热喷涂技术在冶金行业的应用及其发展

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热喷涂技术在炼铁行业中的应用

热喷涂技术在炼铁行业中的应用

热喷涂技术在炼铁行业中的应用摘要:优化配矿技术是合理配置钢铁企业内部资源、外部市场资源的关键技术。

推动优化配矿技术研发及创新,是促进钢铁企业降本增效的有力措施。

本文主要对热喷涂技术在炼铁行业中的应用进行论述。

关键词:热喷涂;炼铁行业;应用引言高炉炼铁工艺具有连续生产、大批量、热效高等特点,目前仍是全世界最主要的炼铁生产工艺。

近年来,高炉原燃料条件不断改善,操作技术、装备条件和管理水平都得到快速提高,促进生产效率大幅提升,各项能耗指标稳步下降。

随着国内钢铁形势不断发展,各项技经指标已进入瓶颈期,严重制约着精益生产水平的持续提升。

亟需引入全新生产技术,提升高炉炼铁核心竞争力。

1封孔处理对PS45热喷涂涂层抗热腐蚀性能的影响热喷涂作为一种重要的表面改性技术,被广泛应用于锅炉管道防护,以提高锅炉管道的耐磨及耐高温腐蚀性等。

PS45是NiCrTi系高温合金,具有良好的耐高温腐蚀性能。

采用该合金制备的热喷涂涂层具有较好的抗硫酸盐高温腐蚀性能。

由于各电厂燃煤不同,煤中往往硫与氯共存,同时锅炉管道使用温度不断提高,沉积在管壁的硫酸盐和氯盐在高温下可能会呈熔融态附着在涂层表面加速涂层腐蚀。

众所周知,热喷涂涂层由于制备工艺的特点,涂层中不可避免地存在孔隙和缺陷,这些孔隙和缺陷可成为腐蚀介质的快速传质通道,加速涂层腐蚀,降低涂层的服役寿命,甚至腐蚀介质扩散到基体,导致基体腐蚀。

采用热扩散重融、等离子喷涂工艺等方式都能降低涂层孔隙率,提高涂层的耐高温腐蚀性能,但均存在现场施工不便、难于大面积施工等局限;而采用封孔剂对热喷涂层封孔,可在涂层表面形成一层封孔层,在有效降低涂层表面孔隙的同时还能减少腐蚀介质与涂层的接触,有利于提高涂层的耐高温腐蚀性,封孔涂料可采用喷涂、刷涂施工,具有方便,效率高的优点。

PS45涂层表面涂覆75%Na2SO4+25%NaCl盐膜在750℃下的腐蚀增重较快,而封孔样品较未封孔样品腐蚀速率明显降低,封孔能明显提高PS45涂层的耐腐蚀性。

