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热喷涂方法分类及工艺原理简介

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热喷涂方法分类及工艺原理简介

发布日期:2017-02-14 作者: 点击:

一热喷涂

  热喷涂作为新型的实用工程技术已逐渐被人们认识和使用到各个领域中为我们的生产生活做出巨大贡献。

  平常接触较多的一种分类方法是按照加热喷涂材料的热源种类来分的,按此可分为:①火焰类,包括火焰喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂;②电弧类,包括电弧喷涂和等离子喷涂;③电热法,包括电爆喷涂、感应加热喷涂和电容放电喷涂;④激光类:激光喷涂。

  二火焰类喷涂

  1、火焰喷涂:火焰喷涂包括线材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。

  火焰喷涂法:它与丝压缩空气或气流加速装置来提高颗粒速度;也可以采用将压缩气流由空气改为惰性气体的办法来降低氧化程度,但这同时也提高了成本。如超音速火焰及亚音速火焰喷涂。

  2、爆炸喷涂

  爆炸喷涂:利用氧气和乙炔气点火燃烧,造成气体膨胀而产生爆炸,释放出热能和冲击波,热能使喷涂粉末熔化,冲击波则使熔融粉末以700~800m/s的速度喷射到工件表面上形成涂层。

  在爆炸喷涂中,当乙炔含量为45%时,氧-乙炔混合气可产生3140℃的自由燃烧温度,但在爆炸条件下可能超出4200℃,所以绝大多数粉末能够熔化。粉末在高速枪中被输运的长度远大于等离子枪,这也是其粒子速度高的原因。

  3、超音速喷涂

  为了与美国碳化物公司的爆炸喷涂抗争,上世纪60年代初期,美国人J.Browning发明了超音速火焰喷涂技术,称之为"Jet-Kote",并于1983年获得美国专利。近些年来,国外超音速火焰喷涂技术发展迅速,许多新型装置出现,在不少领域正在取代传统的等离子喷涂。在国内,武汉材料保护研究所,北京钢铁研究总院,北京钛得新工艺材料有限公司等也在进行这方面研究,并生产出有自己特色的超音速喷涂装置。。

  三电弧类喷涂

  1、电弧喷涂:

  电弧喷涂:在两根焊丝状的金属材料之间产生电弧,因电弧产生的热使金属焊丝逐渐熔化,熔化部分被压缩空气气流喷向基体表面而形成涂层。电弧喷涂按电弧电源可分为直流电弧喷涂和交流电弧喷涂。直流:操作稳定,涂层组织致密,效率高。交流:噪音大。电弧产生的温度与电弧气体介质、电极材料种类及电流有关(如Fe料,电流280安,电弧温度为6100K)。但一般来说,电弧喷涂比火焰喷涂粉末粒子含热量更大一些,粒子飞行速度也较快,因此,熔融粒子打到基体上时,形成局部微冶金结合的可能性要大的多。所以,涂层与基体结合强度较火焰喷涂高1.5~2.0倍,喷涂效率也较高。电弧喷涂还可方便地制造合金涂层或“伪合金”涂层。通过使用两根不同成分的丝材和使用不同进给速度,即可得到不同的合金成分。电弧喷涂与火焰喷涂设备相似,同样具有成本低,一次性投资少,使用也方便等优点。但是,电弧喷涂的明显不足,喷涂材料必须是导电的焊丝,因此只能使用金属,而不能使用陶瓷,限制了电弧喷涂的应用范围。近些年来,为了进一步提高电弧喷涂涂层的性能,国外对设备和工艺进行了较大的改进,公布了不少专利。例如,将甲烷等加入到压缩空气中作为雾化气体,以降低涂层的含氧量。日本还将传统的圆形丝材改成方形,以改善喷涂速率,提高了涂层的结合强度。

  2、等离子喷涂:

  等离子喷涂:包括大气等离子喷涂,保护气氛等离子喷涂,真空等离子喷涂和水稳等离子喷涂。等粒子喷涂技术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,它具有:①超高温特性,便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高,涂层致密,粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体,所以喷涂材料不易氧化。

  

  3、真空等离子喷涂(又叫低压等离子喷涂)

  真空等离子喷涂是在气氛可控的,4~40Kpa的密封室内进行喷涂的技术。因为工作气体等离子化后,是在低压气氛中边膨胀体积边喷出的,所以喷流速度是超音速的,而且非常适合于对氧化高度敏感的材料。

  4、水稳等离子喷涂

  前面说的等离子喷涂的工作介质都是气体,而这种方法的工作介质不是气而是水,它是一种高功率或高速等离子喷涂的方法,其工作原理是:喷枪内通入高压水流,并在枪筒内壁形成涡流,这时,在枪体后部的阴极和枪体前部的旋转阳极间产生直流电弧,使枪筒内壁表面的一部分蒸发、分解,变成等离子态,产生连续的等离子弧。由于旋转涡流水的聚束作用,其能量密度提高,燃烧稳定,因此,可喷涂高熔点材料,特别是氧化物陶瓷,喷涂效率非常高。

  四电热法

  1、电爆喷涂:在线材两端通以瞬间大电流,使线材熔化并发生爆炸。此法专用来喷涂气缸等内表面。

  2、感应加热喷涂:采用高频涡流把线材加热,然后用高压气体雾化并加速的喷涂方法。

  3、电容放电加热:利用电容放电把线材加热,然后用高压气体雾化并加速的喷涂方法。

  五激光法

  把高密度能量的激光束朝着接近于零件的基体表面的方向直射,基体同时被一个辅助的激光加热器加热,这时,细微的粉末以倾斜的角度被吹送到激光束中。



标签:耐磨管

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