喷涂与喷焊的工艺区别及如何选用喷焊工艺
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
机械设备维修中喷涂和喷焊技术的应用解析
机械设备维修中喷涂和喷焊技术的应用解析摘要：机械设备作为企业公司的固定资产，对于企业的生产经营活动是不可缺失的。
在长期的运作使用中，会不可避免的出现磨损和故障，而大多数的机械故障产生的原因是由于表面材料的磨损严重造成的，轻易的报废会造成很大的损失。
运用喷涂和喷焊技术可以对这些问题进行有效的修复，提高使用率，文章主要对喷涂喷焊技术在机械设备维修中的应用进行了分析思考。
关键词：机械设备维修；喷涂喷焊；应用社会经济的发展带动工业化进程加快，资源的利用变得日益紧张和缺乏，原材料的购置成本也逐渐上升，这给很多的企业发展形成了一定的发展阻碍。
大多数企业在面对机械设备维修工作时，由于资金的欠缺和生产经营活动的瞬间变化性，使得对于很多的破损机械部件采取舍弃方法，不重视进一步的维修。
当前我国的喷涂喷焊技术已取得了较为广泛的应用，在机械设备的维修方面有很好的应用成效，对提高资源的利用率，延长设备的使用期限很重要的促进作用，因此，值得广大企业积极的采用实施。
1.喷涂技术分析1.1喷涂技术的特点喷涂技术是一种通过在一定热源的基础上对喷涂对象或者是喷涂材料进行加热处理和改变的表面层处理技术。
喷涂技术和其他的表面处理技术相比，像对来说具有很多的优势特点：（1）易操作性。
这种技术在操作掌握上较为简单，具有简单易懂的特点，工人可以很快的掌握运用，最重要的是这项技术的成本费用低，不会对总成本管理造成很大的困扰，经济性较好。
（2）应用的范围比较广。
随着经济的发展，工业技术的推广和应用已得到了普遍实施，在很多的领域像：陶瓷、金属丝材、高分子材料等都有很好的应用。
（3）生产效率较高。
因为这项技术对材料设备的要求性不是很高，因此，在实际的机械设备维修中，特别是在一些中小型的零部件维修工作中，对表面的涂层厚度可以很好的把握，可以灵活应对各种紧急情况的发生。
（4）除上述所讲的特点之外，这项技术还具有方法多样、耐高温、有很好的抗腐蚀性和抗氧化性等特性。
机械设备维修中热喷涂与喷焊技术研究
根据零件 材料和涂层材 料而定 。净化 处理的 目的就 是去掉 零件表面 的氧化皮 、油渍等污物 ，关 键是要去掉渗入 的油
脂 。粗化 处理则是为 了增 加涂层材料 与基 材之 间的接 触面 积，如喷砂、滚花、电拉毛等方式 。 １ ． ２ ． ２ 预 热处理 ：预 热是针对 工件进 行加 热处理 ，
荷 的工件 为了提高涂层 结合 的强度 ，必要 时应对涂层进行
ｌ 热喷涂技术特征
１ ． １ 热 喷涂 概述
热 喷涂技术是利用 电弧等热源 ，将喷涂材料 从 固体变 为熔 融状态 ，在 高压气流 的推动 下喷涂材料被 雾化 ，直接 喷射 到机 械零件 的表 面 ，材料 喷射到工件表 面上 受到 阻力 影 响而形成扁平状 ，附着到工件 表面达到修 复磨损表面 的 目的。持续 的喷涂 则可 以使得 喷涂材料之 间相互 咬合 ，进
（ 焊 ）技术对 机械部件 的表 面进行维护 与再造可 以利用较
低 的成本 恢 复零 件 的性 能 ，对 于 工厂 节 能减排 和 资源 节 约、建设环境 友好型社会具 有举足轻重 的作用 。热喷涂 和 喷焊技术是主 要的技术类 型，技术优势和应 用都有较 为广
阔的前景。
处理 ，主要是防止腐蚀 介质 深入到涂层 内而对基材产 生影 响 。用于 防腐的材料主要有 石蜡 、环氧树 脂、硅树脂等 ， 也可利用 氧化物作为 防腐剂 。当然防腐剂 的选择应根据介 质 、环境 、温 度等进行综合 选择 ，对于承 受高温或者重载
２ ． ２ 喷焊 技术 过程 分析
喷焊 的过程是利用离子 气在钨极和喷 嘴之间施加高 频 火花 ，引燃非转移弧 ，借助其引燃转移 弧 。此时通过送 粉 气和保护气 ，焊接材料被送 入气 枪 ，粉末经 过 电弧形成熔 融状态 ，并喷射到零件表面 ，工件焊接部位在 转移弧 的作 用下形成熔池 ，喷射到熔池 的焊 接材料与基材 相结合形成