热喷涂工艺在工业应用的实例

热喷涂工艺在工业应用的实例

热喷涂工艺在工业应用的实例热喷涂是一种广泛应用于工业领域的表面涂覆工艺。

它通过高温喷射技术,将被喷涂材料加热为液态或半固态状态,然后喷洒到工件表面,形成一层均匀、致密的涂层。

热喷涂可提供多种性能改善效果,包括防腐蚀、抗磨损、绝缘、导热、隔热等。

以下是热喷涂在工业应用中的一些实例:1.汽车制造业:热喷涂技术广泛应用于汽车制造业中的零部件表面涂层,例如发动机缸体、活塞环、气缸壁等。

喷涂防腐蚀涂层能够延长零部件的使用寿命,提高发动机的整体性能。

2.航空航天产业:热喷涂在航空航天领域中也有重要应用。

例如,涡轮喷涂涂层能够提供高温、高压环境下的耐磨损性能,使航空发动机的工作效率得到提升。

3.能源行业:热喷涂技术在能源行业中的应用颇多。

例如,燃气涡轮喷涂涂层能够提高燃气涡轮机的效率和热能回收,延长设备寿命。

此外,热喷涂还可以用于涂覆太阳能板反射层和绝缘层,提高太阳能板的光吸收效率和发电效率。

4.金属和非金属加工行业:热喷涂技术被广泛应用于金属和非金属加工行业中的表面涂覆。

例如,在钢铁冶金行业中,热喷涂技术可以用于喷涂抗高温、防腐蚀涂层,提高设备的耐用性。

在塑料加工行业中,热喷涂可以在塑料模具表面喷涂陶瓷涂层,提高模具的耐磨性和产品质量。

5.医疗器械行业:热喷涂技术在医疗器械制造中也有应用。

例如,在人工髋关节等假体制造中,热喷涂可以应用于喷涂生物陶瓷涂层,提高假体的生物相容性和耐磨性。

总之,热喷涂工艺在工业应用中发挥着重要作用。

它不仅可以提供多种性能改善效果,还可以延长设备的使用寿命,提高生产效率。

随着热喷涂技术的不断发展,相信将会有更多的领域和产品能够受益于热喷涂工艺的应用。

热喷涂技术应用与发展调研分析

热喷涂技术应用与发展调研分析

热喷涂技术应用与发展调研分析热喷涂技术是一种表面强化和修复的高温技术,通过将涂层材料加热至熔化状态并高速喷射到工件表面,形成一层致密的涂层,从而达到防腐、耐磨、隔热等表面处理目的。

本文将对热喷涂技术的应用领域、技术优势、发展趋势等方面进行调研分析。

热喷涂技术在各个领域都有广泛的应用,主要有以下几个方面:工业领域:热喷涂技术在工业领域的应用十分广泛,如石油化工、电力、制药等。

例如,在石油化工行业中,可以利用热喷涂技术对设备进行防腐处理,提高设备的耐用性和安全性。

汽车领域:汽车行业是热喷涂技术的重要应用领域,主要用于发动机、底盘、车身等部位的防腐、耐磨和隔热处理。

机械领域:机械设备在运转过程中会产生磨损和腐蚀,热喷涂技术可以为机械设备提供有效的表面保护。

例如,在矿冶设备中,利用热喷涂技术可以提高设备的耐磨性和耐腐蚀性。

高效:热喷涂技术可以快速高效地完成大面积表面处理,提高生产效率。

耐磨:热喷涂材料具有高硬度、高耐磨性等特点,可以延长设备的使用寿命。

防腐:热喷涂技术可以形成致密的涂层,有效防止腐蚀,提高设备的耐久性和安全性。

隔热:热喷涂技术可以形成一层隔热材料,有效降低设备表面的温度,提高设备的使用安全性。

经济:热喷涂技术成本较低,可以降低生产成本,提高经济效益。

随着科学技术的不断进步,热喷涂技术也在不断发展创新。

未来,热喷涂技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:新材料的应用:随着新材料的不断涌现,热喷涂技术的材料选择范围也越来越广,未来将会有更多新型、高性能的材料应用于热喷涂技术中。

高能束技术的应用:高能束流技术如激光、等离子等在热喷涂技术中的应用将更加广泛。

这些技术的应用可以提高热喷涂层的结合强度和致密性,进一步提高表面处理的质量和效率。

智能化技术的应用:智能化技术在热喷涂技术中的应用将成为未来的发展趋势。

通过引入机器人和自动化技术,可以实现热喷涂过程的自动化和智能化控制,提高生产效率和产品质量。

2024年热喷涂金属阶梯涂层钢结构防腐新技术(3篇)

2024年热喷涂金属阶梯涂层钢结构防腐新技术(3篇)

