热喷涂知识

热喷涂知识
热喷涂知识

热喷涂知识

一、热喷涂介绍

1、热喷涂是一种表面强化技术,是表面工程技术的重要组成部分,一直是我国重点推广的新技术项目.它是利用某种热源(如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等)将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态,然后借助焰留本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面,沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。

2、热喷涂原理:热喷涂是指一系列过程,在这些过程中,细微而分散的金属或非金属的涂层材料,以一种熔化或半熔化状态,沉积到一种经过制备的基体表面,形成某种喷涂沉积层。涂层材料可以是粉状、带状、丝状或棒状。热喷涂枪由燃料气、电弧或等离子弧提供必需的热量,将热喷涂材料加热到塑态或熔融态,再经受压缩空气的加速,使受约束的颗粒束流冲击到基体表面上。冲击到表面的颗粒,因受冲压而变形,形成叠层薄片,粘附在经过制备的基体表面,随之冷却并不断堆积,最终形成一种层状的涂层。该涂层因涂层材料的不同可实现耐高温腐蚀、抗磨损、隔热、抗电磁波等功能。

3、定义:热喷涂是指采用氧—乙炔焰、电弧、等离子弧、爆炸波等提供不同热源的喷涂装置,产生高温高压焰流或超音速焰流,将要制成涂层的材料如各种金属、陶瓷、金属加陶瓷的复合材料、各种塑料粉末的固态喷涂材料,瞬间加热到塑态或熔融态,高速喷涂到经过预处理(清洁粗糙)的零部件表面形成涂层的一种表面加工方法。我们把特殊的工作表面叫“涂层”,把制造涂层的工作方法叫“热喷涂”,它是采用各种热源进行喷涂和喷焊的总称。

4、用途:这在高速气流的作用下使之雾化成微细熔滴或高温颗粒,以很高的飞行速度喷射到经过处理的工件表面,形成牢固的覆盖层,从而使工件表面获得不同硬度、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、消毒、防微波辐射以及其他各种特殊物理化学性能。它可以在设备维修中修旧利废,使报废的零部件“起死回生”;也可以在新产品制造中进行强化和预保护,使其“益寿延年”。

5、热喷涂材料:喷涂粉末在整个热喷材料中占据十分重要的地位。热喷涂合金粉末包括镍基、铁基和钴基合金粉,按不同的涂层硬度,分别应用于机械零部件的修理和防护。

二、热喷涂技术特点:

1、基体材料不受限制,可以是金属和非金属,可以在各种基体材料上喷涂;

2、可喷涂的涂层材料极为广泛,热喷涂技术可用来喷涂几乎所有的固体工程材料,

如硬质合金、陶瓷、金属、石墨等;

3、喷涂过程中基体材料温升小,不产生应力和变形;

4、操作工艺灵活方便,不受工件形状限制,施工方便;

5、涂层厚度可以从0.01至几毫米;

6、涂层性能多种种多样,可以形成耐磨、耐蚀、隔热、抗氧化、绝缘、导电、防辐射等具有各种特殊功能的涂层;

7、适应性强及经济效益好等优点。

三、常用的热喷涂方法:

火焰喷涂、氧乙火焰粉末喷涂、氧乙火焰线材喷涂、氧乙火焰喷焊、高速火焰喷涂(H OVF)、电弧喷涂、等离子喷涂、大气等离子喷涂、低压等离子喷涂

1、各类水泥机械轴类、孔类、平面类、异形类表面的磨损,配合位失效,轴承位,密封位,轴瓦位的磨损等可进行机械修复,或现场修复!

例如:各类破碎机主轴轴承位;动鄂承孔;各类输送风机主轴(如罗茨风机);各类电机转子轴承位;磨机、减速机齿轮轴轴承位;罗旋绞刀的罗旋面,塔基、隔仓板、衬板冲刷面的强化加强寿命等等的表面处理和修复,很多磨损可现场修复!各类水泥机械轴类、孔类、平面类、异形类表面的磨损,配合位失效,轴承位,密封位,轴瓦位的磨损等可进行机械修复,或现场修复!

热喷涂技术的应用

热喷涂技术的应用 一、前言 电力工业是国民经济的基础产业,是实现现代化的物质基础。改革开放以来,为适应我国快速发展的国民经济的需求,电力工业也得到了飞速的发展。据统计,到1995年底,我国发电机设备装机容量已超过2亿千瓦,已经连续9年每年新增大、中、型机组超过1000万千瓦。近几年还达到1500万千瓦左右。“九?五”计划期间,我国将要新增加装机8300万千瓦,新增发电量4000亿千瓦时。到2000年,全国电力装机将达到2.9亿千瓦,年发电量达14000亿千瓦时,2010年全国电力装机更将达到5.5亿千瓦左右。 广东省一直处于我国改革开放的前沿,电力工业的发展更是令人瞩目,大亚湾核电站,从化抽水蓄能电站及为数不少的大、中型火电站如雨后春笋般相继矗立于南粤大地,保证了我省经济持续高速的动力需求,有力地推动了我省改革开放的进程。 然而,在电力工业中其中特别是火电厂,从锅炉、气轮机、电机的主机系统,到制粉、出灰等辅助部分,常常由于系统中的某一零件的局部磨损或高温腐蚀而失效,不但影响电厂的安全运行,而且为恢复运行、修复和更换已损坏的部件,不仅需要投入大量人力、物力、财力而且在修理和更换期间,必定影响发电,造成巨大的经济损失。 根据美国通行的电力系统性评价分析方法,设备提高性的经济效益包括三个方面的节约:①替代能源消耗;②备用能源费用;③修理费用。估算结果,美国火电站如能将可用系统提高0.05,则第①项每年可节约84亿美元,第②项相当于省装备用机组34000MW。美国电力研究所最新调查还表明,美国每年平均发生叶片事故40余起,平均每起的修理费用为20万美元,因每次事故停机引起的替代能源耗费为250万美元。10年间因叶片事故造成的直接损失为14亿美元。此外,除直接经济损失外,特别在普遍供电紧张的情况下,备用容量小,停机事故往往引起大面积停电,造成极大的社会影响,以某电厂300MW机组因11级围带飞脱造成停机和地区停电为例,停电40天,少发电约2.6亿度,电费直接损失约2600万元,当时该地区每度电产值约5元,则社会间接损失达1.3亿元,相比之下,几十万元抢修费只是一个零头了。据此,增加设备使用寿命,延长设备大修期间间隔,缩短检修时间,提高设备运行效能就成了电力部门经营管理的关键。 为解决电力系统腐蚀及磨损问题,长期以来,各国的科技工作者和产业界就针对性地进行了不懈的努力。如80年代初期,美国热喷涂技术专业公司(TAFA)与主要热喷涂锅炉应用者以及权威的合金制造者(International Nickel)联合组织力量,对以开发一种能对锅炉管道提供长期持续保护的材料和工艺为目标的工作进行了长期的研究,经过大量的实践证明热喷涂技术不失为一种解决电力工业中腐蚀、磨损的有效而经济的技术。多年来该技术已在美国、英国、日本等国获得了广泛的应用。随着热喷涂技术近年来在我国的推广应用,特别是该技术本身的不断完善和进步,因而逐渐地被人们所接受并开始受到应有的重视,在我国电力工业部门也逐渐得到了某些应用。 二、热喷涂技术简介 热喷涂技术是一种材料表面保护和强化的新技术,它是以气体、液体燃料以及电弧、等离子弧作热源,将金属、合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料等粉末或丝材、棒材加热到熔化或半熔化状态,借助于火焰推力或压缩空气喷射而粘附到预先经过表面处理的工件表面形成涂层,赋予工件以耐磨、耐腐蚀、抗高温、耐氧化、隔热、绝缘等特性,以达到提高工件性能、延长设备使用寿命的一种技术。由于该技术工艺及涂层材料选择范围十分广泛,操作简便灵活,特别适合于现场施工和工件局部修复,因此,热喷涂技术不但是新设备预保护的有效方法,而且是现场维修有效而经济的手段。

