热喷涂技术原理及其应用

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热喷涂加工

热喷涂加工

热喷涂加工热喷涂加工是一种广泛应用于工业生产领域的表面处理技术。

它通过将材料加热至熔点,然后高速喷射而形成的覆盖层,可以为工件提供耐磨、耐蚀、导热等特性,从而延长其使用寿命和提高性能。

本文将从热喷涂加工的原理、应用领域以及优势等方面进行探讨。

首先,我们来了解一下热喷涂加工的原理。

热喷涂加工主要通过喷涂设备将加热的材料喷射到待加工工件的表面上,形成一层覆盖层。

这个过程中,喷涂设备中的粉末或线材会被加热到熔点,然后通过高速气体流将其喷射到工件表面。

喷涂后,覆盖层会迅速冷却,形成致密的表面涂层。

热喷涂加工的应用领域非常广泛。

它可以用于加工金属、陶瓷、复合材料等多种材料。

在航空航天、汽车制造、电力工业、石油化工等行业中,热喷涂加工被广泛应用于各种工件的修复、保护和改性。

比如,在航空航天领域,热喷涂加工可以修复发动机叶片上的磨损、修补涡轮叶盘、提高涡轮增压器的性能等。

在汽车制造业中,热喷涂加工可以提高汽车部件的耐腐蚀性和耐磨性。

在电力工业中,热喷涂加工可以延长电站设备的使用寿命,提高其耐高温、耐磨等性能。

可以说,热喷涂加工在现代工业领域中起着至关重要的作用。

热喷涂加工相比其他表面处理技术具有一些独特的优势。

首先,热喷涂加工可以在低温条件下进行,避免了工件热影响区的形成。

这对于对热敏感的工件来说尤为重要。

其次,通过控制喷涂工艺参数,可以得到不同性能的涂层。

可以通过选择不同的材料、粒度和喷涂参数来调节涂层的硬度、粗糙度、粘附性等特性。

此外,热喷涂加工还可以应用于大尺寸工件的加工,具有较高的工艺灵活性和适用性。

在使用热喷涂加工技术时,需要注意一些问题。

首先,必须选择适合工件要求的喷涂材料。

材料的选择应根据工作环境、工件材料和使用要求来确定。

其次,需要合理控制喷涂参数,包括气体流速、加热功率等,以确保获得良好的涂层质量。

此外,对于较复杂的工件形状,还需要进行喷涂前的设计和模拟,以确保涂层的均匀性和一致性。

最后,还需要进行严格的质量控制和检测,以确保喷涂涂层的质量满足要求。

热喷涂原理及应用技术

热喷涂原理及应用技术

热喷涂原理及应用技术热喷涂是一种常用的表面处理技术,它通过将熔融状态的涂层材料喷射到基材表面,形成一层均匀而致密的保护层。

热喷涂技术在工业生产中有着广泛的应用,可用于增强材料的耐磨性、耐蚀性和耐高温性能,改善材料表面质量,修复和加固零件,以及制造新的材料。

热喷涂的原理主要包括:材料加热、喷射和冷却三个阶段。

首先,涂层材料被加热至熔化温度,通常通过火焰或等离子弧进行加热。

接着,加热后的涂层材料以高速喷射到基材表面,形成一层涂层。

最后,涂层在喷射过程中冷却固化,形成均匀致密的结构。

热喷涂技术主要包括火焰喷涂、等离子喷涂和高速喷涂等几种。

火焰喷涂是最常见的一种技术,它通过将涂层材料喷射到基材表面,经过燃烧加热液化后在基材表面冷却固化形成涂层。

等离子喷涂使用等离子弧或等离子炉进行加热,可在高温下加热材料并喷射到基材上。

高速喷涂技术则通过高速气流将涂层材料喷射到基材上,使其与基材粘结。

热喷涂技术的应用非常广泛。

首先,热喷涂可以用于增强材料的耐磨性能。

在机械制造和汽车工业中,表面磨损是常见的问题,热喷涂技术可以喷涂一层硬质材料,如钢、陶瓷等,形成耐磨涂层,提高材料的使用寿命。

其次,热喷涂还可以用于增强材料的耐腐蚀性能。

在化工和石油工业中,材料往往会受到腐蚀的侵蚀,热喷涂技术可以喷涂一层耐腐蚀材料,如镍合金、不锈钢等,形成耐腐蚀涂层,保护材料免受腐蚀。

此外,热喷涂还可用于增强材料的耐高温性能。

在航空航天和能源行业中,材料常常需要承受高温环境,热喷涂技术可以喷涂一层耐高温材料,如陶瓷涂层、合金涂层等,提高材料的耐高温性能。

此外,热喷涂技术还可以修复和加固零件。

如果零件表面损坏或磨损严重,可以使用热喷涂技术喷涂一层材料,修复零件并恢复其功能。

总之,热喷涂技术是一种非常有效的表面处理技术,具有广泛的应用前景。

通过热喷涂技术,可以增强材料的耐磨性、耐蚀性和耐高温性能,改善材料表面质量,修复和加固零件,以及制造新的材料。

热喷涂技术

热喷涂技术

热喷涂技术热喷涂技术是一种广泛应用于工业领域的表面处理技术,它通过将熔融或热喷涂材料喷射到基材表面,形成一层覆盖层,以提供保护、表面修复或改善材料性能的效果。

热喷涂技术具有许多优点,如高效、耐久和易于操作,已经在许多行业中得到广泛应用。

热喷涂技术的基本原理是将金属、合金或陶瓷等材料加热到熔化温度,然后通过喷枪或火焰将其喷射到待处理的表面上。

材料在与表面接触时会迅速冷却和固化,形成一个致密的覆盖层。

通过选择不同的材料和工艺参数,可以实现不同的功能和性能要求。

热喷涂技术的应用范围非常广泛。

在航空航天领域,热喷涂技术被用于修复和增强发动机部件和涡轮叶片的表面。

通过喷涂耐高温、耐腐蚀的材料,可以延长零部件的使用寿命,提高整体性能。

