电弧喷涂技术方案
电弧喷涂工艺技术

电弧喷涂工艺技术电弧喷涂是一种常用的表面涂覆工艺技术,主要是通过将电弧产生的热能转化为熔融金属颗粒的动能,将其喷射到所要涂覆物体的表面上,从而使其形成一层均匀、致密的金属涂层。
以下将详细介绍电弧喷涂的工艺原理、实施步骤和应用领域。
电弧喷涂的工艺原理是利用直流或交流弧电流,在电弧区域中产生高温和高能的情况下,使金属颗粒熔化并加速喷射到工件表面上,与工件表面发生凝固和附着,形成涂层。
电弧喷涂过程中,金属电弧不仅提供了热能,还起到了熔融和融化金属颗粒的作用,取决于电弧喷涂所用金属材料的物理特性和电弧工作参数的选择,可得到不同性质的涂层。
同时,电弧喷涂还可根据需要添加合金粉末和特殊合金材料,以满足不同涂层材料和性能的要求。
电弧喷涂的实施步骤主要包括选材、预处理、涂层喷涂和后处理。
首先要根据被喷涂物体的要求选择合适的喷涂材料,然后对工件进行预处理,包括除油、除锈和表面粗糙化等工艺。
接下来,将金属粉末或合金粉末装入喷涂枪中,通过电极产生电弧,在电弧矢量的作用下,金属粉末熔化成液体,形成金属喷射流,并在喷涂过程中对工件进行均匀喷射。
最后,对喷涂的涂层进行清理、研磨和热处理等后处理工艺,以提高涂层的质量和性能。
电弧喷涂技术具有许多优点。
首先,它可以喷涂各种金属材料的涂层,包括铁、铝、铜、镍、钴等。
其次,电弧喷涂的涂层与工件的结合强度高,附着力好,不易脱落,能够增强工件的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和热阻性能。
此外,电弧喷涂还可以修复和改善工件的表面质量,如修复磨损、氧化和腐蚀的工件表面,并延长其使用寿命。
最后,电弧喷涂设备简单易用,适应性强,可以在不同工业领域广泛应用,如航空航天、汽车制造、石油化工、电力设备等。
总之,电弧喷涂是一种重要的表面涂覆工艺技术,具有广泛的应用前景。
通过选择合适的材料和参数,电弧喷涂可以制备出各种性能优良的涂层,满足不同工件的需求。
随着科学技术的不断发展,电弧喷涂技术将进一步完善和应用,为工业制造带来更多的便利和创新。
超音速电弧喷涂技术

防磨防腐新材料超音速电弧喷涂技术一、超音速电弧喷涂的原理电弧喷涂原理是利用两根连续送进的金属丝作为自耗电极,在其端部产生电弧作为热源,用压缩空气将熔化了的丝材雾化,并以超音速喷向工作件形成一种结合强度高、孔隙率低、表面粗糙度低的涂层的热喷涂方法。
其工作原理与普通电弧喷涂(亚音速雾化)一样,超音速电弧喷涂是一个不断连续进行的熔化-雾化-沉积的过程。
但在雾化方式上,超音速电弧喷涂与普通电弧喷涂有根本的区别,即超音速电弧喷涂是采用超音速雾化。
其优点是:雾化效果好,雾化后的粒子细小均匀,速度高,有利于获得高质量的涂层。
超音速电弧喷涂采用拉伐尔喷嘴,将气流的速度从亚音速提高到超音速,加强了气流对粒子的加速效果,从而提高了粒子速度。
粒子速度对涂层的性能有很大的影响。
粒子速度高,粒子沉积时对基体的撞击作用就强,粒子变形就充分。
有利于粒子与基体、粒子与粒子之间的结合,从而提高涂层的结合强度和内聚强度;粒子速度高,粒子沉积前在空气中的飞行时间短,飞行中产生的氧化物就少,有利于粒子的结合,从而提高涂层的内聚强度,降低涂层的孔隙率。
粒子速度越高,越有利于获得高质量的涂层。
随着热喷涂设备的更新换代,粒子速度在不断提高,涂层的质量也不断得到改善。
超音速雾化减小了粒子的粒度,降低了涂层的粗糙度。
粗糙度是涂层的一项重要性能指标,它取决于雾化后粒子的粒度。
超音速雾化加强了气流对丝材端部熔化金属间的作用,雾化的粒子细小均匀,大大降低了涂层的粗糙度。
同时,粒子粒度的减小,也降低了粒子扁平化过程中的飞溅,有利于降低涂层的孔隙率。
超音速雾化是超音速电弧喷涂的出发点,是其与普通电弧喷涂的根本区别。
超音速电弧喷涂设备包括电源、喷枪、送丝机构及其附件,关键设备是超音速电弧喷枪。
我公司采用进口喷嘴,并且喷涂电流稳定,能在保证丝材雾化效果、涂层质量的前提下,一天的喷涂面积达到20m2。