6热喷涂、喷焊与堆焊技术
教学目的和要求
学习热喷涂、喷焊与堆焊技术的工艺流程，主要工艺方法 及其基本原理与主要特点；热喷涂层的组织特征及涂层应力 特点。 重点：热喷涂技术的技术原理与特点、工艺流程、涂层 形成过程、喷涂层的组织特征及涂层应力特点。
前言
热喷涂、喷焊、堆焊技术都是利用热能(如氧-乙炔火焰、电弧、等 离子火焰等)将具有特殊性能的涂层材料熔化后涂敷在工件上形成涂 层的技术。
喷涂质量控制：
热能的产生
热能与喷涂材料交互作用
颗粒与基体交互作用
基材表面预处理 （1） 净化处理：清除表面污垢。 （2） 粗化处理：提高涂层与基体之间的结合牢度。 粗化处理可提高涂层结合强度的理由是：
1） 提供表面压应力；
2） 提供与涂层颗粒互锁机会； 3） 增大结合面积； 4） 净化表面。
等离子喷涂设备包括电源、电气控制系统、喷枪、气源和气路、 供粉系统、水冷系统等。
等离子喷涂喷枪及喷嘴。 粉末送入方式：外送式和内送式。
（2） 等离子喷涂工艺
1） 输入功率和电参数：确保粉末熔化良好，防止出现生粉。 2） 等离子气体的选择： 氮气：热焓高，价格低廉，是等离子喷涂主要工作气体。
二、热喷涂工艺方法
涂层材料受热 后的温度和加 速后的速度是 决定热喷涂层 结合强度的两 个关键因素。
1. 火焰喷涂工艺
种类： 线材火焰喷涂 粉末火焰喷涂
历史悠久，且目前仍广泛使用。 热源： 氧-乙炔、丙烷、氢气、天然气等
特点：
(优点)设备投资少，无电力要求，操作容易，沉积效率高等
(缺点)涂层氧含量较高，孔隙较多，焰流温度较低，涂层种类较少，涂层结合强 度偏低，涂层质量不高。
喷涂和喷焊技术在机械设备维修中的应用之我见
李忠文（ 辽河油田锦州采油厂机修厂 ， 辽宁 锦州 １ ２ １ ２ ０ ９ ）
摘 要： 机械 设备 在使 用过程 中 出现 问题绝 大部 分原 因是 因 为零 件过 度磨 损 ， 并且 没有及 时进 行修 复 ， 造成 零件 失修 而报 废 不能 够使 用 ， 这 种情 况造 成 的浪 费也是 相 当大 ， 会 增加 企 业 设备 投 资的 成本 。 而喷涂 和喷 焊技 术使 用在 维 护设备 中具有 很 大优 势 ， 比如 其技术 十分 灵活且成 本低 ， 使 用效果 更是 高 ， 可 以为 企 业减 少设备 投 资 ， 增加 企 业利 润 ， 因此喷 涂和 喷 特点
喷涂 技术 简单来 讲就是针 对设 备表面 处理 的一项技 术 ， 利 用 热源对 将喷涂 材料 进行加 热 ， 让材料达 到软 化状态 之后 以高 速 喷射 的方式射 到需 要处理 的材料表 面 ， 让原 本脆弱 的表 层变 的更加 牢固 。喷 涂技 术与其他 处理技 术相 比有很 大优势 ： 操 作 方便、 灵活 ， 成本 低 因此具有 很高 的经济性 ； 另外 能够 使用 喷涂 技 术 的领域 十分 广泛 ； 制 作 出喷涂 材料 十分 方便 ， 而 且 对需 要 常 用的 喷焊 材料 有 自熔性 合金 粉末 、 镍基 粉末 、 钻基 粉末 喷 涂的材 料要求 不高 ； 因此 喷涂技 术十分 使用于 机械 设备零 件 以及 铁基 粉末 。其 中 自熔性 合金 粉末 是喷焊 中最 常使用 的材 的 日常维 修与突 发情 况的抢修 中 。除 上述优 点外 ， 喷 涂技术还 料 ， 由于其熔 点相对 其他 材料而 言比较低 ， 因此 自熔性 十分 好 ， 具备 耐高温 、 耐磨 、 抗腐蚀 性和抗氧化性 佳的特 点。 使用 范 围也 比较 广泛 ， 对设 备 可以进 行耐 磨 、 耐 腐蚀 以及 耐氧 １ ． ２功能涂层 化 或者耐 热处 理。而其 他材料 也相对而 言使用 范 围较 窄 ， 使用 １ ． ２ ． １ 耐 磨性涂 层 条件受到 限制 。 