一種耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，復(fù)合表面涂層包括B4C過(guò)渡層和CZr表面層，其制備方法為：首先按照重量百分比稱取B4C原料粉，將研磨后的B4C制成過(guò)渡層壓坯；接著對(duì)板式換熱器進(jìn)行表面處理；然后過(guò)渡層壓坯和板式換熱器進(jìn)行熱壓燒結(jié)反應(yīng)，結(jié)束后對(duì)板式換熱器進(jìn)行第二次表面處理；最后使用包埋法制備CZr表面層。本發(fā)明復(fù)合表面涂層可以有效對(duì)板式換熱器進(jìn)行防護(hù)，增強(qiáng)其耐腐蝕性延長(zhǎng)其使用壽命，有效地保護(hù)工件，又能節(jié)約成本，適合在工業(yè)上大規(guī)模推廣。
【專利說(shuō)明】
一種耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及表面涂層領(lǐng)域，具體涉及一種耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過(guò)板片進(jìn)行熱量交換。板式換熱器是液-液、液-汽進(jìn)行熱交換的理想設(shè)備。它具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應(yīng)用廣泛、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比列管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達(dá)90 %以上。
[0003]隨著現(xiàn)代工業(yè)工作環(huán)境的嚴(yán)酷性越來(lái)越高，迫切需要板式換熱器能夠在耐磨、耐蝕、高溫等工況下工作且不影響自身的性質(zhì)。另外工業(yè)中對(duì)于材料的整體要求也越來(lái)越高，因此在保留板式換熱器基體本構(gòu)造和成分不變的前提下，只能在板式換熱器關(guān)鍵部位實(shí)行復(fù)合表面涂層防護(hù)，這樣既能有效地保護(hù)工件，又能節(jié)約成本。因此工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，設(shè)計(jì)出可以保護(hù)板式換熱器的復(fù)合表面涂層是非常有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層及其制備方法，使得表面涂層可以有效對(duì)板式換熱器進(jìn)行防護(hù)，延長(zhǎng)其使用壽命。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0006]本發(fā)明提供了一種耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，所述的復(fù)合表面涂層包括B4C過(guò)渡層和CZr表面層，所述的B4C過(guò)渡層由以下重量百分比組分構(gòu)成:B4C:75-85%、B203: 15-25 %，所述的CZr表面層由以下重量百分比組分構(gòu)成:CZr: 85-90 %,C:10-15% ；
[0007]其制備方法為:
[0008](I)首先按照重量百分比稱取B4C原料粉，然后在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨5_6h，其中球料質(zhì)量比為3:1，接著在30MPa壓力下將研磨后的B4C制成過(guò)渡層壓坯；
[0009](2)接著對(duì)板式換熱器進(jìn)行表面處理；
[0010](3)將壓制完畢的過(guò)渡層壓坯和板式換熱器放入石墨模具中，在真空環(huán)境下對(duì)壓坯進(jìn)行熱壓燒結(jié)反應(yīng)并保溫?cái)U(kuò)散，結(jié)束后對(duì)板式換熱器進(jìn)行第二次表面處理；
[0011](4)按照重量百分比稱取CZr原料粉在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨5-6h，球料質(zhì)量比為3:1，然后將研磨后的CZr粉末均勻鋪滿坩禍，然后放入步驟(3)處理后的板式換熱器，接著再放入CZr粉末，使CZr粉末包埋板式換熱器，將坩禍放入真空爐中處理，結(jié)束后取出板式換熱器即可。
[0012]優(yōu)選地，所述的B4C過(guò)渡層由以下重量百分比組分構(gòu)成:B4C: 83%、B203:17%，所述的CZr表面層由以下重量百分比組分構(gòu)成:CZr: 87 %、C: 12 %。
[0013]優(yōu)選地，所述的B4C過(guò)渡層由以下重量百分比組分構(gòu)成:B4C: 80%、B203:20%，所述的CZr表面層由以下重量百分比組分構(gòu)成:CZr: 90 %、C:1O %。
[0014]優(yōu)選地，所述的B4C過(guò)渡層厚度為0.5-0.7mm，所述的CZr表面層厚度為I _2mm。
[0015]優(yōu)選地，所述的的制備方法步驟(3)中熱壓燒結(jié)反應(yīng)及保溫?cái)U(kuò)散過(guò)程中:施加壓力為 30-45MPa，燒結(jié)溫度 1000-1150°(:，保溫時(shí)間120-1801^11。