2024年热喷涂金属阶梯涂层钢结构防腐新技术热喷涂金属阶梯涂层钢结构防腐是一个相对较新的技术,它将金属粉末以高速喷射方式喷涂在钢结构表面,形成一层坚固的防腐层。

由于其优异的性能和广泛的应用领域,它在近年来受到了越来越多的关注。

在2024年,热喷涂金属阶梯涂层钢结构防腐新技术有望有进一步的突破和发展。

首先,热喷涂金属阶梯涂层钢结构防腐技术将更加智能化和自动化。

随着智能制造和工业互联网的快速发展,热喷涂金属阶梯涂层技术将会更加智能和自动化。

通过引入自动化设备和智能控制系统,提高生产效率和产品质量的同时,还能有效降低劳动强度和人工成本。

其次,热喷涂金属阶梯涂层钢结构防腐技术将更加环保和可持续。

在2024年,环境保护和可持续发展已成为全球的关注焦点,热喷涂金属阶梯涂层技术也将朝着这个方向发展。

通过引入低污染、低排放的喷涂工艺和材料,减少对环境的影响,同时也提高产品的使用寿命和可维护性,实现资源的有效利用和循环利用。

此外,热喷涂金属阶梯涂层钢结构防腐技术的应用领域将进一步拓展。

当前,热喷涂金属阶梯涂层主要应用于桥梁、石化设备、海洋平台等大型钢结构,用于抵御气候、海洋环境和化学腐蚀等恶劣条件。

然而,在2024年,随着技术的发展和市场需求的增加,热喷涂金属阶梯涂层技术将进一步拓展到建筑物、汽车、飞机等领域,为更多的行业和领域提供更优质的防腐解决方案。

最后,热喷涂金属阶梯涂层钢结构防腐技术的品质和标准将得到提升。

在2024年,随着技术的不断成熟和市场竞争的加剧,热喷涂金属阶梯涂层技术的品质和标准将得到提升。

各个企业将加大研发投入,不断改进工艺和设备,提高产品的耐腐蚀性能和使用寿命。

此外,相关的国际标准和行业规范也将得到进一步的完善,为热喷涂金属阶梯涂层技术的应用提供更好的指导和支持。

综上所述,2024年热喷涂金属阶梯涂层钢结构防腐新技术有望实现智能化、环保化、拓展化和标准化的发展。

随着技术的不断成熟和市场需求的不断增加,热喷涂金属阶梯涂层技术将成为未来钢结构防腐领域的重要方向和趋势。

热喷涂技术的发展和应用

热喷涂技术的发展和应用

资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载热喷涂技术的发展和应用地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容表面工程学(论文)班级:材科101学生姓名:宋俊伟学号:201001524125指导教师:汤峰热喷涂技术的发展和应用【摘要】主要介绍了热喷涂的基本方法、设备、材料和涂层特性;以及当前的发展动态和应用情况;并简要介绍了应用研究的前景。

【关键词】热喷涂加工技术、加工原理、应用现状、发展前景。

引言热喷涂是一种迅速发展的表面强化新工艺新技术。

它采用专用设备,利用各种热源将金属或非金属材料加热到熔化或半熔化状态,用高速气流将其吹成微小微粒并喷射到机件表面,形成覆盖涂层,以提高机件耐磨、耐蚀、耐热等性能。

热喷涂技术最早出现在上世纪早期的瑞士,随后在苏联、德国、日本、美困等圉得到了不断的发展,各种热喷涂设备的研制,新的热喷涂材料的开发,新技术的不断应用,使热喷涂涂层质量得到了不断的提高,并不断开拓新的应用领域。

目前,以火焰喷涂、超音速喷涂、电爆喷涂、电容放电喷涂、等离子喷涂为代表的热喷涂技术与设备,以及一系列喷涂喷焊粉末新材料,各种热喷涂技术趋于成熟,喷涂装置日益完善,不仅能喷金属、合金、陶瓷,还能喷涂塑料和复合材料。

近几年来电子计算机在等离子喷涂系统中的应用,使热喷涂技术达到了相当完善的地步,不仅使应用范嗣大为扩展,而且使涂层质量有了质的飞跃。

热喷涂技术不仅涉及到材料学、表面物理化学、流体力学、传热学、等离子物理等,还涉及到机械,计算机和新材料等学科,是一门交叉边缘学科。

热喷涂技术简介热喷涂技术是通过某种热源将某些材料表面加热至熔融或半熔融状态,然后喷射到涂敷的基体表面,形成一层性能优于原来基体的涂层,从而使原工件具有更加优异的表面性能,或者是使工件获得一种或几种原来基体材料不具备的表面性能膜状组织。

