CN116411237A - 一种渗铝防护涂层及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种渗铝防护涂层及其制备方法与应用，制备方法包括如下步骤：步骤1，在基材表面喷涂无机纤维涂料，烘干，以在基材表面形成无机纤维层；所述无机纤维涂料包括无机纤维、有机联结剂和分散剂；步骤2，将步骤1处理后的基材与渗铝剂进行渗铝处理，在所述无机纤维层上形成渗铝防护涂层。本发明采用有机联结剂使无机纤维丝互相联结，经烘干后在基材表面制备出具有特定孔径的无机纤维层，该无机纤维层在后续渗铝过程中可有效抑制熔融铝原子的团聚作用，进而使所得的渗铝涂层具备高平整度。
Description
技术领域
本发明涉及一种渗铝防护涂层的制备方法，以及由该制备方法得到的渗铝防护涂层，该渗铝防护涂层在蒸汽裂解炉炉管中的应用。
背景技术
蒸汽裂解炉管作为乙烯生产过程中的核心单元，其决定着蒸汽裂解炉的运行效率和能耗。一般情况下，蒸汽裂解炉管的材质均选用耐高温的铬镍合金钢，但该合金中的镍元素会在使用过程中发生迁移作用，在蒸汽裂解炉管表面富集并作为催化活性中心加速焦炭的形成。为应对这一问题，一般采取的手段是利用固体粉末包埋共渗技术，通过向合金基材渗入铝元素，提高合金材质的抗氧化及抗热腐蚀性能。所谓固体粉末包埋共渗技术是一种化学热处理工艺，其原理为将基材置于渗剂中，通过升温使渗剂热分解并产生活性原子，这些活性原子会吸附在基材表面，并向基材内部扩散，通过与合金材质中的Cr元素和Ni元素形成更为稳定的新合金相，提高合金基材整体力学性质。同时，形成的合金相还可抑制合金基材中Ni原子的迁移作用。目前，通过固体粉末包埋共渗技术向合金基材中渗入铝元素被认为是提高合金抗氧化性能和力学性能最为有效的手段之一，渗铝技术已在化工产业上得到广泛的应用。
CN201010277865.4中工件经渗铝处理后，在材料表面形成富金属层或化合物层，改变工件的表面特性，其耐高温氧化、抗渗碳性能明显提高。由于渗铝后工件表面生成稳定的惰性氧化铝层，CN106637071A公开了一种多段式包埋渗铝结合微弧氧化制备复合涂层的方法，该方法首先采用多段式包埋渗铝技术在基材上面获得连续平整的NbAl3渗铝层，再通过添加成膜剂氟化钠、改良剂钨酸钠、稳定剂乙二胺四乙酸二钠和稀土盐硝酸钇调整微弧氧化电解液，在NbAl3渗铝层上制备一层均匀规则的多孔Al2O3陶瓷膜，从而获得Al2O3/NbAl3复合涂层，该复合涂层虽然具有结合良好、涂层均匀、抗高温热腐蚀性能优异的特点，但涂层制备控制条件较多，包括包埋渗铝时间、温度和微弧氧化电解液、电参数等，所制备出的复合涂层平整度较低。
CN109868447A公开了一种降低渗铝层表面粗糙度的方法，该方法通过预先在高共渗温度下，在基材表面制备出第一渗铝层，在对第一渗铝层进行打磨处理后采用较低的共渗温度制备出第二渗铝层，最终所得到的双层渗铝层的表面粗糙度小于现有渗铝技术制备出的渗铝层表面粗糙度，该方法虽然可以有效降低渗铝涂层的表面粗糙度，但工艺较为复杂，且依旧无法控制铝原子在渗铝过程中的团聚作用。
CN103589992A公开了一种基于化学气相沉积技术的渗铝硅料浆及制备涡轮叶片表面铝硅渗层的方法。该方法采用的渗铝硅涂浆由渗剂和粘结剂组成，渗剂为纯铝粉和金属硅粉，粘结剂为丙酮、乙酰丙酮和硝化纤维素。该方法制备出的渗铝硅涂层可满足航空发动机研制的需要，其涂层整体力学性质优异，与基材的结合较为牢固，该技术中所使用到的硝化纤维素有机粘结剂主要作用还是在于发挥交联功能，使制备出的涂层具有更为致密的结构性质，对于渗铝过程中铝原子的团聚作用并不能起到抑制作用。
因此，本领域尚需对固体粉末包埋共渗技术中，如何抑制铝原子的团聚作用进一步进行研究。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种渗铝防护涂层及其制备方法与应用，以克服现有渗铝过程中，由于熔融铝原子之间的团聚作用不受控制，导致在渗铝过程中铝原子因高温热扩散发生相互团聚，致使所制备出的渗铝层平整度不高，进而导致渗铝层更易附着污物，很大程度上降低渗铝层性质及增益效果的缺陷。
为了达到上述目的，本发明提供了一种渗铝防护涂层的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，在基材表面喷涂无机纤维涂料，烘干，以在基材表面形成无机纤维层；所述无机纤维涂料包括无机纤维、有机联结剂和分散剂；
步骤2，将步骤1处理后的基材与渗铝剂进行渗铝处理，在所述无机纤维层上形成渗铝防护涂层。
本发明所述的渗铝防护涂层的制备方法，其中，所述基材在进行喷涂无机纤维涂料前，对所述基材的表面进行净化处理。
本发明所述的渗铝防护涂层的制备方法，其中，所述无机纤维层的厚度为10-100μm，孔径为0.04-0.1μm。
本发明所述的渗铝防护涂层的制备方法，其中，所述无机纤维包括硅酸铝纤维、石棉纤维、石英纤维、莫来石纤维中的至少一种；所述有机联结剂为有机纤维素，所述分散剂为有机溶剂。
本发明所述的渗铝防护涂层的制备方法，其中，所述无机纤维由无机纤维丝构成，无机纤维丝的长度为10～40μm；所述有机纤维素包括羧甲基纤维素、乙基纤维素以及聚乙烯醇纤维素中的至少一种；所述分散剂为丙酮、乙醇、四氢呋喃、甲苯中的至少一种。