电弧喷涂时,弧区的温度高达5000-6000℃,用气冷的方式对喷嘴进行冷却。
锅炉水冷壁超音速电弧喷涂技术方案

锅炉水冷壁超音速电弧喷涂技术方案一、技术方案的背景锅炉作为动力设备之一,广泛用于工厂、电厂、供暖系统等领域。
锅炉的水冷壁作为锅炉的主要承压部件之一,对其安全性、寿命、热效率等方面都有着重要作用。
然而,锅炉的水冷壁在运行过程中容易出现磨损和烧蚀等问题,这些问题不仅会导致锅炉的运行效率降低,还会严重地威胁锅炉的安全运行。
因此,如何保护锅炉的水冷壁,延长其使用寿命成为锅炉领域的核心问题之一。
近年来,超音速电弧喷涂技术得到了广泛的应用。
该技术具有喷涂速度快、涂层质量好、覆盖率高等优点,因此值得探讨其在锅炉水冷壁领域的应用。
二、技术方案的原理超音速电弧喷涂技术是指使用电弧产生超音速燃气流动,将喷雾材料喷涂在工件表面,形成一层均匀、致密、高质量的覆盖层。
该技术的主要原理包括以下几个方面:1、电弧的产生在超音速电弧喷涂技术中,电弧是产生高温高压的关键。
一般来说,电弧的产生通过电场作用或热电致发射方式来实现。
2、超音速燃气流动超音速燃气流动是超音速电弧喷涂技术的另一重要组成部分。
喷雾材料通过超音速燃气流动喷涂到工件表面,形成一层均匀、致密、高质量的覆盖层。
3、喷涂速度的控制超音速电弧喷涂技术的喷涂速度非常快,通常在500-1000m/s之间。
因此,喷涂速度的控制是该技术的关键之一。
三、技术方案的应用1、提高锅炉水冷壁的耐磨性锅炉水冷壁在使用过程中经常受到高温、高压的影响,容易出现磨损和烧蚀等问题。
通过超音速电弧喷涂技术,在水冷壁表面喷涂一层耐磨涂层可以有效地提高水冷壁的耐磨性,延长水冷壁的使用寿命。
2、提高锅炉水冷壁的抗腐蚀性水冷壁在使用过程中可能出现腐蚀问题,这不仅会降低水冷壁的使用寿命,还会对锅炉的安全运行造成威胁。
通过超音速电弧喷涂技术,在水冷壁表面喷涂一层耐腐蚀涂层可以有效地提高水冷壁的抗腐蚀性,保护锅炉的安全运行。
3、提高锅炉的热效率锅炉水冷壁的热效率对整个锅炉系统的运行效率有着重要的影响。
通过超音速电弧喷涂技术,在水冷壁表面喷涂一层高导热涂层可以提高水冷壁的导热性能,提高锅炉的热效率。
电弧喷涂快速模具制造技术

5.2电弧喷涂快速制模工艺
电弧喷涂制模工艺流程
电弧喷涂制模工序 1、模型准备 2、在模型上喷涂金属 3、制作模具框架 4、浇注模具的填充材料 5、脱模、后序加工处理
电弧喷涂制模工艺流程图
金属电弧喷涂快速制模材料 电弧喷涂模具的材料一般应选用Zn、A1等低熔点 金属,因为低熔点合金的力学性能一般不高。金 属喷涂模具主要应用于新产品开发及小批量生产。
6、涂刷模具胶衣树脂 、
把原型和模框放置在平板上(图 6-2),原型和模框之间 的间隙要调整均匀。将模具胶衣树脂按一定的配方比 例,分别与促进剂、催化剂、固化剂混合搅拌均匀, 即可用硬细毛刷等工具将胶衣树脂刷于原型表面,一 般刷 0.5~0.2mm厚即可。
7、浇注凹模 、
当表面胶衣树脂开始固化但还有黏性时(一般为 30min), 将配制好的金属环氧树脂混合料沿模框内壁(不可直接 浇到型面上)缓慢浇入其中的空间。
• 3. 模具综合性能好
与非金属材料模具(如金属粉树脂模)相比, 表面硬度、耐磨性、粗糙度等性能大幅度提 高。
• 4. 电弧喷涂制模成本低
•5、缺点 、
① 形成金属薄壳时会在薄壳内产生很高的张应力。 为此,可在喷涂的同时进行喷丸处理。Fh于钢丸 撞击金属薄壳,诱发压应力,从而抵消薄壳内的 张应力。 ② 难以喷涂窄槽和小孔的内表面。为此,可先用铝、 黄铜制作窄槽或小孔状的嵌块,并将其固定在基 底相应的位置上,然后围绕这些嵌块进行喷涂。 在后续工序中,即使移去基底,嵌块也能良好地 固定在金属薄壳上,并且其强度比薄壳好。 ③ 喷涂层的金属组织结构不够致密,有疏松小孔, 影响强度和密封性。
思考题
• 1. 了解金属树脂模具的特点。 • 2. 了解金属环氧树脂模具浇注的工艺步骤。 • 3. 了解金属环氧树脂制模方法中常见的质 量问题和解决方法。
