电弧喷涂制模技术
电弧喷涂工艺技术
电弧喷涂工艺技术电弧喷涂是一种常用的表面涂覆工艺技术，主要是通过将电弧产生的热能转化为熔融金属颗粒的动能，将其喷射到所要涂覆物体的表面上，从而使其形成一层均匀、致密的金属涂层。
以下将详细介绍电弧喷涂的工艺原理、实施步骤和应用领域。
电弧喷涂的工艺原理是利用直流或交流弧电流，在电弧区域中产生高温和高能的情况下，使金属颗粒熔化并加速喷射到工件表面上，与工件表面发生凝固和附着，形成涂层。
电弧喷涂过程中，金属电弧不仅提供了热能，还起到了熔融和融化金属颗粒的作用，取决于电弧喷涂所用金属材料的物理特性和电弧工作参数的选择，可得到不同性质的涂层。
同时，电弧喷涂还可根据需要添加合金粉末和特殊合金材料，以满足不同涂层材料和性能的要求。
电弧喷涂的实施步骤主要包括选材、预处理、涂层喷涂和后处理。
首先要根据被喷涂物体的要求选择合适的喷涂材料，然后对工件进行预处理，包括除油、除锈和表面粗糙化等工艺。
接下来，将金属粉末或合金粉末装入喷涂枪中，通过电极产生电弧，在电弧矢量的作用下，金属粉末熔化成液体，形成金属喷射流，并在喷涂过程中对工件进行均匀喷射。
最后，对喷涂的涂层进行清理、研磨和热处理等后处理工艺，以提高涂层的质量和性能。
电弧喷涂技术具有许多优点。
首先，它可以喷涂各种金属材料的涂层，包括铁、铝、铜、镍、钴等。
其次，电弧喷涂的涂层与工件的结合强度高，附着力好，不易脱落，能够增强工件的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和热阻性能。
此外，电弧喷涂还可以修复和改善工件的表面质量，如修复磨损、氧化和腐蚀的工件表面，并延长其使用寿命。
最后，电弧喷涂设备简单易用，适应性强，可以在不同工业领域广泛应用，如航空航天、汽车制造、石油化工、电力设备等。
总之，电弧喷涂是一种重要的表面涂覆工艺技术，具有广泛的应用前景。
通过选择合适的材料和参数，电弧喷涂可以制备出各种性能优良的涂层，满足不同工件的需求。
随着科学技术的不断发展，电弧喷涂技术将进一步完善和应用，为工业制造带来更多的便利和创新。
电弧喷涂板料成形模制造工艺实践
电弧喷涂板料成形模制造工艺实践电弧喷涂是一种常用于板料表面涂层加工的技术。
它可以在板料表面形成一层坚硬、耐磨的涂层，同时还可以提高板料的抗腐蚀性能和外观质量。
下面将介绍电弧喷涂板料成形模制造工艺的实践过程。
首先，准备工作是非常重要的。
选择合适的板料作为基材，并进行表面处理，如清洗、除油、除锈等。
这可以确保基材表面的干净和粗糙度，有利于涂层的附着力。
接下来是制备喷涂材料。
根据需要选择合适的涂层材料，通常是金属粉末或合金。
将涂层材料加入电弧喷涂装置，并调整合适的工艺参数，如电压、电流、喷涂距离等。
这些参数的选择需要根据具体情况和要求进行调整，以保证涂层均匀且致密。
在实际操作时，操作人员需要穿戴符合安全规范的防护装备，如防护服、护目镜、手套等。
确保操作过程中的安全性。
开始喷涂前，需要先进行试喷。
试喷的目的是检验调整后的工艺参数是否合适，并找到最佳的喷涂角度。
试喷的样品可以通过显微镜等检测设备观察涂层的质量和均匀性。
在试喷合格后，可以开始正式的喷涂工作。
将喷枪对准基材表面，保持适当的喷涂距离，并均匀地移动喷枪，使涂层均匀地覆盖整个基材表面。
喷涂结束后，需要对涂层进行处理。
可使用烘烤、研磨等方法对涂层进行固化和加工，以提高涂层的性能和表面质量。
最后，通过显微镜、断口观察等手段对涂层进行质量检测，确保涂层的质量和性能符合要求。
