第20教学单元热喷涂技术2—热喷涂材料
热喷涂与热喷焊

(3) 冶金-化学结合:熔融粒子撞击基材表面时释 放出的能量使喷涂材料与基材之间发生局部扩散和 焊合,形成冶金结合。如喷涂镍包铝复合粉末时的
放热反应。
热喷涂的涂层与基材的结合主要以机械结合为 主,结合强度较差(<70MPa)。
二.热喷涂技术的分类及特点 1.热喷涂技术的分类(按热源分类)
热喷涂 燃气法 气体放电法 火 焰 线 材 喷 焊 热电法 感 应 加 热 喷 涂 激光热源法 激 光 喷 涂
三.热喷涂材料 1.喷涂材料的分类(非金属类)
非金属类 分 类 品 种 (1)A1 系:A12O3、 A12O3·SiO2、 Al2O3· MgO (2)Ti 系:TiO2 (3)Zr 系:ZrO2、ZrO2·SiO2、CaO-Zr02、MgO- ZrO2 (4)Cr 系:Cr2O3 金属碳化物 及硼化物 包覆粉 团聚料 熔炼粉及 烧结粉 塑 料 (1) WC、W2C;(2)TiC; (3)Cr3O2、Cr23C6;(4))B4C、SiC Ni 包 Al、Ni 包金属及合金、Ni 包陶瓷 金属+合金、WC 或 WC-Co+金属及合金、氧化物+金 属及合金、氧化物+氧化物 碳化物+自熔性合金、WC+Co (1) 热塑性粉末:聚乙烯、尼龙、聚苯硫醚 (2) 热固性粉末:环氧树脂
复合线材
金属包陶瓷 塑料包覆
三.热喷涂材料 1.喷涂材料的分类(金属类)
金属类 分 类 品 种 纯金属 合 金 Sn、Pb、Zn、A1、 Cu、Ni、W、Mo、Ti 等 (1)Ni 基合金:Ni-Cr、Ni-Cu;(2)Co 基合金:CoCrW (3)MCrAlY 合金: NiCrAlY,CoCrAlY、FeCrAlY (4)不锈钢;(5)铁合金;(6)铜合金;(7)铝合金 (8)巴氏合金;(9)Triballoy 合金 (1)Ni 基自熔性合金:NiCrBSi、NiBSi 自熔性合金 (2)Co 基自熔性合金:CoCrWB、CoCrWBNi (3)Fe 基自熔性合金:FeNiCrBSi (4)Cu 基自熔性合金
(完整版)热喷涂

二、热喷涂的种类和特点
1.热喷涂的种类 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:前者是基体不熔 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。热喷涂与堆 焊的根本区别在于母材基体不熔化或极少熔化。
2、涂层结构
喷涂层的形成过程决定了涂层的结构。喷涂层是 由无数变形粒子互相交错呈波浪式堆叠在一起的层状 组织结构。图5-4是涂层结构的示意图。图5-5则给出 了典型的热喷涂层的金相组织照片。
图5-5 Ni-Cr-B-Si火焰喷涂组织
从图5-5中可以看出,涂层中颗粒与颗粒之间不可避免地 存在一部分孔隙或空洞,其孔隙率一般在4%~20%之间。涂 层中伴有氧化物等夹杂。采用等离子弧等高温热源、超音速喷 涂以及低压或保护气氛喷涂,可减少以上缺陷,改善涂层结构 和性能。
④基体表面的预热处理,以减少涂层与基体表 面的温度差使涂层产生的收缩应力,避免涂层 开裂和剥落。预热温度不宜过高,以防基体表 面氧化,影响结合强度,一般在200℃ -300℃ 之间。
⑤非喷涂表面的保护
四、热喷涂材料
热喷涂材料按形状可分为: ①线材:喷涂设备简单,操作方便,耗能
少,成本低,工艺因素影响小,涂层质量稳定。 ②粉末:不受线材成型工艺的限制,成本
