热喷涂技术现状及其发展

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我国热喷涂技术近期发展概况

我国热喷涂技术近期发展概况

我国热喷涂技术近期发展概况全国热喷涂协作组办公室(100044)刘广海、曾克里、宋希剑摘要本文叙述了热喷涂技术(包括设备、工艺、材料、科研等方面)在我国近期发展概况及应用特点和最新成就,并展望了该技术的推广应用前景。

关键词:热喷涂技术、发展、前景热喷涂技术在国民经济建设中所发挥的重大作用,越来越引起人们重视。

它作为表面技术一个重要组成部分,在国家“六五”至“九五”连续四个五年计划重点推广应用中取得了显著成绩,获得了重大经济效益。

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。

从去年10月在宁波举行的“第十五届全国热喷涂技术经验交流会”上国内外专家的专题报告以及宣读的论文中可以看出,我国热喷涂技术近期发展的概况及特点是:设备方面(喷枪)向高能、高速度方向发展;材料方面向系列化、标准化、商品化方向发展,以保证多功能高质量涂层的需要;工艺方面向机械化、自动化方向发展,如计算机控制、机械手操作等。

下面简要介绍如下:1. 热喷涂设备发展的新动向近期我国加快了设备研制和生产步伐,目前已形成了完整的研制和生产体系,除原有的20多个生产单位,单机品种可达100多个外,近几年来超音速喷涂、等离子喷涂、超音速电弧喷涂、冷喷涂、棒材及陶瓷软线喷涂方面都有很大进展,加之引进许多国外先进设备,使我国热喷涂设备发展达到了崭新阶段。

1.1等离子喷涂设备1.1.1超音速等离子喷涂设备国际上高能高速已成为热喷涂技术的发展方向,相继出现了爆炸喷涂(CD-GmsPrating)、超音速火焰喷涂(HVOF、HVAF)、低压等离子喷涂(LPPS)、以及超音速等离子喷涂(Plazjet)等技术。

这些技术都是通过大幅度提高喷涂粒子的速度来获得高质量涂层。

但上述设备都各自有不足之处,由美国Browning公司在1986年末推出的超音速等离子喷涂(Plazjet)具有设备投资少、材料来源广、涂层质量好、生产效率高等诸多优点。

装甲兵工程学院在引进美国PJS-80超音速等离子喷涂设备的基础上,自主设计开发高效能HEPJET超音速等离子喷涂枪,成功地研制了超音速等离子喷涂系统。

水轮机叶片热喷涂技术研究现状及展望

水轮机叶片热喷涂技术研究现状及展望
( 2 0 1 1 2 3 0 2 1 3 0 0 0 5 ) 。
耐磨 的应用具有如下优点 : ①不受或很少受零件 的尺
寸大小及形状条件 的限制 ; ②被喷涂 的部件表 面受热
的影响较 小 , 不易 变形 ; ③ 工 艺操 作 程序 简单 , 效率
2 0 1 3年第 2期 l 5
具 有 各种 功能 的表 面涂 层 的一种 技 术 。 热 喷涂 的工 艺方 法 有 多 种 , 它 们 都 有 着 各 自的 优 缺 点 和 局 限性 , 因此 必须 针 对 涂 层 的具 体 要 求 选 择 最
寿命较低 , 一些机组在运行 1 0 余年左右 已经更换转轮 或使用备用转轮 了 J 。人们从 开发新的抗磨 、 耐蚀 水
近4 0 0 0万元 。
1 水轮 机 叶片 热喷 涂工 艺
热喷涂是利用某种热源( 如电弧 、 高能等离子或燃
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 , 然后借助焰流本身或压 缩气体 以一定速度 喷射 到预处理过 的基体 表面 , 沉积 而形成
堆焊专题 r 蜉搭
水 轮 机 叶 片 热 喷 涂 技 术 研 究 现 状 及 展 望
哈 尔滨 " r - _ , l k 大 学 先 进 焊接 与连接 国家重 点 实验 室( 1 5 0 0 0 1 ) 邱希亮