(整理)电弧喷涂技术

电弧喷涂技术一、电弧喷涂原理电弧喷涂是以电弧为热源,将熔化的金属丝用高速气流雾化,并以高速喷到工件表面形成涂层的一种热喷涂工艺。
喷涂时,两根丝状金属喷涂材料用送丝装置通过送丝轮均匀、连续地分别送进电弧喷枪中的两个导电嘴内,导电嘴分别连接电源正负极,并保证两根金属丝之间在未接触之前绝缘。
当两根金属丝端部相互接触时产生短路而形成电弧,时金属丝端部瞬间熔化,此时利用压缩空气把熔化的金属雾化,形成金属微熔滴,以很高的速度喷射到工件表面上,产生金属涂层。
二、电弧喷涂的技术特点a) 电弧喷涂的优点突出表现在其涂层所能达到的高强度和优异的涂层性能。
应用电弧喷涂技术,可以在不提高工件表面温度、不使用贵重打底材料的情况下获得高的结合强度。
一般电弧喷涂的结合强度可以达到20MPa以上是氧乙炔火焰喷涂的4~6倍。
最近大庆某工程公司在为国家某重点工程投标时,专门测验了电弧喷涂的结合强度。
用Φ40的Q235圆钢,切断后将两个断面磨平,经过喷砂处理,使粗糙度达到Sa2.5级以上,然后将其中一个断面用电弧喷涂方式喷锌,厚度为0.10~0.15mm,将另一个断面涂上强力胶水,与喷锌层断面相粘结,等胶水完全干燥后上拉力试验机,测得结果为:共用10根圆钢试样,平均结合强度为13.7吨,最小的为10.6吨,最大的为15.2吨,也就是平均结合强度为21.8MPa,最小的为16.9 MPa,最大的为24.2 MPa。
由于锌涂层属于比较软的涂层,其结合强度要低于不锈钢等硬质金属。
b) 电弧喷涂的高效率表现在单位时间内喷涂金属的重量大。
电弧喷涂的生产率与电弧电流成正比,以喷涂锌涂层为例,当喷涂电流为200A时,每小时可喷涂30Kg,喷铝或不锈钢也可达到20Kg。
这要比氧乙炔火焰喷涂提高5~6倍。
河南防腐集团公司在大连为油罐内外表面喷涂铝涂层时,仅用2个多月的时间,从施工组织到工程验收完毕,利用2台CMD-AS3000型电弧喷涂设备每天工作10~12小时,总喷涂面积达到10000平方米,喷涂厚度为0.5mm。
超音速电弧喷涂

超音速电弧喷涂概述超音速电弧喷涂(Supersonic Arc Spraying)是一种常见的热喷涂技术,用于在材料表面形成高质量的涂层。
它结合了超音速喷射和电弧放电的原理,适用于各种材料的喷涂,包括金属、合金、陶瓷等。
超音速电弧喷涂技术具有高效率、低温度、低氧化和低氢损失的特点,被广泛应用于领域。
工作原理超音速电弧喷涂的工作原理基于热喷涂的基本原理,即将喷涂材料加热到熔融或部分熔融状态后通过喷嘴喷射到基材表面,并快速凝固形成涂层。
超音速电弧喷涂具体的工作步骤如下:1.喷涂材料预处理:将要喷涂的材料制成粉末状,并经过预处理,如筛分、除尘、干燥等,以确保喷涂质量。
2.电弧放电:在电弧喷涂设备中,通过电极产生高温的电弧,使粉末颗粒在电弧中熔化并加速。
3.超音速喷射:由于电弧的高温和高速气流的作用,熔融的喷涂材料被加速到超音速并通过喷嘴喷射出来。
4.冷却和凝固:超音速喷射的喷涂材料与基材接触后会迅速冷却并凝固,形成均匀致密的涂层。
5.涂层处理:涂层形成后,可以进行后续的处理,如热处理、打磨、抛光等,以提高涂层的性能和质量。
应用领域超音速电弧喷涂技术在许多领域都有广泛的应用,以下是一些常见的应用领域:1. 航空航天超音速电弧喷涂技术在航空航天领域中用于涂层修复、表面保护和功能增强。
涂层可以提供优异的耐磨、耐蚀和热阻抗性能,用于飞机发动机叶片、涡轮、燃烧室等部件的涂层修复和功能增强。
2. 汽车工业超音速电弧喷涂技术在汽车工业中广泛应用于引擎、排气系统、刹车系统等零部件的涂层修复和功能增强。
涂层可以提供良好的耐磨、降噪和热阻抗性能,延长零部件的使用寿命。
3. 石油和天然气工业超音速电弧喷涂技术在石油和天然气工业中用于涂层修复和功能增强。
涂层可以提供耐蚀、防磨和耐高温性能,用于管道、阀门、接头等设备的涂层修复和功能增强。