②冶金-化学结合。这是当涂层和基体表面出现扩散和合金化时 的一种结合类型,包括在结合面上生成金属间化合物或固溶体。 当喷涂后进行重熔即喷焊时,喷焊层与基体的结合主要是冶金结 合。
热喷涂材料

热喷涂材料热喷涂材料是一种常用的表面修复和保护材料,广泛应用于航空航天、汽车、电力、化工、石油、冶金等领域。
它能够提供高温和化学腐蚀的防护,同时还能够修复和加固金属表面。
热喷涂材料有很多种类,最常见的包括金属涂层、陶瓷涂层和聚合物涂层。
金属涂层是指通过喷涂金属粉末或线,将金属材料覆盖在被保护表面上。
金属涂层具有优异的耐高温、耐磨损和耐腐蚀性能,适用于高温烟道、石油管道和汽车引擎等环境。
常见的金属涂层材料包括镍铬合金、不锈钢、铝、钛等。
陶瓷涂层是指通过热喷涂技术,在被保护表面上喷涂陶瓷材料粉末,形成厚薄不一的陶瓷保护层。
陶瓷涂层具有极高的硬度、耐磨损和耐腐蚀性能,适用于高速运动部件、耐腐蚀设备和耐磨损表面等。
常见的陶瓷涂层材料包括氧化铝、碳化硅、氧化锆等。
聚合物涂层是指利用聚合物粉末或液体,在被保护表面上形成聚合物膜层。
聚合物涂层具有优异的耐化学腐蚀性能和电绝缘性能,适用于耐酸碱容器、电气绝缘设备和汽车涂装等。
常见的聚合物涂层材料包括环氧树脂、聚酰亚胺、聚氨酯等。
热喷涂技术的优点是在低温下进行喷涂,避免了原材料的熔融和高温硬化过程,因此能够喷涂在各种基材上,包括金属、陶瓷、塑料等。
而且热喷涂的材料没有尺寸限制,适用于各种形状和复杂表面的修复和保护。
热喷涂材料的应用领域非常广泛。
在航空航天领域,它可以用于修复飞机引擎叶片、发动机内部零件等高温高压部件。
在汽车领域,它可以用于加固汽车引擎部件、排气系统和底盘等。
在电力行业,它可以用于耐高温绝缘设备和电力线路的保护。
同时,热喷涂材料还可以应用于化工设备、石油管道、冶金设备等领域。
总之,热喷涂材料的应用极为广泛,能够提供优异的表面修复和保护性能。
随着技术的不断发展,热喷涂材料的种类和应用范围还将不断扩大,为各行业提供更好的解决方案。
热喷涂(2)

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Ni及Ni合金 纯Ni及Ni-Cr、Ni-30%Cu(蒙乃尔合金),
耐蚀、耐磨、耐高温氧化
Sn及Sn合金 轴承轴瓦等滑动部件的耐磨涂层
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涂层残余应力
✓ 涂层的外层受拉应力—后冷、收缩受阻 ✓ 基体、涂层的内层则产生压应力 ✓ 由喷涂热条件及物理性质的差异造成,影响涂
层质量,限制涂层的厚度 ✓ 预热或粗化表面能消除和减少
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热喷涂预处理
喷涂工艺中一个重要工序: 清洗、脱脂:
碱洗法、溶剂洗涤法、蒸气清洗法、加热 去除氧化膜、表面粗糙化:
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⑤工效高、操作程序少、速度快 每小时几公斤~几十公斤
⑥涂层厚度可调范围大 几十微米~几毫米
⑦可得到特殊的表面性能 耐磨、抗氧化、耐热、导电、绝缘
⑧成本低、经济效益显著
缺点: ①结合强度低;②材料利用率低;③热效率低; ④均匀性差;⑤孔隙率高。
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4、涂层材料的要求
(1)较宽的液相区; (2)形状、尺寸有要求,线材、粉末。