在能源行业,热喷涂技术可以用于涡轮机组和燃烧器的喷涂,以提高热效率和防止腐蚀。

此外,热喷涂技术还可以用于模具修复、化工设备防腐、汽车零部件修复等领域。

热喷涂技术具有许多独特的优点。

首先,它可以在不影响基材的情况下,为其提供保护和改善性能的效果。

这是因为热喷涂材料与基材的结合强度很高,能够有效地防止介质的渗透和腐蚀。

其次,热喷涂技术可以在材料表面形成高度致密的覆盖层,提高材料的硬度、耐磨性和耐蚀性。

另外,该技术具有高效和灵活的特点,可以根据不同需求选择不同的喷涂材料和喷涂工艺。

热喷涂技术主要有以下几种类型。

首先是火焰喷涂技术,通过燃烧混合气体产生高温火焰,并通过喷嘴将粉末材料喷洒在待涂层表面上。

火焰喷涂技术适用于大面积涂覆和大型部件处理。

其次是等离子喷涂技术,利用等离子喷射产生的高温和高速气流将材料喷涂到基材上。

等离子喷涂技术在提高涂层附着力和密度方面具有优势。

此外,还有电弧喷涂、高速喷涂等不同的喷涂技术。

热喷涂技术在实际应用中需要考虑一些关键因素。

首先是喷涂材料的选择,材料的性能直接影响到喷涂覆盖层的质量和性能。

其次是喷涂工艺参数的优化,包括喷嘴间距、喷涂距离、气体流量等。

合理的工艺参数可以确保涂层的均匀性和附着力。

热喷涂技术的原理及应用

热喷涂技术的原理及应用

热喷涂技术的原理及应用1. 热喷涂技术的原理热喷涂技术是一种通过将材料加热到熔化或半熔化状态,然后将其喷射到被涂覆物表面的技术。

热喷涂技术可以用于提高材料的表面性能,包括抗腐蚀性、耐磨性、耐热性等。

它广泛应用于航空航天、电子、冶金、化工、汽车、机械等领域。

1.1 热喷涂技术的分类热喷涂技术主要有以下几种分类:•火焰喷涂技术:使用火焰作为热源,将涂层材料加热到熔化或半熔化状态,并将其喷射到被涂覆物表面。

•等离子喷涂技术:使用等离子体作为热源,将涂层材料加热到熔化或半熔化状态,并将其喷射到被涂覆物表面。

•电弧喷涂技术:使用电弧作为热源,将涂层材料加热到熔化或半熔化状态,并将其喷射到被涂覆物表面。

•高速火焰喷涂技术:使用高速火焰作为热源,将涂层材料加热到熔化或半熔化状态,并将其喷射到被涂覆物表面。

1.2 热喷涂技术的工作原理热喷涂技术的工作原理可以简要概括为以下几个步骤:1.加热材料:将涂层材料加热到熔化或半熔化状态。

不同的热喷涂技术使用不同的加热源,如火焰、等离子体或电弧。

2.喷射材料:将加热到熔化或半熔化状态的涂层材料喷射到被涂覆物表面。

喷射可以通过喷枪或喷嘴来实现。

3.涂覆形成:涂层材料接触到被涂覆物表面后,由于温度差异,涂层材料会迅速冷却和凝固,形成涂层。

4.涂层熔合:涂层材料凝固后,可以进一步通过热处理或机械加工等方式,使其与被涂覆物表面充分结合。

2. 热喷涂技术的应用热喷涂技术在多个领域都有广泛的应用,主要包括以下几个方面:2.1 防腐领域热喷涂技术可以用于防腐,提高材料的耐蚀性。

热喷涂涂层可以形成致密的结构,能够有效隔离被涂覆物与外界环境的接触,保护被涂覆物不受腐蚀。

2.2 修复与修补领域热喷涂技术可以用于修复与修补受损物体的表面。

通过热喷涂涂层,可以提高受损物体的耐磨性、耐腐蚀性等性能,延长其使用寿命。

2.3 摩擦与磨损领域热喷涂技术可以用于提高材料的耐磨性。

通过热喷涂涂层,可以在材料表面形成硬质的陶瓷涂层,提高材料的摩擦性能和抗磨损性能。

第八讲-热喷涂的原理和特点

第八讲-热喷涂的原理和特点

3.涂层的结合方式
(1)涂层的结合
涂层的 涂层内聚
结合
涂层与基体表面
(2)涂层的结合方式
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。
3)冶金结合
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 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)。
局限性:
热效率低 材料利用率低,浪费大 涂层与基体结合强度较低
四、热喷涂的应用
① 防腐蚀 主要用于大型水闸钢闸门、造纸机烘缸、煤矿井 下钢结构、高压输电铁塔、电视台天线、大型钢桥梁、 化工厂大罐和管道的防腐喷涂。 ② 防磨损 通过喷涂修复已磨损的零件,或在零件易磨损部 位预先喷涂上耐磨材料,如风机主轴、高炉风口、汽 车曲轴、机床主轴、机床导轨、柴油机缸套、油田钻 杆、农用机械刀片等。
二、热喷涂基本原理
1.热喷涂的基本过程
从喷涂材料进入热源到形成涂层,喷涂过程一般 经历四个阶段: (1)喷涂材料被加热到熔化或半熔化状态 (2)喷涂材料的熔滴被雾化 (3)雾化或软化的微细颗粒喷射飞行 (4)微细颗粒撞击基体表面形成涂层
2.涂层的结构
由无数变形粒子互相交错呈波浪式堆叠在一起而 形成的层状组织结构。 组成:变形颗粒、氧化物、气孔和未熔化颗粒
③ 特殊功能层 通过喷涂获得表层某些特殊性能,如耐高温、隔 热、导电、绝缘、防幅射等,在航空航天和原子能等 部门应用较多。
第八讲 热喷涂的原理和特点
பைடு நூலகம் 主要内容
一、热喷涂的定义 二、热喷涂基本原理 三、热喷涂的分类和特点 四、热喷涂的应用