4. 电力工业超音速电弧喷涂技术在电力工业中用于涂层修复和功能增强。
涂层可以提供优异的耐蚀、耐磨和耐高温性能,用于发电机、涡轮、导叶等设备的涂层修复和功能增强。
超音速电弧喷涂防磨防腐技术方案,施工方案(煤粉炉)
超音速电弧喷涂防磨防腐技术方案煤粉锅炉受热面管由于长期受高温含尘气流的冲刷,表面腐蚀磨损情况相当严重。
为解决冲刷磨损及腐蚀问题,目前最为有效的途径是采用超音速电弧喷涂技术在管壁外表面制作防磨防腐涂层。
并在该涂层涂上耐高温金属纳米电弧喷涂涂料,形成致密复合涂层,效果良好,使用寿命可达5年以上。
<一>煤粉锅炉受热面的失效分析煤粉锅炉遭受腐蚀的部位通常是水冷壁管、过热器管、再热器管和省煤气管,即所谓“四管”。
这些部位在煤粉燃烧过程中,直接与火焰及燃烧产物接触,经受高温、腐蚀、磨损和应力的共同作用而失效。
我国现役机组发电装机总容量接近3亿千瓦,但90﹪以上为200-300MW亚临界以下的机组,其中超期服役机组2500万KW。
这些机组过热器和再热器大多由低合金钢管制造(如G102,12CrMo,T11,T12等)。
材料的因素加之运行中恶劣条件,导致较多的早期爆管情况。
局部统计表明,锅炉爆管引起停机抢修时间约占整台机组非计划停用时间的40﹪以上,占非计划用时的70﹪以上。
锅炉爆管不仅严重影响发电机的正常运行,同时给电厂造成重大的经济损失。
引发锅炉爆管的机因十分复杂。
管材制造、冶金质量、安装、焊接等原始质量问题。
也有运行中内壁承受高温、高压,外壁经受高温燃气腐蚀,颗粒冲蚀、直至运作制度、管理与维护等,这些因素不下十几项,但90﹪左右的爆管本质原因是管材经高温、腐蚀、磨损和应力的共同作用,出现材料的损伤和裂纹扩展所致。
在繁多的失效因素中,应力损伤、蒸气管内腐蚀、疲劳等属于取材、制造、加工、维修和运行管理等原因有关,而腐蚀(高温氧化,熔盐和硫的腐蚀,应力腐蚀)和有关磨损则是表面工程技术可关注与设法解决的对象。
高温氧化是指炉管在炉内1200℃上下的火焰中,构成炉管的金属元素(主要是Fe)与氧发生反应,生成氧化物,氧化物在相组成、结构等方面与原质材料的不相容而产生应力,最终脱层而减薄炉管。
硫腐蚀则是燃煤中的S被氧化生成SO2或SO3,在空气系数较低或烟气含量增高时,遂而转化成H2S,后者与炉管的Fe元素生成FeS,造成炉管脱层。
电弧喷铝工艺
施工工艺瀬(表二)三、Fl前大桥钢主梁钢结构采用的防锈、防腐工艺日前,我们在钢主梁防镌、防腐施丄中采用了“常温电弧喷涂锌铝合金”的施工工艺技术.一)电弧喷涂的特点电弧喷涂防腐原理是利川电豪喷涂设备'对两根带电的金屈丝(如锌.铝鸽)貯丁丿J出、嫌L雾化、區涂形成阪郞紘”卜加有机H 肝;紘的长效防腐复合涂层,该涂层的显著特点是:(1)具有较长久的耐腐蚀寿命. 其防腐寿命可达到50年以上,同时该防If涂层在30年便用期内无须其它任何防腐维护;(2)电孤喷涂层与金居基体具有优肚的涂层结合力,金属喷涂层以机械锻恢和倣冶金与基体金屈相结介。
-)喷涂锌铝合金的特点1、抗腐蚀性能好盐第试验表明,锌铝合金涂层的耐腐蚀性使纯锌涂层的6〜7借,是纯铝涂层的3倍,2、涂层结合力好在钳/锌复仟镀层表曲涂状涂料,因贞镀层表IIri具有复朵的表面形状特征,使期織的密着力是一傲钢材4倍•而耐食性能是常規涂装的2倍以匕3、共有良好的工芝:性验喷涂纯梓徐层时会产生大虽的enon臭味尘芜因而容易使嫌卄诸得观业病,故提高了劳动保护描施的炙忆喷涂纯铝则耍求被喷基体(如钢材)表面结晶度要求较髙,_股施工现场难以达刮。
而采用皀n/al合金喷淪由丁•其对钢棊材有很好的侵润性,不像喘余純钳对棊材纯孙度要求那么苛纵同时也不会像喷涂纯铅那样产生过黄的e∩on-4、有较髙的性能价格比为达到设计上的防腐年限,对喷涂层有厚度的耍求。
若以纯脱川瑕为设计厚丿鬼如便用en/al 金,则其总闸度仅为设计厚度纯锌涂层的1/2便可满足要求。