1. 涂层的成分
喷涂材料的成分 氧化烧涂损层的成分
与粒子和喷涂气氛之间的化学反应有关
例:
电弧喷涂,因温度高、气氛为空气而氧化烧损严重
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2.涂层的结构
➢ 涂层是变形粒子的层状组织结构 ➢ 涂层的性能具有方向性 ➢ 组成:扁平颗粒、氧化物夹杂、不完全熔融粒子、孔洞 ➢ 涂层经适当处理后,结构会发生变化。
线材
熔化或熔融→熔点
粉末 熔融 表→内热传导 90%熔融
复合材料粉末,可能大于熔点
例:Ni包Al放热反应
3. 粒子的尺寸
有一最佳临界尺寸
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4. 粒子的表面反应
热喷涂技术

热喷涂技术简介热喷涂技术是一种常用的表面涂覆技术,通过高温喷涂设备将涂料加热至液态或半固态,通过喷枪喷射到被涂料表面,形成均匀的涂层。
热喷涂技术广泛应用于工业领域,例如航空航天、能源、汽车等行业,凭借其高效、可靠和灵活的特点而备受青睐。
热喷涂技术主要涉及两个关键部分:喷涂设备和喷涂材料。
喷涂设备包括喷涂枪、喷涂机和涂层预处理设备等。
喷涂材料包括粉末状材料和线材等。
粉末状材料:金属粉末、陶瓷粉末等,线材:合金线、焊芯线等。
热喷涂技术的分类热喷涂技术根据喷涂材料和喷涂方法的不同,可以分为几种主要的分类:火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和高速喷涂。
火焰喷涂火焰喷涂是最常见的一种热喷涂技术,通过喷枪燃烧混合气体产生火焰,并将粉末状材料喷射到被涂体表面,然后快速冷却固化形成涂层。
火焰喷涂技术简单、成本低且易于操作,广泛应用于防腐、耐磨和绝热涂层等领域。
电弧喷涂电弧喷涂是一种采用电弧作为热源的热喷涂技术,具有高温高能量的特点。
通过直流或交流电弧将金属电极熔化,然后利用气流将熔融金属喷涂到被涂体表面,形成涂层。
电弧喷涂技术适用于涂层的增厚和修复,例如修复零部件的尺寸误差。
等离子喷涂等离子喷涂是一种应用等离子体作为热源的热喷涂技术,通过离子化气体生成等离子体,并利用等离子体高温将粉末状材料加热熔化,然后喷射到被涂体表面,形成涂层。
等离子喷涂技术可以利用等离子体高温高能量的特点,改善涂层与基体的粘结力。
高速喷涂高速喷涂是一种喷涂速度较快的热喷涂技术,通常涉及喷涂速度超过300m/s。
高速喷涂技术通常采用喷射粉末或线材的形式,通过气流加速喷射材料,使其迅速冷却并形成均匀的涂层。
高速喷涂技术适用于涂层的修复和材料的表面改性等领域。
热喷涂技术的应用热喷涂技术在工业领域有着广泛的应用,下面将介绍一些主要的应用领域:航空航天领域热喷涂技术在航空航天领域用于制造发动机涡轮叶片、燃烧室、燃气涡轮和航空发动机喷管等零部件的涂层。
这些涂层能够增强零部件的耐磨、耐腐蚀和热阻等性能,提高航空发动机的工作效率和寿命。
热喷涂技术

热喷涂技术热喷涂技术是一种广泛应用于工业领域的表面处理技术,它通过将熔融或热喷涂材料喷射到基材表面,形成一层覆盖层,以提供保护、表面修复或改善材料性能的效果。
热喷涂技术具有许多优点,如高效、耐久和易于操作,已经在许多行业中得到广泛应用。
热喷涂技术的基本原理是将金属、合金或陶瓷等材料加热到熔化温度,然后通过喷枪或火焰将其喷射到待处理的表面上。
材料在与表面接触时会迅速冷却和固化,形成一个致密的覆盖层。
