宝钢技术表面事业部热喷涂简介

上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
宝钢 技术 热喷涂
2011，宝钢集团子公司上海宝钢工业技术服务有限公司（宝钢技术） 整合下属机械制造事业部与宝钢研究院的喷涂业务成立表面工程事业部， 致力于专业从事钢铁冶金和汽车、能源电力、石化、航空等非钢业设备 与备件的喷涂再制造业务。
热喷涂技术在汽车行业的应用
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
目 录
一
热喷涂技术简介
二
冲压模具——热喷涂
三
热喷涂在汽车其他领域的应用
四
宝钢技术——热喷涂
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
宝钢 技术
主要技术装备：
Wokastar600 JP 8000
热喷涂
JP 8000喷枪
喷涂房外景
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
宝钢 技术
热喷涂 模具
前/后门铰链加强板，已使用15个月，冲压件无拉毛烧结，涂层完好！
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
热喷涂 模具
车轮冲压模具
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
热喷涂 模具 HVOF改质独特优势：
1、基材可选范围广，任何材质的冲压模 具均可通过热喷涂改质； 2、对模具形状无要求，整体式、分体式
均能强化，亦能进行局部可控修复； 性能
3、改质工艺简洁，喷涂过程无热变形， 对模具的组织无任何不良影响； 4、涂层高硬耐磨，耐蚀性能优异，涂层厚度 调节方便，可根据模具工况量身定作； 5、既可功能性预强化亦能磨损后修复， 修复后性能可超过新品；
宝钢 技术 热喷涂
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
宝钢 技术 热喷涂
大型闸阀
测量仪导轨
活塞杆，耐磨耐腐蚀
绝缘轴承
泵高压叶轮
高压闸阀，高压抗磨损
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
热喷涂 模具
前挡板模具，涂层完好，无烧结、拉毛现象！
后底座模具，10万冲次，涂层无剥落！
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
热喷涂 模具
拆分式后底座模具
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
喷涂方式 等离子喷涂 火焰/等离子喷涂 等离子喷涂 火焰喷涂 电弧喷涂 等离子喷涂 等离子喷涂 火焰喷涂 等离子喷涂 等离子喷涂 火焰/电弧喷涂 等离子喷涂 电弧喷涂
改善性能 发动机轻量化、无缸套化，提高耐磨、耐蚀性能 耐磨、耐蚀、止动性 隔热 活塞环凹槽强化、轻量化 轻量化、耐磨 耐磨性、耐蚀性，延长寿命 绝缘性 耐磨、耐烧损 耐磨 耐磨 耐腐蚀性 耐高温腐蚀、控制高温穿孔 耐蚀性、可加工性
宝钢 技术
主要技术装备： 设备类别
HVOF （超音速火焰喷涂） 6台 APS （等离子喷涂） 5台 AS（电弧喷涂） 2台 FS（火焰喷涂） 4台 PTA（等离子堆焊 (USA) Praxair (USA) Sulzer Metco (Switzerland) Praxair (USA) Sulzer Metco (Switzerland) Sulzer Metco (Switzerland) Praxair (USA) Sulzer Metco (Switzerland) Praxair ABB和FUNAC
热喷涂 技术
材料： 粉末 线材
…
粒子： 加热加速 V, T, d
…
热源（动力源）： 燃烧火焰 电弧 等离子射流 超音速火焰
…
利用各种热源，将金属或 非金属表面材料加热至熔化或 半熔化状态，借助于高速气流 的雾化效果使其形成微细熔滴， 喷射沉积到经过预处理的工件 基体表面形成堆积结构涂层的 技术。
碰撞 扁平化 快冷凝固 基体
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
宝钢 技术 热喷涂
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
宝钢 技术 热喷涂
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
宝钢 技术 热喷涂
• • • •
先进发动机5500多个零件需要热喷涂 服役性能：耐磨、防腐蚀、耐高温、隔热、封严等 提高可靠性、延长大修期 热障涂层（TBC）技术：发动机制造的关键技术之一
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
热喷涂 模具
汽车门内板模具，解决了拉毛问题，模具寿命超电镀3倍以上， 目前仍在使用中！修模频率由43冲次延长至556冲次！
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
数量
2 3 1 3 1 1 2 4 2 4
型号