也就是说,便用en/al合金涂层的便用寿命比純澤涂层提高1,5倍,从而可节约材料50%,其的成本可减少35%β吐电加喘余怦钳合金在久桥制主梁肪锈、防腐中的应用工艺流程O防鮒涂装工艺规程(表三)O防腐蚀涂装机械设备仪器要求I二)喷砂工艺钢材表而存在不同程度锈蚀,可以归纳为a、b、CdH个等级;根据gb∕t8923 88标准,人桥钢主梁锈蚀程度有30%达到了b级锈蚀程取■•钢材表耐京始锈蚀程度(gb∕t8923-88)※现场喷O I的难题由于黄浦江大桥周边环境有工业厂区,更有都分住宅区;对喷砂除锈的坏保要求非常高;我们的防锈防腐施工跟工区内作业要求完全不同4 喷砂除锈要达到钢主梁防锈防腐的丁艺技术耍求、施工质量要求,施工屮必定要产生一定的噪声及粉尘污染•但是周边坏境环保的要求同样要满足°1、工艺参数①气压:0.45-0.65mpa②喷射角度:60-90°③喷射距离:100-20Omm2、质量检验1)检验依据国家标^gb8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》;U工艺参数①气压:0.45-0.6SmPa②喷射角度:60-90°③喷射距离:100-20Omm2、质扯检验1)检验依据国家标淮gb8923∙88《涂装前钢材表血勒蚀绞级和除锈等级)):喷砂后清洁达到少21/2级;喷砂粗糙度达到rz25-100μm f即崔取样长度内5个据大轮廓峰高与5个址大轮輝谷深的平沟值Z和。
电弧喷涂工程施工方案
电弧喷涂工程施工方案电弧喷涂工程是利用电弧熔化金属等材料,在喷涂过程中以高速气流为驱动力,使熔化的金属等材料以微粒状态喷射到被喷涂物表面,从而形成一层坚固、耐磨的涂层的表面处理技术。
电弧喷涂工程广泛应用于航空、船舶、汽车、机械设备、建筑等行业的表面涂层处理中。
本项目的施工范围包括设备清理、喷涂准备、喷涂施工及后续处理等部分。
二、施工前准备工作1. 设备清理对待喷涂的设备进行全面清理,包括表面积尘、油污等杂物,保持表面清洁。
2. 设备检查对待喷涂的设备进行全面检查,确保设备良好状态,确定设备组件完整、无异常磨损等问题。
三、喷涂准备工作1. 材料准备准备喷涂所需的金属和其他材料,确保材料符合标准要求,保证喷涂质量。
2. 喷枪检查检查喷涂枪的喷嘴、气墙板、电极等部件,确保喷涂枪完好无损,能够正常工作。
3. 气源准备准备喷涂所需的气源设备,确保气源充足、稳定,满足喷涂的需要。
四、喷涂施工1. 喷涂调试在开始喷涂施工前,进行喷涂设备的调试工作,包括气源调试、喷涂枪调试、材料输送系统调试等。
2. 喷涂工艺控制控制喷涂过程中的喷涂速度、喷涂距离、气压等参数,确保喷涂质量和效率。
3. 施工规范在喷涂施工中,按照相关的标准和规范进行操作,确保施工质量和安全。
五、后续处理1. 油漆烘干在喷涂完成后,对施工部位进行油漆烘干处理,使涂层干燥固化。
2. 检查验收对喷涂施工后的涂层进行检查验收,确认涂层质量合格,达到使用要求。
六、安全措施1. 严格遵守工程安全法规,保证施工现场的安全。
2. 使用防护设备,确保施工人员的人身安全。
3. 注意喷涂过程的通风,避免产生有害气体。
七、环境保护1. 在喷涂施工过程中,尽量减少污染物的排放,降低环境污染。
2. 合理使用资源,提高资源利用率,减少环境负荷。
以上是电弧喷涂工程施工方案的详细内容,希望能够为您提供参考。
如有任何疑问或需要进一步了解,欢迎随时与我们联系。
超音速电弧喷涂技术
防磨防腐新材料超音速电弧喷涂技术一、超音速电弧喷涂的原理电弧喷涂原理是利用两根连续送进的金属丝作为自耗电极,在其端部产生电弧作为热源,用压缩空气将熔化了的丝材雾化,并以超音速喷向工作件形成一种结合强度高、孔隙率低、表面粗糙度低的涂层的热喷涂方法。
其工作原理与普通电弧喷涂(亚音速雾化)一样,超音速电弧喷涂是一个不断连续进行的熔化-雾化-沉积的过程。
但在雾化方式上,超音速电弧喷涂与普通电弧喷涂有根本的区别,即超音速电弧喷涂是采用超音速雾化。
其优点是:雾化效果好,雾化后的粒子细小均匀,速度高,有利于获得高质量的涂层。
超音速电弧喷涂采用拉伐尔喷嘴,将气流的速度从亚音速提高到超音速,加强了气流对粒子的加速效果,从而提高了粒子速度。