本发明所述的渗铝防护涂层的制备方法，其中，以所述无机纤维涂料的总质量为基准，所述无机纤维的含量为70～80％，所述有机联结剂的含量为2～5％，所述分散剂的含量为15～28％。
本发明所述的渗铝防护涂层的制备方法，其中，以所述渗铝剂的总质量为基准，所述渗铝剂包括铝粉15～30％、氯化铵1～1.5％、氟化钠0.3～1％、氧化铝粉67.5～83.7％。
本发明所述的渗铝防护涂层的制备方法，其中，步骤1处理后的基材与渗铝剂置入渗铝炉中进行渗铝处理，渗铝处理温度为900～1100℃，渗铝处理时间为8-12h。
本发明所述的渗铝防护涂层的制备方法，其中，所述铝粉的粒度D90为50～100nm，所述氧化铝粉的粒度D90为2～10μm。
为了达到上述目的，本发明还提供了上述的制备方法得到的渗铝防护涂层。
为了达到上述目的，本发明更提供了一种蒸汽裂解炉，该蒸汽裂解炉的炉管中涂覆有上述的渗铝防护涂层。
为了达到上述目的，本发明提供了一种锅炉，该锅炉涂覆有上述的渗铝防护涂层。
本发明的有益效果：
本发明采用有机联结剂使无机纤维丝互相联结，经烘干后在基材表面制备出具有特定孔径的无机纤维层，该无机纤维层在后续渗铝过程中可有效抑制熔融铝原子的团聚作用，进而使所得的渗铝涂层具备高平整度。
本发明高平整度渗铝涂层可应用于蒸汽裂解炉炉管，涂层所具有的高平整度可有效防止积碳前驱体的附着，可显著提高蒸汽裂解炉的运行周期，延长炉管的使用寿命，采用本发明方法制备出的高平整度渗铝防护涂层的表面粗糙度最小可达到0.8μm，远小于现有技术所得到的渗铝涂层(表面粗糙度Ra＝3μm)。
附图说明
图1为本发明实施例1高平整度渗铝涂层的扫描电子显微镜图。
图2为本发明对比例1渗铝涂层的扫描电子显微镜图。
具体实施方式
以下对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
本发明提供了一种渗铝防护涂层的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，在基材表面喷涂无机纤维涂料，烘干，以在基材表面形成无机纤维层；所述无机纤维涂料包括无机纤维、有机联结剂和分散剂；
步骤2，将步骤1处理后的基材与渗铝剂进行渗铝处理，在所述无机纤维层上形成渗铝防护涂层。
本发明采用有机联结剂使无机纤维丝互相联结，经烘干后在基材表面制备出具有特定孔径的无机纤维层，该无机纤维层在后续渗铝过程中可有效抑制熔融铝原子的团聚作用，进而使所得的渗铝涂层具备高平整度。
本发明对基材的材质不作特别限定，例如为蒸汽裂解炉管的炉管，具体可以为CrNi合金，更具体为Cr35Ni45合金基材。在一实施方式中，基材在进行喷涂无机纤维涂料前，对基材的表面进行净化处理，以去除基材表面的油污、杂质等。本发明对净化方法不作特别限定，本领域常规净化方法即可。
在一实施方式中，本发明无机纤维包括硅酸铝纤维、石棉纤维、石英纤维、莫来石纤维中的至少一种，无机纤维丝长度为10～40μm；有机联结剂为有机纤维素、聚乙烯醇等，有机纤维素例如包括羧甲基纤维素、乙基纤维素以及聚乙烯醇纤维素中的至少一种；分散剂为有机溶剂，例如为丙酮、乙醇、四氢呋喃、甲苯中的至少一种。
在另一实施方式中，本发明以无机纤维涂料的总质量为基准，无机纤维涂料中，无机纤维的含量为70～80％，有机联结剂的含量为2～5％，分散剂的含量为15～28％。
本发明不特别限定无机纤维涂料喷涂于基材的方式，本领域常规喷涂方式即可。
本发明中，在基材表面喷涂无机纤维涂料后，烘干，烘干温度为60-90℃，优选为60-80℃。烘干后于基材表面形成无机纤维层，在一实施方式中，无机纤维层的厚度为10-100μm，优选20-80μm，无机纤维层的孔径为0.04-0.1μm。
步骤2为将步骤1处理后的基材与渗铝剂进行渗铝处理，在无机纤维层上形成渗铝防护涂层，渗铝防护涂层的厚度为10-110μm，优选50～110μm。
在一实施方式中，本发明以渗铝剂的总质量为基准，渗铝剂包括铝粉15～30％、氯化铵1～1.5％、氟化钠0.3～1％、氧化铝粉67.5～83.7％。在另一实施方式中，渗铝剂包括铝粉15～25％、氯化铵1～1.5％、氟化钠0.4～0.8％，氧化铝粉67.5～83.7％。其中，氯化铵为渗铝活化剂，氟化钠为渗铝稳定剂。
按各原料比例关系混合，充分研磨均匀即得到渗铝剂。将将步骤1处理后的基材与渗铝剂置于高温固相渗铝炉的渗箱中，于900～1100℃下保温8-12h进行高温固相渗铝，在一实施方式中，固相渗铝的温度为1000～1050℃，保温时间为8～10h。
在一实施方式中，渗铝剂的铝粉为纳米级，铝粉的粒度D90为50～100nm。氧化铝粉为微米级，氧化铝粉的粒度D90为2～10μm。
由此，采用本发明方法得到的渗铝防护涂层具有较好的平整度，渗铝防护涂层的表面粗糙度最小可达到0.8μm，远小于现有技术所得到的渗铝涂层(表面粗糙度Ra＝3μm)。
本发明渗铝防护涂层的制备方法以及所得到的渗铝防护涂层可作为防护涂层应用于蒸汽裂解炉管及高温锅炉领域。
以下将通过具体实施例对本发明技术方案进一步进行详细说明。
实施例1
