喷焊

三、喷焊技术
3 真空熔结：在一定的真空条件下迅速加热金属表面
的涂层，使之熔融并润湿基体表面，通过扩散互熔在界面 形成一条狭窄的互溶区，然后涂层与互溶区仪器冷凝结晶， 实现涂层与基体之间的冶金结合。
三、喷焊技术
真空熔结的特点：
1. 熔结涂层不受工件结构、形状和部位的限制；熔结 合金层厚度不限； 2. 熔结涂层的平整度极好；
铜基粉末
涂层具有磨擦系数小、易加工、耐腐蚀等特点。
二、喷焊材料
• 利用合金中B、Si元素的作用，获得高质量 的喷焊层。 • B、Si元素的作用：
（1）降低合金熔点，扩大固液两相区 （2）脱氧还原作用和造渣 （ 3 ）利用 B 、 Si 固溶强化、弥散强化、生成的金属间化合 物及硼碳化合物等，提高合金强度和耐磨性 （4）使自熔性合金具有良好的喷焊工艺性能
等离子喷焊示意图
三、喷焊技术
等离子喷焊的特点
1. 良好的可控性 2. 喷焊层质量和工艺稳定性好
3. 合金粉末制备简单，使用材料范围广
4. 生产率高
等离子喷焊时序图
三、喷焊技术
• 等离子喷焊的应用：
等离子喷焊的产品质量稳定，且易于实现自动化， 尤其在修补，如喷嘴环、转子等一些昂贵的零部件时， 有着显著的经济性和可靠性。
其形成的冶金结合是由于液态合金与固态基材表面之 间的相互熔结和扩散而形成了一层新的表面合金。
二、喷焊材料
• 热喷焊所用的材料主要是自熔性合金粉末
• 喷涂材料应满足的条件：
第一，喷焊材料在液态下应该能够在基材表面铺展开，即能够润湿材 料； 第二，喷焊材料必须能够与基材相容，即在液相和固相下必须有一定 的溶解度； 第三，喷焊材料的熔点应低于基材的熔点； 第四，热喷焊材料在凝固结晶过程中，应该尽量避免产生热裂纹，或 使基材热影响区产生裂纹。
第二节
喷焊
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Hale Waihona Puke Baidu 喷焊
.
一 二 三
热喷焊原理 喷焊材料 喷焊技术
四
热喷焊的特点
五 热喷焊工艺和热喷涂工艺的区别
一、热喷焊原理
• 热喷焊技术是将自熔性合 金粉末先喷涂在基材上， 在基材不熔化的情况下使 其湿润基材表面并熔化到 基材上而形成冶金结合， 形成所需的致密喷焊层。
二、喷焊材料
• 常用的喷焊材料：铁基、镍基、钴基、铜基和碳化钨五类
铁基粉末 价格低廉，熔点比镍基和钴基的高。很好的耐磨性，在弱腐蚀介 质中耐腐蚀性良好。其涂层在高温下抗氧化和耐腐蚀性差。多用 于常温和400℃以下的抗磨涂层和抗弱腐蚀介质的耐腐蚀涂层。
镍基粉末 价格适中，其粉末熔点低(1100～1150℃)，自熔成渣性良好，固 液相线温度范围宽，对多种坯料机体润湿能力强，涂层韧性好， 喷焊工艺性良好。其涂层具有优异的耐腐蚀性、耐磨性和良好的 耐热性，是应用最广的一类自熔性合金。它可以用于具有综合性 能要求的涂层或在600℃以下代替钴基合金。
应用
火焰喷焊主要对承受高应力载荷和承受冲击
磨损的部件进行强化，提高工件的耐磨性，增加
工件使用寿命。
三、喷焊技术
2 等离子喷焊
等离子喷焊技术是采用 等离子弧作为热源加热 基体，使其表面形成熔 池，同时将喷焊粉末材 料送入等离子弧中，粉 末在弧柱中得到预热， 呈熔化或半熔化状态， 被焰流喷射至熔池后， 充分熔化并排出气体和 熔渣，喷枪移开后合金 熔池凝固，形成喷焊层 。