热喷涂工艺概述

热喷涂技术概述 众所周知,除少数贵金属外,金属材料会与周围介质发生化学反应和电化学反应而遭受腐蚀。此外,金属表面受各种机械作用而引起的磨损也极为严重,大量的金属构件因腐蚀和磨损而失效,造成极大的浪费和损失。据一些工业发达国家统计,每年钢材因腐蚀和磨损而造成的损失约占钢材总产量的10 %,损失金额约占国民经济总产值的 2 - 4 %。如果将因金属腐蚀和磨损而造成的停工、停产和相应引起的工伤、失火、爆炸事故等损失统计在内的话,其数值更加惊人。因此,发展金属表面防护和强化技术,是各国普遍关心的重大课题。 随着尖端科学和现代工业的发展,各工业部门越来越多地要求机械设备能在高参数(高温、高压、高速度和高度自动化)和恶劣的工况条件(如严重的磨损和腐蚀)下长期稳定的运行。因此,对材料的性能也提出更高要求。采用高性能的高级材料制造整体设备及零件以获得表面防护和强化的效果,显然是不经济的,有时甚至是不可能的。所以,研究和发展材料的表面处理技术就具有重大的技术和经济意义。而表面处理技术也在这种需求的推动下获得了飞速的发展和提高。 热喷涂技术就是这种表面防护和强化的技术之一,是表面工程中一门重要的学科。所谓热喷涂,就是利用某种热源,如电弧、等离子弧、燃烧火焰等将粉末状或丝状的金属和非金属涂层材料加热到熔融或半熔融状态,然后借助焰流本身的动力或外加的高速气流雾化并以一定的速度喷射到经过预处理的基体材料表面,与基体材料结合而形成具有各种功能的表面覆盖涂层的一种技术。 热喷涂技术的分类 根据热源的种类热喷涂技术主要分类为 热喷涂设备 虽然因热喷涂的方法不同其设备也各有差异,但依据热喷涂技术的原理,其设备都主要由喷枪、热源、涂层材料供给装置以及控制系统和冷却系统组成。热喷涂工艺 热喷工艺过程如下: 工件表面预处理→工件预热→喷涂→涂层后处理 1. 表面预处理 为了使涂层与基体材料很好地结合,基材表面必须清洁及粗糙,净化和粗

热喷涂技术资料

齐鲁工业大学|机械与汽车工程学院 热喷涂技术的研究综述 孙* (齐鲁工业大学机械与汽车工程学院 20130102****) 摘要: 本文介绍了热喷涂技术的由来,发展历程,工艺特点(热喷涂工艺的优缺点),基本概念,总结了热喷涂技术的应用状况,探讨了新工艺、新材料在热喷涂技术中的应用前景。 关键词:表面处理;热喷涂;热喷涂的优缺点;热喷涂的应用进展 前言: 高新技术的飞速发展对提高金属材料的性能、延长仪器设备中零部件的使用寿命提出了越来越高的要求。而这两个方面的要求又面临高性能结构材料成本逐年上升的问题。近年来,表面工程发展很快,尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展,为解决上述问题提供了一种新的方法。热喷涂技术是一种将涂层材料 (粉末或丝材 )送入某种热源 (电弧、燃烧火焰、等离子体等 )中熔化,并利用高速气流将其喷射到基体材料表面形成涂层的工艺。由于热喷涂技术可以喷涂各种金属及合金、陶瓷、塑料及非金属等大多数固态工程材料,所以能制成具备各种性能的功能涂层,并且施工灵活,适应性强,应用面广,经济效益突出,尤其对提高产品质量、延长产品寿命、改进产品结构、节约能源、节约贵重金属材料、提高工效、降低成本等方面都有重要作用。热喷涂涂层具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温和隔热等优良性能,并能对磨损、腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复,在航空航天、机械制造、石油化工等领域中得到了广泛的应用【1-3】。 热喷涂发展现状: 1、热喷涂技术的由来 热喷涂是指采用氧—乙炔焰、电弧、等离子弧、爆炸波等提供不同热源的喷涂装置,产生高温高压焰流或超音速焰流,将要制成涂层的材料如各种金属、陶

瓷、金属加陶瓷的复合材料、各种塑料粉末的固态喷涂材料,瞬间加热到塑态或熔融态,高速喷涂到经过预处理(清洁粗糙)的零部件表面形成涂层的一种表面加工方法。我们把特殊的工作表面叫“涂层”,把制造涂层的工作方法叫“热喷涂”,它是采用各种热源进行喷涂和喷焊的总称。 热喷涂技术最早出现在 20世纪早期的瑞士,随后在前苏联、德国、日本、美国等国得到了不断的发展,各种热喷涂设备的研制、新的热喷涂材料的开发及新技术的应用,使热喷涂涂层质量不断得到提高并开拓了新的应用领域【4】。热喷涂技术在我国始于20世纪50年代,至70年代末形成气候。目前,无论在设备、材料、工艺、科研等方面都在迅速发展与提高,成为表面技术重要组成部分。 2、热喷涂技术的发展历程 在 1993年以前【5-6】介绍较多的是单一热喷涂的技术与方法,其中以火焰喷涂法最为常见。虽然该法(火焰温度可达 3000℃),可熔化大多数金属,但由于陶瓷材料熔点太高而使该法受到限制。与现有的火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂等技术相比,气体爆炸喷涂具有致密性好,孔隙率低,结合强度高等优点。但因爆炸法之粉料以直线束方式射向基体表面,对形状复杂和细小件内壁难以处理,并需专门隔音装置以对付约140分贝的爆炸声,且涂层与基体之结合强度也有待于提高。新近研制的超音速喷涂法利用喷枪(具有混合气体室,燃烧室及扩张嘴)在压力下点燃混合气体,通过扩张使燃烧继续,由此可产生超音速(1370m/s)和高温(2760℃)的气流,从而能喷涂金属陶瓷,例如WC-Co和WC-Cr-Ni等粉末材料,并无脱碳现象。与爆炸喷涂相比,由于火焰的超音速提高了粒子的速度,其所制得的涂层致密且高耐水性。加上热源温度低,限制了粉末粒子加热,从而有效地抑制了粉末中 WC的分解。实验得出,超音速法所形成的涂层较等离子及氧—乙炔火焰法形成的涂层性能优越,其耐蚀性能与硬质合金YT相当。并且涂层材料已从金属、合金、陶瓷进而扩大到塑料等非导电性材料【7】。 我国热喷涂技术是从五十年代开始的,当时由吴剑春和张关宝在上海组建了国内第一个专业化喷涂厂,研制氧乙炔焰丝喷及电喷装置,并对外开展金属喷涂业务。我国热喷涂技术起步较早,50年代就发展了丝材电弧喷涂;60年代某些军工部分开始研究等离子喷涂,等离子弧焰温度高、等离于喷涂颗粒飞行速度快,