金属表面热喷涂技术

金属表面热喷涂技术

金属表面热喷涂技术金属表面热喷涂技术是一种广泛应用于金属表面防腐、防磨等领域的技术。

该技术的原理是将一定比例的金属粉末通过燃烧室喷射到待涂层表面,形成涂层。

热喷涂涂层具有高硬度、高耐磨、耐腐蚀、绝缘等优良性能,被广泛应用于冶金、化工、航空航天、机械制造等领域。

金属表面热喷涂技术在防腐领域应用广泛。

在海洋、化工、建筑等领域中,金属表面容易受到大气、水、化学物质等腐蚀,导致设备的寿命缩短,安全风险增大。

但热喷涂技术可通过形成致密的涂层,防止金属表面的腐蚀、氧化等问题。

将金属表面热喷涂技术应用于重载机械等制造业中,也可提高设备的寿命。

制造行业中,由于机械设备的使用次数较多,经常受到磨损、腐蚀等因素的影响,导致设备的寿命缩短。

但对于物料的不同特性和要求,需选择不同的材料进行喷涂,保证涂层可以长期地保护设施和构件。

此外,热喷涂涂层的导热性良好,可以应用于电子器件领域。

随着电子器件的不断发展,同时器件的集成度和功率的不断提高,其散热问题也变得尤为重要。

而热喷涂技术可以在电子器件表面喷涂导热性强的涂层,提高其散热性能,保证电子器件的正常工作。

总的来说,金属表面热喷涂技术具有广泛的应用价值。

在不同领域的应用中,可以根据不同物料的特性,选用不同的材料和工艺来实现更好的防腐、防磨等效果。

尽管该技术在成本上相对较高,但其涂层的稳定性好、性能优良、寿命长等优点使得其在各行各业中被广泛采用。

随着科技的不断发展,热喷涂技术将会不断优化和改进,为各个领域提供更加有效的解决方案。

热喷涂技术

热喷涂技术

热喷涂技术热喷涂技术是一种涂覆工艺,通过热能的作用将材料喷涂到基材表面,形成一层保护层或者修复层,以增加基材表面的性能和延长其使用寿命。

这项技术在各个领域都有广泛的应用,特别是在航空航天、能源、冶金和汽车工业等领域。

本文将详细介绍热喷涂技术的原理、种类及其应用领域。

热喷涂技术的原理主要是利用高温喷涂材料的熔融态,通过燃烧燃料与氧气生成高温火焰,使喷涂材料熔化并以高速喷出,然后迅速冷却成为固体颗粒,附着在基材表面形成一层涂层。

这种涂层可以增加基材的硬度、耐磨性、防腐性和耐高温性能,从而提高基材的使用寿命和稳定性。

热喷涂技术的种类较多,常见的有火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂和高速气体喷涂等。

其中,火焰喷涂是最早应用的一种技术,它通过火焰燃烧喷涂材料,能够涂覆各种金属、陶瓷和合金等材料。

等离子喷涂是利用等离子体的高温特性进行喷涂,具有较高的沉积效率和喷涂质量。

电弧喷涂利用电弧放电产生的高温熔融液滴喷涂,可以喷涂高熔点的金属和合金。

高速气体喷涂是利用喷嘴将液态喷涂材料加热、加速喷出形成颗粒状,在基材表面形成涂层。

这些不同的喷涂技术适用于不同的基材和应用领域,可以根据具体需求选择适合的喷涂技术。

热喷涂技术在航空航天领域有广泛的应用。

航空发动机的涡轮叶片、燃烧室和燃气涡轮等部件需要具备高温、高压和高速等工作条件下的良好性能,使用热喷涂技术可以在基材表面形成陶瓷涂层,提高其抗高温、耐磨、抗腐蚀和疲劳寿命等性能。

