热喷涂技术及其发展历程与应用
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热喷涂
热喷涂 热喷涂技术发展历史 热喷涂技术原理 热喷涂技术特点 热喷涂涂层 热喷涂工艺流程 热喷涂应用
热喷涂
热喷涂:利用热能将喷涂材料熔化,再借助高速
气流将其雾化,并在高速气流的带动下粒子撞击基
材表面,冷凝后形成具有某种功能的涂层。
热喷涂技术发展历史
热喷涂技术最早于1910年由瑞士肖普博士发明,当时命名:“金属喷镀” 1943年美METCO首次出版《金属喷镀》手册 1959年美METCO第七次出版改名《火焰喷涂》手册 1973年9月10-14日在伦敦召开第七届有关国际热喷涂会议,改名“金属
各种喷涂方法比较
热喷涂的应用范围
航天航空、机械、电子、冶金、能源、交通、石 油、化工、食品、轻纺等, 并在高新技术领域也得到了 应用。 1.抗腐蚀/氧化涂层 2.抗磨损涂层
3.热障涂层
4.可磨密封涂层 5.修复/装饰涂层 6.电/磁/光涂层 7.特殊功能涂层
热喷涂应用实例
石油行业
防护区域:杆表面, 油泵等。 工作状态:介质腐蚀、磨粒磨损等。 解决方法: 火焰喷焊、超音速喷涂、电弧喷涂。 涂层材料:镍基合金、金属陶瓷粉末、蒙乃尔合金粉等。 技术规范: 涂层厚度0.4~1.0mm
爆炸喷枪示意图
1) 航空发动机铁合金风扇叶片阻尼台上用爆炸喷涂0.25mn厚 的WC,寿命提高10倍: 2)燃烧室的定位卡环上喷一层0.12mm厚Cr3C2 ,寿命提高7 倍。 3)目前爆炸喷涂主要用于制备优质耐磨涂层。
超音速火焰喷涂
燃料气体(氢气、丙烷、丙烯或MAPP)和助燃剂(02) 以一定的比例导入燃烧室内混合,爆炸式燃烧,高温燃气经燃烧 室上部燃烧头内的四根倾斜喷管进入铜喷嘴,粉末由送粉气(Ar 或者N2)定量沿燃烧头内碳化物中心套管送入高温燃气中,由高 温高速燃气带出喷嘴,高速喷嘴到工件上形成涂层,整个喷枪由 循环水冷却。
等离子弧焰流温度高,适合喷涂高熔点材料。涂层密 度可达85-98% ,结合强度高达35~70Mpa,喷涂质量远优于 火焰喷涂层。主要用于: 1)耐磨、减磨涂层; 2)耐蚀涂层; 3)抗高温氧化、抗高温气流冲刷、热障涂层; 4)制造金属、陶瓷类高烙点复合材料。
爆炸喷涂
将粉末注入喷枪,同时引入氧—乙炔混合气,点 燃引爆气体产生3300℃高温, 粉末被加热并以2倍音速 以上速度喷射到工件表面,形成~20mm直径,~8μ m厚 的高结合强度和高致密度的涂层。整个涂层由小圆形薄 片重叠而成。
钻井抽油装置耐磨抗腐蚀喷涂
发电系统
防护区域: 锅炉四管(水冷壁营、过热器营、再热器营和省煤器管)、 风机肘轮、风机轴承、风机轮毅等。 工作状态: 高温庸蚀、高速磨粒磨损、海水侵蚀等。 解决方法:喷涂耐磨耐蚀涂层。 涂层材料: 复合芯丝、金属陶瓷、高耐蚀合金。 喷涂工艺:电弧喷涂、超音速喷涂、喷焊。 使用效果:提高耐蚀耐磨寿命3-8倍。
印刷设备辊耐磨防腐喷涂
钢结构防腐
东方明珠电视塔钢结构天线喷铝
东海大桥桥墩支架喷铝
桥梁防腐及维妒
三峡永久闸门喷锌
钢铁冶金行业
瓦楞辊
炉辊喷涂
装饰
汽车行业
汽车中热喷涂部件示例
热喷涂技术的应用领域和市场
谢谢大家!
