第四章热喷涂2素材.ppt

4.4 火焰喷涂和喷焊技术 火焰喷涂是利用氧-燃料气体火焰作为热源来实现喷涂的方法。 火焰喷焊是在喷涂之后，用火焰使喷涂层重新熔化，提高涂层的致密性和结合强度。 4.4.1 氧-乙炔火焰的产生 氧气和乙炔在点火燃烧时产生热量和一定速度的气流，即为燃气火焰，其燃烧反应式为： 2C2H2+5O2=4CO2+2H2O+Q 燃气火焰一般分三种： 1）氧化焰：氧气相对乙炔的比例偏大。火焰温度高达3000摄氏度，氧化性强。 2）中性焰：乙炔在氧中充分燃烧，它由焰心、内焰和外焰组成。 3）还原焰：乙炔相对氧气的比例偏大。 4.4.2 氧-乙炔线材火焰喷涂 1、线材火焰喷涂原理 QX-2A型气体金属线材喷枪是采用氧—乙炔气为热源，调速电动马达为动力，将单根金属丝不断的送入高温火焰区熔化后雾化，喷向经过预处理的工件表面，形成涂层的一种专用设备。 2、线材火焰喷涂设备 氧-乙炔供给系统、压缩空气供给系统、气喷枪 4.4.3 氧-乙炔粉末火焰喷涂 1、粉末火焰喷涂原理 2、粉末火焰喷涂设备 4.4.4 火焰喷涂工艺及特点 1、火焰喷涂的特点 优势：设备投资少，操作简单，便于携带，无电力要求，沉积效率高。 缺点：火焰温度不高，涂层氧含量和孔隙率高于其他方法，涂层结合强度偏低，涂层质量不高。 2、火焰喷涂工艺 表面预处理→预热→喷打底层→喷工作层→喷后处理 1）表面预处理：表面净化和粗化处理。 2）预热：喷涂前用中性焰或弱碳化焰将工件预热到100~200摄氏度。 3）喷打底层：增加涂层与基材的结合强度。 4）喷工作层 a)火焰性质与功率：以粉末加热到白亮色为宜 b)雾化参数：火焰喷涂是依靠压缩气体对熔化材料进行雾化和对熔融颗粒加速。 c)喷涂材料的供给速度：供给速度取决于热源功率和喷涂材料的性质。供给速度直接影响沉积速率和涂层质量。 d)喷涂距离：指喷嘴与基材表面的直线距离。喷涂距离一般为150~200mm。 e)喷涂角度：一般为60~90° f)喷嘴和工件的相对移动速度：火焰喷涂的每道涂层的厚度要控制在0.10~0.15mm，因此喷枪与工件的移动速度一般为7~18m/min。 g)工件温度：喷涂过程中，工件温度不应超过250摄氏度。 4.4.5 氧-乙炔粉末火焰喷焊 1、喷涂与喷焊的区别 1）工件受热情况不同 2）与基材的结合状态不同 3）所用粉末不同 4）覆盖层结构不同 5）承载能力不同：冲击载荷和接触应力 2、喷焊工艺 工件表面预处理→预热→喷涂自熔性合金粉末→重熔处理→冷却→涂层后处理 1）一步法：喷粉和重熔交替或几乎同时进行；要求粉末粒度细。输入到工件的热量较少，工件变形较小，涂层厚度一般在0.8~1.2mm，涂层表面光滑，平整度稍差。 2）二步法：先在零件表面均匀喷粉，达到一定厚度后再重熔，而且不一定使用同一热源。二步法使用的粉末粒度较粗，输入工件的热量较多，工件的变形较大。 二步法适用于要求表面涂层厚度均匀、光滑平整的工件，特别适用于尺寸大的零件和圆柱面的喷焊。 4.4.6 火焰喷涂和喷焊应用举例 应用 1）防腐蚀：主要采用火焰喷涂Al或Zn金属线材，在一般的大气或有水条件下，可保证工件在19年内不腐蚀。 2）耐磨损：一、修复；二、新产品制造 3）特殊功能层：获得耐高温、绝热、导电、绝缘等特殊性能。 4.5 电弧喷涂技术 电弧喷涂是20世纪80年代新兴的热喷涂技术。 将两根被喷涂的金属丝作为自耗型电极，输送直流或交流电，利用其端部产生的电弧作为热源来熔化金属丝材，用压缩空气流进行雾化的热喷涂技术。 4.5.1 电弧喷涂原理和特点 1、电弧喷涂原理 2、电弧喷涂的特点 1）热效率高 2）生产率高 3）喷涂成本低 4）涂层结合强度高 5）安全性高 6）可方便地制造伪合金涂层：伪合金通常指由于时间、温度等条件不够，未达到合金平衡状态的一种多元金属组织， 伪金属涂层显著特点： 1）具有较长久的耐腐蚀寿命，其防腐蚀寿命可达到80年以上，同时该防腐涂层在30年使用期内无需维护。 2）电弧喷涂层与金属基体具有优良的涂层结合力，金属喷涂层以液固黏结、机械镶嵌和少量合金方式与基体金属想结合。 3）电弧喷涂锌、铝或锌铝合金涂层的防腐蚀原理为阴极保护中的牺牲阳极保护 4.5.2 电弧喷涂设备 电弧喷涂枪、控制箱、电源、送丝装置及压缩空气系统 QD8-LA型（拉式电弧喷涂系统） 组成?1.?QD8-LA型拉式电弧喷枪 2.?QD8-D型电弧喷涂电源 4.5.3 电弧喷涂工艺 4.5.4 电弧喷涂的应用 1） 在钢铁构件上喷涂锌、铝涂层，对构件进行长效防护。 2） 在钢铁件上喷铝可防止高温氧化。 3） 在钢铁件上喷不锈钢或其它耐磨金属，用于耐磨蚀防护。 4） 在机械零件上喷涂碳钢、青铜等材料，用于修复零部件。 5） 用电弧喷铝或喷锌生产复合钢板。 4.6