此外,航天器的外壳和隔热材料也可以使用热喷涂技术进行涂覆,以提供更好的保护和绝热性能。

能源领域是热喷涂技术的另一个重要应用领域。

在火电厂中,热喷涂技术可以用于高温炉膛的涂层保护,耐高温的陶瓷涂层能够提高炉膛的寿命和热效率。

在核能领域,热喷涂技术也能够用于涂覆核反应堆容器和管道等部件,增加其耐高温、抗辐射和防腐蚀能力。

此外,太阳能和风能等可再生能源设备的叶片和涡轮也可以使用热喷涂技术进行涂覆保护,提高其性能和寿命。

钢铁冷轧线中热喷涂技术的应用研究

钢铁冷轧线中热喷涂技术的应用研究

管理及其他M anagement and other钢铁冷轧线中热喷涂技术的应用研究胡 笛摘要:热喷涂技术是利用热源将喷涂原料熔化,使得原料呈现出熔状或者半熔状态,经过喷涂设备,喷射至钢材表面的技术。

该技术应用采用加热原理,使材料之间的贴合程度良好。

喷涂材料在钢铁表面具备抗氧化、绝缘、防腐等效果。

本文通过对热喷涂技术的简要概述,探讨热喷涂技术在冷轧线加工生产中的技术应用要点,分析其在产品质量提升中的作用。

关键词:冷轧线;热喷涂技术;超音速火焰喷涂;超音速等离子喷涂热喷涂技术因其广泛适用性和良好的热结合效果而被广泛应用于钢铁冷轧线上,可以提高钢材的防腐能力、修复和强化钢材零部件。

在冷轧线钢材的生产中,需要保持辊子与钢材之间的紧密贴合,热喷涂技术的应用可以保证带钢的生产质量。

常见的热喷涂技术包括等离子喷涂技术、超音速火焰喷涂技术等,这些技术具有预防和修复作用,涂层的贴合强度也非常高。

接下来将详细介绍热喷涂技术在钢铁冷轧线中的实际应用。

1 热喷涂技术特点及优势1.1 热喷涂技术特点热喷涂技术主要应用于材料表面,约占材料表面的30%左右。

处于熔化状态的热源材料可以起到防腐、抗氧化、绝缘、导电等作用,具体功能取决于喷涂材料。

从热喷涂的工艺原理和喷涂过程角度来看,热喷涂技术具有以下四个特点。

第一,热喷涂的温度范围较广,因为热源的温度范围大,可以使用多种固态工程材料进行喷涂。

陶瓷、合金、塑料复合材料都可以应用于热喷涂,并且不同的材料可以赋予被喷涂材料不同的功能。

第二,从被喷涂材料的角度来看,由于喷涂过程中的温度是可控的,且基础材料表面受到的热量较小,因此具有广泛的应用性。

除了可以应用于金属基体材料外,还可以应用于纸张、塑料等材料。

喷涂完成后,基础材料的性能和组织影响较小,喷涂不会导致形变问题。

第三,热喷涂的工艺操作简单,且工艺条件灵活,适用于各种基体材料。

热喷涂可以用于大面积元件的喷涂,也可以局部喷涂,对环境要求较低,既可在室内又可在室外使用。

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热喷涂技术在冶金行业的应用及其发展热喷涂技术是通过某种热源将某些材料加热至熔融或半熔融状态,然后喷射到涂敷的基体表面,形成一层性能优于原来基体的涂层,从而使原工件具有更加优异的表面性能,或者是使工件获得一种或几种原来基体材料不具备的表面性能膜状组织.这些表面性能包括耐磨、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的物理化学性能。

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,热喷涂技术都得到了广泛应用,并取得了良好的经济效益。

喷涂材料包括金属、陶瓷和塑料等。

喷涂层的形成包括喷涂材料的加热熔化阶段、熔滴的雾化阶段、粒子的飞行阶段和粒子的喷涂阶段。

涂层与基体的结合有机械结合、扩散结合、物理结合和冶金结合。

在使用放热型喷涂材料或采用高温热源喷涂时,熔融态的喷涂材料粒子会与熔化态的基体产生焊接现象,形成微区的冶金结合,提高涂层与基体的结合强度。

喷涂层内的粒子之间的结合以机械结合为主,而扩散结合、物理结合、冶金结合等也共同起作用。

1、热喷涂技术特点热喷涂方法大体可分为火焰喷涂法、爆炸喷涂法、超音速喷涂法、电弧喷涂法、等离子喷涂法等。

1.1火焰喷涂利用火焰为热源,将金属与非金属材料加热到熔融状态,在高速气流的推动下形成雾流,喷射到基体上,喷射的微小熔融颗粒撞击在基体上时,产生塑性变形,成为片状叠加沉积涂层,这一过程称为火焰喷涂。