摘要


魏 红梅

林 铁松
水轮机 叶片热 喷涂技术是水 轮机制造 的关 键技术 之一 。近 十几年 来 , 水轮机 迅速朝 着 巨型化 、 高可靠
性方 向发展 , 热喷涂技术在降低成本 , 提 高转 轮叶片使用 寿命等 方面取 得 了 良好效 果。一些 先进热 喷涂工 艺和涂 层检测技术在水轮机行业 中逐 步得 到推 广应 用 , 在水 轮机 叶片纳米涂层和复合涂层 方面也取 得新 的进展 。简要从 工艺 、 材料 、 设备 、 涂层 检测等几个重要的部分对热喷 涂技术 在水轮 机叶 片方面 的研究 现状进行 介绍 , 并对 目前水 轮机叶片热喷涂存在 的问题进行探讨 。

热喷涂技术论文(2)

热喷涂技术论文(2)

热喷涂技术论文(2)热喷涂技术论文篇二热喷涂技术的研究现状与发展趋势【摘要】热喷涂技术拥有着巨大的发展优势,且被广泛应用在工程领域方面。

综述了热喷涂技术的研究现状以及未来的发展趋势,主要介绍了超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、等离子喷涂技术、冷喷涂技术与超音速电弧喷涂技术等,并简洁了这些技术的研究发展趋势与实际应用。

【关键词】热喷涂技术;研究现状;发展趋势热喷涂技术是利用某种热源使得喷涂材料受热呈现熔融或者是半熔融状态,再将其喷射到需要涂敷的基体表面,从而可以形成一层比原基体材料涂层性能优异的涂层,使得工件的表面性能更加优异,或是使得工件形成一种或多种原基体材料不具备的表面性能膜状组织结构。

热喷涂涂层具有耐磨损、隔热以及耐高温等性能,并且能够实现对出现磨损、被腐蚀的零件以及因加工出现误差的零件进行必要的有效修复。

热喷涂技术是表面工程的重要组成部分,在工业与科学技术快速发展的今天,喷涂技术在航空航天、石油化工以及机械制造等众多的领域中应用广泛。

本文主要介绍了超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、等离子喷涂技术、冷喷涂技术与超音速电弧喷涂技术等,并简洁了这些技术的研究发展趋势与实际应用。

1 超音速火焰喷涂技术1.1 超音速火焰喷涂的发展超音速火焰喷涂(HVOF)是在上个世纪80年代初期由普通的火焰喷涂技术发展而来的一种新型的喷涂技术。

该项技术主要是以氢、丙烯、乙炔以及煤等作为燃料,以氧气作为助燃剂,在特殊的喷嘴中进行燃烧或者是在专门的燃烧室进行燃烧,形成温度高达2000℃-3000℃,速度快至2100m/s的超音速火焰,与此同时将各类粉末送进火焰中,使得粉末粒子呈现熔化或是半熔化状态,并高速运转撞击至基体表面从而在基体表面形成涂层,此类涂层比普通火焰喷涂的涂层更加结实紧密。

1982年在美国出现了第一代超音速火焰喷涂装置,随后超音速火焰喷涂技术得到了长足的发展。

1.2 超音速火焰喷涂原理超音速火焰喷涂以氢、丙烯、乙炔以及煤等作为燃料,利用氧气作为助燃剂,在特殊的喷嘴中进行燃烧或者是在专门的燃烧室进行燃烧产生的高温高速的火焰。