热喷涂标准清单

热喷涂标准清单 GB/T15717—95 真空金属镀层厚度测试法电阻法 GB/T 3138—95 金属镀覆和化学处理与有关过程术语 GB/T1238—76 金属镀层及化学处理表示方法 GB/T 4955—85 金属覆盖层厚度测量阳极溶解库仑方法 GB/T 4956—85 磁性金属基体上非磁性覆盖层厚度测量磁性方法 GB/T 4957—85 非磁性金属基体上非导电覆盖层厚度测量涡流方法 GB/T 5270—85 金属基体上的金属覆盖层(电沉积层和化学沉积层)附着强度试验方法 GB/*5926—86 轻工产品金属镀层和化学处理层的外观质量测试方法 GB/* 5927—86 轻工产品金属镀层的厚度测试方法计时 GB/* 5928—86 轻工产品金属镀层和铝氧化膜的厚度测试方法测重法 GB/* 5929—86 轻工产品金属镀层和化学处理层的厚度测试方法金相显微镜法 GB/* 5930—86 轻工产品金属镀层的厚度测试方法点滴法 GB/* 5931-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的厚度测试方法β射线反向散射法 GB/* 5932—86 轻工产品金属镀层和化学处理层的耐磨试验方法 GB/* 5933—86 轻工产品金属镀层的接合强度测试方法 GB/* 5934—86 轻工产品金属镀层的硬度测试方法显微硬度法 GB/* 5935—86 轻工产品金属镀层的孔隙率测试方法 GB/* 5936—86 轻工产品黑色金属化学保护层的测试方法浸渍点滴法 GB/* 5937—86 轻工产品镀锌白色钝化膜的存在试验及耐腐蚀试验方法 GB/* 5938—86 轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法中性盐雾试验(NSS) GB/* 5939—86 轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法乙酸盐雾试验(ASS) GB/* 5940—86 轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法铜盐加速乙酸盐雾试验(CASS)法

热喷涂与喷焊

1.简要说明表面工程概念的含义,常用的表面工程手段或方法有哪些? 表面工程是材料表面经预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面工程技术复合处理,改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态,以获得所需要表面性能的系统工程。 表面工程技术分为三类:表面合金化、表面覆层与覆膜技术和表面处理。 表面合金化:包括喷焊、堆焊、离子注入、转化膜技术、扩散渗入、激光熔敷、热渗镀等。 表面覆层与覆膜技术:包括电化学沉积、化学沉积、气相沉积、热喷涂、电镀、化学转化处理、电刷镀、化学镀、气相沉积、涂装、堆焊、金属染色、热浸镀等。 表面处理:包括激光、电子束热处理技术以及喷丸、辊压、孔挤等表面加工硬化技术,表面纳米化加工。 2.什么是热喷涂,主要有哪些具体方法? 热喷涂技术是采用气体、液体燃料或电弧、等离子弧、激光等作热源,使金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物、塑料以及它们的复合材料等喷涂材料加热到熔融或半熔融状态,通过高速气流使其雾化,然后喷射、沉积到经过预处理的工件表面,从而形成附着牢固的表面层的加工方法。 热喷涂技术依照所采用的热源不同通常可分为:火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和冷喷涂四大类: ①火焰喷涂:利用气体燃烧放出的热进行的热喷涂称火焰喷涂。火焰喷涂最常用的喷涂热源是氧乙炔焰。根据喷涂材料的形状可分为丝材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。 ②电弧喷涂:将两根被喷涂的金属丝作为自耗电极,利用其端部产生的电弧作为热源来熔化金属丝材,用压缩空气进行雾化的热喷涂方法。 ③等离子喷涂:采用等离子弧为热源,以喷涂粉末材料为主的热喷涂方法。 ④冷喷涂:它不使用任何高温火焰来直接加热熔化喷涂粉末。它采用高压高速的气流驱动喷涂材料粉末来进行喷涂,当固态粉末粒子的速度高于某一临界值时,粒子与基材发生粘合沉积,从而形成涂层。 高压气源产生的高压气体分别用作工作气体和送粉气体,气体加热器分别预

热喷涂技术原理及其应用

热喷涂技术原理及其应用 摘要:对于一些超薄零件,在其表面喷涂具有高强度、硬度较高耐磨性的陶瓷涂层,增加零件的耐磨性。热喷入技术是制备涂层的主要方法,目前正迅速应用到民用工业领域。本文主要介绍了热喷涂工艺的特点、喷涂方法的种类及其技术以及热喷涂技术的应用概况,并对热喷涂技术的发展方向给予了展望。 关键字:表面工程热喷涂涂层火焰喷涂 1绪论 磨蚀和磨损是造成材料和零部件失效的主要原因。据有关资料介绍,发达国家每年由腐蚀和磨损所造成的损失约占国民经济总产值的4%~5%,而全世界每年生产的钢材约有1/10变成铁锈。我国每年由腐蚀和磨损造成的经济损失已达数亿人民币。 随着现代科学技术和现代工业发展,对各种设备零件的表面性能提出了更高的要求,特别是在一些特殊条件下工作的零件表面的耐磨性、耐蚀性及高温氧化性等。因此改善材料表面性能,不仅可以有效地延长零件的使用寿命、节约资源,更有利于社会的发展[1]。 表面工程是21世纪工业发展的关键技术之一,表面技术分为表面改性技术、薄膜技术和涂层技术三大类,而热喷涂技术是表面工程领域中十分重要的技术,约占表面工程技术的1/3,是国外50年代发展起来的一项机械零件修复和预保护的新技术。它可以使各种机械设备车辆的零部件使用寿命延长。使报废的零部件“起死回生”。从学科上讲,热喷涂技术是一个涉及金属学、高分子学、表面物理、表面化学、流体力学、传热学、等离子物理及计算机等学科的交叉边缘科学[2]。 热喷涂技术有两大突出特征:一是喷涂粉末的成分不受限制,可根据特殊要求予以选择;二是热喷涂过程中工件温度可保持在100-260℃,从而减少了变形氧化和相变等,使材料本身的性能不被破坏或损失,这些特征以及热喷涂涂层所具