火焰喷涂法是目前喷涂技术中使用较广泛的一种工艺。

采用火焰喷涂法技术,可以制备各种纯金属、合金、陶瓷等涂层。

1.2爆炸喷涂爆炸喷涂是先将一定比例的氧气和乙炔由供气口送入冷喷枪的燃烧室,经火花塞点火,氧气和乙炔混合气体发生爆炸式燃烧,然后由送粉器将喷涂粉末送入燃烧室,其热能将喷涂粉末加热到一定状态,最后在爆炸冲击波的作用下把粉末颗粒喷向工件表面而形成涂层。

爆炸喷涂法是一项技术难度较大、工艺性能较强的新技术,也是一种高能喷涂方法。

与一般火焰喷涂相比,必须提供足够高的气体压力,气体的消耗也很大。

1.3电弧喷涂电弧喷涂是利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧来熔化金属,用高速气流把熔化的金属雾化,并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层的技术。

电弧喷涂法对各种金属材料都能喷涂,大量地应用于防腐、耐磨等到工程。

目前,电弧喷涂法已经从一种粗糙的高喷涂率的技术落后演化为能以低成本生产具有高质量涂层的较为精密的手段。

1.4等离了喷涂等离子喷涂是用等离子体发生器(等离子喷枪)产生等离子体,同时送粉器管中输送的粉末在等离子体焰流中被加热至熔化状态,并高速喷涂在工件表面而形成涂层。

等离子喷涂是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法,近几年来在我国发展较快。

2、热喷涂技术在冶金领域的应用冶金工业生产的特征为:冶金工业生产从矿石到金属材料,每环节的主体设备都处于高磨损、高负荷、高温和腐蚀等极其恶劣的工况条件下,这些因素导致生产设备的失效,使冶金工业成为国民经济的耗材耗能大户。

热喷涂技术在连铸结晶器短边铜板、冷轧工艺等方面有着广泛的应用。

宝钢的毕刚对连铸结晶器铜板喷涂进行了研究,热喷涂涂层试样取自于正式结晶器铜板产品,为超音速火焰喷涂镍基金属陶瓷涂层,厚度1mm,试验结果表明,热喷涂涂层不论是高温硬度衰减,还是高温摩擦磨损性能方面,都远远优于镍电镀层。

热喷涂涂层比镍具有更为优异的综合性能,高温显微硬度约为镍电镀层的4倍,高温耐磨性能纸烟镍电镀层的5倍。

因此,随着结晶器长边铜板热喷涂技术的突破,绿色环保热喷涂技术将会逐步替代传统电镀技术。

在带钢热镀锌过程中,沉没辊和稳定辊无浸泡于锌液中,通常辊体村料均采用不锈钢,但是不锈钢耐熔状态的辛液侵蚀能力较差,现在通常的做法是使用WC-Co层,有了钴基碳化钨涂层后,大大提高了辊子的使用寿命,同时也提高了带钢的表面质量。

对于热镀锌、热镀铝来说,由于镀液的温度更高(600ºC以上),侵蚀能力更强,大大缩短了沉没辊的使用寿命,提高了成本,现有的WC-Co已经不能满足要求,迫切需要开发新的涂层品种。

