一種用于超超臨界汽輪機1Cr11MoNiW1VNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高溫快速滲鉻的滲鉻劑及其制備方法，特別是涉及一種用于超超臨界汽輪機I Cr I IMoNi Wl VNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]超超臨界汽輪機機組罩螺母材質為IcrllMoNiWlVNbN不銹鋼材料在高溫、濕熱的服役環境下容易產生氧化產物和腐蝕產物，導致螺栓粘結咬死。為防止螺栓咬死需采取鹽浴滲鉻處理。為了降低成本，提高效率，將性能熱處理及滲鉻處理合為一序，故采取1030-1050°C溫度區間快速滲鉻，一般市面鹽浴滲鉻劑無法滿足該高溫區間快速滲鉻。傳統硼砂鹽浴熔鹽由無水硼砂、Cr203、Al粉組成，該成分熔鹽流動性差、腐蝕性強、殘鹽不宜清理(熔鹽可剝性差)等缺點。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了解決傳統硼砂鹽浴熔鹽流動性差、腐蝕性強和殘鹽不宜清理的問題，提供了一種用于超超臨界汽輪機I Cr I IMoNi Wl VNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑及其制備方法。
[0004]一種用于超超臨界汽輪機IcrllMoNiWlVNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑由71份?73份的硼砂熔鹽、13份?15份NaCl、9份?11份Cr2O3、3份?5份Al粉和占前四種物質總重量6%?8%的NaF組成。
[0005]—種用于超超臨界汽輪機IcrllMoNiWlVNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑制備方法按以下步驟進行:
[0006]一、取無水硼砂在400°C?450°C充分干燥，確保不含結晶水;將去除結晶水的硼砂熔鹽裝入干凈的不銹鋼罐中，硼砂熔鹽體積不得超過不銹鋼罐體積的2/3，硼砂熔鹽加熱到950°C?1000°C保溫2h?3h，確保硼砂熔鹽充分熔化流動，待硼砂熔鹽空冷到室溫后破碎成塊體，得塊狀硼砂熔鹽，儲存待用。
[0007]二、按重量百分比取71份?73份步驟一得到的塊狀硼砂熔鹽、13份?15份NaCl、9份?11份Cr2O3和3份?5份Al粉，得混合物;然后取混合物總重量6 %?8 %的NaF與得到的混合物充分混合均勻，得到滲鉻劑熔鹽；
[0008]本發明相對于現有技術其優點在于:
[0009]通過添加并調節中性基鹽(NaCl)成分和活化劑含量，改良了傳統硼砂鹽浴成分，棚砂基鹽粘桐度尚，加入中性NaCl可以降低恪鹽的粘桐度，提尚恪鹽流動性;NaF的加入可以提高熔鹽活性，可以縮短滲鉻時間，實現快速滲鉻，同時NaF的加入還可以增加熔鹽流動性，降低熔鹽揮發的作用，從而獲得了 IcrllMoNiWlVNbN不銹鋼材料在1030-1050°C快速滲鉻的滲鉻劑，該滲鉻劑具有較好的高溫流動性、較低的高溫腐蝕性、極低的揮發性以及較好的熔鹽可剝性，實現了 I Cr I IMoNi Wl VNbN不銹鋼材料在高溫區間快速滲鉻。本發明中涉及的滲鉻劑在1025-1035°C溫度下，滲鉻處理的試樣出爐后的粘鹽量由135.3?140.2g降低為51.4?52.1g，粘鹽量降低了62?65%，證明流動性提高；揮發面積為314?328cm2(0200mm)的熔池揮發熔鹽高度由0.5?0.7cm降低為0.15?0.21cm，揮發量降低了70?73% ；試樣冷卻到室溫后，試樣上熔鹽自剝面積由不到10%增加到85?90%，說明殘鹽更容易清理;在1025-1035°(3溫度，滲鉻處理3h工藝下，傳統硼砂熔鹽獲得的碳化鉻滲層約95 %腐蝕缺失，本發明涉及的滲鉻劑獲得的滲層100%保留，證明熔鹽高溫腐蝕性減弱。
[0010]本發明同時也可作為其他淬火溫度在1000-1050°C的不銹鋼滲鉻參考。
【具體實施方式】
[0011]本發明技術方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0012]【具體實施方式】一:本實施方式的一種用于超超臨界汽輪機ICrI IMoNiWlVNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑由71份?73份的硼砂熔鹽、13份?15份NaCl、9份?11份Cr2O3、3份?5份Al粉和占前四種物質總重量6 %?8 %的NaF組成。
[0013]【具體實施方式】二:本實施方式的一種用于超超臨界汽輪機ICrI IMoNiWlVNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑制備方法按以下步驟進行:
[0014]一、取無水硼砂在400°C?450°C充分干燥，確保不含結晶水;將去除結晶水的硼砂熔鹽裝入干凈的不銹鋼罐中，硼砂熔鹽體積不得超過不銹鋼罐體積的2/3，硼砂熔鹽加熱到950°C?1000°C保溫2h?3h，確保硼砂熔鹽充分熔化流動，待硼砂熔鹽空冷到室溫后破碎成塊體，得塊狀硼砂熔鹽，儲存待用。
[0015]二、按重量百分比取71份?73份步驟一得到的塊狀硼砂熔鹽、13份?15份NaCl、9份?11份Cr2O3和3份?5份Al粉，得混合物;然后取混合物總重量6 %?8 %的NaF與得到的混合物充分混合均勻，得到滲鉻劑熔鹽；
[0016]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】二不同的是，無水硼砂干燥的溫度為440°C。其他步驟與參數【具體實施方式】二相同。