通过选择不同的材料和工艺参数,可以实现不同的功能和性能要求。
热喷涂技术的应用范围非常广泛。
在航空航天领域,热喷涂技术被用于修复和增强发动机部件和涡轮叶片的表面。
通过喷涂耐高温、耐腐蚀的材料,可以延长零部件的使用寿命,提高整体性能。
在能源行业,热喷涂技术可以用于涡轮机组和燃烧器的喷涂,以提高热效率和防止腐蚀。
此外,热喷涂技术还可以用于模具修复、化工设备防腐、汽车零部件修复等领域。
热喷涂技术具有许多独特的优点。
首先,它可以在不影响基材的情况下,为其提供保护和改善性能的效果。
这是因为热喷涂材料与基材的结合强度很高,能够有效地防止介质的渗透和腐蚀。
其次,热喷涂技术可以在材料表面形成高度致密的覆盖层,提高材料的硬度、耐磨性和耐蚀性。
另外,该技术具有高效和灵活的特点,可以根据不同需求选择不同的喷涂材料和喷涂工艺。
热喷涂技术主要有以下几种类型。
首先是火焰喷涂技术,通过燃烧混合气体产生高温火焰,并通过喷嘴将粉末材料喷洒在待涂层表面上。
火焰喷涂技术适用于大面积涂覆和大型部件处理。
其次是等离子喷涂技术,利用等离子喷射产生的高温和高速气流将材料喷涂到基材上。
等离子喷涂技术在提高涂层附着力和密度方面具有优势。
此外,还有电弧喷涂、高速喷涂等不同的喷涂技术。
热喷涂技术在实际应用中需要考虑一些关键因素。
首先是喷涂材料的选择,材料的性能直接影响到喷涂覆盖层的质量和性能。
其次是喷涂工艺参数的优化,包括喷嘴间距、喷涂距离、气体流量等。
合理的工艺参数可以确保涂层的均匀性和附着力。
热喷涂技术的原理及应用

热喷涂技术的原理及应用1. 热喷涂技术的原理热喷涂技术是一种通过将材料加热到熔化或半熔化状态,然后将其喷射到被涂覆物表面的技术。
热喷涂技术可以用于提高材料的表面性能,包括抗腐蚀性、耐磨性、耐热性等。
它广泛应用于航空航天、电子、冶金、化工、汽车、机械等领域。
1.1 热喷涂技术的分类热喷涂技术主要有以下几种分类:•火焰喷涂技术:使用火焰作为热源,将涂层材料加热到熔化或半熔化状态,并将其喷射到被涂覆物表面。
•等离子喷涂技术:使用等离子体作为热源,将涂层材料加热到熔化或半熔化状态,并将其喷射到被涂覆物表面。
•电弧喷涂技术:使用电弧作为热源,将涂层材料加热到熔化或半熔化状态,并将其喷射到被涂覆物表面。
•高速火焰喷涂技术:使用高速火焰作为热源,将涂层材料加热到熔化或半熔化状态,并将其喷射到被涂覆物表面。
1.2 热喷涂技术的工作原理热喷涂技术的工作原理可以简要概括为以下几个步骤:1.加热材料:将涂层材料加热到熔化或半熔化状态。
不同的热喷涂技术使用不同的加热源,如火焰、等离子体或电弧。
2.喷射材料:将加热到熔化或半熔化状态的涂层材料喷射到被涂覆物表面。
喷射可以通过喷枪或喷嘴来实现。
3.涂覆形成:涂层材料接触到被涂覆物表面后,由于温度差异,涂层材料会迅速冷却和凝固,形成涂层。
4.涂层熔合:涂层材料凝固后,可以进一步通过热处理或机械加工等方式,使其与被涂覆物表面充分结合。
2. 热喷涂技术的应用热喷涂技术在多个领域都有广泛的应用,主要包括以下几个方面:2.1 防腐领域热喷涂技术可以用于防腐,提高材料的耐蚀性。
热喷涂涂层可以形成致密的结构,能够有效隔离被涂覆物与外界环境的接触,保护被涂覆物不受腐蚀。
2.2 修复与修补领域热喷涂技术可以用于修复与修补受损物体的表面。
通过热喷涂涂层,可以提高受损物体的耐磨性、耐腐蚀性等性能,延长其使用寿命。
2.3 摩擦与磨损领域热喷涂技术可以用于提高材料的耐磨性。
通过热喷涂涂层,可以在材料表面形成硬质的陶瓷涂层,提高材料的摩擦性能和抗磨损性能。