热喷涂技术原理
热喷涂是利用热源将喷涂材料加热到熔化或半 熔化状态,借助于焰流或外加的推力将熔滴雾化或推 动熔粒成喷射的粒束,以一定速度喷射到经过制备的 基体表面形成某种功能的涂层。
典型热喷涂系统
热喷涂基本过程示意图
热喷涂基本过程示意图
热喷涂技术特点
热喷涂技术在应用上已由制备装饰性涂层发展为制备各 种功能性涂层, 如耐磨、抗蚀、抗氧化、隔热、导电、 绝缘、减摩、润滑、防辐射等涂层。
热喷涂涂层
涂层材料的选择:
(1)热喷涂材料最好有较宽的液相区,较宽的液相区可以使涂层材料的 熔滴在较长时间内保持液相。
(2) 热稳定性好,在高温焰流中不升华,不分解。材料在热喷涂温度
下如果易于分解,则不适用于热喷涂。 (3)喷涂材料在熔融状态下应和基材有较好的浸润性,以保证涂层与基 材之间有良好的结合性能。 (4)与基材有相近的热膨胀系数, 以防止因膨胀系数相差过大产生较 大的热应力。
(3)后处理
(4)机加工等
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。
表面粗化处理
(2)开槽
(1)表面喷砂
(3)电火花拉毛
(4)喷涂粘结底层
热喷涂
工件表面处理好之后要在尽可能短的时间内进行喷涂。 为增加涂层与基体的结合强度,一般在喷涂工作之前,先喷 涂一层厚度约0.10~0.15 mm的放热型的镍包铝或铝包镍粉
末作为打底层,打底层不宣过厚,如超过0.2mm 不但不经济,
而且结合强度下降。 喷涂镰铝复合粉末时应使用中性焰或轻微碳化焰,另外选用 的粉末粒度号在180~250为直,以避免产生大量烟雾导致结 合强度下降。
热喷涂涂层wk.baidu.com
涂层形成过程: (1)喷涂材料被加热到熔融状态。 (2)喷涂材料被雾化成微小熔滴并高速撞击基体表面, 撞击基体的颗 粒动能越大和冲击变形越大, 形成的涂层结合越好。 (3)熔融的高速粒子在冲击基材表面后发生变形, 冷凝后形成涂层。
热喷涂工艺流程
热喷涂的工艺流程包括:
(1)表面预处理
(2)热喷涂
喷涂”
1979年9月27-10月1日在美Florida州一著名休养地Miami城召开第八届国 际热喷涂会议,就采用“热喷涂”这一名词,这就是“热喷涂”名词的
由来。
热喷涂技术发展历史
1910年: 线材火焰喷涂技术; 20年代: 电弧丝喷涂技术; 50年代:爆炸喷涂和等离子喷涂技术;
60年代: 自熔性合金粉末火焰、等离子喷涂和喷焊技术;
后处理(封孔处理)
封孔处理的目的: (1)防止或阻止涂层界面处的腐蚀; (2) 在某些机械部件中防止液体和压力的密封池露; (3) 防止污染或研磨碎屑碎片进入涂层; (4) 保持陶瓷涂层的绝缘强度。 封孔处理是在喷涂之后、机加工之前进行。
主要几种热喷涂技术
火焰喷涂材料及应用
火焰喷涂
粉末火焰喷涂广泛用于机械部件和化工容器、辊筒 表面制备耐蚀、耐磨涂层。对喷枪喷嘴部分作适当变动后, 可用于喷涂塑料粉末
热喷涂既可用于修复,又可用于制造。由于涂层材料的
性能优于基体,用其对零件表面进行涂覆,能使产品质
量得到大幅度提高。
热喷涂技术特点
