第八部分热喷涂.pptVIP

* 热喷涂 ? 热喷涂及其分类 ? 热喷涂的一般原理 ? 热喷涂基本工艺流程 ? 几种常用热喷涂技术 ? 热喷涂涂层的检测 ? 几种常用热喷涂技术 热喷涂 利用热源将喷涂材料加热至熔融状态，并通过气流吹动使其雾化后高速喷射到零件表面，形成特定的涂层，以提高工件的性能的表面技术。 热源：气体、液体燃料，电弧、等离子、激光等。 材料：金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物、塑料等。 性能：耐磨、耐热、耐蚀、抗氧化、隔热、导电、绝缘、密封、 润滑等。 涂层厚度：5 mm — 5 mm. 热喷涂技术涉及物理冶金、陶瓷学、高分子科学、表面物理化学、流体力学、燃烧学、传热学、等离子物理等多种学科。 以热源为主分类： 1）电弧喷涂、2）火焰喷涂、3）等离子喷涂和 4）特种喷涂。 一、热喷涂及其分类 二、热喷涂的一般原理 热喷涂过程中，喷涂材料大致经过以下过程（以粉末热喷涂为例）： 加热 加速 熔化 再加速 撞击基体 凝固 成涂层 三、热喷涂基本工艺流程 1、表面净化 2、表面预加工 3、表面粗化 4、预热 5、喷涂底层 6、喷涂工作层 7、喷后处理 工件表面制备 电弧喷涂 电弧喷涂原理示意图 压缩气体 工件 金属丝 丝盘 送丝 装置 电源：V = 40V，I = 100-400A 平的伏安特性。 电弧喷涂枪， 送丝装置， 气体压缩机。 电弧喷涂丝材主要有Al, Zn, Cu, Ni, Mo等及其合金，以及碳钢、不锈钢等。 以电弧为热源，将金属丝熔化并用高速气流雾化，使熔融粒子高速喷到工件表面形成涂层。 四、常用热喷涂技术 电弧喷涂枪结构图 1.空气接头 2.手柄开关 3.喷枪体 4.导电嘴 5.金属丝 6.挡弧罩 电弧喷涂实例 大功率发动机曲轴的修复（120万?3.5 万） 曲轴材料：KSF55，相当于35号锻钢。 表面预处理：除油，车去表面疲劳层，粗化。 电弧喷涂金属涂层： 铝青铜作为喷底涂层，3Cr13作为工作层； 喷涂电压40V，100A—铝青铜， 400A—3Cr13； 喷枪距工件200-250mm 喷涂层的机械加工，磨至表面粗糙度达Ra0.8mm 以气体燃烧热为热源，将金属丝或粉末熔化并雾化而进行的喷涂。 1. 线材火焰喷涂 2. 粉末火焰喷涂 火焰喷涂 1.燃料气(C2H2), 2.助燃气(O2), 3.气体流量计, 4.压缩空气, 5.空气过滤器, 6.空气控制器, 7.线材控制装置, 8.喷枪. 1 2 4 3 5 6 7 8 线材火焰喷涂装置示意图 1.空气通道 2.燃料气体, 3.氧气, 4.线材或棒材, 5.空气罩, 6.气体喷嘴, 7.燃烧气体, 8.熔融材料 9.喷涂束流. 火焰喷射枪剖面图 1 2 4 3 5 6 7 8 9 1.燃料气(C2H2), 2.助燃气(O2), 3.气体流量计, 4.粉斗, 5.粉末火焰喷枪. 1 2 3 4 5 粉末火焰喷涂装置示意图 1.氧气 2.燃料气, 3.喷枪, 4.粉末, 5.气体喷嘴, 6.火焰, 7..喷涂束流. 粉末火焰喷枪剖面图 1 6 7 2 3 4 5 北京新迪-表面技术工程有限公司 火焰喷枪 等离子喷涂 以等离子弧为热源的热喷涂 等离子弧 1）非转移型等离子弧。在喷嘴与钨极之间形成，工件不带电，等离子弧在喷嘴内不延伸出来，但从喷嘴喷射出高速焰流(图A)。 2）转移型等离子弧。在工件与钨极之间形成(图B)。 3）联合型等离子弧(图C)。 电源 + – (A) 工件 钨 极 电源 + – (B) 工件 钨 极 电源 + – 电源 + – (C) 工件 钨 极 等离子弧的特点 1）温度高、能量集中；2）焰流速度高，通常为每秒几百米；3）稳定性好；4）可调节性好。 喷嘴 喷嘴 2000K 10000K 12000K 15000K 30000K 32000K mm 0 2 4 mm 10 20 30 40 一种非转移弧的温度分布示意图 等离子体（PLASMA）物理简介 A2 ? A + A； UD A ? A+ + e UI UD — 分解能 UI — 电离能 某些气体分子的分解能和电离能 气体 UD UI UII H2 4.477 13.595 N2 9.76 14.54 29.61 O2 5.08 13.61 35.15 CO 11.11 NO 6.48 OH 4.37 CO2 16.56 Ar 15.76 27.62 He 24.58 54.40 气体电离后，空间里不仅有原子，还有自由电子和正