JP8000 JP5000 Wokastar 600 SG100 Unicoat-F1/F4 9M PF-400 6P，10E，12E，16E / ABB/FANUC
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
热喷涂 技术 超音速火焰（HVOF）喷涂技术：
HVOF技术以航空煤油为燃料，氧气为助燃剂，两者在燃 烧室内燃烧产生高速、高压焰流，焰流速度高达 1500~2000m/s；同时送粉系统将喷涂粉送入超音速焰流，经焰 流加温加速的呈熔化或半熔化状态的金属熔滴以高达 400~650m/s的速度喷向经预处理的基体表面，沉积形成致密且 附着力强的涂层。
超高硬耐磨； 热变形大，模 具设计要求和 成本高，对材 质有要求、不 易修模。
真空淬火
基体 500~800 一般 ~1000℃
常规工艺，成 本较低； 一般耐磨、对 材质有要求、 热变形等。
PVD
TiN, CrN 1~5 2000~2300 优 ~500℃
镀Cr
Cr 20~50 800~1000 良 50~80℃
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
热喷涂 模具 模具表面改质工艺对比：
指标
皮膜种类 皮膜厚度（μm） 硬度HV0.2 耐磨性能 处理温度
TD/ Super-TD
VC 5~15 3200~3800 优+ ~1000℃
高速粒子依次与基体材料 高速碰撞，经过变形、快速冷 却凝固，沉积在基体表面，形 成涂层。
涂层 基体
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
热喷涂 技术
钢铁 石油化工 航空 能源（如锅炉四管） 汽车 造纸机械 钢构件防腐 纺织机械 核电 电子半导体 水泥与煤化工 工业轮机
【改质后】 发生细微剥落， 还是很好的完成了140冲次的生产！
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
汽车使用热喷涂加工的零部件、喷涂方式及性能改善
热喷涂 其他汽车领域
部件名称 发动机缸体、缸盖 活塞环 铝活塞顶 铝活塞 气门、气门挺杆 柴油机用燃油喷嘴 电机罩 同步环、拨叉 离合器片 刹车盘/片 消音鼓、排气管 废气氧传感器 热交换金属散热板
热喷涂 技术
●制备保护涂层：如防腐涂层、耐磨损涂层、耐高温涂层、热障涂层等； ●制备功能涂层：如导电涂层、绝缘涂层、光催化涂层等； ●用作制造技术：如制造复合材料、燃料电池恢复零件尺寸,实现机械零件的再制造。
应用多样性对涂层组织结构要求的多样性
耐磨 - 致密
隔热 - 层状、低热导率
封严 - 多孔
热喷涂 技术
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
宝钢 技术 热喷涂
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
热喷涂 模具 合作伙伴TOCALO公司在日本的实绩
【板材信息】 ・板材材质：590Mpa高张力钢板 ・板厚：1.4mm 【模具信息】 ・模具类型：凸模 ・模具材质：FCD550 ・其他：先淬火处理 【改质前】 试模时就发生拉伤！ 【改质后】 完成24000冲次，无问题！
上海宝钢工业技术服务有限公司
16
Gas Temperature (10 C)
14 12 10 8 6 4 2 0 0 300
Powder Flame Wire Flame Wire Arc HVOF D-gun Plasma Arc
3 o
Cold Spray
900 1200
600
Particle velocity (m/s)
上海宝钢工业技术服务有限公司
超音速火焰喷涂示意图
马赫锥——典型的超音速火焰特征
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
热喷涂 模具 HVOF技术改质模具工艺流程：
外观检查、探伤
烘烤、清洁
喷砂
热喷涂
粗抛、精抛
检验合格、出厂
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
热喷涂 模具
【板材信息】 ・板材材质：980Mpa高张力钢板 ・板厚：1.4mm 【模具信息】 ・模具类型：凹模 ・模具材质：FCD540 ・其他：试做模具（仅生产140冲次）
【改质前】 仅使用1冲次就发生拉伤！
HVOF
WC金属陶瓷 ~50 1100~1300 优 100~150℃
高硬耐磨、工艺简洁、 局部可控修复、无热 变形、对材质无要求、 高性价比； 均匀性低于电镀。
特点分析
耐磨性很好， 对 材 质 有 要 耐磨性较好、 求 、 模 具 设 镀层均匀； 计 要 求 高 、 施工复杂。 存在热变形。
上海宝钢工业技术服务有限公司
上海宝钢工业技术服务有限公司
Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co.,Ltd.
热喷涂 其他汽车领域
零件名称：变速器拨叉 材质： 铸钢 涂层机能：阻止粘着磨损产生 喷涂方式：火焰喷涂，等离子喷涂 喷涂材料：钼
零件名称：废气氧传感器 材质： 固体电解质表面焊接白金电极 涂层机能：燃烧气体环境下的耐热，抗氧化性 喷涂方式：等离子喷涂 喷涂材料：尖晶石（MgO· Al2O 3）