粒子速度对涂层的性能有很大的影响。
粒子速度高,粒子沉积时对基体的撞击作用就强,粒子变形就充分。
有利于粒子与基体、粒子与粒子之间的结合,从而提高涂层的结合强度和内聚强度;粒子速度高,粒子沉积前在空气中的飞行时间短,飞行中产生的氧化物就少,有利于粒子的结合,从而提高涂层的内聚强度,降低涂层的孔隙率。
粒子速度越高,越有利于获得高质量的涂层。
随着热喷涂设备的更新换代,粒子速度在不断提高,涂层的质量也不断得到改善。
超音速雾化减小了粒子的粒度,降低了涂层的粗糙度。
粗糙度是涂层的一项重要性能指标,它取决于雾化后粒子的粒度。
超音速雾化加强了气流对丝材端部熔化金属间的作用,雾化的粒子细小均匀,大大降低了涂层的粗糙度。
同时,粒子粒度的减小,也降低了粒子扁平化过程中的飞溅,有利于降低涂层的孔隙率。
超音速雾化是超音速电弧喷涂的出发点,是其与普通电弧喷涂的根本区别。
超音速电弧喷涂设备包括电源、喷枪、送丝机构及其附件,关键设备是超音速电弧喷枪。
我公司采用进口喷嘴,并且喷涂电流稳定,能在保证丝材雾化效果、涂层质量的前提下,一天的喷涂面积达到20m2。
电弧喷涂时,弧区的温度高达5000-6000℃,用气冷的方式对喷嘴进行冷却。
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水冷壁防磨喷涂技术方案1喷涂材料及主要技术指标:水冷壁防磨喷涂采用打底材料和耐磨合金材料分别为CL-302 和CP-302A,再用高温耐磨CCS专用封孔剂进行封孔。
1、CP-302A涂层主要技术指标:结合强度:70Mpa 硬度:≥HRC55(500~1000HV0.1)内聚强度:≥260Mpa 喷涂距离:200-300mm喷涂粒子速度:≥400m/s 孔隙率:≤1%使用温度:1500℃导热系数:60W/M*K抗冲蚀性:1.09×10‾4cm3/h (900~400℃、1000g200目Al2O3、600s) 抗高温氧化性:1.63×10-4 mg/(mm2.h) (800℃、100h)热膨胀系数:12×10-6 ℃-1(0~800℃)耐介质性(H2SO4、HCl、NaOH、NaCl):优喷涂工件温度:≤100℃涂层总厚度:0.5~0.6mm 使用寿命:≥4年喷涂工作层丝材CP-302A化学成分喷涂打底丝材CL-302化学成分3、所用材料主要性能介绍:1)、打底材料CL-302:本公司采取增加结合强度的方法是用本公司自行生产的CL-302作为打底材料,该材料的特点是: a、CL-302为放热性材料,喷涂时其到达管子表面时仍为熔融状态(因打底层仅喷0.1mm,所以不会造成明显温升),这可保证其与管子之间的微冶金结合和机械咬合,结合强度可达70Mpa; b、CL-302具很高的抗高温氧化腐蚀能力,所以在使用时不会因结合面氧化腐蚀而造成涂层脱落。
2)、CP-302A:本公司研发生产的CP-302A粉芯材料由Cr、B、Si、Ni、Mn、Ti 组成,该材料是专门设计用于锅炉管道的防磨涂层材料,具有优异的抗高温冲蚀磨损性能,与炉管材料的匹配性好,膨胀系数相近,结合力大,硬度高,可以起到非常突出的防护效果,经多台锅炉使用效果显著。
图(1)为CP-302A涂层截面金相组织照片,图(2)为CP-302A丝材,图(3)为水冷壁管经过喷砂处理后的表面形貌,图(4)为水冷壁管表面喷涂CP-302A后的形貌,图(5)为水冷壁管表面涂层经过一个周期使用后的表面形貌,图(6)为涂层与基体的结合面金相照片。
(1)CP-302A,515m/s,截面,×200 (2)CP-302A产品图片(3)水冷壁管喷砂后表面形貌(4)水冷壁管喷涂CP-302A后形貌(5)水冷壁涂层经过一个周期使用后的形貌(6)涂层与基体结合面形貌,×2003)、CCS封孔剂:高温耐磨抗蚀专用封孔剂是本公司研究发明的,已经过十多年几百台锅炉的应用,性能稳定,效果良好。
在常温下经过12小时即可固化,经过24~48小时养护可投入使用。