由于长期高温的作用,冷轧连续退火炉中的炉辊表面容易出现结瘤现象。

结瘤是带钢在炉内产生划伤、硌印、麻点的根本原因,因而防止炉辊结瘤是炉内带钢质量的重要保证。

维持炉辊表面粗糙度是保证带钢在炉内正常运行,解决滑动和跑偏的重要措施,另外还需要炉辊有良好的耐热冲击性能。

选择有效的热喷涂涂层能够帮助解决这些问题,常用的涂层材料包括:McrAl、r3C-NiCreyMCrAl+Al2O3等。

随着DP、TRIP等新型高强度钢的发展,对于连续退火炉辊的要求也在不断提高。

带钢强度的提高必然带来炉内张力的增加,这就要求炉辊有更高的承载能力,新型高强钢一般要求更高的退火温度,这就要求炉辊有更好的耐热能力。

此外,这些高强度钢中的合金元素含量特别是Si.Mn等的含量一般均较高,Si的氧化物在带钢表面富集,通过摩擦、粘结转移到炉辊表面,Mn元素与涂层中的上些化学稳定性较差的Cr2O3、Al2O3等化合成一些复杂氧化物,形成积瘤。

因此需要开发新的性能更好、更能满足连续退火炉工艺要求的热喷涂层材料。

3涂层种类及应用情况3.1热障涂层热障涂层是一种具有良好隔热情能的陶瓷材料,涂到航空发动机的关键热端部件表面,厚度一般不起过0.5 mm,能有效避免航空涡轮发动机热端部件与高温燃气直接接触,从而为发动机热端部件提供有效保护。

近几年来,随着航空发动机向高流量比、高涡轮进口温度和高推重比方向发展,发动机燃气温度进一步提高,使得热障涂层技术显得更加重要,有关涂层制备方法的研究在国内外更加活跃。

制备热障涂层常的热喷涂方法有火焰喷涂、爆炸喷涂、等离子喷涂等,其中爆炸喷涂工艺是热障涂层制备技术研究的重点。

3.2纳米涂层热喷涂过程中,纳米颗粒的熔融行为与普通颗粒的熔融行为有所不同。

普通颗粒在喷涂时仅是表面熔融,但纳米颗粒因其比表面积大、活性高、熔点相对降低而易被加热熔融。

由于熔融程度较好,纳米颗粒在碰到基体后变形剧烈,平铺性明显较普通颗粒好,涂层致密,孔隙率低,加之纳米材料自身所具有的特殊性能,热喷涂纳米结构涂层表现在性能上就是结合强度大、硬度和塑性同时提高、耐腐蚀性好、断裂强度好、划痕抗力提高等。

纳米涂层的开发研究还不十分成熟,但是由纳米粉体材料形成的表面纳米结构,其潜在的应用范围涉及整个高新技术产业、民用工业和国防等重要领域,从涡轮叶片的热障涂层到转动件的耐磨和耐腐蚀涂层,以及高性能战机的隐身涂层等,潜在的经济规模十分巨大。

目前,利用热喷涂技术制备纳米涂层主要采用两种方式:(1)制备具有部分纳米特征的宏观涂层,即在制备时将含量相对较少的纳米颗粒加入传统涂层中,使传统涂层成为纳米颗粒弥散强化的、具有一定纳米特征的复合涂层。

(2)制备完全由纳米颗粒构成的宏观涂层,即让厚度在微米甚至毫米量级的宏观涂层完全由纳米颗粒构成,而赋予涂层极为优异的工程式性能。

热喷涂纳米结构涂层主要存在两个问题:(1)纳米颗粒的输送问题。

纳米粉体不能直接用于热喷涂,否则会产生烧损和飞扬等问题,并且由于纳材料本身的表面与界面效应,纳米颗粒极易团聚,流动性差,会给输送管道造成一不定的堵塞。

为了充分利用纳米颗粒的优良性能并满足现有工艺技术的要求,须将纳米材料制备成能够直接热喷涂的微米级纳米结构喂料。

(2)纳米颗粒的烧结长大问题。

纳米粒子比表面积大,表面活性高,致使熔点下降,喷涂过程中容易烧结长大而改变性状,最终影响到涂层中纳米晶结构的保持。

3.3非晶涂层非晶合金具有较高的强度、硬度和优良的耐磨、耐蚀及磁学性能。

国内外对热喷涂非晶合金涂层材料进行了大量研究。

在镍基体系有Ni2Zr2Si2Sn.Ni2Cr2MoB等非晶涂层;铁基非晶涂层体系Fe2CrMo2(C.B).Fe2Cr2P2C.Fe2Cr2Si2B2Mn等非晶涂层均具优良的抗腐蚀性能。

