摘要：耐高溫沖蝕熔覆層粉末屬于表面工程技術的特種材料，以前針對性地應用在火箭炮鋼板表面，用來抵擋高溫沖蝕和海洋性大氣腐蝕。隨著時代的變遷和社會的進步，其已經(jīng)拓展應用在熱電廠和火電廠的熱電偶保護管等表面。本文將對比2011年和2018年耐高溫沖蝕熔覆層粉末材料及熔覆層的制備方法兩個專利，希望借此能看到技術在軍民轉化之路的端倪。

　　對性能要求降低，民用品中價格昂貴的組分含量減少

　　作為同樣一類技術，2011年的“耐高溫沖蝕熔覆層粉末材料及熔覆層的制備方法”應用于火箭炮表面，為軍用品。粉末材料中所含粉末的重量百分比為，純鈦粉24%-32%，石墨碳粉4. 8%-8%，鉻粉24%-30 %，鉬粉5%-10%，二硼化鈦粉3%-5%，碳化鈮粉1%-3%，鎳粉為余量。以上粉末中，純鈦粉與石墨碳粉重量比在3. 8-4范圍。

　　2018年的“一種耐高溫沖蝕熔覆層粉末材料及熔覆層的制備方法”應用于熱電偶保護管表面，為民用品。粉末材料中所含粉末的重量百分比為：鋁硅鈦合金粉末20%-30%，(其中，硅20%-25%，鈦0.5%-3% ，鋁為余量)。二硼化鉻粉末15%-25%，鎳鉻鉬碳合金粉末(鉻10%-20%，鉬3%-5%，碳1%-1.5%，鎳為余量)為余量。

　　通過對比發(fā)現(xiàn)最終在平板表面形成陶瓷/金屬復合材料熔覆層中，一些價格昂貴的金屬組分含量差異非常大。軍用品中純鈦粉的含量大致上是民用品的16倍，純鉬粉的含量是民用品的近2倍。目前，純鈦粉市場均價是每噸5萬多，純鉬粉市場均價是每噸22萬左右。一方面，民用品的耐沖蝕、耐高溫等性能要求遠不及軍用品的高：熱電偶保護套耐高溫范圍僅為1000℃-1300℃;對熱電偶保護套也去除了耐海洋性大氣腐蝕的要求;火箭炮熔覆層的壽命須更長……另一方面，這些價格昂貴的金屬組分反應形成的特殊結構及合金化復合材料是進一步提高抗高溫沖蝕性能的關鍵。所以，對性能要求降低，民用品中價格昂貴的組分含量減少是軍民轉化的普遍現(xiàn)象。

　　軍用轉為民用后，施工工藝極大地被簡化

　　制備火箭炮鋼板表面熔覆層需要五個步驟，(1)選用波長為1064nm、光纖偶合的Nd：YAG燈泵浦固體激光器，其額定輸出功率為800W。采用與光纖相連的激光工作頭做水平勻速運動及步進運動、工件固定方法制備熔覆層，熔覆時采取激光頭吹氬氣的保護措施，以防止熔覆材料氧化;(2)將待熔覆鋼板點焊在網(wǎng)格形防變形支座上，并將防變形支座置于熔覆工作臺上;(3)將混合粉末裝入送粉器中，采用預撒粉法熔覆，其具體參數(shù)為：送粉量0. 7kg/h，激光器工作電流為450A、頻率為8Hz，光斑直徑3. 5mm，激光束在x軸向的掃描速度6mm/s，激光頭Y軸向的步進長度為2. 5mm;(4)單道熔覆時，所形成熔覆層厚度約為400μm。采用相鄰兩道熔覆層搭接熔覆的方法，在整個鋼板表面上制備平均厚度約為400μm的陶瓷——金屬復合材料熔覆層;(5)熔覆工藝完成后，將鋼板與防變形支座放入熱處理爐內(nèi)進行消除內(nèi)應力退火處理，處理溫度為550℃，保溫時間為5小時，將鋼板與防變形支座隨爐緩冷至200℃后取出，再室溫冷卻至常溫。采用機械切割方法將鋼板點焊點與防變形支座分離后得到成品耐高溫沖蝕復合鋼板。

　　而制備熱電偶保護管熔覆層只需要二個步驟。(1)將待熔覆保護管進行表面除銹、除油處理，將待熔覆保護管固定在熔覆工作臺的卡盤上;(2)將粉末材料裝入氣動同步送粉器的儲粉容器中，采用激光頭靜止、保護管相對于激光頭作螺旋運動、搭接熔覆的方法制備熔覆層。熔覆主要參數(shù)為：選用功率為2kW的光纖藕合輸出半導體激光器進行熔覆，激光束焦點光斑為2.5mm，熔覆時激光器輸出功率為1.9kW、送粉器送粉量2kg/h，激光光斑與工件相對運動速度3cm/s。相鄰兩道熔覆層的搭接率為50%，所形成熔覆層厚度為600μm。

　　歸納總結后可以看出，軍用轉為民用后，施工工藝極大地被簡化。原來需要五個步驟被簡化為兩步。被省略的主要工藝流程包括：熔覆時吹氬氣防止氧化，安裝防變形支座，消除內(nèi)應力退火處理，機械切割法將焊點與支座分離。對同種技術，施工工藝上的簡化，歸根結底還是因為民用品的技術標準現(xiàn)對于軍用品的技術標準的降低，很多保證軍用品在質(zhì)量和技術層面高精尖的步驟變得不那么重要。另外，民用品的使用環(huán)境也相對單一，不會同時面臨高溫和海洋大氣腐蝕這樣的極端挑戰(zhàn)。

　　結語

　　耐高溫沖蝕熔覆層粉末材料及熔覆層的制備方法，以前針對性地應用在火箭炮鋼板表面，用來抵擋高溫沖蝕和海洋性大氣腐蝕，現(xiàn)在已經(jīng)拓展應用在熱電廠和火電廠的熱電偶保護管等表面。從同類技術的對比來看，軍用技術轉化為民用技術往往需要一定的時間，因為民用品對性能的要求降低，產(chǎn)品中貴重組分的含量會相應的減少，并且施工工藝也被大大的簡化。