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。

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。

热喷涂技术的现状和发展

热喷涂技术的现状和发展

热喷涂技术的现状和发展
热喷涂技术是一种将粉末或线材材料喷涂在基材表面形成涂层
的技术。

目前,热喷涂技术已经广泛应用于航空航天、汽车、能源、建筑等各个领域。

热喷涂技术的发展主要体现在以下几个方面:
1. 材料的发展。

热喷涂技术需要高质量的喷涂材料,因此,随着材料科学的不断发展,热喷涂材料也在不断更新换代。

2. 技术的改进。

热喷涂技术的精度和效率越来越高,这主要得益于各种新的热喷涂设备的研发和改进。

3. 应用领域的扩展。

除了传统的航空航天、汽车、能源、建筑等领域,热喷涂技术还被应用于医疗、军事、电子等领域,应用领域不断扩展。

4. 环保性和可持续性。

热喷涂技术的环保性和可持续性越来越受关注,相关的研究也在不断进行。

总体来说,热喷涂技术在现代工业中占据着重要地位,并且在不断的发展和完善。

随着科技的不断进步,热喷涂技术的应用领域和发展前景将会更加广阔。

- 1 -。

硬面技术-热喷涂现状及发展

硬面技术-热喷涂现状及发展

材、 溶液 喷涂 等 。 文章从 应用领 域 、 冷喷涂 、 基础 研究 等几个方面介 绍当前 世界热喷涂 的发 展趋 势和现状 。
1 航 . 1 空
热喷涂技术在航空领域应 用较为广泛 , 如飞机发 动机叶片喷涂热 障涂层 ( 黏结层+ 陶瓷表 层) 采用等离 。
子 喷 涂 、超 音 速 火 焰 喷 涂 黏 结层 ,如 NC CAY、 io r1
第2 期
徐尚志, 硬 面技术 一热喷涂现状及发展 等:
2 9
2 1 S 0 I C会 议 上 日本 专 家 N mb 1T a a调 查 了全 球 热 喷涂应 用 在钢 铁行 业相 关 的专利 ,调 查结果 表 明 19 - 2 0 9 0 - 0 9年 日本 专利 占 3 9%, 国专 利 占 2 美 2%, 欧沙 专 利 占 1 H 7%, 中国专利 占 9 韩 国专利 占 6%, %,
徐 尚志 1李玉玺 2周伍喜 2 , ,
(. 1自贡硬质合金有限公司, 四川 自贡 6 3 0 ; . 40 0 2自贡长城硬面材料有限公司, 四川 自贡 63 0 ) 4 0 0

要: 结合 21 年在德国汉堡举行的国际热喷涂会议, 01 重点概述了国际热喷涂技术的现状及发展, 并介绍了自
名 副其实 的钢铁 大 国, 但不 是钢铁 强 国 , 一些 高 品质
的钢 材还 是需 要大量 进 口。其 中较重 要 的原因 是 中 国热喷涂 在钢 铁行业 应用较 少有 关 。 如高炉 的风 口、 高温 退火 炉辊 、 热辊 板 的输 送辊 、 支撑 辊 、 校直 辊 、 镀 锌 的提升 辊 、 没辊 等 , 些部件 上采 用热 喷涂涂 层 沉 这
在航 空用 镁 合金基 体 上喷涂 A 一 i 层 , 改善耐 1SC涂 能 磨性 能l 7 1 。

热喷涂应用简介

热喷涂应用简介

热喷涂应用简介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,随着科技发展,热喷涂技术目前在国内已取得了比较广泛的推广应用,近年来发展的趋势和特点是:(1) 大面积长效防护技术得到了广泛应用,对于长期暴露在户外大气的钢铁结构件,采用喷涂铅、锌及其合金涂层代替传统的刷油漆方法,实行阴极保护进行长效大气防腐,近年来得到迅速发展。

如电视铁塔、桥梁、公路设施、水闸门、微波塔、高压输电铁塔、地下电缆支架、航标浮鼓、竖井井筒等大型工程都采用了喷涂铅、锌及其合金方法进行防腐。

目前国内有几十个专业喷涂厂从事这方面工作,喷涂面积每年达几百万平方米以上。

这项技术不仅在国内大量推广应用,而且在援外工程中也得到了较好的推广应用。

(2) 采用热喷涂技术修复与强化大型关键设备及进口零部件国产化,近年来这方面已有许多成功应用实例。

如:一米七轧机、高速风机转子、大型挤压机栓塞、大型齿轮、电极挤压成型喷、大功率汽车曲轴等,这些工作的进行,一是解决了生产急需;二是节约了大量外汇。

(3) 超音速火焰喷涂技术的应用随着我国热喷涂技术的发展与提高,对喷涂层质量要求也越来越高。

近年来美国等国家发展起来的高速燃气(HVOF )法是制备高质量涂层的一种新的工艺方法。

由于超音速火焰喷涂方法具有很多优点,目前国内已先后从国外引进了近十台设备,在各工业部门发挥着重要作用。

(4)气体爆燃式喷涂技术进一步得到了应用,该项喷涂技术由于粒子飞行速度可达800M /S 以上,涂层与基体结合强度可达100MPa 以上,孔隙率< 1 %,在某些领域里应用,优于其他喷涂方法。