总的来说，电弧喷涂板料成形模制造工艺实践是一个综合性的工作，需要操作人员熟悉设备和工艺参数的调整，并具备一定的技术经验。
通过合理的工艺流程和良好的操作，可以得到质量优良的涂层板料。
控制参数对电弧喷涂板料成形模制造工艺的影响需要一定的实践经验。
电弧喷涂涂层的质量主要取决于工艺参数的选择和操作人员的技术水平。
在实践过程中，操作人员需要熟悉不同涂层材料的特性、喷涂设备的操作原理和调整方法，以及相应的涂层质量检测方法。
针对不同的涂层材料，工艺参数的选择是不同的。
一般来说，电弧喷涂板料成形模制造工艺中的电压、电流和喷涂距离是三个关键参数。
电弧喷涂模具
张汪年
快速成型技术及应用
2）脱模剂涂好进行喷涂制造，在喷涂时要注意： 环境的控制，注意防止灰尘； 喷涂厚度的控制，厚度过厚浪费材料，而且会 带来内应力，过薄力学性能不够，厚度一般为23mm； 均匀性控制 控制厚度一般是通过移动喷枪来达到，移动速度 快，厚度薄，移动速度慢，厚度就厚。
3、喷涂距离 定义：指喷抢的喷嘴到基体或过度基模表面的距 离。
距离越大，喷涂的金属颗粒的动量越到，和基体 的结合强度好，力学性能好；反之，则结合不致 密，力学性能差。
张汪年
快速成型技术及应用
4、喷涂角度 定义：指喷嘴气流轴线与喷涂基模之间的夹角。
喷涂角度小于45°时会产生遮避效应，很多地
5、在模型表面喷涂金属，选择最佳喷涂参数， 保持喷枪的连续运动，保证涂层厚度均匀，同时 注意枪的运动速度，从而保证一定的厚度，涂层 的厚度一般为2-3mm.
张汪年 快速成型技术及应用
6、制作型框，电弧喷涂模具一般要有骨架结构， 采用浇注成型，在浇注前要制作型框，型框的大小 按模具工作强度要求确定。
3、常用材料
用于电弧喷涂的材料通常有铝、锌、铜、镍等。
张汪年 快速成型技术及应用
4、材料形状：丝状材料，一般直径为2mm,3mm 两种，直径的不同，喷涂效果不同，采用3mm大 直径的丝材，在喷涂过程中，熔滴颗粒很大，涂 层组织粗大，空隙多，涂层力学性能不佳，一般 选用2mm丝，但在拉丝过程中工序困难。
张汪年
快速成型技术及应用
四、电弧喷涂模具结构及制作工艺
1、电弧喷涂模具结构 基本结构分为三部分：金属喷涂层，背衬层，钢 结构部分。 金属喷涂层：在喷涂过程中熔融金属冷却后形成 的部分，厚度一般为2-3mm，也是电弧喷涂模具 主要工作部分，是影响其生产产品质量好坏主要 部分。
南京高速电弧喷涂工艺技术
南京高速电弧喷涂工艺技术南京高速电弧喷涂工艺技术南京高速电弧喷涂工艺技术是一种先进的表面修复技术，它采用高能电弧对被涂物表面进行加热和融化，然后将粉末材料喷涂到表面上，形成一层具有高硬度、耐磨性和耐腐蚀性的涂层。
这种工艺技术在各个领域都有着广泛的应用,如航空航天、汽车制造、建筑材料等。
首先，南京高速电弧喷涂工艺技术具有喷涂效率高的特点。
它采用高能电弧进行加热，使被涂物表面瞬间达到高温状态，粉末材料可以快速熔化和喷涂。
在短时间内完成大面积的涂层修复，大大提高了喷涂效率。
其次，南京高速电弧喷涂工艺技术制备的涂层硬度高、耐磨性好。
高能电弧的作用下，粉末材料在被涂物表面形成均匀的、致密的结构，涂层硬度可以达到HV4000以上。
这种高硬度的涂层可以有效抵抗外界的磨损和腐蚀，延长了被涂物的使用寿命。
此外，南京高速电弧喷涂工艺技术还可以实现多种材料的喷涂。
根据具体的需求，可以选择不同的粉末材料进行喷涂，如金属材料、陶瓷材料、合金材料等。
这样可以根据不同的被涂物特点和使用环境选择合适的材料，提高涂层的性能和适应性。
此外，南京高速电弧喷涂工艺技术还具有节能环保的优势。