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。

热喷涂技术及其在材料领域的应用

热喷涂技术及其在材料领域的应用

热喷涂技术及其在材料领域的应用热喷涂技术作为一种先进的表面技术,已经在各个领域得到了广泛应用。

该技术将材料加热喷涂到基材表面,通过化学物理反应形成涂层,具有防腐、耐磨、隔热、隔音等特性,被广泛应用于航空、航天、工程机械、汽车、电子等行业领域。

本文将总结热喷涂技术的一些基本概念和在材料领域中的应用。

热喷涂技术的基本概念热喷涂技术是通过将熔化态或半熔化态的材料喷到基材上,将喷涂材料与基材结合在一起,形成涂层。

热喷涂技术分为三种:火焰喷涂、射线喷涂和反应喷涂。

火焰喷涂是将喷涂材料在火焰中加热融化,通过喷嘴喷出并与基材表面冷却结合。

射流喷涂是利用电弧或电极射流产生高温,将喷涂材料则经过熔化喷射,再在基材表面形成新层。

反应喷涂是在喷射过程中,通过化学反应来生成涂层的,相对于前两种技术,可以生成更厚的涂层。

热喷涂的材料常常包括金属、合金、陶瓷、玻璃、聚合物等。

热喷涂技术的应用航空在航空领域,热喷涂技术可以增强飞机结构的强度和刚度,提供耐热、抗腐蚀、防氧化等性能。

在发动机的高压涡轮中,热喷涂可以对叶片进行保护,延长使用寿命。

同时,热喷涂技术还可以在飞机的液压阀、液压管道和传动部分上形成保护层,减少磨损和碰撞损坏。

电子在电子行业,热喷涂技术可以提供防静电、隔热、隔音、导电性等特性。

例如,在太阳能电池板的背面上,可以喷涂一层导电涂层,以确保电池板受到充分利用,提高太阳能电池的效率。

同时,在手机、电脑等大量使用的电子设备中,热喷涂技术还可以用于防止某些塑料部件损坏,例如键盘按钮和鼠标轨迹球等,使它们保持其原因样子的同时,又具有一定的耐腐蚀性和耐磨性。

工业热喷涂技术可用于工业领域的各个方面。

例如,在工程机械制造中,热喷涂技术可以用于制造防护层,避免运输过程中腐蚀或受损。

在建筑领域,也可以利用热喷涂技术来加强防护能力,例如使用热喷涂的防水材料对外墙涂层进行保护。

汽车最后,热喷涂技术在汽车行业中也得到了广泛应用。

通过涂覆车体涂层,汽车可以具有高温和抗腐蚀等特性,同时也可以增强车体的强度和刚度。

热喷涂技术及应用

热喷涂技术及应用

热喷涂技术及应用学校:西南大学班级:材料科学与能源学部学号:***************姓名:***热喷涂技术及应用㈠热喷涂的定义热喷涂是利用热源讲喷涂材料加热到熔化或半融化状态,用高速气流将其雾化并喷射到基体表面形成涂层的技术。

热喷涂技术在普通材料的表面上,制造一个特殊的工作表面,使其达到:防腐、耐磨、减摩、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等一系多种功能,使其达到节约材料,节约能源的目的,我们把特殊的工作表面叫涂层,把制造涂层的工作方法叫热喷涂。

㈡热喷涂基本原理⒈热喷涂的基本过程①喷涂材料被加热到熔化或半融化状态②喷涂材料的熔滴被雾化③雾化或软化的微细颗粒喷射飞行④微小颗粒撞击基体表面并形成涂层⒉涂层的结构热喷涂涂层是由燃烧火焰或等离子热源将某种材料加热至熔化或热塑性状态,形成一簇高速的熔态粒子流(熔滴流),熔滴依次撞击基体或已形成的涂层表面,经过粒子的横向流动扁平化、急速凝固冷却、不断堆积起来而形成的。