热喷涂技术讲义

缺点:燃料消耗大,喷涂效率比爆炸Байду номын сангаас涂高,但成本仍然比较高。
现代热喷涂枪
从上至下: 超音速火焰喷枪,
等离子喷枪, 火焰喷枪, 电弧喷枪
第二节 典型热喷涂简介
常用热喷涂的工艺分类
热喷涂工艺
燃烧法
电加热法
火焰喷涂 爆炸喷涂
电弧喷涂 等离子喷涂
线材火焰喷涂 粉末火焰喷涂 超音速火焰喷涂 大气等离子喷涂 低压等离子喷涂 感应等离子喷涂 水稳等离子喷涂
2.1 火焰喷涂
火焰喷涂的基本原理是通过乙炔、氧气喷嘴出口处 产生的火焰,将线材(棒材)或粉末材料加热熔化, 借助压缩空气使其雾化成微细颗粒,喷向经预先处理 的粗糙工件表面使之形成涂层。燃烧气体还可以用丙 烷、氢气或天然气等。
垂直喷射—事实上不可能
二、影响热喷涂涂层质量的主要因素
1. 喷涂工艺的影响 ①工艺方法:
火焰
等离子
电弧
爆炸
超音速
T ~3000℃ ~16000 ℃ 7400 ℃
5000 ℃ 2900 ℃
v 50-200m/s 350m/s
200m/s
720m/s
986m/s
②粉体在加热介质中的运行时间t----t↑,T↑
涂层的形成
二、涂层与基体间的结合强度
1 机械结合: 高速粒子—撞击—粒子微变形—咬合
可见,表面粗化有利于结合强度提高。
2 金属键结合: 当颗粒与基体表面达到原子间距时,会产生金 属键结合。----理论上的确存在,实际上作用极小
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2.3复合材料粉末
复合材料粉末是由两种或更多种金属和非金属(陶瓷、塑料、非金属矿物)固体粉末混合而成。
按照复合粉末的结构,一般分为包覆型、非包覆型和烧结型。
包覆型复合粉末的芯校被包覆材料完整地包覆着;
镍铬耐热合金丝涂层致密,与母材金属的结合性好,常用于A12O3、ZrO2等陶瓷涂层的打底层,但不能用于硫化氢、亚硫酸气体以及硝酸和盐酸介质中。
1.2复合丝材
用机械方法将两种或更多种材料复合压制成喷涂线材称复合喷涂丝。
制造复合喷涂线材常用的复合方法:
丝-丝复合法将各种不同的组分的丝绞、轧成一股。
丝-管复合法将一种或多种金属丝穿入某种金属管中压轧而成。
塑料粉
热塑料粉末(聚乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚苯硫醚)、热固性粉末(酚醛、环氧树脂)、树脂改性塑料(塑料粉中混入填料,如MoS2、WS2、Al粉、Cu粉、石墨粉、石英粉、云母粉、石棉粉、氟塑粉等)
三、热喷涂材料选用
热喷涂时,被喷涂材料的表面使用要求不员、采用的喷涂工艺不同,选择的热喷涂材料类型也不一样。选择热喷涂材料主要应遵循以下原则。
2.热喷涂粉末
主要有金属及合金粉末、陶瓷材料粉末和复合材料粉末。
2.1金属及合金粉末
喷涂合金粉末,又称冷喷合金粉末,这种粉末不需或不能进行重熔处理。按其用途分为打底层粉末和工作层粉末。
打底层粉末用来增加涂层与基体的结合强度;工作层粉末保证涂层具有所要求的使用性能。放热型自粘结复合粉末是最常用的打底层粉末。工作层粉末熔点要低,具有较高的伸长率,以避免涂层开裂。
非包覆型粉末的芯核被包覆材料包覆程度是不均匀和不完整的。
复合型粉末结构示意图(Ni/Al为Ni包Al,余同)
按照涂层功能,复合粉末有:
硬质耐磨复合粉末、
耐高温和隔热复合粉末、
耐腐蚀和抗氧化复合粉末、
绝缘和导电复合粉末、
以及减摩润滑复合粉末等多种。
丝材
纯金属丝材