传统的涂层制备往往需要高温烧结等复杂的工艺过程，耗能较大。
而高速电弧喷涂工艺技术只需要通过电弧加热即可实现喷涂。
同时，喷涂过程不产生有害气体和废弃物，对环境没有污染。
总之，南京高速电弧喷涂工艺技术是一种先进的表面修复技术，具有喷涂效率高、涂层硬度高、耐磨性好、适应性广、节能环保等优势。
在各个领域都有着广泛的应用前景。
随着科技的不断进步，南京高速电弧喷涂工艺技术将会得到更多的发展与应用，为各个行业提供更好的涂层修复解决方案。
电弧喷涂技术在模具制造中应用
电弧喷涂技术在模具制造中应用电弧喷涂技术在模具制造中应用为了快速、低成本地制造出模具产品，近年来，基于LOM的快速模具制造技术已成为国外LOM应用研究开发的重点，并演化出一整套快速模具制造技术(RapidTools，简称RT)，采用该技术，能在几天，甚至24h内完成复杂零部件从图纸到模具制造的全过程。
目前，RT技术主要用于生产注塑模、压铸模等，这些模具一般具有复杂的型芯、型腔结构，用传统机电加工相当困难。
但若用LOM原型或样件作母模，可以非常容易地用金属喷涂技术复制出模具，这种模具有良好的机械加工性能，可进行局部切削获得更高的模具精度，并可以批量、低成本地生产塑料零件。
1 LOM原型的制作叠层制造技术(LOM技术)是国外在20世纪80年代后期至90年代初期发展起来的一项新的先进制造技术，它是机械、材料、NC,CAD、激光、化工等多学科相互交叉渗透而形成的一个新学科，尽管它的发展时间不长，但发展速度非常迅速，而且它对制造业的重要性和对当今制造业的推动作用越来越受到人们的关注。
LOM原型的制作过程为：(1)模型剖分。
对于尺寸大于快速成形设备台面空间的零件，根据其特点，将其剖分成小尺寸的零件。
(2)基底制作。
为了保证原型的尺寸精度高、形状完整、没有错位，要在工作台上根据原型的大小制作一定厚度的基底，使原型与工作台可靠连接。
(3)原型制作。
根据制作过程的实际情况，选择合适的激光切割速度、加热温度、加热辊速度及压力、送纸速度、激光能量系数等参数，开始原型制作。
(4)余料、废料去除。
用适当的工具从制作完的叠层块料中去除废料，将原型剥离出来。
(5)后置处理。
为提高原型表面质量或满足进一步翻制模具的需要，要对原型进行后置处理，如防水、防潮、加固和使其表面光滑等。
图1为处理后的LOM原型。
2 快速模具制造技术金属喷涂有电弧喷涂、火焰喷涂、等离子喷涂等几种方式，其中电弧喷涂与其他喷涂方式相比具有涂层强度高、使用成本低、生产效率高、质量稳定等优点。
西安交通大学科技成果——金属电弧喷涂快速制模技术
西安交通大学科技成果——金属电弧喷涂快速制模技术项目简介金属电弧喷涂快速制模技术是一种基于电弧喷涂、快速原形、机器人控制和材料科学的模具制造工艺。
它通过电弧喷涂工艺制造模具的金属型壳，通过材料累加原理制造出具有材料梯度、功能梯度结构的模具，是一种近净成形的模具制造技术。
该技术可用于制作金属冲压模具、热压成型模具以及塑料模具等。
目前已经在飞机、汽车、拖拉机、家电、塑料、制鞋等行业中成功应用，特别适用于为新产品开发、试制以及小批量生产提供快速、低成本模具的场合，属于极具发展潜力的一种模具制造新技术。
图1 金属喷涂快速制模工艺路线——反向喷涂图2 金属喷涂快速制模工艺路线——正向喷涂产品性能优势（1）制造周期：相当于数控加工制造相同零件模具时间的1/3至1/10。
（2）制造成本：制造费用与数控加工制造相同模具相比，成本最多可节省35%以上。
（3）模具精度：摸具最大尺寸变形范围不高于0.1%，更高精度可通过CNC加工实现。
