对热电偶使用寿命起关键性作用。

铝熔盐电解槽热电偶保护套需要同时满足几个条件：1、耐高温；2、耐腐蚀；3、高温下有足够的机械强度；4、良好的热导率；5、不引入杂质；6、易重复加工且经济实用等。而现有常规的金属材料机械强度高但耐高温性不够良好，非金属材料抗氧化耐高温但抗冲击性能差且脆，金属陶瓷材料耐高温抗氧化但热冲击性能差，均不能满足热电偶保护套的使用条件，导致其使用寿命短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有复合涂层的热电偶保护套，其抗氧化能力强、耐腐蚀、耐高温，使用寿命长。

本发明的另一目的在于提供一种具有复合涂层的热电偶保护套的制备方法，这样的制备方法可以进一步提高热电偶保护套的抗氧化能力、耐腐蚀性能及耐高温性能。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种具有复合涂层的热电偶保护套，包括热电偶保护套基材，上述热电偶保护套基材的外侧壁上设有复合涂层，上述复合涂层包括镍铬铝粘结层和镁铝尖晶石涂层，上述镍铬铝粘结层设于热电偶保护套基材与镁铝尖晶石涂层之间。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述热电偶保护套基材为铝熔盐电解槽所用的金属热电偶保护套，上述金属热电偶保护套由1Cr18Ni9Ti钢或者Cr28钢制成。

进一步的，在本发明的一些实施例中，上述镍铬铝粘结层的厚度为60-100μm，上述镁铝尖晶石涂层的厚度为200-400μm。

本发明还提出一种如上所述具有复合涂层的热电偶保护套的制备方法，包括如下步骤：

热电偶保护套基材预处理：先将热电偶保护套基材进行清洗，然后再进行喷砂除去热电偶保护套基材表面的氧化物；

镁铝尖晶石涂层原料处理：取纯度99％的镁铝尖晶石粉末放置于干燥箱内烘干，烘干温度为：95-105℃、时间为：1-4h；

复合涂层制备：将经过预处理的热电偶保护套基材进行预热，再将经过预热的热电偶保护套基材喷涂上镍铬铝粘结层，再将处理好的镁铝尖晶石粉末喷涂在镍铬铝粘结层上得到镁铝尖晶石涂层；

表面封孔：将制备好镍铬铝粘结层和镁铝尖晶石涂层的热电偶保护套进行表面封孔处理，得到具有复合涂层的热电偶保护套。