电弧喷涂制模技术

题目：电弧喷涂制模技术

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日期：2009年10月18日

电弧喷涂制模技术

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中文摘要：随着市场竞争的日渐加剧，工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展，产品的更新换代越来越快，对模具的需求量也越来越大。传统机加工模具成本高、加工周期长、柔性差的缺点凸现出来，企业为了适应这种发展趋势，开始加大开发快速制作经济模具技术的研究力度。近年来，快速模具制造技术(Rapid Tooling-RT)得到了飞速发展。电弧喷涂制模就是一种典型的快速模具制造技术，它具有制模工艺简单、制作周期短、模具成本低等显著特点，特别适用于小批量、多品种的生产使用，尤其在当前市场竞争的情况下，电弧喷涂制模技术为产品的更新换代提供了一个全新的制模方法和捷径。

关键词：电弧喷涂模具材料结构工艺

Abstract：With the increasing market competition intensified, industrial products, increasing to a multi-variety, small batch, high-quality, low-cost direction, upgrading of products and faster and faster, to mold the demand for bigger and bigger. The high cost of the traditional mold machining, processing cycle is long, flexible highlighted the shortcomings of poor out of the enterprise in order to adapt to this trend started to increase quickly create economic development of mold technology research efforts. In recent years, Rapid Tooling (Rapid Tooling-RT) has been rapid development. Arc spraying is a typical mold rapid tooling manufacturing technology,

It has a simple molding processes to produce short cycle, mold a distinctive feature of low cost, especially for small quantity and variety of production and use, particularly in the current market competition, the arc spraying tooling for the upgrading of products and provision of an entirely new tooling methods and shortcuts. Keywords：electric arc spraying mould material structure technique

正文：

电弧喷涂的原理

电弧喷涂制模是金属喷涂制模的一种主要工艺方法。电弧喷涂是以两根分别连接直流电源正负极的金属丝（Ø2~3mm）作自耗性电极，利用其端部产生的电弧将金属丝熔化；处于电弧正后方的喷嘴射出高速、高压空气使熔化的金属脱离且雾化成微粒，以极高速度撞击基体表面，使其扁平化，形成光滑、致密、低气孔率的金属涂层。

电弧喷涂工艺的特点

电弧喷涂作为一种新型的热喷涂方法，有许多显著的优点。

1.涂层结合强度较高、硬度高、孔隙率低

电弧喷涂时，熔滴温度可达6000℃以上，微滴点加热温度、喷射速度都比火焰喷涂时高，因此粒子的动能和热能都比较高，从而获得较高的结合强度和涂层强度。

2.生产率高、安全可靠，喷涂工件不变形

电弧喷涂的生产率正比于喷涂电流，它的高效率表现在单位时间内喷涂金属的用量大。电弧喷涂技术仅使用电源和压缩空气，不用氧气、乙炔等易燃气体，安全性高，喷涂工件不变形。

3.能源利用率高，喷涂成本低

电弧喷涂的节能效果十分突出，能源利用率显著高于其他喷涂方法，而能源费用降低50％以上。除它的能源利用率很高外，加之电能的价格又远低于氧气和乙炔，其费用通常仅为火焰喷涂的1/5～1/10，等离子喷涂成本的1/5～1/20，而其喷涂效率却提高了近一倍。

5.设备造价低、使用维修方便、便于现场施工

电弧喷涂设备成本只有等离子喷涂设备的1/4～1/6。而且电弧喷涂设备体积小、重量轻、移动方便、易损件少，维修方便，易于现场施工

电弧喷涂设备

电弧喷涂设备由电弧喷涂枪、控制箱、电源、送丝装置及压缩空气系统等组成。

1.电弧喷涂电源

电弧喷涂电源采用平的安伏特性，可以在较低的电压下喷涂，使喷涂层中的碳烧损人为减少约50％，可以保持良好的弧长自调节作用，能有效地控制电弧电压。平特性的电源在送丝速度变化时，喷涂电流迅速变化，按正比增大或减小，从而维持稳定的电弧喷涂过程。

2.电弧喷枪

电弧喷枪是电弧喷涂设备的关键装置。其作用是将连续送进的丝材在喷枪前部一定的角度相交，由于丝材各自接于直流电源的两极而产生电弧，从喷嘴喷射出的压缩空气流对着熔融金属吹散形成稳定的雾化金属粒子流。

3.送丝机构

采用每根丝用双主动送丝轮报送的设计方案。

电弧喷涂材料

电弧喷涂材料主要包括有色金属丝材(铝、锌、铜、镍等金属及其合金)、黑色金属丝材(碳钢，不锈钢)。

1.锌及锌合金

锌为银白色金属，在大气中或水中具有良好的耐腐蚀性。在锌中加入铝可以提高喷涂后的耐腐蚀性能，因此目前也大量使用Zn—Al合金喷涂材料。锌喷涂层已广泛应用于室外露天的钢铁构件，如水门闸、桥梁、铁塔和容器等。

2.铝及铝合金

铝用作防腐蚀喷涂层时，作用与锌相似。在铝及铝合金中加入稀土不仅提高涂层的结合强度而且降低孔隙率。铝还可以用作耐热喷涂层。铝喷涂层已广泛用于贮水容器、硫磺气体包围中的钢铁构件、食品贮存器、燃烧室、船体和闸门等。