（4）模具寿命：锌铝合金模具表面硬度为HV200。
抗压强度80MPa，一般冲压件可达到数百件，内饰件可达数千件。
市场前景及应用（1）钣金拉延成型轿车典型零件：四门两盖、车顶、底板、轮罩、翼子板等的内外板，一般来说，外形尺寸≥300mm，厚度≤1.5mm 的薄板零件均可保证样车批量要求，厚度>1.5mm的薄板零件及高强板材料零件需根据产品成型特点具体确认产品批量。
（2）内饰成型塑料加工中的反应注塑成型、吹塑成型、结构发泡及其它一些注塑工艺过程。
利用金属喷涂快速制模技术为波导汽车成功完成两个车型（AM08/AM06两款三厢、两厢轿车）40副样车试制模具；为长安汽车CM5车型提供样车样件快速制造；为一汽吉林制造中低熔点金属喷涂快速模具、高熔点金属喷涂快速模具；为上汽通用五菱汽车制造行李箱后端板总成零件。
技术成熟度中试合作方式合作开发。
电弧喷涂技术
电弧喷涂技术一、电弧喷涂原理电弧喷涂是以电弧为热源，将熔化的金属丝用高速气流雾化，并以高速喷到工件表面形成涂层的一种热喷涂工艺。
喷涂时，两根丝状金属喷涂材料用送丝装置通过送丝轮均匀、连续地分别送进电弧喷枪中的两个导电嘴内，导电嘴分别连接电源正负极，并保证两根金属丝之间在未接触之前绝缘。
当两根金属丝端部相互接触时产生短路而形成电弧，时金属丝端部瞬间熔化，此时利用压缩空气把熔化的金属雾化，形成金属微熔滴，以很高的速度喷射到工件表面上，产生金属涂层。
二、电弧喷涂的技术特点a) 电弧喷涂的优点突出表现在其涂层所能达到的高强度和优异的涂层性能。
应用电弧喷涂技术，可以在不提高工件表面温度、不使用贵重打底材料的情况下获得高的结合强度。
一般电弧喷涂的结合强度可以达到20MPa以上是氧乙炔火焰喷涂的4~6倍。
最近大庆某工程公司在为国家某重点工程投标时，专门测验了电弧喷涂的结合强度。
用Φ40的Q235圆钢，切断后将两个断面磨平，经过喷砂处理，使粗糙度达到Sa2.5级以上，然后将其中一个断面用电弧喷涂方式喷锌，厚度为0.10~0.15mm，将另一个断面涂上强力胶水，与喷锌层断面相粘结，等胶水完全干燥后上拉力试验机，测得结果为：共用10根圆钢试样，平均结合强度为13.7吨，最小的为10.6吨，最大的为15.2吨，也就是平均结合强度为21.8MPa，最小的为16.9 MPa，最大的为24.2 MPa。
由于锌涂层属于比较软的涂层，其结合强度要低于不锈钢等硬质金属。
b) 电弧喷涂的高效率表现在单位时间内喷涂金属的重量大。
电弧喷涂的生产率与电弧电流成正比，以喷涂锌涂层为例，当喷涂电流为200A时，每小时可喷涂30Kg，喷铝或不锈钢也可达到20Kg。
这要比氧乙炔火焰喷涂提高5~6倍。
河南防腐集团公司在大连为油罐内外表面喷涂铝涂层时，仅用2个多月的时间，从施工组织到工程验收完毕，利用2台CMD-AS3000型电弧喷涂设备每天工作10~12小时，总喷涂面积达到10000平方米，喷涂厚度为0.5mm。
电弧喷涂板料成形模制造工艺实践
电弧喷涂板料成形模制造工艺实践电弧喷涂是一种常用的表面喷涂技术，它通过将电流通过两个电极之间形成电弧，并在电弧中加入喷涂材料，从而将材料喷涂到待处理的表面上。
电弧喷涂广泛应用于航空航天、汽车制造、电子工业等领域，以提高材料的硬度、防腐蚀性能和耐磨性。
在电弧喷涂板料成形模制造工艺中，首先需要选择合适的基材，常用的基材包括金属、陶瓷、聚合物等。
然后，在基材表面进行预处理，包括清洗、除油、打磨等工序，以确保基材表面的干净和平整，提高涂层与基材的附着力。
接下来是喷涂材料的选择。
根据不同的应用需求，可以选择不同的喷涂材料，如金属粉末、陶瓷粉末、聚合物涂料等。