优点: (1)基材及涂层材料广泛。 (2)基体温度低。 (3)操作灵活。 (4)涂层厚度范围宽。
缺点: (1)热效率低。 (2)材料利用率低, 浪费大。 (3)涂层与基材结合强度低。
电厂锅炉四壁抗磨损腐蚀
风能发电机组防腐喷涂
混流式水轮机
航空领域
防护区域: 工作状态: 解决方法: 涂层材料: 高温燃气接触部位。 物料磨损、介质腐蚀等。 等离子喷涂、超音速喷涂。 陶瓷、金属陶瓷、高温合金
印刷行业
防护区域: 辊、烘缸、储料槽。 工作状态: 物料磨损、介质腐蚀。 解决方法: 超音速喷涂WC-CoCr涂层、火焰喷涂金属钼涂层、电弧喷涂耐 蚀合金
80年代: 超音速火焰喷涂技术; 90年代: 激光熔覆技术。
热喷涂在国内的发展
我国热喷涂技术是从五十年代开始的, 当时由吴剑春和张关宝 在上海组建了国内第一个专业化喷涂厂, 研制氧乙块焰丝喷及电喷装置, 并对外开展金属喷涂业务。我国热喷涂技术起步较早,50年代就发展了丝 材电弧喷涂; 60年代某些军工部门开始研究等离子喷涂:70年代出现了 品种和型号较为齐全的喷涂设备和材料, 但总的来说进展缓慢, 只是到 了近些年才获得了较快的发展。
电弧喷涂
电弧喷涂的用途 1) 在钢铁构件上喷涂特、铝涂层,对构件进行长效防护。 2)在钢铁件上喷铝可防止高温氧化。 3)在钢铁件上喷不锈钢或其它耐磨金属,用于耐磨蚀防护。 4)在机械零件上啧涂碳钢、青铜等材料,用于修复零部件。 5)在塑料制品上喷涂屏蔽涂层等。 6)用电弧喷铝或喷铸生产复合铜板。
等离子喷涂
热喷涂 热喷涂技术发展历史 热喷涂技术原理 热喷涂技术特点 热喷涂涂层 热喷涂工艺流程 热喷涂应用
热喷涂
热喷涂:利用热能将喷涂材料熔化,再借助高速
气流将其雾化,并在高速气流的带动下粒子撞击基
材表面,冷凝后形成具有某种功能的涂层。
热喷涂技术发展历史
热喷涂技术最早于1910年由瑞士肖普博士发明,当时命名:“金属喷镀” 1943年美METCO首次出版《金属喷镀》手册 1959年美METCO第七次出版改名《火焰喷涂》手册 1973年9月10-14日在伦敦召开第七届有关国际热喷涂会议,改名“金属
各种喷涂方法比较
热喷涂的应用范围
航天航空、机械、电子、冶金、能源、交通、石 油、化工、食品、轻纺等, 并在高新技术领域也得到了 应用。 1.抗腐蚀/氧化涂层 2.抗磨损涂层
3.热障涂层
4.可磨密封涂层 5.修复/装饰涂层 6.电/磁/光涂层 7.特殊功能涂层
热喷涂应用实例
石油行业
防护区域:杆表面, 油泵等。 工作状态:介质腐蚀、磨粒磨损等。 解决方法: 火焰喷焊、超音速喷涂、电弧喷涂。 涂层材料:镍基合金、金属陶瓷粉末、蒙乃尔合金粉等。 技术规范: 涂层厚度0.4~1.0mm
爆炸喷枪示意图
1) 航空发动机铁合金风扇叶片阻尼台上用爆炸喷涂0.25mn厚 的WC,寿命提高10倍: 2)燃烧室的定位卡环上喷一层0.12mm厚Cr3C2 ,寿命提高7 倍。 3)目前爆炸喷涂主要用于制备优质耐磨涂层。
超音速火焰喷涂