[0016]優(yōu)選地，所述的制備方法步驟(4)中處理過(guò)程為:首先將真空爐抽真空至-0.1MPa，保真空30min后通入氬氣至常壓，之后以5-10°C/min的升溫速率將爐溫升至2000-2200 °C后保溫3-5h，隨后以6-10°C/min的速度降溫至1200°C，關(guān)電源冷卻到室溫。
[0017]本發(fā)明有益效果:
[0018]本發(fā)明提供的耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層包括B4C過(guò)渡層和CZr表面層，CZr具有尚恪點(diǎn)，硬度尚等特點(diǎn)，作為復(fù)合表面涂層具有良好的耐磨性，耐蝕性，耐尚溫等性能，B4C具有強(qiáng)硬度、低密度、與板式換熱器結(jié)合緊密等優(yōu)良的性質(zhì)，作為過(guò)渡層可以克服CZr粉末與板式換熱器結(jié)合不牢固導(dǎo)致易產(chǎn)生氣泡和夾雜的缺陷。本發(fā)明中采用在真空環(huán)境下對(duì)壓坯進(jìn)行熱壓燒結(jié)反應(yīng)并保溫?cái)U(kuò)散制成B4C過(guò)渡層，使得所形成金屬基體與過(guò)渡層間的界面結(jié)合良好，復(fù)合表面涂層致密性高。利用包埋法制備CZr表面層，可以提高復(fù)合表面涂層致密性，解決復(fù)合表面涂層容易發(fā)生開裂、翹曲和脫落的問(wèn)題。本發(fā)明成分設(shè)計(jì)合理，制備方法科學(xué)有效，適合在板式換熱器復(fù)合表面涂層領(lǐng)域大規(guī)模推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述?；w于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]實(shí)施例1:
[0021]一種耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，包括B4C過(guò)渡層和CZr表面層，B4C過(guò)渡層由以下重量百分比構(gòu)成:B4C:75%、B203:25%，，CZr表面層由以下重量百分比構(gòu)成:CZr:85%^C:15%0
[0022]其制備方法，包括以下步驟:
[0023](I)首先按照重量百分比稱取B4C原料粉，然后在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨5h，其中球料質(zhì)量比為3:1，接著在30MPa壓力下將研磨后的B4C制成厚度為0.5mm過(guò)渡層壓坯；
[0024](2)接著對(duì)板式換熱器進(jìn)行表面處理；
[0025](3)將壓制完畢的過(guò)渡層壓坯和表面處理過(guò)板式換熱器放入石墨模具中，在真空環(huán)境下對(duì)壓坯施加30MPa的壓力進(jìn)行熱壓燒結(jié)反應(yīng)，其中燒結(jié)溫度為1000°C，保溫?cái)U(kuò)散時(shí)間為120min，結(jié)束后對(duì)板式換熱器進(jìn)行第二次表面處理；
[0026](4)按照重量百分比稱取CZr原料粉在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨5h，球料質(zhì)量比為3:1，然后將研磨后的CZr粉末均勻鋪滿坩禍，然后放入步驟(3)處理后的板式換熱器，接著再放入CZr粉末，使CZr粉末包埋板式換熱器，將坩禍放入真空爐中處理，首先將真空爐抽真空至-
0.1MPa，保真空3min后通入氬氣至常壓，之后以5°C/min的升溫速率將爐溫升至2000°C后保溫3h，隨后以6°C/min的速度降溫至1200°C，關(guān)電源冷卻到室溫，形成厚度為l_2mm的CZr表面層，結(jié)束后取出板式換熱器即可。
[0027]實(shí)施例2:
[0028]一種耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，包括B4C過(guò)渡層和CZr表面層，B4C過(guò)渡層由以下重量百分比構(gòu)成:B4C:80%、B203:20%，，CZr表面層由以下重量百分比構(gòu)成:CZr:85%^C:15%0
[0029]其制備方法，包括以下步驟:
[0030](I)首先按照重量百分比稱取B4C原料粉，然后在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨6h，其中球料質(zhì)量比為3:1，接著在30MPa壓力下將研磨后的B4C制成厚度為0.7mm過(guò)渡層壓坯；
[0031 ] (2)接著對(duì)板式換熱器進(jìn)行表面處理；
[0032](3)將壓制完畢的過(guò)渡層壓坯和表面處理過(guò)板式換熱器放入石墨模具中，在真空環(huán)境下對(duì)壓坯施加30MPa的壓力進(jìn)行熱壓燒結(jié)反應(yīng)，其中燒結(jié)溫度為1000°C，保溫?cái)U(kuò)散時(shí)間為120min，結(jié)束后板式換熱器進(jìn)行第二次表面處理；