热喷涂技术

热喷涂技术的研究综述 摘要:提高热喷层的致密性,减少其孔隙,可以防止涂层过早腐蚀,延长其使用寿命。简述了热喷涂层孔隙出现的原因;介绍了减少热喷涂层孔隙率、提高涂层耐腐蚀性能的方法;指出了提高热喷涂层耐腐蚀性能的发展方向。 通过系统介绍钢桥防腐蚀的必要性、热喷涂防腐蚀主要方法、国内外热喷涂技术的主要标准,列举了一些国内外钢桥热喷涂防腐蚀应用实例,希望可以为我国钢桥的设计、建造、维修、养护工作提供一定的参考。 关键词:钢桥;防腐蚀;热喷涂;技术;应用;涂层致密性;重熔处理;喷涂工艺;封孔处理 前言:热喷涂技术能赋予材料表面一些特殊的性能,如提高耐腐蚀性、电绝缘性、耐磨减摩、抗高温氧化性及电磁屏蔽吸收等功能。热喷涂层材料可以是金属、金属合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料以及复合材料等,其涂层广泛应用于航空航大、石油化工、机械制造、冶金、交通运输、建筑等领域。但是,热喷涂层的表面和内部会存在一定数最的孔隙,服役于腐蚀环境时,腐蚀介质会通过这些孔隙穿过涂层,直至基体,对基体产生腐蚀。腐蚀产物会在涂层/基体界ICI积累,其疏松的结构特征以及体积膨胀会导致涂层龟裂、脱落,以致涂层失效比习;同时,涂层孔隙还会降低涂层与基体之间和涂层内部的结合强度,影响涂层使用寿命。因此,如何减少或消除涂层中的孔隙己成为完善热喷涂层制造技术的一个重要研究方向。 一、提高热喷涂层致密性技术的研究现状及发展方向 1、热喷涂层孔隙出现的原因 热喷涂层是由无数熔融或半熔融的变形粒子互相交错呈波浪式堆叠在一起而形成的层状组织结构。在常规大气环境喷涂过程中,这些变形粒子与周围介质发生氧化反应,而使涂层中出现氧化物。变形粒子在交错堆叠的过程中,由于飞行速度和温度不同,使得不断堆叠起来的涂层呈现出明显的不规则状,导致堆叠粒子之间存在缝隙或孔洞。在冷却凝固过程中,若熔融粒子间析出的气体来不及从粒子堆内逸出,就会在涂层中形成气孔。同时,变形粒子随温度的不断降低而产生收缩,若得不到液相的及时补充,也会在涂层中形成孔洞。

热喷涂技术在我国航天领域的应用_吴朝军

热喷涂技术在我国航天领域的应用 吴朝军 吴晓峰 杨杰 曾发(航天材料及工艺研究所 北京100076)① 文摘:热喷涂是表面工程领域中的一项重要技术,本文阐述了热喷涂技术的主要工艺方法和常用的功能性涂层,简单回顾了热喷涂技术在航天领域的应用历程,介绍了热喷涂技术在我国航天领域的应用现状并对未来的发展进行了展望。 1.热喷涂技术简介 热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态,并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。热喷涂有多种工艺方法,如等离子喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂和爆炸喷涂等。 图1热喷涂技术涂层形成原理 热喷涂技术应用十分广泛,选择不同性能的涂层材料和不同的工艺方法,可制备热障、可磨耗封严、耐磨密封、抗高温氧化、导电绝缘、远红外辐射等功能涂层。涂层材料几乎涉及到所有固态工程材料,包括金属、金属合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料及其它们的复合材料。热喷涂技术广泛应用于航空航天、冶金、能源、石油化工、机械制造、交通运输、轻工机械、生物工程等国民经济各个领域。 2.现代航天技术 现代航天技术是包括运载火箭、人造地球卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等的一项综合系统工程技术。其中运载火箭是航天技术的基础,也是我国发展较为成熟并具有国际先进水平的一项技术,因此热喷涂在航天领域的应用主要指在运载火箭方面的应用。 运载火箭是在导弹的基础上发展的,一般由2~4级组成。每一级都包括箭体结构、推进系统和飞行控制系统。末级有仪器舱,内装制导与控制系统、遥测系统和发射场安全系统。级与级之间靠级间段连接。有效载荷装在仪器舱的上面,外面套有整流罩。 3.热喷涂技术在我国航天领域的应用 热喷涂技术的进步在很大程度上得益于20世纪世界航空工业的空前发展,航天工业在时间上迟 ① 本文通讯联系人:吴朝军(航天材料及工艺研究所 北京100076) - 114 -

热喷涂的一般工艺流程复习过程

热喷涂的一般工艺流 程

热喷涂的一般工艺流程 热喷涂生产一般包括3个基本工序-----工件表面预处理、喷涂和涂层后处理,其基本工艺流程如图所示。 现将各工序的主要内容简述如下 1.工件表面预处理 为了使涂层和基体材料很好地结合以及满足喷涂工艺的需求,基材表面必须进行预处理,包括表面预加工、净化、粗糙化和黏结底层等几个步骤。 (1)表面预加工是在喷涂之前对工件进行车削和磨削等表面加工,以清除工件上的原喷涂层、其他表面处理层(淬火层、渗碳层等)各种损伤和毛 刺,修真表面的不均匀磨损,预留喷涂层厚度等,以保证合适的基体表 面和共建喷涂后的尺寸精度。 (2)净化处理目的是除去工件表面的所有污物,如油脂、油漆、锈迹和氧化皮及其他污垢等。其中,有代表性的是油脂和锈迹,故简单地说,净化 处理的关键是除油和除锈。除油的方法很多,主要的是溶剂清洗、水基 清洗剂清洗,碱液(和酸液)清洗、电解清洗、乳化液清洗、超声波清 洗、超临界二氧化碳清洗及加热脱脂等;除锈的主要方法则有化学除 锈、点化学除锈、火焰除锈、机械除锈(喷砂、滚光、手工及及机动工 具除锈)等。