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Cr35Ni45合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维层喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为石棉纤维73％、有机联结剂乙基纤维素4％、丙酮23％，喷涂后进行烘干，烘干温度为60℃，烘干所得的纤维层厚度为60μm，无机纤维层孔径为0.08μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉20％、氯化铵1.5％、氟化钠0.8％，氧化铝粉77.7％，其中铝粉粒度D90为50nm，氧化铝粉粒度D90为2μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为63μm，该涂层的表面形貌如附图1所示。
实施例2
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Cr35Ni45合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为硅酸铝纤维70％、有机联结剂羧甲基纤维素3.5％、丙酮26.5％，喷涂后进行烘干，烘干温度为60℃，烘干所得的纤维层厚度为60μm，无机纤维层孔径为0.07μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉20％、氯化铵1.5％、氟化钠0.7％，氧化铝粉77.8％，其中铝粉粒度D90为70nm，氧化铝粉粒度D90为2μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为62μm。
实施例3
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Cr35Ni45合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为莫来石纤维78％、有机联结剂聚乙烯醇2％、丙酮20％，喷涂后进行烘干，烘干温度为60℃，烘干所得的纤维层厚度为60μm，无机纤维层孔径为0.08μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉20％、氯化铵1.5％、氟化钠0.8％，氧化铝粉77.7％，其中铝粉粒度D90为70nm，氧化铝粉粒度D90为5μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为65μm。
实施例4
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Cr35Ni45合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为硅酸铝纤维70％、有机联结剂羧甲基纤维素3.5％、丙酮26.5％，喷涂后进行烘干，烘干温度为60℃，烘干所得的纤维层厚度为80μm，无机纤维层孔径为0.1μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉15％、氯化铵1％、氟化钠0.4％，氧化铝粉83.6％，其中铝粉粒度D90为100nm，氧化铝粉粒度D90为10μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1050℃下保温10h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为87μm。
实施例5
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Cr35Ni45合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为硅酸铝纤维70％、有机联结剂羧甲基纤维素3.5％、丙酮26.5％，喷涂后进行烘干，烘干温度为80℃，烘干所得的纤维层厚度为80μm，无机纤维层孔径为0.1μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉25％、氯化铵1.5％、氟化钠0.8％，氧化铝72.7％，其中铝粉粒度D90为60nm，氧化铝粉粒度D90为5μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1000℃下保温8h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为84μm。
实施例6
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Cr35Ni45合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为石棉纤维73％、有机联结剂乙基纤维素4％、丙酮23％，喷涂后进行烘干，烘干温度为60℃，经烘干所得的纤维层厚度为60μm，无机纤维层孔径为0.08μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉30％、氯化铵1.5％、氟化钠1.0％，氧化铝粉67.5％，其中铝粉粒度D90为50nm，氧化铝粉粒度D90为2μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为68μm。