目前国内已安装10 台以上。

(5)氧乙炔火焰塑料粉末喷涂技术发展迅速如前所述,国内近年来已有多家生产制造氧乙炔火焰塑料粉末喷涂设备,采用该项工艺技术,已在化工贮藏、管道、陶瓷行业、沪泥机板框、印染行业的导布辊、煤炭行业带式运输机铸件(铸铁)托轮、石油行业注塑设备,以及表面装潢。

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热喷涂技术现状及其发展林安川摘要:近年来金属表面工程发展很快,尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展。

热喷涂是一种用专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上,形成特制薄层,以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的新兴材料表面科学技术。

由于采用热喷涂技术,可以使基体材料在耐磨性、耐蚀性和绝缘性等方面的性能得到改善。

因此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[1]。

热喷涂成为金属表面科学领域中一个十分活跃的学科。

本文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。

关键词:热喷涂涂层分类应用发展Thermal spraying technology status and developmentL-in Anchuanabstract:Metal surface engineering develops very fast in recent years, Especially the thermal spraying technology was a great progress. Thermal spraying is a kind of melt a solid materials with special equipment and to accelerate the jet to the mechanism on the surface, forming special thin layer, in order to improve the parts such as corrosion resistance, abrasion resistance, high temperature resistant performance of the emerging science and technology, material surface. Due to using thermal spraying technology, can make the base material in terms of wear resistance, corrosion resistance, and insulation performance improving.Therefore the thermal spraying technology has been widely used, and achieved good economic benefits [1]. Thermal spraying metal in the field of surface science become a very active subject.Characteristics of thermal spraying technology was introduced in this paper, the types of spraying method and its general situation of the application technology and thermal spraying technology, and give the development direction of thermal spraying technology were discussed.Key word:The thermal spraying coating classification application development1 概述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、等离子弧或燃烧火焰等)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。

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”。

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。

当前又面临高性能结构材料成本逐年上升的问题,为同时解决这两个方面的问题,近年来金属表面工程发展很快,尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展。

热喷涂是一种用专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上,形成特制薄层,以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的新兴材料表面科学技术[1,2]。

由于采用热喷涂技术,可以使基体材料在耐磨性、耐蚀性和绝缘性等方面的性能得到改善。

因此目前,包括航空、航天、原子能设备、电子等尖端技术在内的几乎所有领域内,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[3]。

热喷涂成为金属表面科学领域中一个十分活跃的学科。

2 热喷涂技术原理与特点热喷涂技术从上世纪初开始出现到现在已有几十年的历史:1910年线材火焰喷涂技术,20年代电弧丝喷涂技术,50年代爆炸喷涂和等离子喷涂技术,60年代自熔性合金粉末火焰、等离子喷涂和喷焊技术,80年代超音速火焰喷涂技术,90年代激光熔覆技术。

热喷涂工艺、设备、喷涂材料及施工都有了突飞猛进的发展,从早期制备一般装饰性和防护性表面,发展到制备各种功能的功能性涂层;由旧件的修复工艺发展成新产品的强化工艺;由单一涂层发展到多层的包括产品失效分析、涂层设计、工艺设计和施工以及质量检测和控制在内的系统工程,成为像铸、锻、焊、热处理一样的、独立的热加工工艺。