(3)粗化处理目的是增加涂层与基材间的接触面,增大涂层与集采的机械咬合力,使净化处理过的表面更加活化,以提高涂层与基材的结合强度,同时基材表面粗化还改变涂层中的残余应力分布,对提高涂层的结合强度也是有利的。粗化处理的方法有喷砂、机械加工(如车螺纹、滚 花)、电拉毛和宏观粗化等,其中喷砂处理是最常用的粗化处理方法。(4)黏结底层是在喷涂一些与基材粘结不好的涂层材料时,先选择一种与集体材料粘结好的材料喷涂一层过渡层,以加强涂层与基体的结合。常用作黏结底层的材料有Mo、NiAl 、NiCr及铝青铜等,底层的厚度一般是 0.08~0.18 μm。 净化和粗化表面的方法很多,选择应根据基材的材质、形状。厚度、表面原始状况和涂层的设计要求以及施工条件等因素而选择。 2.预热 预热的目的是为了消除工件表面的水分,提高喷涂时涂层/基体界面的温度,减少基材与涂层材料的膨胀差异造成的残余应力,以避免由此导致的涂层开裂和改善涂层与基体结合强度。预热温度取决于工件的大小,形状和材质以及基材和涂层材料的热膨胀系数等因素,一般控制在60~120℃范围。其实预热还不能算作一个独立的工序,实际上它是喷涂的预备操作,有时也把它算入预处理之内。 3.喷涂 这是整个热喷涂工艺的主体和关键工序,其他的工序都是为保证此而进行的。喷涂的操作主要是选择喷涂方法和喷涂参数。喷涂的方法有多种,而且目前还

热喷涂材料

热喷涂材料 目前实际应用中已实现工业化生产的喷涂材料有金属、合金和陶瓷等, 主要以粉末、丝材、棒材状态使用, 其中喷涂粉末占喷涂材料总用量的70 %以上. 用作涂层的材料有: 1. 热喷涂用粉末 纯金属粉末: W,Mo,Al,Cu,Ni,Ti,Ta,Nb 等 合金粉末:Al-Ni,Ni-Cr,Ti-Ni,Ni-Cr-Al,Co-Cr-W, MCrAlY(M=Co、Ni、Fe),Co基、Ni基、Fe基自熔合金等 氧化物陶瓷粉末: Al2O3,ZrO2,Cr2O3,TiO2等 碳化物粉末: WC,TiC,Cr3C2等 金属陶瓷粉末: WC-Co,Cr3C2-NiCr等 塑料粉末:尼龙,聚乙烯,聚苯硫醚等 2. 热喷涂用丝材 Al、Cu,Zn,Al-Zn合金,巴氏合金,不锈钢,Ni-Al丝等 3. 热喷涂用棒材 Al2O3,Cr2O3,ZrO2等 层功能和应用 1. 抗磨损涂层 磨损是造成工业部门设备损坏的主要原因之一, 可能产生磨损的工作条件包括微振、滑动、冲击、擦伤、侵蚀等.抗磨损涂层应该是坚硬的,而且具有耐热和耐化学腐蚀的性能.Fe、Ni、Co基自熔合金以及WC - Co 和Cr3C2-NiCr等金属陶瓷以及 Al2O3、Cr2O3等陶瓷材料具有上述这些性能. 采用涂层技术提高工件表面耐磨性的应用非常广泛, 如活塞环、齿轮同步环喷涂Mo涂层, 纺织机械中的罗拉、导丝钩等零部件喷涂耐纤维磨损的 Al2O3、 Al2O3 -TiO2陶瓷涂层, 泵和阀门密封面喷涂Cr2O3、WC-Co等耐磨涂层, 大马力载重汽车曲轴及大型磨煤机、排风机轴等采用Fe基合金材料进行磨损修复和耐磨强化等。 2. 防腐蚀涂层 长期暴露在户外大气(海洋、工业及城乡大气)和不同介质(海水、河水、溶剂及油类等)环境中的大型钢铁构件,如输变电铁塔、钢结构桥、海上钻井平台、煤矿井架以及各种化工容器如储罐等,受到不同程度的环境氧化和侵蚀. 采用Al、Zn、Al - Zn合金及不锈钢等涂层进行防护,可以获得长达20年以上的长期防护效果.一些受到气体腐蚀和化学腐蚀的部件,可以根据具体工况(如介质、浓度、温度、压力等)选择合适的金属、合金、陶瓷及塑料等涂层材料进行防护. 3. 抗高温氧化和耐热腐蚀涂层 对于一些暴露在高温腐蚀气体中的部件,受到高温、气体腐蚀及气流冲刷的作用,严重影响了设备的寿命和运行的安全.抗高温氧化及高温腐蚀的材料除了必须抗高温氧化和耐腐蚀外,还必须具有与基体材料相似的热膨胀系数,方不会因温度周期变化和局部过热导致涂层抗热疲劳性能下降.用作抗高温氧化和高温腐蚀的涂层材料有:NiCr、NiAl、MCrAl、MCrAlY(M = Co、 Ni、Fe)及Hastiloy和Stellite合金等. 这类涂层的典型应用如电厂锅炉四管(水冷壁管、再热器管、过热器管及省煤器管)及水冷壁等的高温氧化腐蚀一直是电力、造纸、化工等工业锅炉用户需要解决的问题,经多年研究、实践证明, 采用电弧喷涂Ni - Cr、Fe -Cr -Al、Ni-Cr -Al、45CT等涂层能获得良好的防护作用,使用寿命最长达9年.MCrAlY涂层用于航空涡轮发动机叶片涂层以及作为涡轮发动机燃烧室、火焰筒等用热障涂层的粘结底层。 4. 热障涂层 ZrO2、Al2O3 等陶瓷涂层,熔点高、导热系数低, 在高温条件下对基体金属具有良好的隔热保护作用称为热障涂层.这种涂层一般由两个系统构成,一是由金属作底层, 另一则是由陶瓷作表层.有时为了降低金属和陶瓷间的热膨胀差异和改善涂层中的应力分布, 常在粘结底层和陶瓷面层间增加一过渡层,该过渡层或为由底层金属和面层陶瓷材料以不同比例混合的多层涂层或为由金属及陶瓷材料成分连续变化的涂层来形成所谓的成分(或功能)梯度涂层.金属粘结底层为Co或Ni、加有Cr、Al、Y的合金材料, 陶瓷材料最好采用