这些材料通常通过喷涂枪进行喷涂，在电弧的作用下，材料被加热熔化，并形成一层均匀的涂层。
在喷涂过程中，需要控制喷涂速度和厚度，以获得预期的涂层性能。
喷涂完成后，还需要进行后续的处理工艺。
例如，喷涂板料可以经过热处理，以提高涂层的结晶度和硬度。
同时，还可以进行抛光、打磨等工序，以改善涂层的光洁度和表面质量。
电弧喷涂板料成形模制造工艺的实践中，不仅需要掌握喷涂技术本身，还需要了解基材性质和喷涂材料的特点。
此外，还需要严格控制喷涂过程中的工艺参数，如喷涂速度、喷涂距离、电弧电流等，以确保涂层的质量和均匀性。
总的来说，电弧喷涂板料成形模制造工艺是一种高效、可靠的技术。
通过合理的工艺设计和严格的操作控制，可以得到具有优良性能的涂层，满足不同领域的应用需求。
电弧喷涂技术的不断发展和创新，将进一步推动其在工业制造中的应用。
电弧喷涂板料成形模制造工艺在工业制造中具有广泛的应用前景。
其不仅可以提高材料的硬度和耐磨性，还可以改善材料的防腐蚀性能和表面质量。
在电弧喷涂板料成形模制造工艺实践中，有几个关键的环节需要特别注意。
首先，选用合适的喷涂材料是成功实践电弧喷涂板料成形模制造工艺的关键一步。
电弧喷涂涂料的选择应该根据应用需求以及基材的性质来确定。
例如，对于需要具有高硬度和耐磨性的表面涂层，可以选择金属粉末，如铁、铬、钛等；对于需要具有优异的耐腐蚀性能的涂层，可以选择陶瓷粉末，如氧化铝、氧化锆等；而对于需要具有较好的绝缘性能的涂层，可以选择聚合物类涂料。
电弧喷涂快速模具制造技术
5.2电弧喷涂快速制模工艺
电弧喷涂制模工艺流程
电弧喷涂制模工序 1、模型准备 2、在模型上喷涂金属 3、制作模具框架 4、浇注模具的填充材料 5、脱模、后序加工处理
电弧喷涂制模工艺流程图
金属电弧喷涂快速制模材料 电弧喷涂模具的材料一般应选用Zn、A1等低熔点 金属，因为低熔点合金的力学性能一般不高。金 属喷涂模具主要应用于新产品开发及小批量生产。
6、涂刷模具胶衣树脂 、
把原型和模框放置在平板上(图 6-2)，原型和模框之间 的间隙要调整均匀。将模具胶衣树脂按一定的配方比 例，分别与促进剂、催化剂、固化剂混合搅拌均匀， 即可用硬细毛刷等工具将胶衣树脂刷于原型表面，一 般刷 0.5~0.2mm厚即可。
7、浇注凹模 、
当表面胶衣树脂开始固化但还有黏性时(一般为 30min)， 将配制好的金属环氧树脂混合料沿模框内壁(不可直接 浇到型面上)缓慢浇入其中的空间。
• 3. 模具综合性能好
与非金属材料模具(如金属粉树脂模)相比， 表面硬度、耐磨性、粗糙度等性能大幅度提 高。
• 4. 电弧喷涂制模成本低
•5、缺点 、
① 形成金属薄壳时会在薄壳内产生很高的张应力。 为此，可在喷涂的同时进行喷丸处理。Fh于钢丸 撞击金属薄壳，诱发压应力，从而抵消薄壳内的 张应力。 ② 难以喷涂窄槽和小孔的内表面。为此，可先用铝、 黄铜制作窄槽或小孔状的嵌块，并将其固定在基 底相应的位置上，然后围绕这些嵌块进行喷涂。 在后续工序中，即使移去基底，嵌块也能良好地 固定在金属薄壳上，并且其强度比薄壳好。 ③ 喷涂层的金属组织结构不够致密，有疏松小孔， 影响强度和密封性。
思考题
• 1. 了解金属树脂模具的特点。 • 2. 了解金属环氧树脂模具浇注的工艺步骤。 • 3. 了解金属环氧树脂制模方法中常见的质 量问题和解决方法。
第五章 金属电弧喷涂快速制模技术(2)
11.组装试模
2021/7/14
5.7 电弧喷涂涂层缺陷分析与防止对策
涂层剥落：
涂层剥 落
涂层龟 裂
涂层气 孔