由于热喷涂涂层为典型的层状结构,所以涂层的性能具有方向性。

在垂直和平行涂层为向上的性能有显著的差异。

对涂层进行适当地处理和重熔,既可以使层状结构转变为均质结构,还可以消除层状中的氧化物夹杂和气孔。

⒊涂层的结合方式涂层的结合包括涂层与基体表面的结合和涂层内聚的结合。

前者的结合强度称为结合力。

后者的结合强度称为内聚力。

涂层的一般结合方式有三种:①机械结合熔融态的粒子撞击基体表面并快速冷却凝固时,会因收缩而咬住高低不平的基体部分,形成了机械结合。

②物理结合借助于分子(原子)之间的范德华力是喷涂层附着于基体表面的结合方式。

③冶金结合当熔融的微细颗粒高速撞击基体表面是时,涂层和基体界面出现扩散和合金化时的一种结合方式。

⒋涂层的残余应力一般情况下,热喷涂涂层存在着明显的残余应力。

当熔融颗粒高速碰撞碰撞基体表面,在产生形变的同时快速冷却凝固,这时会在颗粒内部产生张应力,而在基体表面产生压应力。

热喷涂涂层技术的原理和应用

热喷涂涂层技术的原理和应用

热喷涂涂层技术的原理和应用热喷涂涂层技术,作为一种高端的表面修复和增强技术,在航空、汽车、机械等领域得到了广泛应用。

它能够通过在材料表面喷涂一层厚度不一、质量不一的涂层,达到提高机械性能、抗磨损、抗腐蚀等多重效果的目的。

在研究热喷涂技术的时候,我们需要了解它的原理和应用,以更好地理解它的发展和应用。

一、热喷涂涂层技术的原理热喷涂技术是一种通过加热材料使其熔化,在离开喷嘴时用气流将它喷到工件表面的技术。

常见的热喷涂设备有火焰喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂等。

这些设备由燃气、电弧和炸药等不同的能源供应,而另外一端的喷嘴则由氧气和气体等不同的媒介驱动。

当喷嘴放出喷雾时,材料涂层会被喷到工件表面并形成所需涂层。

由于热喷涂设备多种多样,因此其原理也有所不同。

在火焰喷涂和电弧喷涂中,金属线或粉状材料通过电弧的高温气流熔化,然后喷出,形成涂层。

在爆炸喷涂中,将粉末受热和炸药爆炸引起燃烧,并迅速将喷雾喷射到工件表面,形成激波压缩和过流,使粉末焊合在工件表面形成涂层。

热喷涂涂层技术的原理教我们,它利用不同形式的能源通过高温、高压的方式使材料熔化,并在喷嘴的高速气流的冲击下形成涂层层厚不一的被涂物。

这种涂层可通过控制喷涂速度、氢氧燃气比等参数进行调整,使用不同的工艺可实现不同的涂层性能。

二、热喷涂涂层技术的应用1. 航空领域热喷涂涂层技术在航空领域得到了广泛应用。

例如,喷涂铬、铝、钯等金属和氧化铝、钛、金刚砂等陶瓷颗粒,使飞机的发动机零部件、涡轮叶片、气缸等表面附加了防磨损、防腐蚀等功能。

这极大地提高了航空器的安全性、可靠性和寿命。

2. 汽车制造对于汽车的发动机零部件、变速器、氧化催化器、排放系统等其他组件,热喷涂涂层技术同样得到了广泛应用。

热喷涂涂层如陶瓷、合金,意义在于增加其机械性能,提高其使用寿命等。

3. 机械制造热喷涂涂层技术在机械制造领域也被广泛应用。

例如在制造刀具、轴承、滑动轴承时,可在零件表面涂上金属材料或氧化铝导电膜,使零件的运行更加平稳,在运动中产生的磨损减少,逐渐形成了一种全新的应用模式。

热喷涂技术原理及应用

热喷涂技术原理及应用
汽轮机、压缩机汽缸在长期的使用中其中分面由于微振、 热汽流腐蚀及热变形等而发生变形状、面积不等及深浅 各异的表面破坏,引起泄漏。采用热喷涂对各破坏处进 行喷涂填补、打磨,恢复平面的尺寸精度。
7热喷涂的实际应用-发电系统当中的应用
发电系统:锅炉四管(水冷壁管、过热器管、再热器管和 省煤器管)、风机叶轮、风机轴承、风机轮毂等。 工作在高温腐蚀、高速磨粒磨损、海水侵蚀等环境下, 采用热喷涂可以提高耐蚀耐磨寿命3-8倍。
6热喷涂工艺流程
5.3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, 必须对涂层进行封孔处理.
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。
热喷涂的三个步骤步
6热喷涂工艺流程
5.1表面预处理
净化处理
粗化处理
增加涂层与基材间的接
预热
消除工件表面的水分, 提高
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. 一般情况下预热温度控制在 60 - 120 ℃之间.
除去工件表面
触面, 增大涂层与基材的 界面温度, 以提高涂层与基 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
3.5超音速热喷涂枪
1
2
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4
Jet-Kote超音速粉末火焰枪原理图 1-粉末及送粉气;2-冷却水;3-冷却水;4-氧气;5-燃料气;
超音速热喷涂特点及应用
1) 火焰及喷涂粒子速度极高:燃气流速可达1500-2000m/s,粉粒 撞击到工件表面的速度为550~800 m/s; 2) 粉粒在火焰中加热时间长:喷涂粉末以中心轴式方法供给,这种 供粉方式使粉末在火焰中停留时间长,能均匀地受热熔融,产生 集中的喷射束流; 3) 熔粒与周围大气接触时间短:这可避免碳化物材料分解和脱碳; 4) 喷涂粉末细微,涂层光滑:粉末粒度为5-45μ m,可获得表面光 滑的涂层; 5) 涂层致密,结合强度高:涂层的孔隙率可小于0.1%,结合力可大 于100N/mm2; 6) 气体耗量大、喷涂噪声大:目前喷枪所消耗的气体远大于一般火 焰喷涂; 7) 被广泛使用来制备碳化物(WC-Co、NiCr-Cr3C2)涂层和耐蚀 涂层。

