超音速喷涂
超音速火焰喷涂设备操作手册

超音速火焰喷涂设备操作手册第一章:设备概述1.1 设备简介超音速火焰喷涂设备是一种高效且灵活的喷涂设备,适用于金属表面的涂层喷涂。
设备采用了超音速喷嘴技术,可以产生高速的火焰喷流,将涂料喷涂于目标表面。
1.2 系统组成超音速火焰喷涂设备主要由以下组成部分构成:- 压缩空气供应装置:提供压缩空气作为火焰喷射喷涂的动力源。
- 燃料供应装置:提供适量的燃料以维持火焰喷射过程。
- 火焰喷射喷嘴:将压缩空气和燃料混合并点燃,形成高速火焰喷流。
- 控制系统:用于设备的启动、停止和调整操作。
第二章:设备操作2.1 安全事项- 在操作设备前,请确保已经穿戴好合适的个人防护装备,如手套、护目镜、防护服等。
- 严禁在设备运行过程中将手指或其他物体靠近喷嘴出口,以免造成严重伤害。
- 设备操作过程中,禁止随意调整燃料和空气的供应量,以避免发生喷火或爆炸等事故。
- 当设备出现异常情况时,立即停止使用,并及时修理或寻求专业人士的帮助。
2.2 设备准备- 确保设备电源已接通,并检查控制系统的显示是否正常。
- 检查燃料供应是否充足,确保压缩空气供应是否正常。
- 检查喷嘴是否清洁,并在需要时进行清理。
2.3 启动设备- 按下控制系统上的启动按钮,设备开始供应燃料和压缩空气。
- 观察火焰喷射喷嘴是否正常工作,确保喷射火焰稳定且呈高速喷流状。
2.4 进行喷涂- 将喷嘴对准待喷涂的目标表面,并通过手柄控制喷涂的方向和喷涂的面积。
- 在喷涂过程中,保持适当的距离和喷射速度,均匀覆盖整个表面。
- 根据需要,可以进行多次喷涂以达到更好的涂层效果。
2.5 停止设备- 当喷涂完成或需要暂停时,按下控制系统上的停止按钮,断开燃料和压缩空气供应。
- 等待设备完全停止工作后,进行后续的清洁和维护。
第三章:设备维护3.1 日常清洁- 在每次使用设备后,将喷嘴和喷涂相关部件用清洁剂进行彻底清洁,以防止堵塞和积存物的影响。
- 清洗喷嘴时应注意安全,确保设备已经完全停止工作并断开电源。
科技成果——超音速火焰喷涂技术

科技成果——超音速火焰喷涂技术成果简介随着现代工业的高速发展,对各种机械设备的表面性能要求越来越高。
很多机械零部件往往因为表面局部的损坏而导致整个零件失效乃至报废。
摩擦会导致大量机械能的损耗,并且磨损是机械零件失效的一个很重要的原因。
据统计,工业化国家有30%的能源消耗于摩擦。
对于一个高度工业化的国家,每年因摩擦磨损造成的经济损失几乎占到国民经济年产总值的1-2%。
因此为了提高机械零件的可靠性,延长其使用寿命,国内外都在提高零件表面性能方面进行了大量的研究和探索。
表面工程是经表面预处理后,通过表面涂覆,表面改性或者多种表面技术复合处理,改变固体金属表面或者非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况,从而获得所需要表面性能的系统工程。
表面工程的最大优势在于可以用多种方法制备出优于基体材料性能的表面功能薄层。
技术原理超音速火焰喷涂是利用丙烷,丙烯等碳氢系燃气或氢气与高压氧气在燃烧室内,或者在特殊的喷嘴中燃烧产生的高温、高速燃烧焰流,燃烧焰流速度可达五马赫(1500m/s)以上,将粉末送进该火焰,可以将喷涂粒子加热至熔化或半熔化状态,并加速到高达300-500m/s 的速度,甚至更高的速度,从而获得高结合强度、致密的高质量的涂层。
(1)超音速火焰喷涂系统特点1、焰流速度达到2000m/s,火焰功率100kW;2、径向送粉和轴向送粉一体化设计;3、自动化程度高,稳定性能可靠;4、对冷却水压力实行实时监控,安全可靠;5、直接用丙烷点火,不用外加氢气;6、燃料气可为丙烷或丙烯等燃气,压力为当前国际同类设备一半。
(2)所制备WC-12Co涂层特点涂层致密、涂层的孔隙率低于1%。
由于涂层内部应力为压应力,涂层厚度可达五毫米以上。
技术水平100千瓦级TJ-9100型HVA/OF超音速火焰喷涂系统由热喷涂实验室开发研制,是拥有独立“自主知识产权”的新一代热喷涂技术。
适用于喷涂制备耐磨损高硬度WC-Co、Cr3C2-NiCr硬质合金涂层和耐腐蚀、耐高温氧化性能优越的镍基自熔合金涂层。
转子超音速喷涂工艺介绍