1喷•残喷.基喷涂余涂体涂前应工表前的 力面艺基清预 引不体洗处 起当不表理 涂：彻面不 层底的符 剥预合 落处要 ：理求不：符合要求； 2•••.基涂喷体层涂的厚工距表度艺离面过不过过大于当大光；滑 3••••.喷 喷喷喷残喷送涂 涂涂涂余涂丝压 角材材应距速力度料 料力离 度过不的 与引过 太小正膨 基确起小 快胀 体涂系 的层数 化剥与 学落基 成；体 分不相一差致太大 4•••.压 喷使压缩 涂用缩空 环不空气境当气中有，的含灰有尘造压过成力多涂和的层流油剥量分落不及。足水蒸气
脱模剂的选择原则：
喷涂样 件预处
理
脱模剂 选用
电弧喷 涂
背衬材 料
1.脱模性能优良，脱模剂的粘度适中； 2.具有耐热性，受热不发生碳化分解； 3.化学性能稳定，不与成型产品发生化学反应； 4.不腐蚀模具，不污染制品，气味和毒性小； 5.表面张力在17-23N/m之间，有良好的成膜
性能。
2021/7/14
脱模剂 选用
电弧喷 涂
背衬材 料
1.在木模、底板与金属喷涂壳体之间形成薄薄 的、连续的隔离层，能够降低电弧喷涂模具 型腔的表面粗糙度；
2.耐高温； 3.是一种水溶性的脱模剂。
2021/7/14
5.5 电弧喷涂制模关键技术的研究
使用聚乙烯醇（PVA）的注意事项：
喷涂样 件预处
理
脱模剂 选用
电弧喷 涂
第5章 金属电弧喷涂快速 制模技术
2021/7/14
电弧喷涂模具的基本结构
(整理)电弧喷涂技术
电弧喷涂技术一、电弧喷涂原理电弧喷涂是以电弧为热源，将熔化的金属丝用高速气流雾化，并以高速喷到工件表面形成涂层的一种热喷涂工艺。
喷涂时，两根丝状金属喷涂材料用送丝装置通过送丝轮均匀、连续地分别送进电弧喷枪中的两个导电嘴内，导电嘴分别连接电源正负极，并保证两根金属丝之间在未接触之前绝缘。
当两根金属丝端部相互接触时产生短路而形成电弧，时金属丝端部瞬间熔化，此时利用压缩空气把熔化的金属雾化，形成金属微熔滴，以很高的速度喷射到工件表面上，产生金属涂层。
二、电弧喷涂的技术特点a) 电弧喷涂的优点突出表现在其涂层所能达到的高强度和优异的涂层性能。
应用电弧喷涂技术，可以在不提高工件表面温度、不使用贵重打底材料的情况下获得高的结合强度。
一般电弧喷涂的结合强度可以达到20MPa以上是氧乙炔火焰喷涂的4~6倍。
最近大庆某工程公司在为国家某重点工程投标时，专门测验了电弧喷涂的结合强度。
用Φ40的Q235圆钢，切断后将两个断面磨平，经过喷砂处理，使粗糙度达到Sa2.5级以上，然后将其中一个断面用电弧喷涂方式喷锌，厚度为0.10~0.15mm，将另一个断面涂上强力胶水，与喷锌层断面相粘结，等胶水完全干燥后上拉力试验机，测得结果为：共用10根圆钢试样，平均结合强度为13.7吨，最小的为10.6吨，最大的为15.2吨，也就是平均结合强度为21.8MPa，最小的为16.9 MPa，最大的为24.2 MPa。
由于锌涂层属于比较软的涂层，其结合强度要低于不锈钢等硬质金属。
b) 电弧喷涂的高效率表现在单位时间内喷涂金属的重量大。
电弧喷涂的生产率与电弧电流成正比，以喷涂锌涂层为例，当喷涂电流为200A时，每小时可喷涂30Kg，喷铝或不锈钢也可达到20Kg。
这要比氧乙炔火焰喷涂提高5~6倍。
河南防腐集团公司在大连为油罐内外表面喷涂铝涂层时，仅用2个多月的时间，从施工组织到工程验收完毕，利用2台CMD-AS3000型电弧喷涂设备每天工作10~12小时，总喷涂面积达到10000平方米，喷涂厚度为0.5mm。
电弧喷涂制模技术