机械 设备 出现 故 障有 很大 一部 分 的原 因是 零件 长期 磨 损 ３结语 带 来 的损伤 ， 造成 设备 无法 进行 正 常运转 ， 如果 在零 件磨 损 初 综上 所述 可 以 了解到 喷涂 和喷 焊技 术可 以修 复 受损 设备 期 没有 关注 ， 那 么对企 业生 产 力将会 带 来 巨大 影 响 ， 直接 应就 零件 ， 并 且 该类 型技术 有很 大 的发 展空 间 ， 因此 想要 提高 更大 是 生产 质量 降低 。因此为 了让 机械设 备的耐 磨性变 得更好 ， 常 的发展 空 间和 作用就要 对喷涂 和喷焊 技术进行 不断 研究 ， 并在 常会使用 喷涂技 术在零 件表面 多涂厚 厚的耐 磨涂 层 ， 这样不 仅 企业 间进行大 力推广其优 势。 可 以减 少零 件 间的 相互 磨损 ， 还 能够 减 少设备 更换 频 率 ， 这样 参考文献 ： 就可 以节约设 备成本投资 ， 提 高企业收益 。 【 １ ］ 申海 忠． 探讨 喷 涂和 喷焊技 术在 机械 设备 维修 中的应用 １ ． ２ ． ２耐 热抗氧化 涂层 ［ Ｊ 】 ， 中国石 油和 化工标准 与质量： ２ ５ ０ ． 利用 喷涂技 术可 以减 少设 备在高 温 、 熔融环 境下受 到氧化 ［ ２ ］ 王鑫． 热 喷涂和 喷焊技术在 机械 设备维修 中的应用［ Ｊ 】 ， 甘 损害， 为设备 提供较 好的保 护层 ， 延长 设备使 用时 间 ， 降低 因为 肃科技， ２ ０ ０ ９ ， ２ ５ （ ２ ４ ） ： ５ ９ － ６ ０ ． 腐蚀 性带来 的设备损失 。 ［ ３ ］ 裴 海， 杜 万才 ． 热 喷涂 、 热 喷焊技 术在 设备 维修 中的应用 １ ． ２ ． ３ 耐 腐蚀涂层 富［ Ｊ ］ ， 机械工倒 币， １ ９ ９ ５ ， （ ２ ） ： ３ ５ — ３ ６ ． 喷涂技 术发展 初期 ， 机械 设备 受到的 腐蚀大部 分来 自于大 ［ ４ ］ 机 械工 倒 币． 机 械设备 维修 中热 喷涂与 喷焊技术 研 究ｆ Ｊ ］ ， 气 腐蚀 和浸 渍腐 蚀 。工业 气体 与盐 性 气体 容易造 成 前者 情况 中国高新技术 企业． ２ ０ １ ３ 。 ３ ２ （ ２ ７ ５ ） ： ３ ５ — ３ ６ ． 出现 ， 而后 者 则更 多的 是 因为化 学 、 食 品加 工 引起 的 。 当该喷
热喷涂与喷焊技术
2.热喷涂分类
3.热喷涂特点
能够喷涂的材料范围特别广； 能够在多种基体材料上形成涂层； 一般不受工件尺寸和施工场所的限制； 沉积效率高，特别适合沉积后膜涂层； 对基体材料的热影响小； 调整涂层成分比较容易； 容易对制品进行局部强化或改性； 节约贵重材料； 方便维修。
三.喷涂工艺方法
1.电弧喷涂 电弧喷涂最早是由瑞士工学博士 M. U. Schoop 在 1913 年提出的，到 1916 年研制成功了第一把 实用型的电弧喷枪。图1所示为世界上的第一台电 弧喷涂设备。
世界上的第一台电弧喷涂设备
1）电弧喷涂原理
电弧喷涂是用电弧将喷涂材料加热熔化，再用 压缩空气雾化，喷射到基体表面形成涂层的一种 热喷涂技术
对封孔剂的基本要求是：
a 粘度低，渗透性好； b 化学性能稳定，能耐化学腐蚀或溶剂作用， 不与涂层材料发生有害反应； c 容易古话，最好能常温固化，且与涂层粒子粘 结牢固； d 安全无毒，使用方便。
按照封孔剂材料的类型，封孔剂主要分为有 机封孔剂和无机封孔剂两类。前者一般用于常温 和不高的环境温度下，如微晶石蜡、酚醛清漆、 环氧清漆等；后者则多用于高温涂层的封孔，如 水玻璃、水解硅酸乙酯、磷酸铝等。
二.热喷涂技术原理 1. 热喷涂技术原理 如图1所示， 在喷涂过程中，被热源加热并被 高速气流雾化的喷涂材料颗粒被喷射到基体表面， 和基体发生撞击，速度由每秒几十、几百米骤然 降为零，颗粒由于撞击而产生巨大的变形铺展， 形成片层状结构，并迅速冷却下来，如图2所示。
图1 热喷涂技术原理示意图 1- 基体 2- 涂层 3 热源 4- 热喷 涂材料 L- 熔体 S- 固体
式中 σ b ——涂层的粘聚强度， N/mm 2 ； F ——涂层破断最大载荷， N ； d1 ——试件喷涂前直径， mm ； d2 ——试件喷涂加工后直径， mm 。
喷涂与喷焊的区别