Zn、Al、Cu、Ni、Mo等
合金丝材
Zn-Al-Pb-Sn、Cu合金、巴氏合金、Ni合金、碳钢、合金钢、不锈钢、耐热钢
锌喷涂广泛用于大型桥梁、铁路配件、钢窗、电视台天线、水闸门和容器等。
1.1.5钼丝
钼与氢不产生反应,可用于氢气保护或真空条件下的高温涂层。
钼是一种自粘结材料,可与碳钢、不锈钢、铸铁、蒙乃尔合金、镍及镍合金、镁及镁合金、铝及铝合金等形成牢固的结合。
钼可在光滑的工件表面上形成1um的冶金结合层,常用作打底层材料。如机床导轨喷涂钢时,用钼作为打底层可增加钢喷涂层与基体的结合强度。
1Cr18Ni9Ti等奥氏体不锈钢丝有良好的工艺性能,在多数氧化性介质和某些还原性介质中都有较好的耐蚀性,用于喷涂水泵轴等。
由于不锈钢涂层收缩率大,易开裂,适于喷涂薄层。
1.1.3铝丝
铝和氧有很强的亲和力,铝在室温下大气中就能形成致密而坚固的Al2O3氧化膜,能防止铝进一步氧化。
纯铝喷涂除大量用于钢铁保护涂层外,还可作为钢的抗高温氧化涂层、导电涂层和改善电接触的涂层。
铝青铜的强度比一般黄铜高,耐海水、硫酸和盐酸的腐蚀,有良好的耐磨性和抗腐蚀疲劳性能,采用电弧喷涂时与基体结合强度高,可作为打底涂层,常用于水泵叶片、气闸活门、活塞及轴瓦等的喷涂。
磷青铜涂层比其他青铜涂层更为致密,有良好的耐磨性,可用来修复轴类和轴承等的磨损部位,也可用于美术工艺品的装饰涂层。
1.1.9镍及镍合金丝
喷熔用的自熔性合金粉末有镍基、钴基、铁基及碳化钨等四种系列。
2.2陶瓷材料粉末
陶瓷属高温无机材料,是金属氧化物、碳化物、硼化物、硅化物等的总称,其硬度高,熔点高,但脆性大。
常用的陶瓷粉末有:金属氧化物(如Al2O3、TiO2等)、碳化物(如WC、SiC等)、硼化物(如ZrB2、CrB2等)、硅化物(如MoSi2等)、氮化物(如VN、TiN等)。
喷涂材料
火焰粉末喷涂
等离子弧粉末喷涂
丝材电弧喷涂
丝材火焰喷涂
Mo
Nb
Ta
Ni-Al(80%/20%)
Ni-Al(83%/17%)
Ni-Al(95%/5%)
Ni-Cr-Al
Ni-Cr(80%/20%)
铝青铜
Ni-Al-Mo
(95%/5%/5%)
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粉-管复合法将一种或多种粉末装入金属管中加工成丝。
粉-皮压结复合法将粉末包在金属壳内加工成丝。
粉-粘合剂复合法把多种粉末用粘合剂混合挤压成丝。
复合喷涂线材中大部分是增效复合喷涂线材,即在喷涂过程中不同组元相互发生热反应生成化合物,反应热与火焰热相叠加,提高了熔滴温度,达到基体后会使基体局部熔化产生短时高温扩散,形成显微冶金结合,从而提高结合强度。
根据被喷涂工件的工作环境,使用要求和各种喷涂材料的已知性能,选择最适合功能要求的材料。
尽量使喷涂材料与工件材料的热膨胀系数相接近,以获得结合强度较高的优质喷涂层。
选用的热喷涂材料应与喷涂工艺方法及设备相适应。
喷涂材料应成本低,来源广。
1.根据热喷涂工艺方法选用
选用热喷涂材料时,应根据不同的喷涂工艺及方法,针对不同喷涂材料的特性进行选择。
氧一乙炔焰喷涂工作层粉末最常用的是镍包铝复合粉末与自熔性合金的混合粉末。
喷熔合金粉末,又称自熔性合金粉末
因合金中加入了强烈的脱氧元素如Si、B等,在重熔过程中它们优先与合金粉末中氧和工件表面的氧化物作用,生成低熔点的硼硅酸盐覆盖在表面,防止液态金属氧化,改善对基体的润湿能力,起到良好的自熔剂作用,所以称之为自熔性合金粉末。