热喷涂粉末的制作工艺和设备

热喷涂粉末的制作工艺和设备 1.在焊接行业,经常要用到各种合金粉末。它们有用于钎焊的各类纯金属和合金粉末、用于热喷涂的铁基、镍基、钴基等各类合金粉末,用于管状焊丝的中间合金粉末。 2.合金粉末的用途 2.1热喷涂合金粉末 热喷涂是一种表面强化技术,一直是我国重点推广的新技术项目。它采用电弧、等离子弧、燃气一氧气等形式的热源,将金属或非金属材料加热到熔化或半熔化状态,并在高速气流的作用下使之雾化成微细熔滴或高温颗粒,以很高的飞行速度喷射到经过处理的工件表面,形成牢固的覆盖层,从而使工件表面获得不同硬度、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、消毒、防微波辐射以及其他各种特殊物理化学性能。 它可以在设备维修中修旧利废,使报废了的零部件“起死回生”;也可以在新产品制造中进行强化和预保护,使其“益寿延年”。喷涂粉末在整个热喷涂材料中占据十分重要的地位。热喷涂合金粉末包括镍基、铁基和钴基合金粉,按不同的涂层硬度,分别应用于机械零部件的修理和防护。热喷涂技术经过多年的发展,在国内已形成了一个完整的设备的研究和生产体系,目前从事这一工作的有二十多个单位,能够生产各种类型的氧乙炔火焰喷涂设备、喷熔设备、电弧喷涂设备,成套等离子喷涂设备、喷焊设备,各种专用的配套设备等。热喷涂合金粉末作为热喷涂作业中的必需品,国内也有十多家企业在生产。 2.2常用的热喷涂粉末的用途 镍基自熔性合金粉末是以镍元素为基体,添加铬、硼、硅、碳、铜、钼、等元素组成,合金粉末熔点低,自溶性好,具有耐蚀、耐磨、耐热、抗氧化等性能,是目前使用最广泛的一种自熔性喷焊合金粉末。 铁基合金粉末分为两种,一种是不锈钢型,含有较多的镍和铬元素;另一种是高铬铸铁型,含有较高的铬和碳元素。 钴基自熔性合金粉末是以钴元素为基体,添加铬、钨、镍、硼、硅等元素组成,具有优越的高温性能,良好的红硬性、耐磨性和抗氧化性能。 铜基自熔性合金粉末是以铜元素为基体,添加适量的镍、铬、硼、硅、锰等元素组成,这类合金粉末具有机械性能好,塑性高、易于加工、耐蚀性好、摩擦系数低等特点。 2.3中间合金粉末 除了用于热喷涂的合金粉末外,制作管状焊丝的中间合金粉末的用量正在迅速增加。管状焊丝问世虽然已有六十多年的历史,但广泛应用还是近十年来的事,主要原因是它的制作工艺和管内填料的不成熟和不完善。特别是管内的填料,当两种或两种以上的粉末在比重上相近的情况下,采用机械混合法仍不失为一种经济而实用的制粉工艺,至今,仍有不少生产厂家在采用。但当两种或两种以上的粉末在比重上相差较大时,采用机械混合法就难以混合均匀,制成的管状焊丝存在着粉末偏析的情况,造成成份偏析,对焊接质量产生不利的影响。

热喷涂铝涂层质量要求

目录 1工艺鉴定要求 (4) 1.1总则 (4) 1.2工艺过程要求 (4) 1.3工艺鉴定程序 (4) 1.4工艺鉴定试验及试样要求 (4) 1.4.1试样要求 (4) 1.4.2试验项目及试样数量 (5) 1.5试验方法及质量指标 (5) 1.5.1外观 (5) 1.5.2铝涂层的表面粗糙度 (5) 1.5.3铝涂层厚度 (5) 1.5.4结合强度 (5) 1.5.5耐蚀性 (5) 1.6鉴定状态的保持 (5) 2批生产中工件检验要求 (6) 2.1外观 (6) 2.2铝涂层的表面粗糙度 (6) 2.3铝涂层厚度 (6) 2.4结合强度 (6) 2.5耐蚀性 (6) 3参考文献 (6)

confidentiality level: confidential REV.B 表目录 表1.鉴定试验项目及试样数量 (5) 图目录 图1 工艺鉴定用试样制作图形 (4) 图2 过渡区示意图 (6)

错误!未找到引用源。 范围 本规范规定了热喷涂铝涂层的工艺和质量要求。 本规范适用于对钢板材料或铝材表面进行局部修复而进行的处理。 简介 本规范对热喷涂铝的适用场合、基材对象、加工工艺流程及其后处理限制以及铝涂层的质量要求作出了明确规定。其中质量要求包括外观、膜厚、表面粗糙度、耐蚀性、结合力等。 关键词 热喷涂,铝,修复 引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范,然而,鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不 术语和定义

1 工艺鉴定要求 1.1总则 热喷涂铝工艺只适用于对钢板基材或铝材所进行的局部修复处理、或者表面局部导电化处理。 生产者的工艺设备、工艺流程、质量保证措施应在其主要的工艺文件中加以说明。 生产者的工艺质量必须满足第 1.2 至1.6节的要求。 1.2工艺过程要求 1)热喷涂铝处理必须在工件喷涂有机涂层后进行。 2)热喷涂铝涂层进行化学转化的后处理,可以采用刷涂、喷涂或浸涂等各种方式。 1.3工艺鉴定程序 被鉴定的工厂必须完成以下全部试验工作,这些试验必须在零件批生产所用的条件下完成:1)试样加工(注1) 2)表面处理(注2) 3)试样检查及测试(按1.4节) 4)提供试验报告(注3)及试片给华为技术有限公司以便复验。 注:1、鉴定用试样也可由华为技术有限公司完成并提供给被鉴定工厂。 2、所有试样必须同时进行处理。 3、试验报告的发出者必须是华为技术有限公司认可的试验室或单位。 1.4工艺鉴定试验及试样要求 1.4.1试样要求 材料:冷轧钢板 尺寸:80×125×1 ~4 (mm) 表面粗糙度:Ra ≤ 1 mm 表面处理:先局部喷粉后再进行热喷涂铝处理,喷涂范围见图1。 图1工艺鉴定用试样制作图形

热喷涂技术

表面工程及其在船舶机械中的应用 丁彰雄 武汉理工大学能源与动力工程学院 二00八年四月

表面工程及其在船舶机械中的应用 ●表面工程概述 ●热喷涂技术及其应用 ●表面工程技术在船机零件中的应用

表面工程概论 ●机械设备的失效方式●表面工程的概念 ●表面工程的特点 ●表面工程的意义 ●表面工程技术的发展●表面工程技术的分类

机械设备的失效方式 ●腐蚀:气、水及化学介质的作用使零部件表面产生腐蚀。 ●磨损:工件之间的相互运动产生磨损。 ●氧化:零部件工作在高温中表面会产生氧化。 ●侵蚀:工件因接触高温金属熔体或其它熔体而被侵蚀。 ●疲劳断裂:工件承受扭转或弯曲等交变载荷作用而产生疲 劳断裂。 ●各种机电产品的失效中约70%是由腐蚀和磨损造成的。 我国每年因腐蚀所造成的经济损失至少达8000亿元,占国民生产总值(GNP)的2~4%。

表面工程的概念 1.表面工程是将固体材料表面预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理,改变固体材料表面的形态、化学成分和组织结构,以获得所需要的表面性能的系统工程。 表面工程的学科体系包括:表面工程基础理论、表面工程技术及复合表面技术、表面加工技术、表面质量检测与控制、表面工程技术设计等。 2. 表面工程基础理论:表面失效分析、表面摩擦 与磨损、表面腐蚀与防护、表面界面结合与复合。

