什么是热喷涂
cccc热喷涂是指一系列过程,在这些过程中,细微而分散的金属或非金属的涂层材料,以一种熔化或半熔化状态,沉积到一种经过制备的基体表面,形成某种喷涂沉积层。涂层材料可以是粉状、带状、丝状或棒状。热喷涂枪由燃料气、电弧或等离子弧提供必需的热量,将热喷涂材料加热到塑态或熔融态,再经受压缩空气的加速,使受约束的颗粒束流冲击到基体表面上。冲击到表面的颗粒,因受冲压而变形,形成叠层薄片,粘附在经过制备的基体表面,随之冷却并不断堆积,最终形成一种层状的涂层(见图1、图2)。该涂层因涂层材料的不同可实现耐高温腐蚀、抗磨损、隔热、抗电磁波等功能。自1908年瑞士工程师Max Ulrich Schoop发明热喷涂以来,该工艺得到不断完善和发展。今天,热喷涂作为一项高科技工艺已广泛应用于航天、汽车、能源、钢铁、冶金、造纸、机械维修、市政建设等诸多领域。在中国,热喷涂还是连续四个"五年计划"推广的科学项目。
图1.
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图2.
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cccc在工程、机械的表面领域,热喷涂技术是最有效、最省钱和最直接的增强表面功能和工艺参数的方法。能够通过热喷涂手段改进和提高的表面种类几乎是无限的。通过喷金属、陶瓷、合金、重熔等等工艺手段,工程表面的功能概念得以延伸。
cccc可选择多种多样的热喷涂设备和方法,无论是手持的或是装在机器上的。热喷涂的工艺也涵盖各种选择:火焰粉末喷涂、火焰线材喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂、可控气氛下的等离子喷涂、真空等离子喷涂等。
cccc很多行业都在采用热喷涂工艺提高设备或零件的使用寿命、改进表面工艺参数以及降低生产和维修成本。热喷涂的功能包括:
- 抗磨损
- 抗腐蚀
- 间隙控制
- 控制流体环境
- 热障
- 恢复尺寸
- 改变导电性
各种热喷涂工艺的比较
涂层类型火焰线材喷涂火焰粉末喷涂超音速火焰喷涂电弧喷涂等离子喷涂低压或真空喷涂气体问度 103 oC (103 oF)
全部涂层3
(5.4)3
(5.4)2 - 3
(3.6 - 5.4)N/A12 - 16
(21.6 - 28.8)10 - 80
(18 - 144)结合强度 MPa (103 psi)
金属14 - 28
(2 - 4)14 - 21
(2 - 3)48 - 62
(7 - 9)28 - 41
(4 - 6)22 - 34
(3 - 5)100 - 400
(14 - 57)有色金属7 - 34
(1 - 5)7 - 34
(1 - 5)48 - 62
(7 - 9)14 - 28
(2 - 7)14 - 28
(2 - 7)400 - 750
(57 - 107)自熔合金---83+ (12+)62 (9)**---------陶瓷---14 - 32
(2 - 5)------21 - 41
(3 - 6)25 - 55
(4 - 8)碳化物陶瓷---34 - 48
(5 - 7)83+
(12+)---55 - 69
(8 - 10)500 - 100
(9 - 14)致密度, %
金属85 - 9085 - 9095 - 98+85 - 9590 - 9597 - 99+有色金属85 - 9085 - 9095 - 98+85 - 9590 - 9597 - 99+自熔合金---100*98+**---------陶瓷---90 - 95------90 - 95+95 - 98碳化物陶瓷---85 - 9095 - 98+---90 - 95+95 - 98+硬度
金属84Rb-35Rc80Rb-35Rc90Rb-45Rc85Rb-40Rc80Rb-40Rc30Rc-50+Rc有色金属95Rh-40Rc30Rh-20Rc100Rh-55Rc40Rh-35Rc40Rh-50Rc45Rc-55Rc自熔合金---30 - 60Rc50 - 60Rc---------陶瓷---40 - 65Rc------45 - 65Rc50 - 70+Rc碳化物陶瓷---45 - 55Rc55 - 72Rc---50 - 65Rc50 - 70+Rc渗透性
金属高中极小中中无有色金属高中极小中中无自熔合金---无极小---------陶瓷---中------偏小极小碳化物陶瓷---中极小---偏小极小涂层厚度限制
金属0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08)0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08)0.6 - 2.5
(0.025 - 0.1)0.5 - 2.5
(0.02 - 0.1)0.4 - 2.5
(0.015 - 0.1)0.05 - 10+
(0.002 - 0.5+)有色金属0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08)0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08)0.6 - 2.5
(0.025 - 0.1)0.5 - 2.5
(0.02 - 0.1)0.4 - 2.5
(0.015 - 0.1)0.05 - 10+
(0.002 - 0.5+)自熔合金---0.4 - 2.5
(0.02 - 0.2)0.4 - 3.8
(0.015-0.15)------0.1 - 15+
(0.004 - 0.6+)陶瓷---0.4 - 0.8
(0.015 - 0.1)------(0.4 - 5.0
(0.015 - 0.2)0.05 - 10+
(0.002-0.25+)碳化物陶瓷---0.4 - 0.8
(0.015 - 0.1)0.4 - 5.0+
(0.015-0.2+)---(0.4 - 5.0
(0.015 - 0.2)0.05 - 10+
(0.002 - 0.4+)
* 自熔性涂层(2) 超音速火焰喷涂
** 非自熔性涂层(1)可控气氛下的喷涂
热喷涂设备的主要组成部分
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