它具有耐磨性好、耐腐蚀能力强等特点,与喷涂层有良好的结合性能和抗热震稳定性能,绝对不会发生脱落现象。
能有效渗透并浸润涂层孔隙,随着炉温的升高逐渐形成陶瓷化效果,使涂层更致密,能有效阻止介质中透过微小的涂层孔隙进入涂层内部,从而获得优良的封闭效果。
2施工工艺1 、待喷涂表面预处理对待喷涂表面预处理可分两步进行。
首先,用14~16目刚玉砂对表面进行喷砂清理,去除表面的浮灰、硬灰、锈层,特别是小凹坑中的粘附物,直至完全露出金属光泽,要求达到GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》规定的Sa3.0级,喷砂压力为0.6-0.8MPa;然后,对经除锈的表面再次喷砂使表面粗糙化,以提高结合强度,表面粗糙度达到GB11373-89《热喷涂金属表面预处理通则》规定的Rz80~120微米,要求粗糙小坑分布均匀,密度不能过大。
粗糙化处理同时能使表面产生一定的残余压应力,这对提高工件疲劳强度有利。
粗糙化喷砂压力0.5~0.7MPa。
喷砂处理用的压缩空气源必须是无水无油的,表面预处理后应当是洁净的。
喷砂后表面的活度最大,一般应在4小时内喷涂,否则表面很容易再次污染、锈蚀。
(特别提醒:若有老涂层做表面处理时应关注处理后的水冷壁管管壁壁厚,如处理后关闭厚度少于2/3应更换壁管,再做防磨喷涂,以免防止爆管造成不必要的损失。
)2、喷涂工艺参数2.1超音速电弧喷涂第一层:喷涂打底层,CL-302,中速一遍,厚度约0.05-0.1mm,电弧电压36~37V,气压0.5~0.7MPa,喷涂颗粒宜稍粗,使结合面产生微冶金结合,提高结合力。
第二层:工作层,CP-302A,电弧电压29-31V,喷涂电流由走丝速度决定,走丝越快电流越大,一般180-220A,气压0.6-0.9MPa,喷涂颗粒极细小,致密耐磨耐腐蚀层,厚度约为0.4-0.5mm。
第三层:封闭层,CCS层,匀速二遍,起封孔保护作用,厚度约为0.1-0.15mm。
3、注意事项1)喷涂过程中,喷枪与工件表面的距离(喷涂距离)保持在300-400mm,以使喷涂效果最佳。
2)喷涂移动速度也是影响喷涂效果的关键,喷涂时喷涂移动速度保持在1m/min左右,以保证涂层的均匀,并控制喷涂温升100℃以下。
4、喷砂设备与技术说明本项工程拟采用气动控制的喷砂设备进行喷砂处理,由5年以上操作经验的高级喷砂技工进行喷砂作业。
喷砂机如图(8)所示。
5.1喷砂作用:5.1.1净化(活化)表面:去除被喷表面的各种污染物,特别是油脂、污垢、氧化皮、锈层等,表面显示均匀的金属光泽,以利于打底材料与基体活性表面的粘附结合(机械咬合与冶金微扩散)。
工作面清洁度达到Sa3级。
5.1.2粗化表面:热喷涂涂层与基体的结合以机械结合为主,这就要求基体前处理不仅要除油除锈,还要粗化表面,使表面具有一定的粗糙度。
表面粗糙度达到GB1031-1995《表面粗糙度参数及其数值》中规定的Rz60—120um。
5.2活化目的:喷砂可提高工件表面活性,有利于增加喷涂粒子(Splat)与基体表面的吸附力,提高喷涂颗粒与基体的冶金结合力。
5.2.1喷砂可除去工件表面的有机污杂物和氧化层,增大金属表层晶粒的塑性变形和增加晶格缺陷,使表面处于容易发生化学反应的状态,有助于促进喷涂颗粒与金属表面之间的物理化学结合。
所以喷砂后,应尽快进行喷涂,时间越短表面活化效果越好,涂层的结合质量就越高。
5.2.2工件表面经过砂粒的反复冲击后形成一定的残余压应力,这对提高工件整体的疲劳强度有利;同时也对消除喷涂过程中形成的残余热应力有益。
5.3粗化目的:5.3.1增大喷涂层材料与基体的接触面积,提高结合面的粘合吸附力。
5.3.2增加涂层材料与基体表面的填塞嵌合和钉扎咬合作用,以加强涂层与基体的附着力。
3超音速电弧喷涂设备与技术说明本项工程采用CAS-500超音速电弧喷涂设备进行超音速喷涂处理,由5年以上操作经验的高级喷涂技工进行喷涂作业。