表面工程的概念 3. 表面工程技术: 1)表面改性技术:物理气相沉积(PVD)、化学 气相沉积(CVD)、离子注入、激光热处理、电子束技术、电镀、刷镀、化学镀、热喷涂技术、堆焊、粘涂技术等。 2)表面加工技术:即能够在材料表面加工或制作 各种功能结构元器件的有关技术,如:光刻技术、离子刻蚀技术。 3)表面合成材料技术:如离子注入。 4)表面加工三维合成技术。

热喷涂用不锈钢材料

热喷涂用不锈钢材料 不锈钢含铬量高,含碳量从小于0.03%的超低碳到大于1%的高碳大范围内变化。不锈钢用途很广,不仅耐腐蚀性优越,而且抗高温氧化与耐热性能也优越,因此,在实际中常用作耐热钢涂层。还可以作为 低温、无磁、耐磨材料来应用。目前焊接用的不锈钢丝均可用于喷涂。 1)马氏体不锈钢 含铬12%~18%,常用牌号线材有:0Cr13~4Cr13、7Cr13等。在喷涂过程中,马氏体不锈钢颗粒有淬硬性,颗粒间结合强度高,涂层硬度高,耐磨性好,并且有相当好的耐蚀性能,常用作磨损较严重及 中等腐蚀条件下工作机件的表面强化,尤其适用于轴类零部件的喷涂,涂层不龟裂。马氏体不锈钢涂层具有良好的中温耐磨性,可以在T<450温度下稳定工作。 但由于急冷(淬火)时产生马氏体相变而硬化,并伴有4%的体积膨胀率,因此在喷涂后要注意缓冷。含碳量高的马氏体不锈钢,因形成铬的碳化物而降低了基体组织的含铬量,若铬低于12%时就要降低耐蚀性。 马氏体不锈钢一般用于制备要求高硬度的表面,可以采用喷涂或喷熔的方法。 2)奥氏体不锈钢 热喷涂使用的奥氏体不锈钢主要是18-8型镍铬不锈钢(又称SUS304)工具钢,它的含碳量较低,一般在0.05%~0.12%之间,有时,为了提高抗蚀性还加入少量的Mo,防止晶间腐蚀加入少量Ti元素或Nb元素( 如SUS321或347)。 奥氏体不锈钢涂层在常温下是奥氏体组织,它具有优异的耐蚀性、耐热性和较好的耐磨性及良好的加工性能,不具磁性。主要用于工作在多数酸和碱环境下的易磨损件及良好的加工性能,不具磁性 。主要用于工作在多数酸和碱环境下的易磨损件的防护与修复,如喷涂水泵轴、造纸烘缸等。但涂层收缩率大,适于喷较薄的涂层,否则容易出现开裂和剥落现象。应该注意的是,应用奥氏体不锈钢涂 层时,必须对涂层妥善的封闭处理,因为奥氏体不锈钢涂层对于钢铁基体是阴极,一但涂层破损,钢铁基体会加速腐蚀。 目前国内没有专门为电弧喷涂生产的线材,只能从现有焊接材料中选用合适牌号线材用于电

热喷涂技术的特点

热喷涂技术的特点 热喷涂技术具有的优点: 1、设备轻便,可现场施工。 2、工艺灵活、操作程序少。可快捷修复,减少加工时间。 3、适应性强,一般不受工件尺寸大小及场地所限。 4、涂层厚度可以控制。 5、除喷焊外,对基材加热温度较低,工件变形小,金相组织及性能变化也较小。 6、适用各种基体材料的零部件、几乎可在所有的固体材料表面上制备各种防护性涂层和功能性涂层。 热喷涂技术的特点 从热喷涂技术的原理及工艺过程分析,热喷涂技术具有以下一些特点. 1. 由于热源的温度范围很宽,因而可喷涂的涂层材料几乎包括所有固态工程材料,如金属,合金,陶瓷,金属陶瓷,塑料以及由它们组成的复合物等. 因而能赋予基体以各种功能(如耐磨,耐蚀,耐高温,抗氧化,绝缘,隔热,生物相容,红外吸收等)的表面. 2. 喷涂过程中基体表面受热的程度较小而且可以控制,因此可以在各种材料上进行喷涂(如金属,陶瓷,玻璃,布疋,纸张,塑料等),并且对基材的 组织和性能几乎没有影响,工件变形也小. 3.设备简单,操作灵活, 既可对大型构件进行大面积喷涂,也可在指定的局部进行喷涂;既可在工厂室内进行喷涂也可在室外现场进行施工. 4.喷涂操作的程序较少,施工时间较短,效率高,比较经济. 随着热喷 涂应用要求的提高和领域的扩大, 特别是喷涂技术本身的进步, 如喷涂设备的日益高能和精良,涂层材料品种的逐渐增多,性能逐渐提高, 热喷涂技术近十年来获得了飞速的发展, 不但应用领域大为扩展, 而且该技术已由早期的制备一般的防护涂层发展到制备各种功能涂层;由单个工件的维修 发展到大批的产品制造;由单一的涂层制备发展到包括产品失效分析,表面 预处理, 涂层材料和设备的研制,选择, 涂层系统设计和涂层后加工在内 的喷涂系统工程;成为材料表面科学领域中一个十分活跃的学科.并且在现代工业中逐渐形成象铸,锻,焊和热处理那样的独立的材料加工技术.成为工业部门节约贵重材料,节约能源,提高产品质量,延长产品使用寿命,降低 成本,提高工效的重要的工艺手段, 在国民经济的各个领域内得到越来越 广泛的应用.

热喷涂文献综述

《材料表面工程》课程期末作业 题目:热喷涂文献综述 学生姓名:刘乐 院(系):材料科学与工程学院 专业班级:材料1005 学号: 201012010527 任课教师:李健 完成日期:2013年11月23日

一前言 (2) 二基本原理及工艺过程 (3) 三热喷涂的基本分类 (4) 四热喷涂技术的应用 (5) 4.1喷涂耐腐浊涂层 (5) 4.2喷涂耐磨涂层 (5) 4.3喷涂耐高温涂层 (5) 4.4喷涂功能涂层 (5) 4.5喷涂成型 (5) 五热喷涂的优缺点 (6) 5.1 优点 (6) 5.2 缺点 (6) 六热喷涂技术的发展趋势 (7) 6.1工艺 (7) 6.2材料 (7) 参考文献 (9)

高新技术的飞速发展对提高金属材料的性能、延长仪器设备中零部件的使用寿命提出了越来越高的要求。而这两个方面的要求又面临高性能结构材料成本逐年上升的问题。近年来,表面工程发展很快,尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展,为解决上述问题提供了一种新的方法。热喷涂是一种通过专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上,形成一种特制薄层,以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的表面工程技术[1]。 由于热喷涂技术可以喷涂各种金属及合金、陶瓷、塑料及非金属等大多数固态工程材料,所以能制成具备各种性能的功能涂层,并且施工灵活,适应性强,应用面广,经济效益突出,尤其对提高产品质量、延长产品寿命、改进产品结构、节约能源、节约贵重金属材料、提高工效、降低成本等方面都有重要作用。随着工业和科技的发展,人们对热喷涂技术提出了越来越高的要求,在已有的热喷涂工艺不断得到改进的同时,一些新的工艺也应运而生。目前,包括航空、航天、原子能设备、电子等尖端技术在内的很多领域内[2]热喷涂技术都得到了广泛的应用,并取得了良好的经济效益。

