一種耐鋁液腐蝕磨損的鋁液除氣用轉(zhuǎn)子制備及其修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐鋁液腐蝕磨損的鋁液除氣用轉(zhuǎn)子制備及其修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁液凈化裝置中，旋轉(zhuǎn)噴頭轉(zhuǎn)子起著非常重要的作用。鋁的精煉過程中，轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動，氬氣或氮?dú)饨?jīng)由轉(zhuǎn)子桿和噴頭噴入鋁液中，以此清除鋁液中夾雜的氫氣和氧化物，從而凈化鋁液。轉(zhuǎn)子需與鋁液不潤濕、不污染鋁液，并具有一定的強(qiáng)度和硬度、耐高溫和抗熱震性好，易于加工、聯(lián)接、安裝和密封。通常使用的材料有氮化物陶瓷、純石墨等，氮化物陶瓷燒結(jié)后硬度高、脆性大，不容易加工；純石墨雖然可加工性好，但石墨在超過600° C時發(fā)生氧化，而鋁液精煉時，除氣箱內(nèi)鋁液的溫度可達(dá)900° C左右，此外轉(zhuǎn)子一般以300轉(zhuǎn)/分鐘-700轉(zhuǎn)/分鐘的速度高速旋轉(zhuǎn)，鋁液對石墨轉(zhuǎn)子產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖刷和磨損，特別在鋁液液面處逐漸變細(xì)而斷裂報廢，因此石墨轉(zhuǎn)子的壽命短，使用成本高。雖然對石墨轉(zhuǎn)子進(jìn)行涂料保護(hù)或加裝套管可以減緩鋁液的磨損和腐蝕，但是涂料法工序復(fù)雜，且涂料層的力學(xué)性能差，套管法增加了工件的復(fù)雜性和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、流程短的耐鋁液腐蝕磨損的鋁液除氣用轉(zhuǎn)子制備及其修復(fù)方法。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種耐鋁液腐蝕磨損的鋁液除氣用轉(zhuǎn)子制備方法，包括以下步驟:
(1)熱處理:采用高強(qiáng)度耐熱合金鋼為基體材料，對基體材料進(jìn)行熱處理；
(2)機(jī)加工:機(jī)加工熱處理后的基體材料，得到噴頭和轉(zhuǎn)桿；
(3)除油處理:將噴頭和轉(zhuǎn)桿均放入NaOH溶液中浸泡以進(jìn)行除油處理，干燥除油后的噴頭和轉(zhuǎn)桿；
(4)表面包覆處理:干燥后的轉(zhuǎn)桿在不施噴部位進(jìn)行表面包覆處理；
(5)表面粗化處理:對噴頭、表面包覆處理后的轉(zhuǎn)桿進(jìn)行表面粗化處理；
(6)熱噴涂粘結(jié)層:采用熱噴涂技術(shù)在噴頭和轉(zhuǎn)桿上均噴涂至少一層粘結(jié)層作為過渡層；
(7)熱噴涂陶瓷層:采用熱噴涂技術(shù)在噴涂有粘結(jié)層的噴頭和轉(zhuǎn)桿上繼續(xù)噴涂至少一層耐腐蝕耐磨損陶瓷層。
[0005]進(jìn)一步的，在步驟(3)中，所述NaOH溶液濃度為50_70g/L，浸泡時間為0.5~lh。
[0006]進(jìn)一步的，在步驟(6)中，所述粘結(jié)層采用NiAl、NiCrAl或NiCr。
[0007]進(jìn)一步的，在步驟(7)中，所述耐腐蝕耐磨損陶瓷層材料采用Al2O3-T12系或Al2O3-ZrO2S。
[0008]進(jìn)一步的，在步驟(6 )或步驟(7 )中，所述熱噴涂技術(shù)采用等離子噴涂技術(shù)或超音速火焰噴涂技術(shù)。
[0009]一種耐鋁液腐蝕磨損的鋁液除氣用轉(zhuǎn)子修復(fù)方法，包括以下步驟:
(1)表面磨拋處理:對涂層失效的噴頭和轉(zhuǎn)桿進(jìn)行表面磨拋處理；
(2)除油處理:將表面磨拋處理后的噴頭和轉(zhuǎn)桿均放入NaOH溶液中浸泡以進(jìn)行除油處理，干燥除油后的噴頭和轉(zhuǎn)桿；
(3)表面包覆處理:干燥后的轉(zhuǎn)桿在不施噴部位進(jìn)行表面包覆處理；
(4)表面粗化處理:對噴頭、表面包覆處理后的轉(zhuǎn)桿進(jìn)行表面粗化處理；
(5)熱噴涂粘結(jié)層:采用熱噴涂技術(shù)在噴頭和轉(zhuǎn)桿上均噴涂至少一層粘結(jié)層作為過渡層；
(6)熱噴涂陶瓷層:采用熱噴涂技術(shù)在噴涂有粘結(jié)層的噴頭和轉(zhuǎn)桿上繼續(xù)噴涂至少一層耐腐蝕耐磨損陶瓷層。
[0010]進(jìn)一步的，在步驟(2)中，所述NaOH溶液濃度為50_70g/L，浸泡時間為0.5~lh。