[0033](4)按照重量百分比稱取CZr原料粉在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨6h，球料質(zhì)量比為3:1，然后將研磨后的CZr粉末均勻鋪滿坩禍，然后放入步驟(3)處理后的板式換熱器，接著再放入CZr粉末，使CZr粉末包埋板式換熱器，將坩禍放入真空爐中處理，首先將真空爐抽真空至-
0.lMPa，保真空30min后通入氬氣至常壓，之后以6°C/min的升溫速率將爐溫升至2000°C后保溫4h，隨后以6°C/min的速度降溫至1200°C，關(guān)電源冷卻到室溫，形成厚度為l_2mm的CZr表面層，結(jié)束后取出板式換熱器即可。
[0034]實(shí)施例3:
[0035]一種耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，包括B4C過(guò)渡層和CZr表面層，B4C過(guò)渡層由以下重量百分比構(gòu)成:B4C:78%、B203:22%，，CZr表面層由以下重量百分比構(gòu)成:CZr:90%^C:10%o
[0036]其制備方法，包括以下步驟:
[0037](I)首先按照重量百分比稱取B4C原料粉，然后在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨6h，其中球料質(zhì)量比為3:1，接著在30MPa壓力下將研磨后的B4C制成厚度為0.7mm過(guò)渡層壓坯；
[0038](2)接著對(duì)板式換熱器進(jìn)行表面處理；
[0039](3)將壓制完畢的過(guò)渡層壓坯和表面處理過(guò)板式換熱器放入石墨模具中，在真空環(huán)境下對(duì)壓坯施加30MPa的壓力進(jìn)行熱壓燒結(jié)反應(yīng)，其中燒結(jié)溫度為1000°C，保溫?cái)U(kuò)散時(shí)間為120min，結(jié)束后板式換熱器進(jìn)行第二次表面處理；
[0040](4)按照重量百分比稱取CZr原料粉在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨6h，球料質(zhì)量比為3:1，然后將研磨后的CZr粉末均勻鋪滿坩禍，然后放入步驟(3)處理后的板式換熱器，接著再放入CZr粉末，使CZr粉末包埋板式換熱器，將坩禍放入真空爐中處理，首先將真空爐抽真空至-
0.lMPa，保真空30min后通入氬氣至常壓，之后以6°C/min的升溫速率將爐溫升至2100°C后保溫4h，隨后以6°C/min的速度降溫至1200°C，關(guān)電源冷卻到室溫，形成厚度為l_2mm的CZr表面層，結(jié)束后取出板式換熱器即可。
[0041 ] 實(shí)施例4:
[0042]一種耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，包括B4C過(guò)渡層和CZr表面層，B4C過(guò)渡層由以下重量百分比構(gòu)成:84(::82%、8203:18%，，CZr表面層由以下重量百分比構(gòu)成:CZr:88%^C:12%0
[0043]其制備方法，包括以下步驟:
[0044](I)首先按照重量百分比稱取B4C原料粉，然后在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨6h，其中球料質(zhì)量比為3:1，接著在30MPa壓力下將研磨后的B4C制成厚度為0.7mm過(guò)渡層壓坯；
[0045](2)接著對(duì)板式換熱器進(jìn)行表面處理；
[0046](3)將壓制完畢的過(guò)渡層壓坯和表面處理過(guò)板式換熱器放入石墨模具中，在真空環(huán)境下對(duì)壓坯施加30MPa的壓力進(jìn)行熱壓燒結(jié)反應(yīng)，其中燒結(jié)溫度為1000°C，保溫?cái)U(kuò)散時(shí)間為120min，結(jié)束后板式換熱器進(jìn)行第二次表面處理；
[0047](4)按照重量百分比稱取CZr原料粉在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨6h，球料質(zhì)量比為3:1，然后將研磨后的CZr粉末均勻鋪滿坩禍，然后放入步驟(3)處理后的板式換熱器，接著再放入CZr粉末，使CZr粉末包埋板式換熱器，將坩禍放入真空爐中處理，首先將真空爐抽真空至-
0.lMPa，保真空30min后通入氬氣至常壓，之后以5°C/min的升溫速率將爐溫升至2200°C后保溫5h，隨后以8°C/min的速度降溫至1200°C，關(guān)電源冷卻到室溫，形成厚度為l_2mm的CZr表面層，結(jié)束后取出板式換熱器即可。
[0048]實(shí)施例5:
[0049]一種耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，包括B4C過(guò)渡層和CZr表面層，B4C過(guò)渡層由以下重量百分比構(gòu)成:B4C:80%、B203:20%，，CZr表面層由以下重量百分比構(gòu)成:CZr:85%^C:15%0
[0050]其制備方法，包括以下步驟:
[0051](I)首先按照重量百分比稱取B4C原料粉，然后在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨5h，其中球料質(zhì)量比為3:1，接著在30MPa壓力下將研磨后的B4C制成厚度為0.5mm過(guò)渡層壓坯；