热喷涂方法分类及工艺原理

热喷涂方法分类及工艺原理 5.3.1热喷涂分类方法 作为新型的实用工程技术目前尚无标准的分类方法,一般按照热源的种类,喷涂材料的形态及涂层的功能来分。如按涂层的功能分为耐腐,耐磨,隔热等涂层,按加热和结合方式可分为喷涂和喷熔:前者是机体不熔化,涂层与基体形成机械结合;后者则是涂层再加热重熔,涂层与基体互溶并扩散形成冶金结合。 平常接触较多的一种分类方法是按照加热喷涂材料的热源种类来分的,按此可分为:①火焰类,包括火焰喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂;②电弧类,包括电弧喷涂和等离子喷涂;③电热法,包括电爆喷涂、感应加热喷涂和电容放电喷涂;④激光类:激光喷涂。 5.3.2火焰类喷涂 1.火焰喷涂:火焰喷涂包括线材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。 <1>线材火焰喷涂法:是最早发明的喷涂法。它是把金属线以一定的速度送进喷枪里,使端 部在高温火焰中熔化,随即用压缩空气把其雾化并吹走,沉积在预处理过的工件表面上。 图5-2 丝材火焰喷涂的原理示意图 图5-1 丝材火焰喷吐的装置示意图

图5-1表示丝材火焰喷涂的装置。图5-2则是丝材火焰喷涂枪的剖面图,它示出了丝材火焰喷涂的基本原理。喷涂源为喷嘴,金属丝穿过喷嘴中心,通过围绕喷嘴和气罩形成的环形火焰中,金属丝的尖端连续地被加热到其熔点。然后,由通过气罩的压缩空气将其雾化成喷射粒子,依靠空气流加速喷射到基体上,从而熔融的粒子冷却到塑性或半熔化状态,也发生一定程度的氧化。粒子与基体撞击时变平并粘结到基体表面上,随后而来的与基体撞击的粒子也变平并粘结到先前已粘结到基体的粒子上,从而堆积成涂层。 丝材的传送靠喷枪中空气涡轮或电动马达旋转,其转速可以调节,以控制送丝速度。采用空气涡轮的喷枪,送丝速度的微调比较困难,而且其速度受压缩空气的影响而难以恒定,但喷枪的质量轻,适用于手工操作;采用电动马达传送丝材的喷涂设备,虽然送丝速度容易调节,也能保持恒定,喷涂自动化程度高,但喷枪笨重,只适用于机械喷涂。 在丝材火焰喷枪中,燃气火焰主要用于线材的熔化,适宜于喷涂的金属丝直径一般为1.8~4.8mm。但有时直径较大的棒材,甚至一些带材亦可喷涂,不过此时须配以特定的喷枪。 <2>粉末火焰喷涂法:它与丝材火焰喷涂的不同之处是喷涂材料不是丝材而是粉末。图5-3和图5-4分别为为粉末火焰喷涂装置和原理示意图。 图5-3 粉末火焰喷涂的典型装置 图5-4 粉末火焰喷涂的原理示意图

热喷涂技术应用论文

等离子喷涂技术的现状与展望 笑嘻嘻 机械11-3 学号:2011 摘要:综合分析了国内外等离子喷涂技术的现状, 着重阐述了今后的发展趋势, 并希望这一技术在我国的工业生产中发挥更大的作用。关键词:等离子喷涂实时诊断智能控制 1概述 随着现代科技和工业的发展, 对材料的性能提出了愈来愈高的要求, 不同的领域对材料的性能要求也有很大的差别, 即对于同一零部件的不同部位所要求的性能亦有所不同。因此, 寻求各种功能材料,甚至是智能材料已经成为当今世界的热门研究课题之一。 等离子喷涂技术是获得材料表面功能涂层的有效手段, 具有生产效率高、涂层质量好、喷涂的材料范围广、成本低等优点。因此, 近十几年来, 该技术的进步和生产应用发展很快, 现已广泛用于核能、航天航空、石化、机械等领域。 欧美国家从事等离子喷涂技术的研究工作较早, 现已形成大规模的开发、研制、生产基地。涌现出一批大型跨国公司, 如美国的Miller公司、METCO公司、瑞士的Castolin公司, 并分别开发了自己的系列产品, 不断加以改进。如METCO公司从最初的3M系统发展到了现在的10M 系统。最近又推出了计算机控制的等离子喷涂系统, 配有AR-2000 型6关节机器人, 可对不同部件进行编程, 制订不同的喷涂工艺, 具有菜单式软件驱动,可实时监测和记录等离子喷涂工艺参数, 并加以闭环控制。 日本虽然起步较晚, 但非常注重引进世界一流的设备和技术, 并加以发展。特别是近年来, 日本在等离子喷涂技术方面的研究异常深人, 大有后来居上之势。 在1992年第十三届国际热喷涂会议上, 共提交论文250多篇。其中美国110篇, 日本40篇, 德国24篇,中国12 篇, 其它多来自欧洲国家。在编人会议论文集的161篇文章中, 我国只有2 篇人选。由此可看出在一定程度上反映了各国的发展水平。 与先进国家相比, 我国在等离子喷涂技术研究上投入的人力、物力较少, 而又分散在多家研究机构。如武汉材料保护研究所、航天部625所、清华大学、华南理工大学、沈阳工业大学、北京矿冶研究总院和广州有色金属研究所。这样, 其研究能力就显得更加势单力薄。80年代初, 武汉材保所和航天部625所, 在METCO公司7M 系统的基础上, 分别研制出可 控硅整流等离子喷涂系统, 可惜未能形成生产能力和继续发展。近年来, 我国对等离子喷涂技术的研究工作多集中在涂层性能及喷涂工艺方面。国内从事等离子喷涂设备生产的仅几家小厂, 技术力量薄弱, 尚不具备开发、研制能力, 所生产的机型落后, 技术水平低。 2等离子喷涂电源及改进 目前, 等离子喷涂技术正朝着高效、大功率方向发展。但现已商品化的等离子喷涂系统多采用传统的整流式电源, 不仅能耗高, 而且体大笨重, 不便于现场使用。作为世界一流的METCO公司所生产的等离子喷涂设备中, 其电源也是晶闸管整流式, 其整机重量930kg。体积为690mm(长)╳1230mm(宽)╳1220mm(高)。目前, 使等离子喷涂设备实现节能和小型化已成为一个重要的研究课题。 瑞士的castolin、公司最近率先推出了小型的晶体管式等离子喷涂电源, 其设计紧凑,

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