一种合金表面涂层及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107164722A(43)申请公布日2017.09.15(21)申请号201710486145.0C22C38/58(2006.01)(22)申请日2017.06.23C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)(71)申请人江苏双勤民生冶化设备制造有限公C22C38/50(2006.01)司C22C38/48(2006.01)地址214536江苏省泰州市靖江市新桥镇C22C38/44(2006.01)四墩子北首江苏双勤民生公司C22C38/06(2006.01)(72)发明人刘京雷夏浩戴玉明魏世忠李勤峰(51)Int.Cl.C23C10/54(2006.01)C23C10/02(2006.01)C23C8/22(2006.01)C23C8/20(2006.01)C22C19/05(2006.01)C22C27/06(2006.01)C22C30/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种合金表面涂层及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种合金表面涂层。通过表面预处理、渗剂包埋渗处理、碱清洗、高温碳化等步骤，能够在合金表面形成性能稳定的涂层，该涂层能够有效地提升合金的抗结焦和抗渗碳性能，明显延长材料的清焦周期与使用寿命。本发明的涂层及其形成工艺特别适用于高温合金，尤其是用于烃类原料裂解炉管的高温合金。CN107164722ACN107164722A权利要求书1/1页1.一种在合金表面制备涂层的方法，包含下列步骤：（1）对合金表面进行除油除锈预处理；（2）采用包埋渗工艺，用渗剂对合金材料进行处理；以质量百分比计，所述渗剂的成分为：硅10~50%，铬粉或铬铁粉0~40%，氯化铵1~10%，氟化钠0.2~2%，氧化铈0.1~0.5%，余量为氧化铝；所述渗剂为50~500目的粉末；处理温度为700~1100℃，处理时间为1~10h；（3）使用碱性溶液对处理后的合金材料表面进行清洗，然后水洗、干燥；（4）将经过步骤（3）处理的合金材料置于热处理炉内，持续通入由含碳气体和调节气体组成的混合气体，在500~1200℃高温碳化，保温2~20h；（5）降温冷却至100℃以下，停止通入混合气体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，以质量百分比计，所述合金的成分为：Cr10~50%，Mn0~5%，Ni20~60%，Si0.2~3%，微量元素0.01~6%，余量为Fe，所述微量元素包括Ti、Nb、W、Mo、Al、C及稀土元素中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述合金是牌号为HK40、35Cr45Ni、HP40、Incoloy800、或326L的合金。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，通过包埋渗工艺形成的渗层中，Si所占比例为10~60摩尔%，Cr所占比例为20~60摩尔%，余量为其它元素。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，使用的碱性溶液是浓度为10~50%的NaOH或KOH水溶液。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）中，所述含碳气体选自甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、一氧化碳、二氧化碳中的一种或多种；所述调节气体选自氢气、氮气、氩气中的一种或几种。7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于：混合气体中，含碳气体的摩尔比例为10-60%，优选为20-40%。8.一种合金表面涂层，它是经由权利要求1-7中任一项所述的方法制备而成。9.权利要求8所述的合金表面涂层在抗结焦和/或抗渗碳中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：应用于烃类原料高温裂解生产乙烯。2CN107164722A说明书1/3页一种合金表面涂层及其制备方法技术领域[0001]本发明属于材料及材料加工领域，具体涉及一种合金（特别是用于烃类原料裂解炉管的高温合金）表面涂层及其制备方法。背景技术[0002]碳氢原料（即，烃类原料）裂解是生产乙烯的最主要途径。裂解炉管用高温合金通常含有大量的Fe、Ni元素，而Fe、Ni元素会在烃类原料裂解过程中催化焦的生长，导致结焦速率明显增加，显著增加传热热阻，降低烯烃产量及收率。同时，这些元素也能导致炉管的严重渗碳现象，明显缩短炉管的服役寿命。因而迫切需要对合金材料进行改性处理，提高其抗结焦、抗渗碳等性能。[0003]专利ZL200610028933.7中，含硫、硅化合物的预处理剂通过载气或者原料气加入到裂解炉中，在高温下与炉管表面发生化学反应，使炉管表面的催化活性位点转化为惰性化合物，从而失去活性。专利US7156979中，加拿大NOVA公司采用氢气-水蒸气混合气，高温下在不锈钢表面制备出一层尖晶石保护膜。专利CN1