喷涂与喷焊的区别喷涂与喷焊的区别1•与基体金属的结合形成不同:喷涂层与零件表面主要为机械结合，结合强度低，约为5MPa 〜50MPa,抗冲击性能差。
喷熔涂层与零件表面为冶金结合, 结合强度高，约为300MPa〜700MPa。
2•喷涂材料不同:喷焊要求使用自熔性合金粉末，而喷涂则对粉末的自熔性要求不高，且不一定是自熔性合金粉末，各种自熔性合金粉末既可用于喷焊又可用于喷涂，但喷涂粉末不具备自熔性只能用于喷涂而不能用于喷焊工艺。
3. 工件受热情况不同:喷涂与喷焊过程中，喷前预热温度不同，工件受热影响不同，喷后工件的组织、性能亦不同。
4. 涂层的致密性不同:喷焊层致密，而喷涂层中有少量孔隙（孔隙率和均匀程度是喷涂的重要检验依据）。
5. 承受载荷的能力不同:喷涂层一般能承受大面积接触，多在有润滑条件的工作表面配合面以及其它受力较小的工况条件下使用，喷焊层却能承受较大的冲击力，挤压应力或接触应力等。
热喷涂定义是这样原一系列过程:以某种形式的热源将喷涂材料加热，受热的材料形成熔融或半熔融状态的微粒，这些微粒以一定的速度冲击并沉积在基体表面上，形成具有一定特性的喷涂层。
喷涂材料喷涂材料有粉、线、带和棒等不同形态，它们的成分是金属、合金、陶瓷、金属陶瓷及塑料等。
粉末材料居重要地位，种类逾百种。
线材与带材多为金属或合金（复合线材尚含有陶瓷或塑料）；棒材只有十几种，多为氧化物陶瓷。
喷涂方法以提供热源的不同，可分为燃烧法及电热法。
前者包括燃烧火焰喷涂、爆炸喷涂及高速火焰喷涂（HVOF）;后者包括电弧喷涂及等离子喷涂（又分常压等离子喷涂与水稳等离子喷涂）。
喷涂工艺对涂层产生重要影响的是喷涂湿度（严格地说，是熔滴冲击基体表面时的温度）和熔滴冲击表面的速度。
涂层的形成及其评价：喷涂材料经过具有某种热源形式的喷涂设备喷射之后，在到达被喷涂的基体表面之前，其飞行时间只有几千分之一秒或更少。
在如此之短的时间内，它被加热、熔化或半熔化，形成细小而分散的熔滴，冲向基体表面，被击成扁平的叠状小片，先前生成的扁片又被后来者所覆盖，很快就形成由很多扁平罗叠而成的覆盖层，即为喷涂层。
6热喷涂、喷焊与堆焊技术
4. 热喷涂用复合材料(粉末、丝材)
（主要）为适应热喷涂工艺而制备的复合材料
表6-9
通过增强相增强涂层性能的复合材料
四、热喷涂技术的应用
1. 喷涂耐腐蚀涂层
普利茅斯海湾
热喷涂锌
跨海大桥
汽轮机转子
水轮机机座
2. 喷涂耐磨涂层
延长零件使用寿命、修复磨损失效的机械零件(再制造工程)。
水轮机叶片 球阀球体碳化钨喷涂层
3. 等离子喷涂工艺
特点：(高温低压等离子体)
(优点)焰流温度及速度高，喷涂材料适应面广，特别适合喷涂高熔点材料；涂层密 度及 结合强度高。 (缺点)热效率低、沉积效率较低，设备相对复杂、价格较贵，喷涂成本高。
等离子喷涂设备包括电源、电气控制系统、喷枪、气源和气路、 供粉系统、水冷系统等。
三、等离子喷焊
定义：
采用等离子弧作为热源加热基体，使其表面形成熔池，同时将喷 焊粉末材料送入等离子弧中，粉末在弧柱中得到预热，呈熔化或半 熔化状态，被焰流喷射至熔池后，充分熔化并排出气体和熔渣，喷 枪移开后合金熔池凝固，形成喷焊层的工艺过程。
(工件带电，联合弧)
(工件不带电，非转移弧)
非转移弧： 工作时首先引燃，再建立转移弧
二、堆焊工艺方法
各种焊接方法都可以用来进行堆焊。 常用堆焊工艺方法： 氧－乙炔焰堆焊 手工电弧堆焊 钨极氩弧堆焊 熔化极气体保护电弧堆焊 埋弧堆焊 等离子弧堆焊 电渣堆焊 堆焊材料通常为棒状、管状、带状。
等离子弧堆焊
稀释率、熔敷速度和堆焊层厚度是最重要的指标。
(在允许的稀释率水平下尽可能提高熔敷速度。)
涂层及基体材质广泛 基体温度低 操作灵活
热喷焊和热喷涂的差别
热喷涂与热喷焊的区别
1、涂层结合机理不同
热喷涂的结合机理是：机械结合、冶金—化学结合、物理结合。
其中以机械结合为主。
喷焊的结合机理是：化学冶金结合，实现原子间的永久连接。
2、工件受热情况不同
喷涂无重熔过程，工件表面温度可始终控制在250℃以下。