热喷涂技术的原理与应用

热喷涂技术的原理与应用

热喷涂技术的原理与应用作为一种新兴的高温涂装技术,热喷涂技术已经广泛应用于各行各业。

热喷涂技术的原理是将金属或非金属材料加热后,在高速气流的作用下喷射到待涂装的物体表面上,形成一层均匀的涂层。

首先,我们来看一下热喷涂技术的原理。

热喷涂技术是一种非常灵活的涂装技术,可以使用各种不同类型的涂料和喷嘴来完成涂装作业。

热喷涂技术通常使用的是高速喷射材料和气体流,在加热和喷射的过程中,将材料熔化或升华,同时与气体流混合,并在物体表面形成涂层。

这种涂覆方式不仅能够对特殊表面进行涂料覆盖,还能够保持与物体表面的接触力,并提高耐磨性和化学稳定性。

接下来,我们来看一下热喷涂技术的应用。

热喷涂技术被广泛应用于航空航天、机床、汽车、石化、化工、建筑和船舶等领域。

在航空航天领域,热喷涂涂层已经被广泛的应用于航空发动机喷嘴、涡轮叶片和燃烧器内部零件等。

在机床制造业中,热喷涂技术用于提高工作表面的耐磨性、减少摩擦和降低噪音。

在汽车制造业中,热喷涂技术被用于制造高性能发动机的零部件、防锈和隔热材料。

在建筑和船舶领域,热喷涂涂层可用于加强钢结构的耐腐蚀性和耐候性。

总的来说,热喷涂技术在各行各业都有广泛的应用。

热喷涂技术的优点是它可以喷涂到各种形状和大小的物体表面,而且比传统的加热方法更加快速、便捷和高效。

此外,热喷涂技术可以使用各种不同类型的喷射材料,包括金属、陶瓷和聚合物等,从而满足各种不同应用需求。

热喷涂技术的局限性包括材料的成本、喷涂速度的限制和涂层质量的均一性等。

在未来,热喷涂技术将会得到进一步的发展和改进。

随着技术的不断精进,热喷涂涂层的品质将得到进一步的提高,甚至可以应用于更加苛刻的环境和条件下。

此外,热喷涂技术也将不断推陈出新,不断针对不同领域和应用需求进行创新。

相信,未来热喷涂技术一定会成为更加完善和强大的新型涂层技术,为各行各业的生产和工作提供更加完美的解决方案。

热喷涂技术的原理及应用实验报告

热喷涂技术的原理及应用实验报告

热喷涂技术的原理及应用实验报告一、引言热喷涂技术是一种常用的表面涂覆技术,通过高速喷射热能将粉末或线状材料熔化,并在基材表面形成涂层。

本文将介绍热喷涂技术的原理以及在实验中的应用情况。

二、热喷涂技术的原理热喷涂技术基于热能喷射原理,通过将热能引入喷枪中,使喷口处的涂层材料达到熔化状态,然后以高速喷射到基材表面。

热喷涂技术主要包括燃烧喷涂和等离子喷涂两种方式。

2.1 燃烧喷涂原理燃烧喷涂是利用火焰的高温将涂层材料加热至熔化状态的技术。

其原理可以分为两个步骤:1.燃烧产生高温火焰:在喷涂枪中,燃烧剂和氧气混合燃烧产生高温火焰。

这种高温火焰可以使涂层材料达到熔化状态。

2.喷涂涂层:熔化状态的涂层材料通过高速喷射到基材表面,形成一层均匀的涂层。

涂层在快速冷却后变得致密,并具有良好的附着力。

2.2 等离子喷涂原理等离子喷涂是利用电弧放电将涂层材料加热至熔化状态的技术。

其原理可以分为三个步骤:1.弧电离气体:在喷涂枪中,高压电源产生电弧,将气体电离,形成等离子体。

等离子体产生的高温可以使涂层材料达到熔化状态。

2.喷涂涂层:熔化状态的涂层材料通过高速喷射到基材表面,形成一层均匀的涂层。

等离子体的高温状态有利于涂层材料的熔化和喷射。

3.冷却和固化:涂层在快速冷却后变得致密,并具有良好的附着力。

三、热喷涂技术的应用实验3.1 实验目的本实验旨在研究热喷涂技术在材料表面涂覆方面的应用情况,并对涂层性能进行评估。

3.2 实验材料和设备实验材料:使用钴基和铝基合金粉末作为涂层材料。

基材使用不锈钢板。

实验设备:燃烧喷涂设备和等离子喷涂设备。

3.3 实验步骤1.准备基材:将不锈钢板进行表面处理,保证其干净无杂质。

2.准备涂层材料:将钴基和铝基合金粉末进行筛选和混合。

3.燃烧喷涂实验:将喷涂枪调整到适当位置,控制喷涂距离和喷涂速度,进行燃烧喷涂实验。

4.等离子喷涂实验:将喷涂枪调整到适当位置,控制喷涂距离和喷涂速度,进行等离子喷涂实验。

热喷涂原理

热喷涂原理

热喷涂原理热喷涂是一种常用的表面修复和保护技术,其原理是通过高温喷射将熔化或半熔状态的材料喷涂到被修复或保护的物体表面,以形成一层坚固、耐磨或防腐蚀的涂层。

热喷涂技术广泛应用于航空航天、汽车制造、石油化工、能源和冶金等领域。

热喷涂技术的核心是喷涂材料的加热和喷射过程。

通常,喷涂材料以粉末、线材或线料的形式存在,并通过特殊的喷涂设备进行加热和喷射。

常用的喷涂设备有火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂和高速火焰喷涂等。

在火焰喷涂中,燃烧的气体或液体燃料与氧气混合产生高温火焰,将喷涂材料加热至熔化或半熔状态。

喷涂设备通过喷嘴将高温火焰和喷涂材料同时喷射到被修复或保护的物体表面上。

喷涂材料在高温火焰的作用下快速熔化并冷却,形成一层致密、结合牢固的涂层。

在等离子喷涂中,通过高压电弧或电子束将气体或液体燃料电离产生等离子体,喷涂材料经过高温等离子体的加热和离子轰击,熔化或半熔状态的喷涂材料被喷射到物体表面。

等离子体的高温和高能量使喷涂材料在物体表面快速凝固,形成一层致密、耐磨的涂层。

在电弧喷涂中,通过电弧放电将电极材料加热至熔化或半熔状态,喷涂设备通过喷嘴将高温电弧和喷涂材料同时喷射到物体表面。

电弧的高温和高能量使喷涂材料在物体表面迅速熔化并凝固,形成一层坚固、耐磨的涂层。

在高速火焰喷涂中,通过高速气流将喷涂材料加热至熔化或半熔状态,喷涂设备通过喷嘴将高速气流和喷涂材料同时喷射到物体表面。

高速气流的冲击作用使喷涂材料在物体表面迅速熔化并冷却,形成一层致密、耐磨或防腐蚀的涂层。

热喷涂技术的应用范围广泛。

在航空航天领域,热喷涂可用于修复和保护发动机叶片、涡轮叶片和燃烧室等关键部件,提高其耐磨、抗氧化和防腐蚀性能。

在汽车制造领域,热喷涂可用于修复和保护汽缸、曲轴、活塞等发动机零部件,延长其使用寿命。

在石油化工领域,热喷涂可用于修复和保护管道、阀门和储罐等设备,提高其耐腐蚀性能。

在能源和冶金领域,热喷涂可用于修复和保护锅炉、炉膛和热交换器等设备,提高其热传导和耐高温性能。

第四章 热喷涂技术

第四章 热喷涂技术

• 2)不锈钢复合丝 • 由不锈钢、镍、铝等几种合金元素复合而 成。 • 其特点是既有Ni-Al放热反应,又有其他强 化元素改善性能,可用于“一步”喷涂, 即涂层同时具有打底层和工作层功能,尤 其适合火焰喷涂, • 主要应用于油泵转子、轴承、汽缸衬里和 机械导轨的表面层。
• 3)Al-Cr2O3药芯管状复合丝 • 用铝皮包覆Cr2O3药芯可制备成分为62% Al-38%Cr2O3的管状复合丝。
待喷涂基体表面的粗化处理已成为不可缺少的
重要的预处理工序。
(2)物理结合 借助于分子(原子)之间的范德华力使喷 涂层附着于基体表面的结合方式。当高速运动 的熔融粒子撞击基体表面、充分变形后,涂层 原子或分子与基体表面原子之间的距离接近晶 格的尺寸时,就进人了范德华力的作用范围。
范德华力虽然不大,但在涂层与基体的结合中
• 5)不锈钢喷涂丝 • 用于焊接的不锈钢丝均可作为热喷涂丝材。 • 铬不锈钢主要用于对强度和硬度要求较高、 耐蚀性要求不太高的场合,其涂层不易开裂, 适宜作为轴类零件层。 • 镍铬不锈钢有良好的工艺性能,在多数酸、 碱介质中具有优异的耐腐蚀性和耐磨性,用 于喷涂水泵轴等。
• 6)Mo喷涂丝 • 钼是一种自黏结材料,可与黑色金属、镍合 金、镁合金、铝合金等形成牢固的结合,常 用作打底层材料。 • 钼是金属中唯一能耐热盐酸腐蚀的金属;钼 与氢不发生反应,可用于氢气保护或真空条 件下的高温涂层;钼涂层中会残留一部分 MoS2杂质,或与硫发生反应生成MoS2固体 润滑膜,适用于喷涂活塞环和摩擦片。 • 但钼不能作为铜和铜合金、镀铬表面和硅铁 表面的涂层。
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,涂层残余应力 措施:

热喷涂技术及其应用

热喷涂技术及其应用

热喷涂技术及其应用热喷涂技术是近年来比较火热的表面处理技术之一,能够用于改善材料表面的性能,提高材料的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性、热稳定性等方面的属性。

