等离子喷涂粉料分解.doc

山东科技大学 等离子喷涂粉料的研究 课程论文：材料表面工程基础 学院：材料科学与工程学院 专业：无机非金属材料工程13-2 姓名：刘凤军 学号：201301130414 2016年4月12日 等离子喷涂粉料的研究 刘凤军 无机非金属材料工程13-2 201301130414 摘要：随着科学技术的不断发展，人们对机器零部件表面性能的要求也越来越高，一股的金属材料和工程合金，在表面的耐磨性，耐腐蚀和耐高温等方面，已远远不能满足要求。等离子喷涂技术和其它喷涂方法(氧己快火馅喷涂、金属电弧喷涂)相比，可以熔化一切难熔金属和非金属粉末，使普通材质的零件表面获得一层具有耐磨、耐腐蚀、耐高温等各种不同性能的涂层。它可以达到提高机器设备零部件的表面质量、延长使用寿命、修复已损缺的旧件等目的。它还具有喷涂效率高，涂层致密、与基体的拈结强度高、零件热变形影响极小等优点。因此，等离子喷法技术在现代工业和尖端科学技术中得到了广泛的应用． 关键字：等离子喷涂 陶瓷粉料 氧化铝 氧化锆 碳化物等 一：等离子喷涂的基本原理及特点 基本原理：等离子喷涂基本原理是将金属（或非金属)粉末通过非转移型等离子弧焰流中加热到熔化或半熔化状态，并随同等离子焰流，以高速喷射并沉积到预先经过处理过的工件表面上，从而形成一种具有特殊性能的涂层。 喷涂特点：1．可以获得各种性能的涂层，2．喷涂后的涂层致密和粘接强度高，3．喷涂后涂层平整、光滑，并可精确控制，4.等离子喷涂能获得含氧化物少，杂质少，很纯洁的涂层，5.喷涂时对工件的热变形影响小，无组织变化，6.喷涂效率高，7.喷涂工艺规范稳定，调节性能好，容易操作。 喷涂缺点：小孔径孔内表面难以喷涂，原因是喷枪尺寸及喷距限制。其次是由于高温、高速等离子焰流产生剧烈噪声、强光辐射、有害气体[如具氧、氮氧化合物等)，金属蒸汽、粉尘、对人体有害，需采取防护措施。 二：喷涂材料的分类及特点 喷涂材料按形状分，可分为线材及粉末两大类；按成分组成分，可分为金属，非金属及复台材料三大类。 金属及其合金线材．一般用于火焰及电弧喷涂。金用及其合金粉末一般用于火焰喷涂及喷熔，等离于喷涂和等离子弧堆焊。陶瓷材料一般为高熔点材料．主要用于等离子喷涂和爆炸喷涂。塑料粉末一般用于火馅及等离子喷涂。复合材料线材可用于火焰及电弧喷涂，粉末则用于火焰、等离子及爆炸喷涂。 喷涂材料应具备的特点： 1．热稳定性好 热喷涂材料在喷涂过程中，必须能够耐 高温。即在高温下不改变性能。2．使用性能好 根据对工件的要求，由喷涂材料形成的 涂层应满足各种使用要求(如耐磨、耐蚀等)、即喷徐材料也必须具有相应性能。3．湿润性能好 湿润性能的优劣关系到涂层与基体的结合强度，涂层自身的致密度。液态流动性好，则得到的徐层也平整。因此，要求喷涂材料具有良好的湿润性。4．固态流动性好(粉末) 为保证送粉的均匀，要求粉末材科具备良好的固态流动性。粉末固态流动性与粉末形状、 湿度、粒度等因素有关。5．热膨胀系数合适 若涂层与工件热胀系数相差甚远，则可能导致工件在由涂后冷却过程中引起涂层龟裂。因此，喷涂材料应与工件有相近的热胀系数。 三：粉末涂料 金属粉末涂料分为喷涂合金粉料和自熔合金的喷涂合金粉料，非金属喷涂粉料分为陶瓷粉料和塑料粉料，其中陶瓷粉料又分为金属氧化物，碳化物，硼化物，氮化物，硅化物。还有复合材料粉料。 与线材比较，粉末材料的特点是： ．1．不受成材限制，可选择范围广。2．不用粉末材料，易于组合不同功能要求之新型复合材料．3．同样热源情况下，粉末喷涂气孔率大于线材喷涂层。 四：陶瓷材料粉料 等离子喷涂中常用的陶瓷粉末主要包括金属氧化物、碳化物、硼化物、硅化物和氮化物等。 陶瓷粉末的特点： 1．具有很好的使用性能。陶瓷粉末的熔点和硬度都很高，最高熔点可达3500--4000℃，硬度一般夜HRC60以上。因此，它具有很高的耐热、绝热、抗氧化、耐磨和耐蚀等性能。2．属于多晶体材料陶瓷材料是由无数细小的晶粒聚集而成的，它的延展性、抗冲击性，抗拉伸、抗剪切、抗疲劳等机械性能都较差。因此，在应用时有一定的局限性。 （1）：氧化物 特点 ①高温强度高；②导电性及早热系数低，故适于作绝热层及电绝缘层。 a:氧化铝： 纯氧化铝涂层呈白色，硬度高，摩擦系数低，化学性能稳定。同时它还具有耐磨、耐热、耐蚀、抗氧化、绝缘等特性。但是，纯氧化银涂层质脆，与基体的结合强度低，勿涂层局部地与物体碰撞，则会造成涂层的刮伤和剥落。当氧化铝中固溶有少量氧化铝时，呈绿灰色。这种涂层的韧性和抗冲击性能比纯氧化铝涂层高，与基体曲结合强度