一般铝丝纯度(质量分数)应大于99.7%。铝丝直径2~3mm,喷涂时,表面不得有油污和氧化膜。
1.1.4锌丝
在钢铁件上,只要喷涂0.2mm的锌层,就可在大气、淡水、海水中保持几年至几十年不锈蚀。
锌的纯度要求(质量分数)在99.85%以上的纯锌丝。
在锌中加铝可提高涂层的耐蚀性能,若铝的质量分数为30%,则耐蚀性最佳。
根据热喷涂材料的不同形状,可以分为丝材、棒材、软线和粉末四类,其中丝材和粉末材料使用较多。
根据喷涂材料的成分,可以分为金属、合金、陶瓷和塑料喷涂材料四大类。
按涂层结构有纳米涂层材料、合金涂层材料、非晶态涂层材料以及由这些材料复合构成的复合涂层材料。
二、常用的热喷涂材料
1.热喷涂丝材
1.1非复合丝材
1.1.1碳钢及低合金钢丝
不锈钢、镍、铝等组成的复合喷涂丝,利用镍、铝的放热反应使涂层与多种基体(母材)金属结合牢固,而且因复合了多种强化元素,改善了涂层的综合性能,涂层致密,喷涂参数易于控制,便于火焰喷涂。
因此,它是目前正在扩大使用的喷涂材料,主要用于油泵转子、轴承、汽缸衬里和机械导轨表面的喷涂,也可用于碳钢和耐蚀钢磨损件的修补。
复合丝材
金属包金属(铝包镍、镍包合金)、金属包陶瓷(金属包碳化物、氧化物等)、塑料包覆(塑料包金属、陶瓷等)
粉芯丝材
7Cr13、低碳马氏体等
棒材
陶瓷棒材
Al2O3、TiO2、Cr2O3、Al2O3-MgO、Al2O3-SiO2
粉末
纯金属粉
Sn、Pb、Zn、Ni、W、Mo、Ti
合金粉
低碳钢、高碳钢、镍基合金、钴基合金、不锈钢、钛合金、铜基合金、铝合金、巴氏合金
任务总结:
1.熟悉常用的热喷涂材料
2.熟悉热喷涂材料的选用
布置任务:1.根据喷涂材料的成分可以将其分为哪几种?
2.简述如何选用热喷涂材料?
注:各栏大小可根据需要进行调整。
自熔性合金粉
镍基(NiCrBSi)、钴基(CoCrWB、CoCrWBNi)、
铁基(FeNiCrBSi)、铜基
陶瓷、金属陶瓷粉
金属氧化物(Al系、Cr系和Ti系)、金属碳化物及硼氮、硅化物等
包覆粉
镍包铝、铝包镍、金属及合金、陶瓷、有机材料等
复合粉
金属+合金、金属+自熔性合金、WC或WC-Co+金属及合金、WC-Co+自熔性合金+包覆粉、氧化物+金属及合金、氧化物+包覆粉、氧化物+氧化物、碳化物+自熔性合金、WC+Co等
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2.根据被喷涂工件的使用要求选用
被喷涂工件表面要求耐磨的场合下,常用的喷涂材料有自熔性合金材料(镍基、钴基和铁基合金)和陶瓷材料,或者是二者的混合物。
碳化物与镍基自熔性合金的混合物等喷涂材料适合于不要求耐高温而只要求耐磨的场合。通常碳化物喷涂层的工作温度应在480℃以下,超过此温度时,最好选用碳化钛、碳化铬或陶瓷材料。高碳钢、马氏体不锈钢、钼、镍铬合金等喷涂材料形成的喷涂层特别适合于滑动磨损情形。
常用的是85优质碳素结构钢丝和T10A碳素工具钢丝。
一般采用电弧喷涂,用于喷涂曲轴、柱塞、机床导轨等常温工作的机械零件滑动表面耐磨涂层及磨损部位的修复。
1.1.2不锈钢丝
1Cr13、2Cr13、3Cr13等马氏体不锈钢丝主要用于强度和硬度较高、耐蚀性要求不太高的场合,其涂层不易开裂。
1Cr17在氧化性酸类、多数有机酸、有机酸盐水溶液中有良好的耐蚀性。
一、热喷涂技术的性能要求
热喷涂技术的发展除了设备和工艺外,就是热喷涂材料的开发。热喷涂材料必须满足下列要求,才有实用价值:
(1)稳定性好
(2)使用性能好
(3)润湿性好