本文将介绍热喷涂技术的原理和应用。

一、热喷涂技术原理热喷涂是一种将涂层材料熔化喷射到被涂层材料上形成一层保护膜的表面处理工艺。

它主要分为火焰喷涂、电弧喷涂、高速喷涂、等离子喷涂、激光喷涂等技术。

火焰喷涂是将喷嘴与燃料气体混合后引燃得到的火焰吹向材料表面,同时将被粘合材料送入火焰中加热,然后在熔化状态下喷向被涂材料。

电弧喷涂利用电极放电引发电弧,使涂层材料瞬间融化,并以高速喷向材料表面。

高速喷涂是将粉末材料经过特殊的加速器加速,超音速喷向材料表面,从而形成涂层。

等离子喷涂是以等离子体为介质进行喷涂。

等离子体是在低压下产生的电离气体,它的能量很高,能使材料直接熔化并在被涂材料上喷涂形成涂层。

激光喷涂是利用激光束将涂层材料加热并熔化,然后以气体喷嘴喷向被涂材料,从而形成涂层。

这些不同类型的热喷涂技术都基于相同的原理,即通过喷射熔化的涂层材料来形成一层保护膜,使被涂层材料的性能发生改变。

二、热喷涂技术的应用热喷涂技术可以应用在各种材料的表面处理上,包括金属、塑料、陶瓷等。

它具有如下的应用:1. 保护性涂层热喷涂技术可以在有害气体作用下保护金属表面,使其不被腐蚀。

例如,在海洋环境中,金属的表面会被盐雾等大气污染物或海水腐蚀,而热喷涂技术可以种植一层高效的电池隔离膜,通过其它层保护金属表面,从而避免材料损坏。

2. 耐磨性提高机械部件经过热喷涂处理后,涂层会形成一种厚度薄、高硬度的涂层,从而耐受各种磨损和冲击。

3. 高科技行业热喷涂技术还广泛应用于高科技领域的材料处理,例如太阳能电池板、微电子制造等瑞士实验室使用热喷涂技术制造电池板,提高电能转换的效率、同时也降低制造成本。

4. 冶金行业热喷涂技术在冶金行业中应用范围广泛,可以用于包括喷涂铺管、喷涂耐火砖、喷涂耐磨材料等。

热喷涂技术研究报告

热喷涂技术研究报告

热喷涂技术研究报告热喷涂技术是一种将热能转化为动能并喷射到被涂物表面的喷涂技术,已经被广泛应用于各个领域,如航空、航天、汽车、电力等。

本文主要介绍热喷涂技术的原理、分类、应用及发展趋势,并探讨了热喷涂技术在未来的发展方向。

一、热喷涂技术的原理热喷涂技术是一种将热能转化为动能并喷射到被涂物表面的喷涂技术。

热喷涂技术可以将固态、液态、气态的物质喷涂到被涂物表面,形成一层保护层或者改性层。

热喷涂技术主要包括火焰喷涂、等离子喷涂、高速气流喷涂、爆炸喷涂等几种类型。

二、热喷涂技术的分类1.火焰喷涂火焰喷涂是最普及的喷涂技术,通过燃烧燃料和氧气产生高温火焰,将喷涂材料加热熔化,并通过氧化反应形成一层涂层。

火焰喷涂涂层具有优异的耐腐蚀性、耐磨性和抗氧化性。

2.等离子喷涂等离子喷涂是一种高温等离子体喷涂技术,通过电弧放电或者离子束轰击等方式将喷涂材料加热熔化,并通过化学反应形成一层涂层。

等离子喷涂涂层具有优异的耐高温、耐腐蚀等性能。

3.高速气流喷涂高速气流喷涂是一种将喷涂材料加热熔化后通过高速气流喷涂到被涂物表面的喷涂技术。

高速气流喷涂涂层具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性。

4.爆炸喷涂爆炸喷涂是一种通过爆炸将喷涂材料加热熔化后喷涂到被涂物表面的喷涂技术。

爆炸喷涂涂层具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性。

三、热喷涂技术的应用热喷涂技术已经被广泛应用于各个领域,如航空、航天、汽车、电力等。

以下是热喷涂技术的应用领域:1.航空航天热喷涂技术可以用于飞机发动机叶片、涡轮叶片、火箭发动机喷管等高温部件的保护和修复。

热喷涂技术可以提高这些部件的耐高温性能和耐腐蚀性能。

2.汽车制造热喷涂技术可以用于汽车发动机缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴等零部件的修复和加固。

热喷涂技术可以提高这些部件的耐磨性能和耐腐蚀性能。

3.电力工业热喷涂技术可以用于涡轮机叶片、蒸汽涡轮机叶片、汽轮机叶片等高温部件的保护和修复。

热喷涂技术可以提高这些部件的耐高温性能和耐腐蚀性能。

热喷涂技术原理及应用

热喷涂技术原理及应用

热喷涂技术原理及应用
热喷涂技术是一种将熔融或煅烧的材料喷射到被涂物表面形成涂层的
方法,主要通过机械喷涂、火焰喷涂和等离子喷涂等方式实现。

该技术具
有简单、快速、高效、易实施等特点,广泛应用于航空航天、冶金、化工、电子等工业领域。

1.加热原理:通过燃烧或电阻加热等方式,将喷射材料加热到熔点或
半熔状态,使其具有液态或半固态的物理性质。

2.喷射原理:通过高压气体或等离子体流体作为介质,将加热后的喷
射材料喷射到被喷涂的物体表面,形成涂层。

3.冷却原理:当喷射材料接触到物体表面后,快速冷却凝固,形成均
匀而紧密的涂层。

1.表面保护:热喷涂技术能够在被涂物表面形成一层坚硬、耐磨、耐
腐蚀的保护层,提高工件的使用寿命和性能。

2.涂料修复:热喷涂技术可用于修复损坏或磨损的表面涂层,恢复工
件的使用功能。

3.表面改性:通过选择不同材料和涂层结构,可调整涂层的表面形貌、化学成分和物理性能,实现对工件表面性能的改善与调控。

4.温度管理:利用热喷涂技术可制备出具有更好的导热性能的绝热和
散热涂层,用于温度管理和热障涂层的制备。

5.功能涂层:热喷涂技术可制备出各种功能涂层,如阻焊涂层、导电
涂层、耐磨涂层等,以满足特殊技术要求。

6.修饰美化:通过热喷涂技术,可在工件表面形成一层具有良好的光滑度和装饰性的金属涂层,提高工件的外观质量。

总的来说,热喷涂技术是一种常用的涂层制备技术,其应用广泛且多样化,具有改善材料性能、延长使用寿命、提高外观质量等优点。

随着科学技术的不断发展,热喷涂技术在新材料、新工艺、新应用等方面仍有很大的发展空间。

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热喷涂技术原理及其应用摘要:对于一些超薄零件,在其表面喷涂具有高强度、硬度较高耐磨性的陶瓷涂层,增加零件的耐磨性。