3. 涂层粉料在熔结工艺施涂过程中有效利用率为 100% 。
三、喷焊技术
火焰筒、涡轮叶片、 导向叶片等
金属般的冲剪模与冲 压模、耐火砖、玻璃、 橡胶、塑料与玻璃钢 的成型模等 模具工业
航空工业 冶金工业
轧管机滑道、无缝管 穿管机顶头、塔轮、 压瓦、钳口等
机械工业
造粒机的环模、平模 和压辊、液压泵的配 油盘、粉碎机的锤片 与衬板、切割机的刀 片等
三、喷焊技术
等离子 喷焊
火焰喷 焊
喷焊 技术
真空熔 结
激光喷 焊
三、喷焊技术
1 火焰喷焊
先在基体表面喷粉，再对涂层火焰
直接加热，使涂层在基体表面重新 熔化，基体的表面完全润湿，界面 有相互的元素扩散，产生致密、结 合牢固的冶金结合。
三、喷焊技术
氧-乙炔火焰喷焊
喷焊枪结构
三、喷焊技术
喷焊工艺
（1）预处理：清洁、粗化被处理工件表面； （2）预热、喷粉和重熔： 1）一步法：边喷粉边熔化。特点是粉末沉积率高，但 涂层厚度不均匀。适用于大工件小面积或小工件表面的喷 焊修复。 2）二步法：先喷涂，然后用重熔枪将涂层熔化形成喷 焊层。 （3）后处理：喷焊后的零件要进行检查。喷焊层常见的 缺陷有喷焊层剥落、喷焊层裂纹、喷焊层夹渣、喷焊层气 孔和喷焊层漏底。对于表面精度要求不高的零件，喷焊后 不加工即可使用。对有精度要求的零件，喷焊后需要进行 机加工。
无重熔过 程，表面温 度250℃以下
机械咬合 为主
20MPa～ 65MPa
相对较少 限制
具有一定 孔隙
面接触
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真空熔 结的应 用
汽车工业
化工工业
滑阀导轨、聚丙烯造 粒机模板、机械密封 环等
内燃机排气阀、挺杆、凸 轮、汽车消音器、汽车反 应器等
四、热喷焊的特点
（ 1 ）热喷焊层组织致密，冶金缺陷很少，与基材结 合强度高。 （ 2 ）热喷焊材料必须与基材相匹配，喷焊材料和基 材范围比热喷涂窄得多。 （3）热喷焊工艺中基材的变形比热喷涂大得多。 （ 4 ）热喷焊层的成分与喷焊材料的原始成分会有一 定差别。 喷焊层的稀释率
三、喷焊技术
火焰喷焊的特点：
（1）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，小孔目前尚不能喷涂； （2）涂层的多孔性组织有储油润滑和减摩性能； （3）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。
三、喷焊技术
二、喷焊材料
钴基合金
粉末的价格较高，其主要特点是具有优良的耐高温性、红硬性、 耐腐蚀、耐磨和抗氧化等性能，最适合700℃左右高温下作抗氧 化、耐腐蚀、耐磨损的表面涂层。
含碳化钨的合金粉末
由镍基自熔性合金粉末中加入一部分纯钴(镍)，包括碳化钨粉末( 铁基、钴基也可以)。通过调节碳化钨与铁、镍和钴基合金粉末的 比例，可以获得不同硬度、耐磨性的涂层。采用含碳化钨的自熔 性合金粉末喷焊时，其涂层的硬度比单用自熔性合金粉末涂层的 硬度高HRC5-HRC10
η越大，涂层性能与原粉末性能偏差越大。喷焊层的η约 5%—10%，而喷涂层的η几乎为零。
五、热喷焊工艺和热喷涂工艺的 区别
工件受热 情况 与基材表 面结合
结合强度
使用粉末
涂层结构
承载能力
热喷焊
重熔烧结 温度可达 900℃以上
冶金结合 为主
343MPa ～441MPa
自熔性合 金粉末
均匀致密
线接触
热喷涂