模具表面处理第三节热喷涂

火焰喷涂的缺点
不锈钢铸件喷涂层与基 体结合强度较低，不能承 受交变载荷和冲击载荷； 基体表面制备要求高； 火焰喷涂工艺受多种条 件影响，涂层质量尚无有 效检测方法。
等离子喷涂
利用非转移等离子弧作为热源对喷涂材料进行加热、 加速、涂敷。
等离子焰流温度高、流速快，因此喷涂效率高、涂 层致密、结合强度高、基材表面热影响区小。
供粉速率：速率过大使熔化不良的粉粒增多，涂层组 织疏松、气孔率增大；速率过低则降低喷涂效率。 喷涂距离和喷涂角：喷涂金属粉末时喷距为75～
130mm；喷涂陶瓷粉末时喷距为50～100mm。喷涂角度
以90°为最佳。 喷枪与工件的相对移动速度：移动速度快些为好，可防 止一次喷涂过厚导致涂层内应力过大，还可避免局部过 热。
（3） 等离子喷涂的应用
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、陶瓷类高熔点复合材料。
热喷涂的应用
（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。
二、热喷涂技术的分类及其特 点
分类依据：热源的种类、喷涂材料、涂层结合 方式和涂层功能等
线材火焰喷涂设备
粉末火焰喷涂
粉末火焰喷涂设备示意图
粉末火焰喷涂设备
火焰喷涂的优点
一般金属、非金属基体均 可喷涂，对基体的形状和尺 寸通常也不受限制，不过小 孔现在尚不能喷涂； 涂层材料广泛，精密铸件 金属、合金、陶瓷、复合材 料均可为涂层材料，可使表 面具有各种性能，如耐腐蚀、 耐磨；耐高温、隔热等； 火焰喷涂对基体影响小， 基体表面受热温度为200～ 250℃，整体温度约70℃～ 80℃，故基体变形小，材 料组织不发生变化。
模具的表面工程技术
热喷涂
热喷涂技术的原理；
本 节 重 点
涂层形成过程；
热喷涂方法；
喷涂材料；
热喷涂工艺流程；
热喷涂的应用。
一、 热喷涂技术的原理与特点 1.热喷涂原理 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。
2.涂来自百度文库形成过程
（1）等离子喷涂设备
（喷枪） （送粉器）
（2）等离子喷涂工艺 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。
氩气：易于引弧，等离子弧稳定，有很好的气体保护作用。 氢气：可作为辅助气体起到提高热焓和防氧化的作用。
输入功率和电参数：确保粉末熔化良好，防止出现生粉。
1 喷涂耐腐蚀涂层 (1) 铝、锌及其合金涂层：锌、铝的腐蚀电极电位高于铁，涂 层有保护作用，可用于桥梁、铁塔等大型部件的防腐处理(在锌 中加铝可提高涂层的耐蚀性能，若铝的质量分数为 30％，则耐 蚀性最佳) 。 (2) 不锈钢涂层：不锈钢电极电位比铁高，易在涂层孔隙处产 生电化学腐蚀，所以喷涂后必须封孔处理。 (3) 塑料涂层：用于化工、食品等行业。
汽 车 制 造
热喷涂的领域和市场
已完
热喷涂技术的特点
（1） 喷涂材料广泛； （2） 适用于各种基体材料的零件；
（3） 操作程序少，速度快，生产效率高 ；
（4） 操作灵活，可在不同尺寸和形状的工件上喷涂；
（5） 可赋予普通材料以特殊的表面性能；
（6） 成本低，经济效益显著。
丝材火焰喷涂（直径1.8mm-4.8mm线材）
线材火焰喷涂设备示意图
2 用于耐磨的涂层：
1) 涂层硬度超过磨料硬度：如氧化铝陶瓷涂层或镍基、
钴基碳化钨涂层。用于轧辊、螺旋送料器等部件。 (2) 用于修复的涂层：喷涂铁基或镍基耐磨合金涂层 。
3 喷涂耐高温涂层
(1) 抗高温氧化的涂层：如超音速火焰喷涂Cr2C3-NiCr
涂层；用等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层。 (2) 热障涂层：使金属基体与高温环境隔离，保持金属构 件的力学性能。