燃料气体(氢气、丙烷、丙烯或MAPP)和助燃剂(02) 以一定的比例导入燃烧室内混合,爆炸式燃烧,高温燃气经燃烧 室上部燃烧头内的四根倾斜喷管进入铜喷嘴,粉末由送粉气(Ar 或者N2)定量沿燃烧头内碳化物中心套管送入高温燃气中,由高 温高速燃气带出喷嘴,高速喷嘴到工件上形成涂层,整个喷枪由 循环水冷却。
等离子弧焰流温度高,适合喷涂高熔点材料。涂层密 度可达85-98% ,结合强度高达35~70Mpa,喷涂质量远优于 火焰喷涂层。主要用于: 1)耐磨、减磨涂层; 2)耐蚀涂层; 3)抗高温氧化、抗高温气流冲刷、热障涂层; 4)制造金属、陶瓷类高烙点复合材料。
爆炸喷涂
将粉末注入喷枪,同时引入氧—乙炔混合气,点 燃引爆气体产生3300℃高温, 粉末被加热并以2倍音速 以上速度喷射到工件表面,形成~20mm直径,~8μ m厚 的高结合强度和高致密度的涂层。整个涂层由小圆形薄 片重叠而成。
钻井抽油装置耐磨抗腐蚀喷涂
发电系统
防护区域: 锅炉四管(水冷壁营、过热器营、再热器营和省煤器管)、 风机肘轮、风机轴承、风机轮毅等。 工作状态: 高温庸蚀、高速磨粒磨损、海水侵蚀等。 解决方法:喷涂耐磨耐蚀涂层。 涂层材料: 复合芯丝、金属陶瓷、高耐蚀合金。 喷涂工艺:电弧喷涂、超音速喷涂、喷焊。 使用效果:提高耐蚀耐磨寿命3-8倍。
印刷设备辊耐磨防腐喷涂
钢结构防腐
东方明珠电视塔钢结构天线喷铝
东海大桥桥墩支架喷铝
桥梁防腐及维妒
三峡永久闸门喷锌
钢铁冶金行业
瓦楞辊
炉辊喷涂
装饰
汽车行业
汽车中热喷涂部件示例
热喷涂技术的应用领域和市场
谢谢大家!
热喷涂技术原理
热喷涂是利用热源将喷涂材料加热到熔化或半 熔化状态,借助于焰流或外加的推力将熔滴雾化或推 动熔粒成喷射的粒束,以一定速度喷射到经过制备的 基体表面形成某种功能的涂层。
典型热喷涂系统
热喷涂基本过程示意图
热喷涂基本过程示意图
热喷涂技术特点
热喷涂技术在应用上已由制备装饰性涂层发展为制备各 种功能性涂层, 如耐磨、抗蚀、抗氧化、隔热、导电、 绝缘、减摩、润滑、防辐射等涂层。
热喷涂涂层
涂层材料的选择:
(1)热喷涂材料最好有较宽的液相区,较宽的液相区可以使涂层材料的 熔滴在较长时间内保持液相。
(2) 热稳定性好,在高温焰流中不升华,不分解。材料在热喷涂温度
下如果易于分解,则不适用于热喷涂。 (3)喷涂材料在熔融状态下应和基材有较好的浸润性,以保证涂层与基 材之间有良好的结合性能。 (4)与基材有相近的热膨胀系数, 以防止因膨胀系数相差过大产生较 大的热应力。
(3)后处理
(4)机加工等
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。
表面粗化处理
(2)开槽
(1)表面喷砂
(3)电火花拉毛
(4)喷涂粘结底层
热喷涂
工件表面处理好之后要在尽可能短的时间内进行喷涂。 为增加涂层与基体的结合强度,一般在喷涂工作之前,先喷 涂一层厚度约0.10~0.15 mm的放热型的镍包铝或铝包镍粉
末作为打底层,打底层不宣过厚,如超过0.2mm 不但不经济,