电弧喷涂制模技术本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March题目：电弧喷涂制模技术学生姓名：专业班级：学号：学院：指导老师：日期：2009年10月18日电弧喷涂制模技术专业班级：学生姓名：指导老师：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：电弧喷涂制模是金属喷涂制模的一种主要工艺方法。
电弧喷涂技术
电弧喷涂技术电弧喷涂技术是80年代兴起的热喷涂技术，应用领域非常广泛，受到许多部门的重视。
虽然国外从60年代就开始推广电弧喷涂技术，但真正广泛用于工业领域也是80年代才开始。
我国开始推广电弧喷涂技术是90年代初期，从1996年以后才受到各地政府及大型国家重点工程的重视。
如三峡工程、广船国际、港口各种储罐、电力工程铁塔等等。
一、电弧喷涂原理电弧喷涂是以电弧为热源，将熔化的金属丝用高速气流雾化，并以高速喷到工件表面形成涂层的一种热喷涂工艺。
喷涂时，两根丝状金属喷涂材料用送丝装置通过送丝轮均匀、连续地分别送进电弧喷枪中的两个导电嘴内，导电嘴分别连接电源正负极，并保证两根金属丝之间在未接触之前绝缘。
当两根金属丝端部相互接触时产生短路而形成电弧，时金属丝端部瞬间熔化，此时利用压缩空气把熔化的金属雾化，形成金属微熔滴，以很高的速度喷射到工件表面上，产生金属涂层。
二、电弧喷涂的技术特点a) 电弧喷涂的优点突出表现在其涂层所能达到的高强度和优异的涂层性能。
应用电弧喷涂技术，可以在不提高工件表面温度、不使用贵重打底材料的情况下获得高的结合强度。
一般电弧喷涂的结合强度可以达到20MPa以上是氧乙炔火焰喷涂的4~6倍。
最近大庆某工程公司在为国家某重点工程投标时，专门测验了电弧喷涂的结合强度。
用Φ40的Q235圆钢，切断后将两个断面磨平，经过喷砂处理，使粗糙度达到Sa2.5级以上，然后将其中一个断面用电弧喷涂方式喷锌，厚度为0.10~0.15mm，将另一个断面涂上强力胶水，与喷锌层断面相粘结，等胶水完全干燥后上拉力试验机，测得结果为：共用10根圆钢试样，平均结合强度为13.7吨，最小的为10.6吨，最大的为15.2吨，也就是平均结合强度为21.8MPa，最小的为16.9 MPa，最大的为24.2 MPa。
由于锌涂层属于比较软的涂层，其结合强度要低于不锈钢等硬质金属。
b) 电弧喷涂的高效率表现在单位时间内喷涂金属的重量大。
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题目：电弧喷涂制模技术学生姓名：专业班级：学号：学院：指导老师：日期：2009年10月18日电弧喷涂制模技术专业班级：学生姓名：指导老师：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。
3.铜及铜合金纯铜主要用作电器开关和电子元件的导电喷涂层及人像、工艺品、水泥等建筑表面的装饰喷涂层。
黄铜喷涂层广泛用于修复磨损及加工超差的零件，修补有铸造砂眼、气孔的黄铜件，也可作为装饰喷涂层使用。
铝青铜涂层的结合强度高，抗海水腐蚀能力强，并具有很好的耐腐蚀疲劳和耐磨性。
主要用于喷涂水泵叶片、气闸阀门、活塞、轴瓦表面。
4.镍及镍铬合金镍合金中用作喷涂材料的主要为镍铬合金。
这类合金具有非常好的抗高温氧化性能。
可在880℃高温下使用，是目前应用很广的热阻材料。
镍铬合金被大量用作耐腐蚀及耐高温热喷涂层。
5.碳钢和低合金钢碳钢和低合金钢是广泛应用的电弧喷涂材料。
它具有强度较高、耐磨性好、价格低廉等特点。