实施例7
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Cr35Ni45合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为石棉纤维73％、有机联结剂乙基纤维素4％、丙酮23％，喷涂后进行烘干，烘干温度为60℃，经烘干所得的纤维层厚度为60μm，无机纤维层孔径为0.08μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉15％、氯化铵1.0％、氟化钠1.0％，氧化铝粉83.0％，其中铝粉粒度D90为50nm，氧化铝粉粒度D90为2μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为61μm。
实施例8
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Cr20Ni35合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为石棉纤维73％、有机联结剂乙基纤维素4％、丙酮23％，喷涂后进行烘干，烘干温度为60℃，经烘干所得的纤维层厚度为60μm，无机纤维层孔径为0.08μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉20％、氯化铵1.5％、氟化钠0.8％，氧化铝粉77.7％，其中铝粉粒度D90为50nm，氧化铝粉粒度D90为2μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为63μm。
实施例9
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Incoloy800合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为石棉纤维73％、有机联结剂乙基纤维素4％、丙酮23％，喷涂后进行烘干，烘干温度为60℃，经烘干所得的纤维层厚度为60μm，无机纤维层孔径为0.08μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉20％、氯化铵1.5％、氟化钠0.8％，氧化铝粉77.7％，其中铝粉粒度D90为50nm，氧化铝粉粒度D90为2μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为63μm。
实施例10
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Cr20Ni35合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为石棉纤维73％、有机联结剂乙基纤维素4％、丙酮23％，喷涂后进行烘干，烘干温度为60℃，经烘干所得的纤维层厚度为60μm，无机纤维层孔径为0.08μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉30％、氯化铵1.5％、氟化钠1.0％，氧化铝粉67.5％，其中铝粉粒度D90为50nm，氧化铝粉粒度D90为2μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为66μm。
实施例11
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Cr20Ni35合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为石棉纤维73％、有机联结剂乙基纤维素4％、丙酮23％，喷涂后进行烘干，烘干温度为60℃，经烘干所得的纤维层厚度为60μm，无机纤维层孔径为0.08μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉15％、氯化铵1.0％、氟化钠1.0％，氧化铝粉83.0％，其中铝粉粒度D90为50nm，氧化铝粉粒度D90为2μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为62μm。
实施例12
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Incoloy800合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为石棉纤维73％、有机联结剂乙基纤维素4％、丙酮23％，喷涂后进行烘干，烘干温度为60℃，经烘干所得的纤维层厚度为60μm，无机纤维层孔径为0.08μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉30％、氯化铵1.5％、氟化钠1.0％，氧化铝粉67.5％，其中铝粉粒度D90为50nm，氧化铝粉粒度D90为2μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为67μm。
