热喷涂技术原理及应用详解.pptx

热喷涂技术原理及应用 2106.11.16 1热喷涂技术原理 2热喷涂技术分类 3热喷涂枪 4热喷涂材料 5热喷涂涂层性能. 6热喷涂工艺流程 7热喷涂实际应用 热喷涂技术原理及应用 1热喷涂技术原理 什么是热喷涂？ 是一种表面强化和防护技术。利用高温热源（电弧、等离子弧、燃烧）将喷涂材料（粉末状或丝状的金属和非金 属涂层材料）加热成熔融或是液态，然后利用热流本身的动力或是外加高速气流使喷涂材料汽化后喷射至预处理过的材料表面形成涂层，以此改善材料表面的物理化学性能 1热喷涂技术原理 1热喷涂技术原理 2热喷涂技术分类 ?　　　　　　　　　　线材火焰喷涂、棒材火焰喷涂 气体燃烧火焰法　粉末火焰喷涂、爆炸喷涂 　　　　　　　　　　超音速火焰喷涂、粉末火焰喷熔 　　　　　　　　　电弧喷涂 　　　　　　　　　　　　　　　大气等离子喷涂 热　　　　　　　　　　　　　　真空等离子喷涂 喷　 气体放电法　等离子喷涂　 保护气体等离子喷涂 涂　　　　　　　　　　　　　　水稳等离子喷涂 　　　　　　　　　　　　　　　超音速等离子喷涂 　　　　　　　　　等离子喷熔 　　　电热法：高频喷涂、线材电爆喷涂 　　　激光热源：激光喷涂、激光喷熔 ? 热源种类 温度（℃） 丙烷-氧气 2640 天然气-氧气 2735 氢气-氧气 2690 乙炔-氧气 3100 电弧 5000-6000 等离子电弧 ≥10000 等离子喷涂 高速火焰喷涂 粉末火焰 电弧喷涂 丝材火焰喷涂 粉末 丝材 3热喷涂枪 3.1等离子体热喷涂枪 等离子喷涂枪示意图 1-喷涂粉末；2-工作气；3-阴极；4-阳极； 5-等离子射流；6-基体；7-喷涂层; 特点: a. 喷涂材料范围广：制备难熔金属、陶瓷、金属陶瓷复合材料涂层及其它特殊功能涂层； b. 等离子弧温度高，能量集中，焰流速度高涂层结合强度高，可达35-70MPa，气孔率可控制到2-5%； c. 惰性气体等离子射流有保护气氛，加氢的射流有还原气氛，避免或减少了喷涂粒子的氧化； 应用： 制备质量要求高的耐蚀、耐磨、隔热、绝缘、抗高温和特殊功能涂层。 3.1等离子体热喷涂枪 3.2粉末火焰热喷涂枪 粉末火焰喷涂原理示意图 1-氧、乙炔混合气；2-送粉气；3-喷涂粉末；4-喷嘴；5-火焰；6-涂层；7-基体 3.2粉末火焰热喷涂枪 特点： a. 设备简单、轻便、初投资少，操作工艺简单，现场施工方便； b. 适于机械零部件的局部修复和强化，成本低，耗时少，效益高； c. 可以喷涂纯金属粉、合金、陶瓷、金属陶瓷和复合粉末等多种材料； d. 涂层孔隙率较高，涂层结合强度10-30MPa。 应用： 粉末火焰喷涂广泛用于机械部件和化工容器、辊筒表面制备耐蚀、耐磨涂层。对喷枪喷咀部分作适当变动后，可用于喷涂塑料粉末。 电弧喷涂原理示意图 1-直流电源；2-金属丝；3-送丝滚轮；4-导电块；5-导电嘴； 6-空气喷嘴；7-电弧；8-喷涂射流；9-涂层；10-基体 3.3电弧热喷涂枪 1) 钢铁构件上制备Zn、Al长效防护涂层； 2） 在钢铁件上喷涂不锈钢或其它耐磨金属，用于耐磨蚀防护； 3) 喷涂碳钢、铬钢、青铜、巴氏合金等材料，用于修复零件已磨损或尺寸超差的部位； 4) 在电容器上喷涂导电涂层，在塑料制品上喷涂屏蔽涂层等。 3.3电弧热喷涂枪 电弧热喷涂枪的应用 爆炸喷涂原理示意图 1-氮气；2-粉末；3-火花塞；4-喷涂射流；5-涂层； 6-基体；7-氧气；8-乙炔 3.4爆炸热喷涂枪 涂层结合强度高：它与基材的结合力比等离子喷涂高，尤其是WC-Co涂层比等离子喷涂高2倍以上； 涂层硬度高：喷涂WC-Co涂层的断面硬度比等离子喷涂高50%以上； 气孔率低：喷涂WC-Co涂层气孔率一般只有0.5%； 目前爆炸喷涂主要用于制备优质耐磨涂层。 爆炸喷涂特点及应用 3.4爆炸热喷涂枪 Jet-Kote超音速粉末火焰枪原理图 1-粉末及送粉气；2-冷却水；3-冷却水；4-氧气；5-燃料气； 3.5超音速热喷涂枪 火焰及喷涂粒子速度极高：燃气流速可达1500-2000m/s，粉粒撞击到工件表面的速度为550~800 m/s； 粉粒在火焰中加热时间长：喷涂粉末以中心轴式方法供给，这种供粉方式使粉末在火焰中停留时间长，能均匀地受热熔融，产生集中的喷射束流； 熔粒与周围大气接触时间短：这可避免碳化物材料分解和脱碳； 喷涂粉末细微，涂层光滑：粉末粒度为5-45μm，可获得表面光滑的涂层； 涂层致密，结合强度高：涂层的孔隙率可小于0.1%，结合力可大于100N/mm2； 气体耗量大、喷涂噪声大：目前喷枪所消耗的气体远大于一般火焰喷涂； 被广泛使用来制备碳化