电弧喷涂过程中碳和合金元素易烧损，易于造成涂层多孔和氧化物夹渣，使涂层性能下降，因此采用碳元素较高的碳钢，以弥补碳元素的烧损。
6.钼钼在喷涂中常作为粘结底层材料使用，还可以用作摩擦表面的减摩工作涂层，如活塞环、刹车片、铝合金气缸等。
国内外已采用管状丝材作为电弧喷涂材料。
我国已应用3Crl3、4Crl3；7Crl3等管状丝材作为耐磨喷涂材料。
喷涂用材料种类也可以别的，但由于高熔点合金收缩应力太大容易开裂，故目前用于模具制造的主要是锌、铝及其合金。
电弧喷涂模具的基本结构电弧喷涂模具的基本结构可分为三部分，即金属喷涂层部分、基体部分和钢结构部分。
1.金属喷涂层：要求具有一定的强度、硬度、表面粗糙度及良好的导热性。
2.模具基体：要求能与金属喷涂层牢固地结合成一体，有很好的强度和导热性，满足模具的工作要求。
3.钢结构件：如模框、镶块、注射嘴、绞链等，均采用机械加工而成，然后镶配组合于模具上。
制模工艺1.喷涂样模电弧喷涂模具的特点就是以样模为基准，模具型腔尺寸、几何精度完全取决于样模，样模的设计应根据产品成形的工艺要求决定其形状尺寸。
为了便于喷涂后的脱模，样模可设计成拼块组合的结构形式。
制造样模的材质很多：石膏、石墨、树脂、陶瓷、木材、金属等均可，也可直接采用产品作样模使用。
2.离型剂、脱模剂利用电弧喷涂技术制作模具，既要求金属微粒均匀致密地贴敷到样模表面，又要求形成壳体后能顺利、完整地从样模上分离下来，而且在喷涂过程中要保护好样模及其表面花纹能经得起喷涂金属微粒的冲击。
同时，起到承受喷涂时的高温和阻止热量向样模传递。
3.喷涂参数①电弧功率：电弧功率是由电源所决定的，它是影响模具型腔质量的主要因素。
功率小，起弧困难或断弧，喷涂的金属材料不能很好地熔化，影响涂层的结合强度。
功率过大，喷涂的金属材料易过热，金属微粒的表面氧化严重，降低喷涂层的机械性能。
使用锌合金喷涂制模材料以电弧电压36V，电弧电流110A左右较合适。
②喷涂距离：喷涂距离指喷涂制模时，喷枪嘴到样模之间的距离。
喷涂距离直接影响到喷涂层的质量。
距离过大，冲击到样模表面上金属微粒的温度和速度都将下降，动能减小，塑性较差，涂层组织疏松，强度降低，沉积效率下降。
距离过小，喷涂层温度升高，模具型腔容易产生热变形，影响模具精度。
通过试验，喷嘴到样模之间的喷涂距离以150～200mm为宜。
③喷涂角度：喷涂角度是指电弧喷涂成形时喷嘴气流轴线与被喷涂样模之间的夹角。
此夹角以垂直于样模表面为最好，不得已情况下，也不应小于45°，否则会产生“遮蔽效应”。
④喷涂气压：电弧喷涂制模是利用压缩空气，将熔化的金属雾化成微粒并喷射到样模表面。
因此，要求压缩空气具有一定的稳定压力，并且要保证空气干燥、清洁，通过试验，我们选取了空气压力为0.5～0.6MPa。
⑤填充基体：当喷涂形成壳体后，利用基体材料填充加实，对壳体进行支撑和加固。
基体材料的选择，主要是根据模具的工作条件和喷涂层的材质不同，选择不同的材料和工艺方法。
模具对基体材料的要求，应具有一定的强度，能满足模具工作状态的受力要求，易于成形。
由于喷涂壳体形成后，其外形比较复杂，基体形状必须与涂层紧密吻合，因此，填充基体必须具有易成形的特点，要有一定的导热性和耐热性，同时，其导热性及热膨胀系数应与金属喷涂层相近，特别当模具工作温度较高时，更应注意。
⑥镶嵌金属件：有些模具的某些部位有一些特殊要求，难以进行喷涂，则可采用金属镶嵌件。
经喷涂的金属镶嵌件，在样模取出后就直接成为模具型腔的一部分。
这些特殊的部位一般是指模具上有较深的凹陷、凸起或筋条等结构，并且凸起或凹陷的高度大于其宽度，这些部位均应安放镶嵌件。