熱噴涂技術(shù)的主要介紹
一、定義與原理
熱噴涂技術(shù)是利用熱源(火焰、電弧、等離子弧等)將噴涂材料(線材或粉末)加熱至熔化或半熔化狀態(tài),然后通過(guò)高速氣流使其霧化并加速,噴射到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的工件表面,形成涂層的一種表面加工方法。
結(jié)合機(jī)制:涂層與基體主要是機(jī)械結(jié)合(“拋錨”效應(yīng)),也可能存在部分冶金結(jié)合和物理結(jié)合。
關(guān)鍵特點(diǎn):基體溫度低(通常<200℃),熱影響小,變形小。
二、主要分類(按熱源分)
1、火焰噴涂:較基礎(chǔ),利用氧-乙炔燃燒火焰。設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低,但涂層結(jié)合強(qiáng)度和致密度較低。
2、電弧噴涂:利用兩根連續(xù)送進(jìn)的金屬絲之間產(chǎn)生的電弧作為熱源。沉積效率高,成本低,非常適合大型構(gòu)件(如橋梁、閘門)的防腐蝕(噴鋅、噴鋁)。
3、等離子噴涂:利用電弧將惰性氣體(如Ar、N?)電離成高溫等離子體(10000°C以上)。能噴涂高熔點(diǎn)材料(如陶瓷),涂層質(zhì)量高,但設(shè)備昂貴。
4、超音速火焰噴涂(HVOF/HVAF):通過(guò)燃料(煤油、氫氣等)與氧氣燃燒產(chǎn)生超音速氣流。顆粒速度極高,涂層非常致密、結(jié)合強(qiáng)度高、氧化物含量少,是高性能金屬陶瓷涂層(如WC-Co)的適合工藝。
三、技術(shù)特點(diǎn)
1、優(yōu)點(diǎn):
①基體受熱小,不變形。
②可噴涂的材料范圍極廣(金屬、陶瓷、塑料等)。
③工件尺寸不受限制。
④涂層厚度可控。
2、缺點(diǎn):
①涂層為層狀結(jié)構(gòu),存在一定孔隙。
②涂層與基體主要為機(jī)械結(jié)合,結(jié)合強(qiáng)度相對(duì)噴焊和堆焊較低。
③不適合承受高沖擊載荷。
四、典型應(yīng)用
1、耐腐蝕:鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐(電弧噴鋅/鋁)。
2、耐磨損:航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片、造紙烘缸、液壓活塞桿(HVOF噴涂碳化鎢)。
3、熱障涂層:渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片(等離子噴涂氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯)。
4、修復(fù)尺寸:磨損的軸類、孔類零件。
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