汽轮机低压转子末级叶片水蚀部位Jet-Kote®超音速喷涂保护项目介绍第一章概述第一节末级叶片水蚀部位JK超音速喷涂保护简介现役机组中,低压转子末级叶片处于特殊湿蒸汽区,在小流量、低真空工况下,叶片水蚀损伤或多或少存在。
叶片水蚀后,轻者增加叶片表面粗糙程度,蒸汽效能减弱;重者在叶片水蚀部位缺损处产生裂纹,经长期运行后会导致叶片断裂,引发事故。
通过多家火力发电厂多台次、不同类型机组现场超音速喷涂保护应用效果来看,JK135超音速保护涂层,能够阻止叶片水蚀或减缓水蚀速度,有效延长叶片使用寿命,降低机组检修费用,并提高机组运行的安全性。
第二节 JK超音速喷涂发展史现代工业的发展对各类机械零件的性能提出了更高的要求,与之对应,对材料的研制及其加工工艺提出了挑战。
基于对工件综合性能及性能价格比的考虑,单一材料显然无法满足要求。
在这种情况下,各类硬面技术(Hardfacing)、喷涂工艺应运而生,并获得长足发展。
早在上世纪70年代,美国的Browning工程公司发明了JK超音速喷涂,1983年获得美国专利。
1986年该专利转到了美国Deloro Stellite (集团)公司,由美国Deloro Stellite (集团)公司统一开发、销售,并提供技术服务。
1987年上海司太立有限公司从美国Deloro Stellite (集团)公司引进了这种国际上最先进的设备及相关专利技术,使之服务于中国经济。
经过十几年的不懈努力,上海司太立有限公司已熟练地使用此工艺,并在航空航天、石油、电力、造纸、化工等行业广泛应用。
第二章末级叶片水蚀部位JK超音速喷涂保护介绍第一节 JK超音速喷涂保护工艺原理JK超音速喷涂保护是美国DELORO STELLITE(集团)公司专利工艺。
其原理是采用干净、蒸汽压高、热焓值大的丙烯气体和高压氧气,使两者通过特殊设计的喷枪,以4~5马赫的速度产生高速燃气流。
在氮气引导保护下,涂层材料粒子被注入燃气流内加速,从而形成高动能粒子束。
超音速火焰喷涂设备操作手册

超音速火焰喷涂设备操作手册超音速火焰喷涂设备操作手册是帮助操作员正确操作和维护超音速火焰喷涂设备的重要文档。
下面是一些相关参考内容,其中不包含链接。
1. 设备概述- 简要介绍超音速火焰喷涂设备的工作原理、主要组成部分和适用范围。
- 列出设备的基本参数和技术指标,包括喷涂速度、温度、喷涂面积等。
2. 设备结构与组成- 详细描述超音速火焰喷涂设备的主要组成部分,如功率源、喷嘴、控制系统、送粉装置等。
- 说明各部分的功能和作用,以及它们之间的关联关系。
3. 操作前的准备工作- 设备环境检查:确保设备工作区域干燥、通风良好,无易燃、易爆等危险物质。
- 设备检查与维护:检查喷涂系统、供电系统、传动系统等的运行情况,保证设备完好无损。
- 安全措施:列出操作人员需遵守的安全规范,如穿戴防护服、佩戴安全帽等。
4. 设备操作步骤- 接通设备电源:按照正确的操作步骤接通设备电源,并确保电源稳定。
- 超音速火焰喷涂参数设置:根据喷涂的需要,设置合适的喷涂速度、温度等参数。
- 启动设备:按照正确的顺序启动设备,如打开送粉装置、点火等。
- 喷涂操作:详细描述喷涂的操作步骤,如保持一定喷涂距离、均匀喷涂等。
5. 喷涂后的操作- 停止喷涂:按照正确的顺序关闭各部分设备,如熄灭火焰、关闭供粉装置等。
- 清洗设备:清洗超音速火焰喷涂设备,包括喷嘴、输粉管道、喷涂区域等。
- 维护保养:列出设备的日常维护保养事项,如润滑、更换零部件等。
6. 设备故障排除- 常见故障分析:列出常见故障现象,并进行简要分析。
- 故障排除方法:提供常见故障的处理方法和解决方案。
7. 安全注意事项- 提醒操作人员要始终保持注意力集中,避免因疏忽导致安全事故。
- 强调操作人员需严格按照操作手册中的操作流程进行操作,避免违规操作。
8. 应急措施- 针对可能发生的突发情况,如火警、设备损坏等,提供应急措施和紧急联系人信息。
操作手册还可根据具体设备的特点和使用要求进行补充,并包括详细的图示、表格等辅助说明。
超音速喷涂

高速火焰喷涂高速火焰喷涂国内习惯上称为超音速火焰喷涂,它的英文缩写为HVOF(High Velocity Oxygen Fuel的首写字母)。