[0017]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】二不同的是，硼砂熔鹽加熱到980°C保溫2h。其他步驟與參數【具體實施方式】二相同。
[0018]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】二不同的是，步驟二按重量百分比取72份步驟一得到的塊狀硼砂熔鹽、14份NaCl、10份Cr2O3和4份Al粉，得混合物。其他步驟與參數【具體實施方式】二相同。
[0019]實施例1
[0020]本實施例的一種用于超超臨界汽輪機lCrllMoNiWlVNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑制備方法按以下步驟進行:
[0021]—、取無水硼砂在450°C充分干燥，確保不含結晶水;將去除結晶水的硼砂熔鹽裝入干凈的不銹鋼罐中，硼砂熔鹽體積不得超過不銹鋼罐體積的2/3，硼砂熔鹽加熱到980°C保溫2h，確保硼砂熔鹽充分熔化流動，待硼砂熔鹽空冷到室溫后破碎成塊體，得塊狀硼砂熔鹽，儲存待用。
[0022]二、按重量百分比取72份步驟一得到的塊狀硼砂熔鹽、14份NaCKlO份Cr2O3和4份Al粉，得混合物;然后取混合物總重量7%的NaF與得到的混合物充分混合均勻，得到滲鉻劑熔鹽；
[0023]通過本實施例制得的滲鉻劑能在在1030-1050°C快速滲鉻，經測試得出滲鉻劑在1035°C溫度下，滲鉻處理3h，表面積為118.4cm2的試樣出爐后的粘鹽量由135.3g降低為51.4g，粘鹽量降低了62%，證明流動性提高;揮發面積為314cm2( Φ 200mm)的熔池揮發熔鹽高度由0.5cm降低為0.15cm，揮發量降低了70%;試樣冷卻到室溫后，試樣上熔鹽自剝面積由不到10%增加到約為90%，說明殘鹽更容易清理;熔鹽高溫腐蝕性:在1025-1035°C溫度，滲鉻處理3h工藝下，傳統硼砂熔鹽獲得的碳化鉻滲層約95%腐蝕缺失，本發明涉及的滲鉻劑獲得的滲層100%保留。
【主權項】
1.一種用于超超臨界汽輪機ICrl IMoNiWlVNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑，其特征在于:該滲鉻劑由71份?73份的硼砂熔鹽、13份?15份NaCl、9份?11份Cr203、3份?5份Al粉和占前四種物質總重量6%?8%的NaF組成。2.—種用于超超臨界汽輪機ICrlIMoNiWlVNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑制備方法其特征在于:該制備方法按以下步驟進行: 一、取無水硼砂在400°C?450°C充分干燥，確保不含結晶水;將去除結晶水的硼砂熔鹽裝入干凈的不銹鋼罐中，硼砂熔鹽體積不得超過不銹鋼罐體積的2/3，硼砂熔鹽加熱到950°C?1000°C保溫2h?3h，確保硼砂熔鹽充分熔化流動，待硼砂熔鹽空冷到室溫后破碎成塊體，得塊狀硼砂熔鹽，儲存待用； 二、按重量百分比取71份?73份步驟一得到的塊狀硼砂熔鹽、13份?15份NaCl、9份?11份Cr2O3和3份?5份Al粉，得混合物;然后取混合物總重量6 %?8 %的NaF與得到的混合物充分混合均勻，得到滲鉻劑熔鹽。3.根據權利要求2所述的一種用于超超臨界汽輪機IcrllMoNiWlVNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑制備方法其特征在于:無水硼砂干燥的溫度為440°C。4.根據權利要求2所述的一種用于超超臨界汽輪機IcrllMoNiWlVNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑制備方法其特征在于:硼砂熔鹽加熱到980°C保溫2h。5.根據權利要求2所述的一種用于超超臨界汽輪機IcrllMoNiWlVNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑制備方法其特征在于:步驟二按重量百分比取72份步驟一得到的塊狀硼砂熔鹽、14份NaCl、10份Cr2O3和4份Al粉，得混合物。
【專利摘要】一種用于超超臨界汽輪機1Cr11MoNiW1VNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑及其制備方法，本發明涉及一種高溫快速滲鉻的滲鉻劑及其制備方法，特別是涉及一種用于超超臨界汽輪機1Cr11MoNiW1VNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑及其制備方法。本發明的目的是為了解決傳統硼砂鹽浴熔鹽流動性差、腐蝕性強和殘鹽不宜清理的問題。本發明的一種用于超超臨界汽輪機1Cr11MoNiW1VNbN材質高溫快速滲鉻的滲鉻劑由71份～73份的無水硼砂、13份～15份NaCl、9份～11份Cr2O3、3份～5份Al粉和占前四種物質總重量6％～8％的NaF組成。本發明通過將上述物質物質進行混合即可得到本發明的滲鉻劑，該方法簡單、方便并且實現了在1025-1035℃溫度下快速滲鉻。
【IPC分類】C23C10/24
【公開號】CN105506545
【申請號】CN201610101450
【發明人】唐公民, 孫福民, 劉新新, 郭潔, 彭建強, 張小伍, 趙旭紅, 高艷男, 王萍, 高維瑾
【申請人】哈爾濱汽輪機廠有限責任公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年2月24日