而且结合强度下降。 喷涂镰铝复合粉末时应使用中性焰或轻微碳化焰,另外选用 的粉末粒度号在180~250为直,以避免产生大量烟雾导致结 合强度下降。
热喷涂涂层wk.baidu.com
涂层形成过程: (1)喷涂材料被加热到熔融状态。 (2)喷涂材料被雾化成微小熔滴并高速撞击基体表面, 撞击基体的颗 粒动能越大和冲击变形越大, 形成的涂层结合越好。 (3)熔融的高速粒子在冲击基材表面后发生变形, 冷凝后形成涂层。
热喷涂工艺流程
热喷涂的工艺流程包括:
(1)表面预处理
(2)热喷涂
喷涂”
1979年9月27-10月1日在美Florida州一著名休养地Miami城召开第八届国 际热喷涂会议,就采用“热喷涂”这一名词,这就是“热喷涂”名词的
由来。
热喷涂技术发展历史
1910年: 线材火焰喷涂技术; 20年代: 电弧丝喷涂技术; 50年代:爆炸喷涂和等离子喷涂技术;
60年代: 自熔性合金粉末火焰、等离子喷涂和喷焊技术;
后处理(封孔处理)
封孔处理的目的: (1)防止或阻止涂层界面处的腐蚀; (2) 在某些机械部件中防止液体和压力的密封池露; (3) 防止污染或研磨碎屑碎片进入涂层; (4) 保持陶瓷涂层的绝缘强度。 封孔处理是在喷涂之后、机加工之前进行。
主要几种热喷涂技术
火焰喷涂材料及应用
火焰喷涂
粉末火焰喷涂广泛用于机械部件和化工容器、辊筒 表面制备耐蚀、耐磨涂层。对喷枪喷嘴部分作适当变动后, 可用于喷涂塑料粉末
热喷涂既可用于修复,又可用于制造。由于涂层材料的
性能优于基体,用其对零件表面进行涂覆,能使产品质
量得到大幅度提高。
热喷涂技术特点
优点: (1)基材及涂层材料广泛。 (2)基体温度低。 (3)操作灵活。 (4)涂层厚度范围宽。
缺点: (1)热效率低。 (2)材料利用率低, 浪费大。 (3)涂层与基材结合强度低。
电厂锅炉四壁抗磨损腐蚀
风能发电机组防腐喷涂
混流式水轮机
航空领域
防护区域: 工作状态: 解决方法: 涂层材料: 高温燃气接触部位。 物料磨损、介质腐蚀等。 等离子喷涂、超音速喷涂。 陶瓷、金属陶瓷、高温合金
印刷行业
防护区域: 辊、烘缸、储料槽。 工作状态: 物料磨损、介质腐蚀。 解决方法: 超音速喷涂WC-CoCr涂层、火焰喷涂金属钼涂层、电弧喷涂耐 蚀合金
80年代: 超音速火焰喷涂技术; 90年代: 激光熔覆技术。
热喷涂在国内的发展
我国热喷涂技术是从五十年代开始的, 当时由吴剑春和张关宝 在上海组建了国内第一个专业化喷涂厂, 研制氧乙块焰丝喷及电喷装置, 并对外开展金属喷涂业务。我国热喷涂技术起步较早,50年代就发展了丝 材电弧喷涂; 60年代某些军工部门开始研究等离子喷涂:70年代出现了 品种和型号较为齐全的喷涂设备和材料, 但总的来说进展缓慢, 只是到 了近些年才获得了较快的发展。
电弧喷涂
电弧喷涂的用途 1) 在钢铁构件上喷涂特、铝涂层,对构件进行长效防护。 2)在钢铁件上喷铝可防止高温氧化。 3)在钢铁件上喷不锈钢或其它耐磨金属,用于耐磨蚀防护。 4)在机械零件上啧涂碳钢、青铜等材料,用于修复零部件。 5)在塑料制品上喷涂屏蔽涂层等。 6)用电弧喷铝或喷铸生产复合铜板。
等离子喷涂