最近还发现更多组元的Fe2Cr2Mn2Mo2W2B2C2Si系列结构非晶金属具有极好的抗腐蚀性能。

制备大块三维的非晶合金在技术上难度很大,但采用等离子喷涂、超音速火焰喷涂等技术可将非晶粉末喷涂在廉价的性能较差的金属表面上形成致密的、结合强度较高的非晶涂层,是材料表面非晶化的一种好方法。

等离子喷涂时熔粒的冷却速度可达105-106K/S,这种速冷却可在涂层中产生非晶态相的组织结构。

国外热喷涂非晶合金涂层研究重点是非晶合金涂层的抗腐蚀、抗磨损性能,并已开始商业化推广。

而国内主要是研究非晶合金涂层材料制备工艺,对搞腐蚀和抗磨损等应用性能研究较少,实际应用尚末见报道。

3.4生物活性涂层生物活性羟基磷灰石与生物组织有良好的相容性,可以制成各种关节和牙齿。

等离子喷涂HAP粉末在金属基体上(一般为Ti基金属)形成生物涂层,既突出了HAP良好的生物活性,又利用了金属材料优秀的力学性能,避免了HAP 脆性和疲劳敏感性的问题。

由于HAP粉末和金属基体物理性能差别较大,使得涂层的附着强度受到一定限制。

在Ti26Al24V合金基体与涂层之间加入Zro2作为增强相形成(HA+ Zro2)复合涂层,都能极大地提高涂层与基体间的结合强度。

3.5防腐涂层对钢铁结构件进行长期保护,特别是对那些要求在服役期内不维护或少维护的大型重要的钢铁构件,热喷涂技术是长效防腐的较好方法。

目前国内用于防腐目的的热喷涂涂层主要是锌涂层和铝涂层。

但在实际工作中发现,喷铝涂层对点蚀和机械损伤比较敏感;而喷锌涂层在弱酸性、含SO2工业大气和海洋环境中的耐蚀性较差,且喷锌涂层的腐蚀率较高,在施工过程中损耗量和对人体危害都较大。

近些年以来开发了一些新型涂层,如锌铝镁合金涂层、铝锌硅合金涂层、锌铝合金涂层等,并得到了广泛的应用。

另外,近年来开展了一些热喷涂Ni.Cr.Si 合金,喷涂或者激光熔敷WC/Co合金,纳米掺杂(Al2O3+TiO2)等离子喷涂。

4热喷涂涂层的后处理热喷涂涂层进行重熔后处理可消除涂层层状结构,降低孔隙率,显著发送其组织和耐磨、耐蚀、耐热等性能,已成功应用于实际生产中,从而提高了零件的使用寿命,具有显著的经济效益。

热喷涂涂层的后处理主要是指重熔处理,重熔处量是利用热源将合金中最易熔化的成分熔化,产生的液相有助于扩散过程的强化和成分的渗透,熔化的结果使热喷涂涂层与基体的结合区由原来堆叠的层状组织变为致密和较均匀的组织,孔隙减少甚至消失。

采用适当的重熔处理,可改善涂层与基体间的结合强度和涂层内在质量,从而提高涂层的性能。

目前,重熔处理技术落后主要有激光、电子束、TIG重熔、火焰重熔、整体加热和感应重熔等。

4.1激光重熔激光重熔工艺是在保护气氛的条件下用激光束对热喷涂涂层进行扫描熔化处理。

激光重深时,试件在高能量激光束的照射下,使基体材料表面薄层与根据需要加入的陶瓷或合金涂层同时快速熔化、混鸽菜成厚度为10-1000μm的表面熔化层。

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