3.1设备简介CAS-500型超音速电弧喷涂设备是一种以各种实心线材和特殊粉芯线材为原材料,广泛应用于各种表面的抗腐蚀和耐磨损处理的电弧喷涂系统。
先进的控制系统和现场恶劣条件的高适应性使得CAS-500超音速电弧喷涂设备更具有优势,性能稳定可靠、连续工作能力强是CAS-500的又一大特点,为获得高性能涂层提供了强有力的保障。
这个电弧喷涂系统符合CE-standard标准,并且包括以下模块:主机电源、可遥控送丝机构、超音速电弧喷枪、送丝控制系统和气源控制系统。
CAS-500超音速电弧喷涂设备如图(9)所示。
(8)气动控制的喷砂设备(9)CAS-500超音速电弧喷涂设备3.2技术简介超音速电弧喷涂技术是我司通过消化吸收国外先进设备与自主研发相结合的金属热喷涂新技术。
该喷涂技术采用稳定送丝机构不断利用高温电弧熔化丝材端部,并经拉伐尔喷嘴加形成超音速气流,再将熔化的丝材雾化成高速雾化熔滴流(Droplet)喷向工件表面形成涂层。
熔滴粒子流与基材主要以机械、物理和冶金等方式结合,其结合强度可达70MPa以上。
与普通电弧喷涂和火焰喷涂相比,超音速电弧喷涂具有更高的粒子飞行速度、更大的结合强度、更低的孔隙率、涂层均匀性高、致密性好,可获得高质量的涂层。
且能做到喷涂粒子到达工作表面时工件温升不超过100℃,所以工件不会变形。
4.施工技术规范4.1超音速电弧喷涂4.1.1施工准备:4.1.1.1检查脚手架是否搭好,是否牢固。
4.1.1.2清除管壁表面上灰尘,杂物等。
4.1.1.3对管壁需实施喷涂的部位进行全面的质量检查,包括管壁厚度、焊缝、浇筑料等,对于CFB锅炉要特别注意检查焊缝是否达到平整度要求。
4.1.1.4利用现场已有条件进行设备就位,电汽接线,气管连接及磨料清理帆布铺设工作。
4.1.2表面预处理:表面预处理按照GB11373-89《热喷涂金属件表面预处理通则》进行,其处理的好坏直接影响喷涂层的结合强度。
4.1.2.1喷砂前,对非喷涂表面采用遮蔽带、挡板等物件进行遮蔽保护。
并在防护层边缘预留过渡区200mm,以保证光滑过渡。
4.1.2.2喷砂材料的选择及使用:选用14-16目刚玉砂对工件表面进行粗喷,使其表面清洁度达到Sa3.0级,然后再进行针对性的糙化处理,表面粗糙度达Rz60-120um。
喷砂区域设围护及其它回收措施,确保不污染周围环境,经质量工程师确认后方可进行喷吵。
对达不到预处理要求的部位需进行重新喷砂,在进行重新喷吵时要注意对合格部位的保护。
4.1.2.3压缩空气:喷砂和喷涂所用的压缩空气必须清洁、干燥且温度较低,以免污染待喷涂的工件表面。
压缩空气可由6立方米以上螺杆式空压机提供或由建设单位供给,压力范围0.6-0.8MPa,气体流量达到6 m3/min以上。
4.1.2.4喷砂装置:采用压力式气动喷砂设备4.1.2.5操作参数:喷砂距离200-300mm;喷砂角度与基体45-90°。
4.1.2.5喷砂时,由于水冷壁管是弧面,故喷枪沿管子轴向管壁行走,喷枪可稍微倾斜于管壁轴线。
喷砂后管壁表面应干燥,无灰尘、无油污、无氧化皮、无锈斑及其它杂物,呈现均匀的灰白色金属外观。
4.1.3喷涂:4.1.3.1喷涂前,应对非喷涂工件表面采用挡板等进行覆盖保护。
4.1.3.2丝材选用:φ2.0mm,CL-302、CP-302A合金丝材。
4.1.3.3喷涂设备选用:选用CAS-500型超音速电弧喷涂设备及配套送丝装置。
其雾化气流速度大于500m/s,粒子速度达到400m/s以上,涂层孔隙率可控制在0.5%以内。
同时涂层与基体的结合强度≥70MPa。
4.1.3.4喷涂工艺参数:1).粒子喷涂速度>400m/s2).电弧电压:28-34V:电弧电流:160-200A3).雾化空气压力:0.6-0.8MPa4).喷涂距离:200-300mm;喷涂角度:45-75°5).涂层总厚度:0.5-0.6mm4.1.3.5喷涂方式:采用“井”字型喷涂方式,分层、分区作业,局部区域达到工艺设计厚度后再移换到其他区域,确保喷涂层的厚度均匀,防止出现漏喷现象。