高速火焰喷涂是在爆炸喷涂的基础上发展起来的一项新的热喷涂技术,是在上世纪八十年代初期,由美国Browning公司最先研制成功,并推出名为JET-KOTE的商用喷涂设备。
高速火焰喷涂技术一经问世,就以其超高的焰流速度和相对较低的温度,在喷涂金属碳化物和金属合金等材料方面显现出了明显优势。
在世界各大热喷涂公司的积极推动下,该技术发展很快,目前高速火焰喷涂技术在喷涂金属碳化物、金属合金等方面,已逐步取代了等离子喷涂和其它喷涂工艺,成为热喷涂的一项重要工艺方法。
1.高速火焰喷涂原理高速火焰喷涂是将助燃气体与燃烧气体在燃烧室中连续燃烧,燃烧的火焰在燃烧室内产生高压并通过与燃烧室出口联接的膨胀喷嘴产生高速焰流,喷涂材料送入高速射流中被加热、加速喷射到经预处理的基体表面上形成涂层的方法。
可使用乙炔、丙烷、丙烯、氢气等作为燃气,也可使用柴油或煤油等液体燃料。
煤油、氧气通过小孔进入燃烧室后混合,在燃烧室内稳定、均一地燃烧。
有监测器用来监控燃烧室内压力,以确保稳定燃烧,喷涂粉末的速度与燃烧室内压力成正比。
燃烧室的出口设计使高速气流急剧扩展加速,形成超音速区和低压区。
粉末在低压区域沿径向多点注入,粉末均一混合,在气流中加速喷出。
高速火焰喷涂焰流速度高达1500m/s-2000m/s,一般可观察到5-8个明显的马赫锥,粒子流速度高达300-650m/s。
2.设备构成高速火焰喷涂设备一般由喷枪、送粉器、控制系统、喷枪冷却系统、气体供应系统五部分构成。
目前我国在用的高速火焰喷涂设备绝大部分是进口的,使用最多的型号为:Sulzer Metco公司的DJ-2700和Praxair 公司的JP-5000,JP-5000 是原Hobart Tafa公司研制成功的,后该公司并入了Praxair公司。
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。
风电零件特种修复技术之超音速喷涂——安维士

风电零件特种修复技术之超音速喷涂——
安维士
超音速喷涂是利用丙烷、丙烯等碳氢系燃气等液体燃料与高压氧气在燃烧室或特殊喷嘴中燃烧产生高温高压焰流,其温度3200℃,火焰速度高达1500~2000m/s以上,然后将粉末沿轴向或径向送进火焰中,产生熔化或半熔化的粒子,并高速(300~600m/s)撞击在经过预处理的基体表面沉积形成涂层的方法。
超音速喷涂的工作原理如图1所示图1 工作原理示意图超音速喷涂火焰速度很高,但温度相对较低,对于WC-Co系硬质合金,可以有效抑制WC在喷涂过程中的分解,涂层结合强度高,且致密,耐磨性能优越。
超音速喷涂工艺流程主要如下:准备工作①确定涂层厚度(留足加工余量);②确定涂层材料(根据运行要求确定);③确定相关参数。
工件表面预处理①车削处理或表面清理:去除氧化层、油污、锈迹等;②表面粗化:增强涂层与工件的结合力;③预热:清除工件表面水分和湿气,减少热膨胀差异避免涂层开裂。
超音速喷涂喷涂后处理①对于防腐要求,需要进行封孔处理。
②对于耐磨强化要求,需磨削至图纸尺寸。
图2是我司采用超音速喷涂技术修复的花键轴轴颈形貌,轴颈修复后进行磁粉探伤,未发现气孔、裂纹等缺陷,装配试车运行良好,无振动异常,现已投装上天。
图 2 超音速喷涂后的花键轴轴颈(磨削后)作者吴佳高级工程师南京安维士传动技术股份有限公司。
超音速火焰喷涂工艺流程

超音速火焰喷涂工艺流程:施工前的准备工作、表面预处理、喷涂、喷涂后处理四个主要步骤:一)准备工作:在编制工艺前首先应该了解被喷涂工件的实际状况和技术要求并进行分析1、确定涂层的厚度。
一般来讲,喷涂后必须进行机械加工,因此涂层厚度就要预留加工余量,同时还要考虑到喷涂时的热胀冷缩等。
2、涂层材料的确定。
选择依据是涂层材料应该满足被喷涂工件的材料,配合要求,技术要求及工作条件等,分别选择结合层与工作层材料。
3、确定参数:压力,粉末粒度,喷枪与工件的相对运动速度。
二)工件表面的预处理表面制备,是保证涂层与基体结合强度的重要工序1、凹切处理,表面存在疲劳层和局部严重拉伤的沟痕时,在强度允许的前提下可以进行车削处理,为热喷涂提供容纳的空间。
2、表面清理,清除油污,铁锈,漆层等,使工件表面洁净,油污油漆可以用溶剂清洗剂除去。
