熱噴涂技術的主要介紹
一、定義與原理
熱噴涂技術是利用熱源(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),然后通過高速氣流使其霧化并加速,噴射到經(jīng)過預處理的工件表面,形成涂層的一種表面加工方法。
結合機制:涂層與基體主要是機械結合(“拋錨”效應),也可能存在部分冶金結合和物理結合。
關鍵特點: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,利用氧-乙炔燃燒火焰。設備簡單、成本低,但涂層結合強度和致密度較低。
2、電弧噴涂:利用兩根連續(xù)送進的金屬絲之間產(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)。能噴涂高熔點材料(如陶瓷),涂層質量高,但設備昂貴。
4、超音速火焰噴涂(HVOF/HVAF):通過燃料(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、結合強度高、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、技術特點
1、優(yōu)點:
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:
①涂層為層狀結構,存在一定孔隙。
②涂層與基體主要為機械結合,結合強度相對噴焊和堆焊較低。
③不適合承受高沖擊載荷。
四、典型應用
1、耐腐蝕:鋼結構長效防腐(電弧噴鋅/鋁)。
2、耐磨損:航空發(fā)動機壓氣機葉片、造紙烘缸、液壓活塞桿(HVOF噴涂碳化鎢)。
3、熱障涂層:渦輪發(fā)動機葉片(等離子噴涂氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯)。
4、修復尺寸:磨損的軸類、孔類零件。
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