一般不产生变形和使工件的组织状态发生变化。
而喷焊要使涂层融化，重熔温度可达900℃以上，不仅易引起工件变形，而且多数工件会发生退火或不完全退火。
3、与基材的结合状态不同
喷涂层与基材表面的结合以机械咬合为主，尽管存在微区冶金结合，涂层结合强度不高，一般为30~50 MPa。
喷焊通过涂层熔化与基材表面形成冶金结合，结合强度一般可达
343~440MPa。
4、喷涂材料不同
喷焊要求使用自熔性合金粉末，而喷涂则对粉末的自熔性要求不高，且不一定是自熔性合金粉末，各种自熔性合金粉末既可用于喷焊又可用于喷涂，但喷涂粉末不具备自熔性只能用于喷涂而不能用于喷焊工艺。
粉末火焰喷焊所用粉末必须是自熔性合金粉末，而喷涂所用粉末不受限制。
5、覆盖层结构不同
喷焊层均匀致密，一般认为无孔隙，而喷涂层有孔隙。
6、承载能力不同
喷涂层不能承受冲击载荷和较高的接触应力，适用于各种面接触工件的表面喷涂。
喷焊层可承受冲击载荷和较高的接触应力，可用于线接触场合。
综上所述，当工件承载大，尤其是受冲击负荷作用和在腐蚀介质中使用时，以采用喷焊为宜，当工件不允许有变形发生或不允许改变其原始组织，而且工件不承受或仅承受轻微冲击载荷时，则宜采用喷涂。
目前广泛采用的有粉末火焰喷焊及等离子弧喷焊两种工艺。
喷涂与喷焊
喷涂一般采用高碳钢，以弥补碳元素的烧损。
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2.粉芯丝材 粉芯丝材包括外皮和粉芯两部分，是由金属外皮内
包装着不同类型的金属、合金粉末或陶瓷粉末构成
的，因而同时具备丝材和粉末的优点，能够进行柔
性加工制造，拓宽了涂层材料的成分范围，并可制
造特殊的合金涂层和金属陶瓷复合材料涂层。
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第六章船机零件的修复工艺
三、粉末火焰喷熔 l.喷熔原理 喷熔(或喷焊)也是利用氧-乙炔焰作热源，用 专用喷枪把合金粉末加热到熔化状态后喷 到经预处理的零件表面上，再用火焰使涂 层重新熔化后熔焊在零件表面上的工艺。 2.喷熔工艺过程 零件喷熔前的预处理只需将零件表面清洁和进 行预热,预热温度为200-250℃。 ① 一步法喷熔 ② 两步法喷熔
2.热喷涂工艺的特点
①适用的材料范围广。 ②热喷涂材料广。 ③工艺简单，操作容易，涂层形成速度快，加工时间短， 生产率高。 ④喷涂零件受热温度低，热应力小，变形非常小。 ⑤喷涂层与零件表面为机械结合,结合强度低，约为55OMPa,抗冲击性能差。 ⑥喷涂层是由金属颗粒堆积而成的，内部多孔，可存油， 有利于润滑。喷熔层则是连续致密的金属。 ⑦喷涂层厚度可从0.O5mm至几毫米。喷熔层的最小厚度 为0.8mm,一步法喷熔层厚度一般不大于2mm；二步法每 次喷熔层厚度为0.2-0.3mm,可多次实施获得较大厚度的 喷熔层。
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喷丸
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① 喷丸处理是利用高速喷射出的砂丸和铁丸，对工件表 面进行撞击，以提高零件的部分力学性能和改变表面状 态的工艺方法。 ② 喷丸的方法通常有手工操作和机械操作两种。 ③ 喷丸通常是直径为0.5～2mm的沙粒或铁丸。沙粒的材 料多为Al2O3或SiO2。表面处理的效果与丸粒的大小、 喷射速度和持续时间有关。 ④ 喷丸用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐 蚀性等，还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、 焊件的残余应力等。
机械设备维修中热喷涂与喷焊技术研究
机械设备维修中热喷涂与喷焊技术研究机械设备维护中一个重要的项目就是针对易磨损的零件表面进行维护与修复，相比直接更换而言，利用喷涂（焊）技术对机械部件的表面进行维护与再造可以利用较低的成本恢复零件的性能，对于工厂节能减排和资源节约、建设环境友好型社会具有举足轻重的作用。