如果油渍已经渗入基体材料,可以用火焰加热除去,对锈层可以进行酸浸,机械打磨或喷砂除去。
3、表面粗化,目的是为了增强涂层与基体的结合力,消除应力效应,常用的有喷砂、开槽、车螺纹、拉毛等。
A:喷砂是最常用的,砂料可以选择石英砂、氧化铝砂、冷硬铁砂等。
砂料以锋利坚硬为好,必须清洁干燥,有尖锐棱角。
其尺寸,空气压力的大小,喷砂角度、距离和时间应该根据具体情况确定。
B:开槽、车螺纹、辊花。
对轴、套类零件表面的粗化处理,可采用开槽、车螺蚊处理,槽与螺纹表面粗糙度以RA6.3—12.5为宜,加工过程中不加冷却液与滋润剂,也可以在表面滚花纹,但避免出现尖角。
C:硬度较高的工件可以进行电火花拉毛进行粗化处理,但薄涂层工件应慎用。
电火花拉毛法是将细的镍丝或铝丝作为电极,在电弧的作用下,电极材料与基体表面局部熔合,产生粗糙的表面。
表面粗化后呈现的新鲜表面,应该防止污染,严禁用手触摸,保存在清洁,干燥的环境中,粗化后尽快喷涂,一般喷涂时间不超过二个小时。
4、非喷涂部位的保护喷涂表面附近的非喷涂需要加以保护,可以用耐热的玻璃布或石棉来屏蔽起来。
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热喷涂技术之未来趋势--超音速喷涂技术摘要:本文简要叙述了热喷涂技术的概况,比如热喷涂设备组成,热喷涂的工作原理,热喷涂技术的特点;着重介绍了热喷涂技术中超音速喷涂技术的发展过程, 简述了超音速火焰喷涂、超音速等离子喷涂、超音速电弧喷涂及冷喷涂等设备的结构和技术特点, 介绍了超音速喷涂工艺及涂层特性, 展望了该技术在制备纳米涂层方面的应用及发展前景。
关键词: 表面处理技术;热喷涂技术;超音速喷涂;超音速火焰喷涂;超音速等离子喷涂;超音速电弧喷涂;冷喷涂1.1 热喷涂技术概况众所周知, 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。
热喷涂技术是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。
近年来,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,在我国国家“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2006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。
1.2 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。
下图为热喷涂的设备配置图。
图一热喷涂设备配置图1.3 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:1.3.1 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。
1.3.2 热喷涂用丝材Al、Cu,Zn,Al-Zn 合金,巴氏合金,不锈钢,Ni-Al 丝等。
1.3.3 热喷涂用棒材Al2O3,Cr2O3,ZrO2 等。
1.4 热喷涂工艺流程热喷工艺过程如下:工件表面预处理→工件预热→喷涂→涂层后处理1.4.1 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,净化和粗化表面的方法很多,方法的选择要根据涂层的设计要求及基材的材质、形状、厚薄、表面原始状况以及施工条件等因素而定。
净化处理的目的是除去工件表面的所有污垢,如氧化皮、油渍、油漆及其他污物,关键是除去工件表面和渗入其中的油脂。
净化处理的方法有,溶剂清洗法、蒸汽清洗法、碱洗法及加热脱脂法等。
粗化处理的目的是增加涂层与基材间的接触面,增大涂层与基材的机械咬合力,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、机械加工法(如车螺纹、滚花)、电拉毛等。
其中喷砂处理是最常用的粗化处理方法,常用的喷砂介质有氧化铝、碳化硅和冷硬铸铁等。