热喷入技术是制备涂层的主要方法,目前正迅速应用到民用工业领域。

本文主要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。

关键字:表面工程热喷涂涂层火焰喷涂1绪论磨蚀和磨损是造成材料和零部件失效的主要原因。

据有关资料介绍,发达国家每年由腐蚀和磨损所造成的损失约占国民经济总产值的4%~5%,而全世界每年生产的钢材约有1/10变成铁锈。

我国每年由腐蚀和磨损造成的经济损失已达数亿人民币。

随着现代科学技术和现代工业发展,对各种设备零件的表面性能提出了更高的要求,特别是在一些特殊条件下工作的零件表面的耐磨性、耐蚀性及高温氧化性等。

因此改善材料表面性能,不仅可以有效地延长零件的使用寿命、节约资源,更有利于社会的发展[1]。

表面工程是21世纪工业发展的关键技术之一,表面技术分为表面改性技术、薄膜技术和涂层技术三大类,而热喷涂技术是表面工程领域中十分重要的技术,约占表面工程技术的1/3,是国外50年代发展起来的一项机械零件修复和预保护的新技术。

它可以使各种机械设备车辆的零部件使用寿命延长。

使报废的零部件“起死回生”。

从学科上讲,热喷涂技术是一个涉及金属学、高分子学、表面物理、表面化学、流体力学、传热学、等离子物理及计算机等学科的交叉边缘科学[2]。

热喷涂技术有两大突出特征:一是喷涂粉末的成分不受限制,可根据特殊要求予以选择;二是热喷涂过程中工件温度可保持在100-260℃,从而减少了变形氧化和相变等,使材料本身的性能不被破坏或损失,这些特征以及热喷涂涂层所具备的耐热、耐蚀、耐磨、抗氧化、绝缘、隔热等特殊功能,使热喷涂技术得到迅速发展。

在选择一种涂层技术时应该考虑到涂层技术的经济性和技术性能,要在整个系统中考虑到表面涂层或其他表面改性和处理的方法,要知道表面要求的功能、服务环境、基材(合金、热处理等)所处理表面的性能,必须考虑到涂层自身的技术问题和经济性,涂层的使用寿命和优点,而不仅仅是涂层的生产成本。

涂层可以对材料表面性能(耐磨性、耐蚀性、耐热性等)进行强化或再生,起到保护作用,并对因磨损腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复。

同时,还可以赋予材料表面以特殊性能(电、光、磁等)。

现在生产实际中应用比较广泛的方法主要有火焰喷涂法(包括线材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、超音速火焰喷涂、爆炸喷涂等)、等离子弧喷涂和电弧喷涂。

基于热喷涂市场的巨大潜力及其社会效益和经济效益,在世界范围内,热喷涂技术受到极大关注。

热喷涂技术是是表面工程的重要组成部分,与其他表面技术相比,热喷涂技术具有诸多优点:1. 涂层的基体材料几乎不受限制,如金属材料、无机材料(玻璃、陶瓷)、有机材料(包括木材、布、纸类)等;2. 基材性能不变化,除火焰喷熔工艺外,喷涂过程中基材受热温度低,不发生组织性能变化、变形小;3. 施工对象的尺寸和形状不受限制,因此适用于不同领域,小至塞规、大至钢结构桥梁;4. 喷涂厚度可在较大范围内变化。

5. 涂层材料种类广泛,如金属及其合金、陶瓷、塑料以及它们的复合材料;目前,热喷涂技术已经越来越受到人们的重视。

国外学者预测,在20世纪末全世界的热喷涂市场每年将超过30亿美元[3]。

2 热喷涂技术热喷涂技术是材料科学领域内表面工程学的重要组成部分,它是一种表面强化和表面改性技术。

它是1910年由瑞士的M U Se-hoop发明的,历经90多年,热喷涂是(粉末或线杆)经热源(火焰或电弧)加热至融化或半融化态,用高压气流令其雾化并喷射于工件上,塑态雾化金属粒子以很高速度打到工件表面成片层状结构堆积成涂层[4]。

通过金属基体表面喷涂一涂层使金属具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能。

热喷涂技术主要用于高温、耐磨、耐腐蚀等部件的预保护、功能涂层的制备及对失效部件的修复等根据热热源来分,热喷涂有4种基本方法:电弧喷涂;火焰喷涂;等离子喷涂和特殊方法。

火焰喷涂就是以气体火焰为热源的热喷涂。

目前,火焰喷涂按火焰喷射速度分为:火焰喷涂,火焰冲击喷涂(爆炸喷涂)及超音速火焰喷涂3种。

电弧喷涂是以电弧为热源的热喷涂。

等离子喷涂是以等离子弧为热源的热喷涂。

等离子喷涂涂层的特征直接取决于到达基底的粉末颗粒的参数。

因此,几年来,发展了许多不同的技术来测量颗粒尺寸、速度和温度分布。

涂层与基体的结合机理目前尚无公认的定论,通常认为有以下几种:机械结合;物理结合;微扩散结合;冶金结合[5]。

1.机械结合飞向基材的熔融粒子撞击基材表面形,铺展成扁平状的液态薄片覆盖并紧贴基材表面的凸凹点上,在冷凝时收缩咬住凸点,形成机械结合。

2.物理结合当高温、高速的熔融粒子撞击基材表面后,紧密接触的距离达到原子晶格常数范围时,就会产生范德华力而形成物理结合。

3.扩散结合当熔融的喷涂材料高速撞击基材表面形成紧密接触时,由于变形、高温等作用,在涂层与基体间有可能产生微小的扩散,增加涂层与基材间的结合强度。

4.冶金结合在喷涂放热型喷涂材料时,基材表面的微区内接触温度可达基材的熔点,就有可能使熔融粒子与基材间形成微区的冶金结合。

近年来,热喷涂技术取得了很大进步,热喷涂的工艺和设备以及材料也都有了很快的发展。

2.1热喷涂材料的发展热喷涂材料的发展大致经历了三个阶段。

以金属和合金为主的粉末和线材,主要包括铝、锌、镍、钴和铁等到自熔合金粉末,并先后发展了耐磨、耐高温、抗燃气腐蚀及隔离热等陶瓷和金属陶瓷涂层材料,使热喷涂技术开始从简易维修车间步入宇航和飞机等高技术产业领域[6]。