实施例13
一种高平整度防护渗铝涂层的制备方法，包括以下步骤：1.首先对Incoloy800合金基材表面净化处理，去除基材表面油污；2.对基材表面进行无机纤维喷涂，所选用的喷涂方式为气相喷涂法，无机纤维涂料中各原料组成按重量百分数分为石棉纤维73％、有机联结剂乙基纤维素4％、丙酮23％，喷涂后进行烘干，烘干温度为60℃，经烘干所得的纤维层厚度为60μm，无机纤维层孔径为0.08μm；3.按原料的重量百分比配制渗铝剂，各原料重量百分比为：铝粉15％、氯化铵1.0％、氟化钠1.0％，氧化铝粉83.0％，其中铝粉粒度D90为50nm，氧化铝粉粒度D90为2μm，将各原料充分研磨并混合均匀得到渗铝剂；4.将涂敷有无机纤维层的基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，最终得到高平整度防护渗铝涂层，渗铝涂层厚度为62μm。
对比例1
按照实施例1步骤1对Cr35Ni45合金基材表面净化处理，按照实施例1中步骤3渗铝剂原料重量百分比配制渗铝剂；4.将只进行表面净化处理后的Cr35Ni45合金基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，所得到渗铝涂层的表面形貌如附图2所示。
对比例2
按照实施例1步骤1对Cr20Ni35合金基材表面净化处理，按照实施例1中步骤3渗铝剂原料重量百分比配制渗铝剂；将只进行表面净化处理后的Cr35Ni45合金基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，得到渗铝涂层。
对比例3
按照实施例1步骤1对Incoloy800合金基材表面净化处理，按照实施例1中步骤3渗铝剂原料重量百分比配制渗铝剂；将只进行表面净化处理后的Cr35Ni45合金基材和配制好的渗铝剂置于渗箱中，于1040℃下保温9h进行高温固相渗铝，得到渗铝涂层。采用表面粗糙度仪AR-132A对上述具体实施例所得到的高平整度防护渗铝涂层以及对比例的渗铝涂层的表面粗糙度进行分析，该仪器符合国标GB/T 6062及ISO，DIN，ANSI和JIS四项标准，所得到的数据结果可见表1。
表1
由表1、图1和2所示，采用本发明方法得到的渗铝涂层表面粗糙度较低，涂层平整度高。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (12)
1.一种渗铝防护涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，在基材表面喷涂无机纤维涂料，烘干，以在基材表面形成无机纤维层；所述无机纤维涂料包括无机纤维、有机联结剂和分散剂；
步骤2，将步骤1处理后的基材与渗铝剂进行渗铝处理，在所述无机纤维层上形成渗铝防护涂层。
2.根据权利要求1所述的渗铝防护涂层的制备方法，其特征在于，所述基材在进行喷涂无机纤维涂料前，对所述基材的表面进行净化处理。
3.根据权利要求1所述的渗铝防护涂层的制备方法，其特征在于，所述无机纤维层的厚度为10-100μm，孔径为0.04-0.1μm。
4.根据权利要求1所述的渗铝防护涂层的制备方法，其特征在于，所述无机纤维包括硅酸铝纤维、石棉纤维、石英纤维、莫来石纤维中的至少一种；所述有机联结剂为有机纤维素、聚乙烯醇，所述分散剂为有机溶剂。
5.根据权利要求4所述的渗铝防护涂层的制备方法，其特征在于，所述无机纤维由无机纤维丝构成，无机纤维丝的长度为10～40μm；所述有机纤维素包括羧甲基纤维素、乙基纤维素以及聚乙烯醇纤维素中的至少一种；所述分散剂为丙酮、乙醇、四氢呋喃、甲苯中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的渗铝防护涂层的制备方法，其特征在于，以所述无机纤维涂料的总质量为基准，所述无机纤维的含量为70～80％，所述有机联结剂的含量为2～5％，所述分散剂的含量为15～28％。
7.根据权利要求1所述的渗铝防护涂层的制备方法，其特征在于，以所述渗铝剂的总质量为基准，所述渗铝剂包括铝粉15～30％、氯化铵1～1.5％、氟化钠0.3～1％、氧化铝粉67.5～83.7％。
8.根据权利要求1所述的渗铝防护涂层的制备方法，其特征在于，步骤1处理后的基材与渗铝剂置入渗铝炉中进行渗铝处理，渗铝处理温度为900～1100℃，渗铝处理时间为8-12h。
9.根据权利要求7所述的渗铝防护涂层的制备方法，其特征在于，所述铝粉的粒度D90为50～100nm，所述氧化铝粉的粒度D90为2～10μm。
10.权利要求1-9任一项所述的制备方法得到的渗铝防护涂层。
11.一种蒸汽裂解炉，其特征在于，该蒸汽裂解炉的炉管中涂覆有权利要求10所述的渗铝防护涂层。
12.一种锅炉，其特征在于，该锅炉涂覆有权利要求10所述的渗铝防护涂层。
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