喷砂时,喷砂介质的种类和粒度、喷砂时风压的大小等条件必须根据工件材质的硬度、工件的形状和尺寸等进行合理的选择。
对于各种金属基体,推荐采用的砂粒粒度约为16-60 号砂,粗砂用于坚固件和重型件的喷砂,喷砂压力为0.5-0.7Mpa,薄工件易于变形,喷砂压力为0.3-0.4Mpa。
特别值得注意的一点是,用于喷砂的压缩空气一定要是无水无油的,否则会严重影响涂层的质量。
喷涂前工件表面的粗化程度对大多数金属材料来说2.5-13 μmRa 就够了。
随着表面粗糙度的增加涂层与基体材料的结合增强,但是当表面粗糙度超过10μmRa 后,涂层结合强度的提高程度便会减低。
对于一些与基材粘结不好的涂层材料, 还应选择一种与基体材料粘结好的材料喷涂一层过渡层,称为粘结底层,常用作粘结底层的材料有Mo、NiAl、NiCr 及铝青铜等。
粘结底层的厚度一般为0.08-0.18μm。
1.4.2 预热预热的目的是为了消除工件表面的水分和湿气,提高喷涂粒子与工件接触时的界面温度,以提高涂层与基体的结合强度;减少因基材与涂层材料的热膨胀差异造成的应力而导致的涂层开裂。
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,一般情况下预热温度控制在60 - 120 ℃之间。
1.4.3 喷涂采用何种喷涂方法进行喷涂主要取决于选用的喷涂材料、工件的工况及对涂层质量的要求。
例如,如果是陶瓷涂层,则最好选用等离子喷涂;如果是碳化物金属陶瓷涂层则最好采用高速火焰喷涂;若是喷涂塑料则只能采用火焰喷涂;而若要在户外进行大面积防腐工程的喷涂的话,那就非灵活高效的电弧喷涂或丝材火焰喷涂莫属了。
总之,喷涂方法的选择一般来说是多样的,但对某种应用来说总有一种方法是最好的。
预处理好的工件要在尽可能短的时间内进行喷涂,喷涂参数要根据涂层材料、喷枪性能和工件的具体情况而定,优化的喷涂条件可以提高喷涂效率、并获得致密度高、结合强度高的高质量涂层。
1.4.4 涂层后处理喷涂所得涂层有时不能直接使用,必须进行一系列的后处理。
用于防腐蚀的涂层,为了防止腐蚀介质透过涂层的孔隙到达基材引起基材的腐蚀,必须对涂层进行封孔处理。
用作封孔剂的材料很多,有石腊、环氧树脂、硅树脂等有机材料及氧化物等无机材料,如何选择合适的封孔剂,要根据工件的工作介质、环境、温度及成本等多种因素进行考虑。
对于承受高应力载荷或冲击磨损的工件,为了提高涂层的结合强度,要对喷涂层进行重熔处理(如火焰重熔、感应重熔、激光重熔以及热等静压等),使多孔的且与基体仅以机械结合的涂层变为与基材呈冶金结合的致密涂层。
有尺寸精度要求的,要对涂层进行机械加工。
由于喷涂涂层具有与一般的金属及陶瓷材料不同的特点,如涂层有微孔,不利于散热;涂层本身的强度较低,不能承受很大的切削力;涂层中有很多硬的质点,对刀具的磨损很快等,因而形成了喷涂涂层不同于一般材料的难于加工的特点。
所以必须选用合理的加工方法和相应的工艺参数才能保证喷涂层机械加工的顺利进行和保证达到所要求的尺寸精度。
1.5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。
总体上来说,热喷涂技术正朝着高能高速喷涂的方向发展, 并且超音速喷涂已成为一些发达国家竞相研究的热点, 并形成了超音速火焰喷涂、超音速等离子喷涂、超音速电弧喷涂及冷喷涂等几种重要技术。
2.1 超音速喷涂技术发展概况超音速火焰喷涂包括超音速氧气火焰喷涂(HVO F: High Velocity O xy-Fuel) 和超音速空气火焰喷涂(HVA F: H igh Velocity A ir2Fuel) 两种。
该技术及设备在上世纪80 年代初期首先由美国SKS 公司的B row n ing. J. A 公司研制成功, 至今已经历了3 个发展阶段[ 1 ]。
第一代的HVO F 喷涂系统以“JET 2KO TE”为代表, 第二代超音速火焰喷涂系统以1989年出现的Top-Gun, D iamond-Jet 和CDS (Continuous Detonation Spray gun) 为代表, 第三代超音速火焰喷涂系统以JP25000 喷涂系统为代表。
第一、二代设备的功率偏小, 粒子速度偏低, 涂层的整体性能不够理想。