70年代中期出现的一系列的复合粉和自粘结喷涂粉,80年代又出现了用于电弧喷涂的夹芯焊丝,其特征是材料成分与结构的复合,从而改进了喷涂工艺和涂层的性能。

在各种新型、优质热喷涂技术不断涌现的情况下,热喷涂材料已成为制约热喷涂技术应用和发展的关键。

热喷涂材料的分类和发展概况列于表2.11。

通常按材料形态有喷涂粉、丝材、粉芯丝材等;按材料种类有金属及特殊金属材料、有机聚合物材料、陶瓷材料、生物材料;按涂层结构有纳米涂层材料、合金涂层材料、非晶态涂层材料以及由这些材料复合构成的复合涂层材料。

目前,为了满足对材料多功能、高性能等的要求,多种材料的复合、纳米材料、新型合金或非晶材料的使用成为热喷涂材料发展的主要趋势。

表2.11热喷涂材料概况TABLE2.11 GENERALSITUA TIONOFTHERMALSPRAYMA TERIALS陶瓷材料因其优异的高温性能而成为热喷涂技术中常用的一种喷涂材料。

表2.12列出部分陶瓷涂层的性能和应用情况。

这类材料主要用于高温部件(发动机等)的腐蚀、氧化及磨损防护。

WC基金属陶瓷涂层材料适宜于各种磨粒、冲蚀和滑动磨损的防护。

下面是我们所用的陶瓷喷涂材料的简介。

表2.12 陶瓷材料涂层TABLE2.12 CERAMICMATERIALCOATING2.2热喷涂技术分类与特点热喷涂是利用热源将喷涂材料加热熔化或软化,靠热源的动力或外加的压缩气流,将熔滴雾化并推动熔粒成喷射的粒束,以一定的速度喷射到基体表面形成涂层的工艺方法[7]。

一般认为,热喷涂过程经历4个阶段,即喷涂材料加热熔化阶段、熔滴雾化阶段、雾化颗粒飞行阶段和喷涂层形成阶段。

根据所用的不同热源,热喷涂技术分为火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、高速火焰喷涂(HVOF)和其他喷涂技术等多种方法。

(1)火焰喷涂火焰喷涂是最早得到应用的一种喷涂方法。

它以氧气-燃气火焰作为热源,喷涂材料以一定的传送方式送入火焰,并加热到熔融或软化状态,然后依靠气体或火焰加速喷射到基体上。

火焰喷涂根据喷涂材料的不同,又可分为丝材火焰喷涂、粉末火焰喷涂和棒材火焰喷涂几种。

火焰喷涂具有设备简单,操作容易,工艺成熟,投资少等优点。

新型火焰喷涂枪可以喷涂各种金属、陶瓷、金属加陶瓷的复合材料、各种塑料粉末材料的涂层。

尽管等离子和HVOF/HV AF超音速以及爆炸喷涂的涂层优于常规火焰喷涂,但由于投资大、操作控制系统复杂、设备笨重、无法现场施工,应用范围受到极大限制,在在防腐和维修市场难以推广普及,新型火焰喷涂设备与技术和超音速电弧喷涂设备与技术在防腐和修复市场中永远是主要技术力量。

(2)电弧喷涂电弧喷涂是高效率、高质量、低成本的一项工艺,是目前热喷涂技术中最受重视的技术之一。

电弧喷涂是将2根被喷涂的金属丝作为自耗性电极,分别接通电源的正负端,在喷枪喷嘴处,利用两金属丝短接瞬间产生的电弧为热源熔化自身,借助压缩空气雾化熔滴并使之加速,喷射到基体材料表面形成涂层。

电弧喷涂具有如下优点:①热效率高、对工件的热影响小。

一般火焰喷涂的热效率只有5%~15%,电弧喷涂将电能直接转化为热能熔化金属,热能利用率可高达60%~70%。

电弧喷涂时不形成火焰,因而在喷涂过程中工件始终处于低温,避免了工件热变形;②可获得优异的涂层性能。

电弧喷涂技术可以在不使用贵重底材的情况下得到较高的结合强度,采用适当的喷前粗化处理方法,喷涂层与基本结合强度可达普通火焰喷涂层的2倍以上。

使用2根成分不同的金属丝还可以制备出假合金涂层,以获得具有独特综合性能的涂层;③生产率高。

电弧喷涂的生产效率正比于喷涂电弧电流,当电弧电流为300 A时,喷涂锌为30kg/h,喷涂铝为10kg/h,喷涂不锈钢为15kg/h,为火焰喷涂的3倍以上;④经济性好。

电弧喷涂能源利用率高,而且电能的价格远远低于燃气价格,施工成本为火焰喷涂的l/10以下,设备投资为等离子喷涂的1/3以下。

电弧喷涂技术的应用已经在各行各业取得了显著成效。

利用电弧喷涂在钢铁构件上喷涂锌、铝涂层,可对钢构件进行长效防腐防护,例如我国南海地区由于高温、高湿、高盐雾,船舶腐蚀严重,中修舰船的钢结构应用电弧喷涂铝合金涂层防腐,经5年考核效果明显,测算预计寿命可提高到15a以上。

山西晋山煤矿、河南铁王沟煤矿等井筒钢结构进行电弧喷涂防腐防护,预计寿命在30a以上。

电弧喷涂作为一种优质的修复技术,在机械零件上喷涂碳钢、铬钢、青铜、巴氏合金等材料,用于修复已磨损或尺寸超差的部位,已在机械维修和机械制造业得以应用。

采用该技术修复造纸烘缸、修复大马力发动机曲轴也已取得明显成效;制备装饰涂层和功能涂层也是电弧喷涂技木应用的另一重要领域,例如在电容器上喷涂导电涂层,在塑料制品上喷涂屏蔽涂层,在内燃机零件上制备热障涂层,在石头、石膏等材料上喷涂铜、锡、铝等金属进行装饰等等。

(3)等离子喷涂等离子喷涂是热源为等离子焰流(非转移等离子弧)。

由放电弧产生的电弧等离子体温度可达20000K。

加热喷涂材料(粉)到熔融或高塑性状态,并在高速等离子焰流(工作气体为氮气和氢气或氩气和氢气)载引下,高速撞击到工件表面形成涂层。

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