[0052](2)接著對(duì)板式換熱器進(jìn)行表面處理；
[0053](3)將壓制完畢的過(guò)渡層壓坯和表面處理過(guò)板式換熱器放入石墨模具中，在真空環(huán)境下對(duì)壓坯施加30MPa的壓力進(jìn)行熱壓燒結(jié)反應(yīng)，其中燒結(jié)溫度為1000°C，保溫?cái)U(kuò)散時(shí)間為120min，結(jié)束后板式換熱器進(jìn)行第二次表面處理；
[0054](4)按照重量百分比稱取CZr原料粉在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨5-6h，球料質(zhì)量比為3:1，然后將研磨后的CZr粉末均勻鋪滿坩禍，然后放入步驟(3)處理后的板式換熱器，接著再放入CZr粉末，使CZr粉末包埋板式換熱器，將坩禍放入真空爐中處理，首先將真空爐抽真空至-0.110^，保真空3011^11后通入氬氣至常壓，之后以8°(:/1^11的升溫速率將爐溫升至22001€后保溫5h，隨后以8°C/min的速度降溫至1200°C，關(guān)電源冷卻到室溫，形成厚度為l_2mm的CZr表面層，結(jié)束后取出板式換熱器即可。
[0055]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，其特征在于，所述的復(fù)合表面涂層包括B4C過(guò)渡層和CZr表面層，所述的B4C過(guò)渡層由以下重量百分比組分構(gòu)成:B4C: 75-85 %、B2O3:15-25 %，所述的CZr表面層由以下重量百分比組分構(gòu)成:CZr: 85-90 %,C:10-15%； 其制備方法為: (1)首先按照重量百分比稱取B4C原料粉，然后在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨5-6h，其中球料質(zhì)量比為3:1，接著在30MPa壓力下將研磨后的B4C制成過(guò)渡層壓坯； (2)接著對(duì)板式換熱器進(jìn)行表面處理； (3)將壓制完畢的過(guò)渡層壓坯和板式換熱器放入石墨模具中，在真空環(huán)境下對(duì)壓坯進(jìn)行熱壓燒結(jié)反應(yīng)并保溫?cái)U(kuò)散，結(jié)束后對(duì)板式換熱器進(jìn)行第二次表面處理； (4)按照重量百分比稱取CZr原料粉在球磨機(jī)上進(jìn)行研磨5-6h，球料質(zhì)量比為3:1，然后將研磨后的CZr粉末均勻鋪滿坩禍，然后放入步驟(3)處理后的板式換熱器，接著再放入CZr粉末，使CZr粉末包埋板式換熱器，將坩禍放入真空爐中處理，結(jié)束后取出板式換熱器即可。2.如權(quán)利要求1所述的耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，其特征在于，所述的B4C過(guò)渡層由以下重量百分比組分構(gòu)成:B4C: 83 %、B2O3:17 %，所述的CZr表面層由以下重量百分比組分構(gòu)成:CZr:87%、C:12%。3.如權(quán)利要求1所述的耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，其特征在于，所述的B4C過(guò)渡層由以下重量百分比組分構(gòu)成:B4C:80%、B203:20%，所述的CZr表面層由以下重量百分比組分構(gòu)成:CZr:90%、C:10%。4.如權(quán)利要求1所述的耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，其特征在于，所述的B4C過(guò)渡層厚度為0.5-0.7mm，所述的CZr表面層厚度為l-2mm。5.如權(quán)利要求1所述的耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，其特征在于，所述的的制備方法步驟(3)中熱壓燒結(jié)反應(yīng)及保溫?cái)U(kuò)散過(guò)程中:施加壓力為30-45MPa，燒結(jié)溫度1000-1150°C，保溫時(shí)間 120-180min。6.如權(quán)利要求1所述的耐腐蝕板式換熱器復(fù)合表面涂層，其特征在于，所述的制備方法步驟(4)中處理過(guò)程為:首先將真空爐抽真空至-0.1MPa，保真空30min后通入氬氣至常壓，之后以5-10°C/min的升溫速率將爐溫升至2000-2200°C后保溫3-5h，隨后以6-10°C/min的速度降溫至1200°C，關(guān)電源冷卻到室溫。
【文檔編號(hào)】F28F19/02GK106091791SQ201610389071
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日 公開號(hào)201610389071.4, CN 106091791 A, CN 106091791A, CN 201610389071, CN-A-106091791, CN106091791 A, CN106091791A, CN201610389071, CN201610389071.4
【發(fā)明人】張凌霞
【申請(qǐng)人】安徽普瑞普勒傳熱技術(shù)有限公司