热喷涂和喷焊技术是主要的技术类型，技术优势和应用都有较为广阔的前景。
1 热喷涂技术特征1.1 热喷涂概述热喷涂技术是利用电弧等热源，将喷涂材料从固体变为熔融状态，在高压气流的推动下喷涂材料被雾化，直接喷射到机械零件的表面，材料喷射到工件表面上受到阻力影响而形成扁平状，附着到工件表面达到修复磨损表面的目的。
持续的喷涂则可以使得喷涂材料之间相互咬合，进一步形成机械结合，大量的喷涂材料在表面产生堆积，由此形成喷涂层达到维修的目的。
1.2 热喷涂工艺分析1.2.1 工件表面处理：为了保证涂层与零件表面的有效结合，表面必须进行净化和粗化处理，具体的方法则应根据零件材料和涂层材料而定。
净化处理的目的就是去掉零件表面的氧化皮、油渍等污物，关键是要去掉渗入的油脂。
粗化处理则是为了增加涂层材料与基材之间的接触面积，如喷砂、滚花、电拉毛等方式。
1.2.2 预热处理：预热是针对工件进行加热处理，去除水分和湿气，拉近喷涂材料与零件之间的温度差，这样工件材料和喷涂材料的结合强度将得到强化，也可以减少热胀冷缩而导致的涂层材料开裂，通常预热的温度在60°～120°之间。
1.2.3 喷涂操作：在喷涂方法上也有很多种，主要视喷涂材料而定，当然工件的材料特性也必须考虑在内，如果陶瓷层则选用等离子技术；如果是碳化金属陶瓷层，则利用高速火焰喷涂；如果是塑料涂层，则直接利用火焰喷涂。
1.2.4 喷涂后维护：在完成涂层涂覆后应进行防腐处理，主要是防止腐蚀介质深入到涂层内而对基材产生影响。
用于防腐的材料主要有石蜡、环氧树脂、硅树脂等，也可利用氧化物作为防腐剂。
chapter 6 热喷涂、喷焊与堆焊技术
• 喷涂效率高，成本低．喷涂时生产效率为 喷涂效率高，成本低．
每小时数公斤到数十公斤。 每小时数公斤到数十公斤。 • 热热喷涂技术的局限性主要体现在热效率 材料利用率低、 低，材料利用率低、浪费大和涂层与基材 结合强度较低三个方面。尽管如此，热喷 结合强度较低三个方面。尽管如此， 涂技术仍然以其独特的优点获得了广泛的 应用。 应用。
• 线材；粉末 • 线材： • 锌及锌合金 • 铝及铝合金 • 铜及铜合金 • 铅及铅合金 • 锡及合金 • 镍及镍合金 • 不锈钢 •钼
耐大气腐蚀 耐工业气氛腐蚀，耐热 导电，装饰，耐海水 耐蚀和屏蔽 耐蚀，巴氏合金 耐盐酸，硫酸等 耐热浓硫酸
• 粉末： 粉末： • A.自溶性合金粉末 A.自溶性合金粉末 • 镍基 NiBSi, NiCrBSi • 钴基 Co,Cr,W, • 铁基 不锈钢型，高铬铸铁型 • B.复合粉末 B.复合粉末 • 铝-镍复合粉末 NiAl,Ni3Al • 一步自黏结复合粉末 • 工作复合粉末
二、热喷涂工艺方法
2．9等离子喷涂 • 等离子喷涂有大气等离子喷涂 可控气氛等离子喷涂和液体稳 定等离子喷涂方法。它用氮气、 定等离子喷涂方法。它用氮气、 氩气、氢气作为离子气、 氩气、氢气作为离子气、经电 离产生等离子高温射流， 离产生等离子高温射流，将输 入的材料熔化或熔融喷射到工 作表面形成涂层的方法。 作表面形成涂层的方法。主要 用于制备金属陶瓷， 用于制备金属陶瓷，金属相陶 瓷涂层。在这种喷涂装置上， 瓷涂层。在这种喷涂装置上， 对喷涂枪和电流进行改进而发 展了超音速等离子喷涂． 展了超音速等离子喷涂．它的 等离于焰流能量密度更高、 等离于焰流能量密度更高、焰 流速度更快、 流速度更快、提高了涂层质量
• 陶瓷粉末： • 氧化物，碳化物，氮化物，硼化物，硅化
热喷涂与喷焊
热喷涂与喷焊1.简要说明表面工程概念的含义，常用的表面工程手段或方法有哪些？表面工程是材料表面经预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面工程技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，以获得所需要表面性能的系统工程。