2.1 热喷涂原理利用热能将喷涂材料熔化,再借助高速气流将其雾化,并在高速气流的带动下粒子撞击基材表面,冷凝后形成具有某种功能的涂层(图1)。

图1 热喷涂原理示意图Fig.1 Thermal spraying principle diagram热喷涂技术的基本特点是它具有真正的叠加效果。

也就是说,多种成分及变量在同时作用和正在应用时所产生的效果,远远比这些成分或变量在单独状况下所产生的效果要大[2]。

热喷涂技术与其他各种表面技术相比,有其自身的特点:a.几乎适用于各种材料对零件表面的喷涂,如金属、陶瓷、金属陶瓷、玻璃、有机化合物等。

b.零件的尺寸大小及形状不受限制,均可以对其表面进行喷涂。

c.被喷涂的零件表面受热的影响小,不易变形。

d.工艺操作程序简单、效率高。

e.被喷涂零件的材质广泛,可以是金属、陶瓷和其他非金属等。

f.喷涂厚度较易控制。

g.可赋予普通材料以特殊的表面性能。

h.成本低,经济效益显著。

2.2涂层形成过程(1)喷涂材料被加热到熔融状态。

(2)喷涂材料被雾化成微小熔滴并高速撞击基体表面,撞击基体的颗粒动能越大和冲击变形越大,形成的涂层结合越好。

(3)熔融的高速粒子在冲击基材表面后发生变形,冷凝后形成涂层。

图2涂层形成过程示意图Fig.2 Coating forming process diagram2.2涂层结构(1)涂层是由无数变形粒子互相交错堆叠在一起,形成一层堆积而成的层状结构;涂层性能具有方向性,垂直和平行涂层方向上的性能不一致;涂层中伴有氧化物等夹杂,存在部分孔隙,孔隙率4%-20%。

(2)涂层内有一定比例的孔隙,产生原因是:喷涂角度不同造成的遮蔽效应;涂层材料凝固收缩时形成的空隙;孔隙将降低涂层的硬度、耐磨性和耐蚀性; 涂层内的氧化夹杂物含量及涂层的致密度取决于加热源、喷涂材料及喷涂工艺。

2.3涂层应力涂层冷凝收缩时,涂层外层的拉应力、涂层内层的压应力、组织转变产生的微观应力,结果使涂层产生残余张应力,应力大小与涂层厚度成正比,当张应力超过涂层与基材之间结合强度时,涂层就会发生破坏。

残余应力限制了涂层的厚度。

减少涂层残余应力措施:(1)调整喷涂工艺参数;(2)致密涂层的残余应力要比疏松涂层大;(3)采用梯度过渡层缓和涂层内应力。

2.4涂层的结合强度包括涂层与基材之间、涂层中颗粒与颗粒之间的结合,结合形式有:(1)机械结合:撞成扁平状的颗粒和凸凹不平的基材表面互相嵌合(即抛锚效应)而结合在一起;(2)物理结合:熔融粒子的原子与基材表面原子之间距离达到晶格常数范围时,产生范德华力,形成物理结合;(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)。

3 热喷涂技术的分类及其特点热喷涂是将喷涂材料加热熔化并雾化,然后高速喷射到基材表面,形成具有足够粘着强度的所需涂层的工艺,完成工件热喷涂的一般工艺流程为:工件的表综述面准备→工件的喷涂→工件的喷涂后处理。

整个过程除与设备类型有关外,还涉及喷涂材料、热源和喷射速度。

喷涂材料包括金属、陶瓷和塑料等。

热源主要有氧燃料火焰、直流电弧等离子和激光等几种。

粉粒的速度决定着热喷涂层的密度,粉粒速度越快,涂层越致密。

基于这些因素,大体上可以把热喷涂方法分为火焰喷涂法、爆炸喷涂法、超音速喷涂法、电弧喷涂法、等离子喷涂法和激光喷涂法等。

热喷涂技术的特点:(1)可在各种基材上制备各种涂层;(2)基材温度低(30 ~200℃),热影响区浅,变形小;(3)涂层厚度范围宽(0.5 ~5mm);(4)操作灵活,可在不同尺寸和形状的工件上喷涂;(5)加热效率低,喷涂材料利用率低,(6)涂层与基体结合强度低。

热喷涂材料按材料的形态分线材、棒材和粉末三大类。

热喷涂材料的要求:(1)热稳定性好,在高温焰流中不升华,不分解(复合粉末)。

(2)有较宽的液相区,使熔滴在较长时间内保持液相。

(3)与基材有相近的热膨胀系数,以防止因膨胀系数相差过大产生较大的热应力;(4)喷涂材料在熔融状态下应和基材有较好的浸润性,以保证涂层与基材之间有良好的结合性能。

热喷涂工艺流程包括基材表面预处理、热喷涂、后处理和精加工等过程。

3.1火焰喷涂法火焰喷涂法工艺流程:工件表面预处理→预热→喷涂打底层→喷涂工作层→后处理。

它利用氧和可燃性气体的燃烧火焰,把焊丝、焊棒或粉末状的喷涂材料加热,使其在熔融或接近熔融的状态下喷向基体材料表面而形成涂层。

火焰喷涂具有设备简单、工艺成熟、操作灵活、投资少、见效快等优点。

采用火焰喷涂法技术,可以制备各种纯金属、合金、陶瓷及塑料等涂层,是目前喷涂技术中使用较广泛的一种工艺。

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