[发明专利]用于防熔融氯盐腐蚀的复合熔覆层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于防熔融氯盐腐蚀的复合熔覆层及其制备方法，该熔覆层包括以下成分：aNi‑bMo‑cWC，其中60≤a≤90，5≤b≤30，5≤c≤10，且a+b+c＝100。包含以下步骤：将待喷母材表面打磨光滑，将纯Ni、纯Mo和纯WC粉末按照一定比例混合均匀后装入等离子熔覆设备的送粉器中，调整等离子熔覆设备参数并开始喷涂，待熔覆层冷却后打磨熔覆层。采用本发明的制备方法可以有效解决暴露在熔融氯盐环境中的金属及合金被腐蚀后性能下降，寿命变短的问题。本发明方法灵活，适用材料广泛，成本低廉，所得熔覆层耐腐蚀性能强，结合强度高，耐摩擦性能好，而且工艺安全可靠，操作简单迅速。

技术领域

本发明属于防腐蚀技术领域，具体涉及一种用于防熔融氯盐腐蚀的复合熔覆层及其制备方法。

背景技术

近年来，越来越多的工业生产中出现含氯盐的高温环境，比如垃圾焚烧、炼铝工艺中的废热回收、二氯化乙烯的裂解等。这些工业生产中会产生大量的含Cl物质，比如Cl₂、NaCl、MgCl₂等，这些物质不仅会直接腐蚀工业生产中暴露在高温氯盐环境中的合金，也间接地为热腐蚀的发生创造了条件，从而对材料性能造成严重影响，缩短材料使用寿命，增加工业生产成本。

以垃圾焚烧为例，近年来，随着我国经济的迅速发展，人民的生活水平在不断提高，城市化进程也随之加快，城市体量不断变大，城市垃圾也持续增多，但我国的城市垃圾处理技术相对落后，大部分城市依旧采用简单的填埋或直接露天堆放的方式处理垃圾，这种方式处理垃圾不仅占用大量土地资源，还对土壤、地下水、大气等造成了严重的污染，对生态环境造成严重的破坏。

此外，由于熔融氯盐还具有潜热值高、热稳定性好、可使用温度范围宽、成本低且储量较大等优点，还被广泛地应用于电化学冶金、热解生物质和聚光太阳能发电等领域。比如NaCl、KCl和MgCl₂都是下一代聚光太阳能发电的重要候选传储热介质，这些氯化物盐在自然界含量颇丰、价格低廉、蒸气压较低、热稳定性能优异、工作温度范围广，作为聚光太阳能发电应用中的传热和导热介质具有明显的优势。熔融氯盐的在这些领域的应用能够有效地减少化石燃料的燃烧，降低二氧化碳的排放量，有效减缓全球变暖。

与此同时，由于熔融氯盐对金属具有强烈的腐蚀性，对其的使用也面临着严峻的挑战。在对熔融氯盐进行储存和使用过程中，容器的耐腐蚀性能非常重要，然而常见金属的化学性质较为活泼，非常容易与熔融氯盐以及其中的杂质发生化学反应，造成储存熔融氯盐的金属容器发生腐蚀，这非常不利于氯化物熔盐的工业应用。在聚光太阳能发电过程中，熔融氯盐会对与其接触的金属容器表面造成严重的腐蚀，使其表面生成的钝化保护层脱落从而逐渐变薄，最终因出现裂纹或穿孔而报废。现有解决方案，如专利CN202010169924采用铸造的方法，防护效果有限且机械性能较差。不适用于形状复杂精巧或对机械性能要求较高的构件。

发明内容

针对现有技术存在的不足，以解决现有环境中熔融氯化盐腐蚀降低金属寿命、影响材料性能的问题，本发明提出一种用于防熔融氯盐腐蚀的复合熔覆层及其制备方法，即在原有金属构件表面制备一种耐熔融氯化盐腐蚀熔覆层的方法，可有效抑制熔融氯化盐腐蚀，保护金属材料，从而能有效地提高生产安全，延长金属构件寿命，降低生产成本且等离子熔覆的工艺具有熔敷率高、熔深可控性强、结合强度高、熔覆层在服役过程中剥落倾向小等突出优点，且能做到施工时不受构件形状限制，成本低廉，具有广阔的前景。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种用于防熔融氯盐腐蚀的复合熔覆层，其特征在于：所述Ni-Mo-WC熔覆层成分按质量比例计为：aNi-bMo-cWC；其中60≤a≤90，5≤b≤30，5≤c≤10，且a+b+c＝100。

第二方面，本发明提供一种等离子熔覆制备如上述用于防熔融氯盐腐蚀的复合熔覆层的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将待喷涂母材用砂纸打磨至800目，并用蒸馏水将其洗净，并充分干燥；