[0011]進(jìn)一步的，在步驟(5)中，所述粘結(jié)層的材料采用NiAl、NiCrAl或NiCr。
[0012]進(jìn)一步的，在步驟(6)中，所述耐腐蝕耐磨損陶瓷層的材料采用Al2O3-T12系或Al2O3-ZrO2S。
[0013]進(jìn)一步的，在步驟(5 )或步驟(6 )中，所述熱噴涂技術(shù)采用等離子噴涂技術(shù)或超音速火焰噴涂技術(shù)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明中的轉(zhuǎn)子基體可加工性好，制備的涂層與基體材料間結(jié)合強(qiáng)度高，孔隙率低，與鋁液不潤濕，具有優(yōu)良的耐鋁液腐蝕和耐磨損性能，因此本轉(zhuǎn)子服役壽命長，并能對涂層失效轉(zhuǎn)子進(jìn)行再修復(fù)，重復(fù)使用，降低使用成本，可廣泛用于鋁熔煉過程的除氣凈化設(shè)備。
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)子制備流程示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)子修復(fù)流程示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的基體材料表面唆涂涂層構(gòu)造不意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的噴頭構(gòu)造示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)桿構(gòu)造示意圖。
[0021]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的粘結(jié)層微觀組織掃描電鏡圖。
[0022]圖7為本發(fā)明實(shí)施例的陶瓷層微觀組織掃描電鏡圖。
[0023]圖中:1-基體材料，2-粘結(jié)層，3-陶瓷層。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1~7所示，一種耐鋁液腐蝕磨損的鋁液除氣用轉(zhuǎn)子制備方法，包括以下步驟:
(1)熱處理:采用高強(qiáng)度耐熱合金鋼為基體材料1，例如，310S不銹鋼，314不銹鋼，321不銹鋼，lCrl7不銹鋼等，并不局限于此，對基體材料I進(jìn)行熱處理；
(2)機(jī)加工:機(jī)加工熱處理后的基體材料1，得到噴頭和轉(zhuǎn)桿，所述轉(zhuǎn)桿頭、尾兩端具有螺紋，所述噴頭與轉(zhuǎn)桿相互螺接；
(3)除油處理:將噴頭和轉(zhuǎn)桿均放入NaOH溶液中浸泡以進(jìn)行除油處理，將干燥除油后的噴頭和轉(zhuǎn)桿；
(4)表面包覆處理:干燥后的轉(zhuǎn)桿在不施噴部位進(jìn)行表面包覆處理，所述不施噴部位為轉(zhuǎn)桿具有螺紋的部位，當(dāng)對基體材料熱噴涂粘結(jié)層2、陶瓷層3等步驟后，拆除不施噴部位的包覆材料，將噴頭與轉(zhuǎn)桿螺接在一起；
(5)表面粗化處理:對噴頭、表面包覆處理后的轉(zhuǎn)桿進(jìn)行噴砂表面粗化處理，所述噴砂材料為24目棕剛玉砂，所述表面粗化處理采用噴砂、車螺紋或電拉毛，表面粗化處理的方式不局限于此，對噴頭和轉(zhuǎn)桿進(jìn)行表面粗化處理是為了增加基體材料I與涂層的結(jié)合強(qiáng)度；
(6)熱噴涂粘結(jié)層2:采用熱噴涂技術(shù)在噴頭和轉(zhuǎn)桿上均噴涂至少一層粘結(jié)層2作為過渡層；
(7)熱噴涂陶瓷層3:采用熱噴涂技術(shù)在噴涂有粘結(jié)層2的噴頭和轉(zhuǎn)桿上繼續(xù)噴涂至少一層耐腐蝕耐磨損陶瓷層3。
[0025]在本發(fā)明中，在步驟(I)中，所述熱處理為調(diào)質(zhì)處理。
[0026]在本發(fā)明中，在步驟(3)中，所述NaOH溶液濃度為50_70g/L，浸泡時間為0.5~lh，優(yōu)選0.5ho
[0027]在本發(fā)明中，在步驟(6)或步驟(7)中，所述熱噴涂技術(shù)采用等離子噴涂技術(shù)或超音速火焰噴涂技術(shù)。
[0028]在本發(fā)明中，在步驟(6)中，所述粘結(jié)層2材料采用NiAl、NiCrAl或NiCr。在采用等離子噴涂技術(shù)時，采用等離子噴涂技術(shù)在噴頭和轉(zhuǎn)桿基體材料I上噴涂一層NiCrAl粘結(jié)層2作為過渡層，所述粘結(jié)層2厚度為100 μπι-200 ym ;噴涂工藝參數(shù)為:電弧電壓55-60V，噴涂電流500-550