表面工程技术分为三类：表面合金化、表面覆层与覆膜技术和表面处理。
表面合金化：包括喷焊、堆焊、离子注入、转化膜技术、扩散渗入、激光熔敷、热渗镀等。
表面覆层与覆膜技术：包括电化学沉积、化学沉积、气相沉积、热喷涂、电镀、化学转化处理、电刷镀、化学镀、气相沉积、涂装、堆焊、金属染色、热浸镀等。
表面处理：包括激光、电子束热处理技术以及喷丸、辊压、孔挤等表面加工硬化技术，表面纳米化加工。
2.什么是热喷涂，主要有哪些具体方法？热喷涂技术是采用气体、液体燃料或电弧、等离子弧、激光等作热源，使金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物、塑料以及它们的复合材料等喷涂材料加热到熔融或半熔融状态，通过高速气流使其雾化，然后喷射、沉积到经过预处理的工件表面，从而形成附着牢固的表面层的加工方法。
热喷涂技术依照所采用的热源不同通常可分为：火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和冷喷涂四大类：①火焰喷涂：利用气体燃烧放出的热进行的热喷涂称火焰喷涂。
火焰喷涂最常用的喷涂热源是氧乙炔焰。
根据喷涂材料的形状可分为丝材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。
②电弧喷涂：将两根被喷涂的金属丝作为自耗电极，利用其端部产生的电弧作为热源来熔化金属丝材，用压缩空气进行雾化的热喷涂方法。
③等离子喷涂：采用等离子弧为热源，以喷涂粉末材料为主的热喷涂方法。
④冷喷涂：它不使用任何高温火焰来直接加热熔化喷涂粉末。
它采用高压高速的气流驱动喷涂材料粉末来进行喷涂，当固态粉末粒子的速度高于某一临界值时，粒子与基材发生粘合沉积，从而形成涂层。
高压气源产生的高压气体分别用作工作气体和送粉气体，气体加热器分别预热工作气体和送粉气体至100～600℃。
喷涂与喷焊的区别
喷涂与喷焊的区别1.与基体金属的结合形成不同:喷涂层与零件表面主要为机械结合，结合强度低，约为5MPa～50MPa，抗冲击性能差。
喷熔涂层与零件表面为冶金结合，结合强度高，约为300MPa～700MPa。
2. 喷涂材料不同:喷焊要求使用自熔性合金粉末,而喷涂则对粉末的自熔性要求不高,且不一定是自熔性合金粉末,各种自熔性合金粉末既可用于喷焊又可用于喷涂,但喷涂粉末不具备自熔性只能用于喷涂而不能用于喷焊工艺。
3. 工件受热情况不同:喷涂与喷焊过程中,喷前预热温度不同,工件受热影响不同,喷后工件的组织、性能亦不同。
4. 涂层的致密性不同:喷焊层致密,而喷涂层中有少量孔隙（孔隙率和均匀程度是喷涂的重要检验依据）。
5. 承受载荷的能力不同:喷涂层一般能承受大面积接触,多在有润滑条件的工作表面,配合面以及其它受力较小的工况条件下使用,喷焊层却能承受较大的冲击力,挤压应力或接触应力等。
热喷涂定义是这样原一系列过程：以某种形式的热源将喷涂材料加热，受热的材料形成熔融或半熔融状态的微粒，这些微粒以一定的速度冲击并沉积在基体表面上，形成具有一定特性的喷涂层。
喷涂材料喷涂材料有粉、线、带和棒等不同形态，它们的成分是金属、合金、陶瓷、金属陶瓷及塑料等。
粉末材料居重要地位，种类逾百种。
线材与带材多为金属或合金（复合线材尚含有陶瓷或塑料）；棒材只有十几种，多为氧化物陶瓷。
喷涂方法以提供热源的不同，可分为燃烧法及电热法。
前者包括燃烧火焰喷涂、爆炸喷涂及高速火焰喷涂(HVOF);后者包括电弧喷涂及等离子喷涂（又分常压等离子喷涂与水稳等离子喷涂）。
喷涂工艺对涂层产生重要影响的是喷涂湿度（严格地说，是熔滴冲击基体表面时的温度）和熔滴冲击表面的速度。
涂层的形成及其评价:喷涂材料经过具有某种热源形式的喷涂设备喷射之后，在到达被喷涂的基体表面之前，其飞行时间只有几千分之一秒或更少。
在如此之短的时间内，它被加热、熔化或半熔化，形成细小而分散的熔滴，冲向基体表面，被击成扁平的叠状小片，先前生成的扁片又被后来者所覆盖，很快就形成由很多扁平罗叠而成的覆盖层，即为喷涂层。
喷焊工艺技术
喷焊工艺技术喷焊工艺技术是一种常用的金属焊接方法，主要用于修复或加固金属零件。
它可以有效地修复金属零部件的磨损、腐蚀或机械损伤，提高其使用寿命和性能。
喷焊工艺技术的主要步骤包括材料选择、设备准备、喷焊参数设置和实施。
首先，进行喷焊前需要选择合适的喷焊材料。
常见的喷焊材料包括粉末和丝材。
粉末通常经过特殊处理，以提高其粘附性和抗腐蚀性能。
丝材则可以根据需要选择不同的合金成分和直径。
根据金属零件的材质和使用条件，选择合适的喷焊材料至关重要。
其次，准备喷焊设备是进行喷焊的重要步骤。
喷焊设备一般包括喷枪、电源、喷焊剂和保护气体。
喷枪的设计和调试对喷焊质量有着重要影响。
电源的选择和参数设置也会影响喷焊速度和质量。
喷焊剂是喷焊过程中目的物质，可以提供所需的合金成分和其他功能。
保护气体则用于保护焊接区域，避免氧化和污染。
喷焊参数的设置是进行喷焊的关键步骤。
喷焊参数包括喷焊材料的供给速度、气体流量和电源设置等。
喷焊材料的供给速度决定了喷焊层的厚度和形状。
气体流量则影响喷焊区域的气氛和保护效果。
电源设置则决定了焊接温度和熔化情况。
合理的喷焊参数设置可以保证喷焊质量和效率。
最后，进行喷焊实施时需要注意一些关键技术。
喷焊时需要控制好喷焊枪的移动速度和距离，以保证喷焊层的均匀性和致密性。
喷焊时还需要预热和后热处理，以提高喷焊层的结构和性能。
在整个喷焊过程中，需要不断监测和调整喷焊参数，以保证喷焊质量和稳定性。
总结起来，喷焊工艺技术是一种修复和加固金属零件的常用焊接方法。
通过选择合适的喷焊材料、准备好喷焊设备、设置合理的参数和注意关键技术，可以获得高质量的喷焊连接。
喷焊技术的应用可以有效地提高金属零件的使用寿命和性能，减少成本和资源浪费。
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喷涂与喷焊的工艺区别及如何选用喷焊工艺喷涂层和喷焊层与基体金属的结合形成不同,镍包铝通过喷涂焰束加热时发生放热化学反应,在经喷砂除锈达Sa3级,RZ>50μm的碳钢表面形成微冶金结合底层与工作层又产生“锚钩”效应的机械结合涂层,而喷焊层与基体的结合纯属冶金结合涂层。
喷涂材料不同,喷焊要求使用自熔性合金粉末,而喷涂则对粉末的自熔性要求不高,且不一定是自熔性合金粉末,各种自熔性合金粉末既可用于喷焊又可用于喷涂,但喷涂粉末不具备自熔性只能用于喷涂而不能用于喷焊工艺。
工件受热情况不同,喷涂与喷焊过程中,喷前预热温度不同,工件受热影响不同,喷后工件的组织、性能亦不同。
涂层的致密性不同,喷焊层致密,而喷涂层中有少量孔隙。
承受载荷的能力不同,喷涂层一般能承受大面积接触,多在有润滑条件的工作表面,配合面以及其它受力较小的工况条件下使用,喷焊层却能承受较大的冲击力,挤压应力或接触应力等。
下列情况宜选用喷焊工艺
⑴各种碳钢、低合金钢的工件表面载荷大,特别是受冲击载荷,要求涂层与基体结合强度在350—450N/mm2的工件,喷焊硬度HRC150≤65,涂层厚度从0.3至数毫米,喷焊层经磨削加工后表面粗糙度可
达Ra0.4—0.1μm以上。
⑵在腐蚀介质中使用，要求涂层致密,无孔隙。
⑶工件表面原设计采用淬火、渗碳、渗氮、镀硬铬等工艺,要求表面有很高的硬度。
⑷工件工作环境恶劣,如受强烈的磨粒磨损、冲蚀磨损、气蚀等等。
⑸氧—乙炔焰合金粉末喷焊工艺适应各种碳钢、低合金钢零部件的表面强化或修复,但应注意到零件材质的一些特点,当基体材质
的线胀系数与合金喷焊层的线胀系数差别较大时小于12×10-6/℃大于12×10-6/℃,则应慎用此工艺,以免造成裂纹,若基体金属中与氧亲合力大的元素含量较多如钨和钼的含量大于3%,铝、镁、钴、钛、钼等元素总含量大于0.5%或钢中含硫量较多时,也会给喷焊带来困难,这是因为这些材料与氧作用极易生成致密而稳定的氧化膜,阻挡熔融合金对基体的润湿作用,重熔时液态合金会呈珠状象“汗珠”一样地滚落，因此在采用喷焊工艺时,应该注意此工艺对于所喷基体材料的适应性。
⑹无需特殊处理就可喷焊的金属材料：。