5第五章表面涂敷技术.ppt

* * 爆炸喷涂 爆炸喷涂是氧一乙炔焰喷涂技术中最复杂的一种方法。 它是将一定量的粉末注人喷枪的的同时，引人一定量的氧一乙炔混合气体，将混合气体点燃引爆产生高温（可达3300℃），使粉末加热到高塑性或熔融状态，以每秒4－8次的频率高速（可达700m／s－760m／s）射向工件表面，形成高结合强度和高致密度的涂层。 * * * * 2）等离子弧喷涂原理 等离子喷涂是利用等离子焰流，即非转移等离子弧作热源，将喷涂材料加热到熔融或高塑性状态，在高速等离子焰流引导下高速撞击工件表面，并沉积在经过粗糙处理的工件表面形成很薄的涂层。 涂层与母材的结合主要是机械结合。 * * 2）等离子弧喷涂原理 * * * * * * 等离子焰温度高达1000℃以上，可喷涂几乎所有固态工程材料，包括各种金属和合金、陶瓷、非金属矿物及复合粉末材料等。 等离子焰流速达1000m／s以上，喷出的粉粒速度可达180m／s－600m／s，得到的涂层致密性和结合强度均比火焰喷涂及电弧喷涂高。 * * 七、热喷涂涂层后处理和涂层性能的检验 （一）热喷涂涂层后处理 热喷涂后，工件因温升不高，一般可直接空冷。对于细长、薄壁等零件，为防止变形，可采取缓冷方法。涂层应尽快进行后处理。 如镍基或钻基自熔性粉末喷涂后，应在1050℃－1300℃进行熔融处理；较小的工件可在氢保护气氛炉内加热熔融。 有的涂层在喷涂后可迅速加热到规定的温度，保温15min，然后在静止空气中冷却。 涂层表面需封闭的工件应在喷涂后立即进行。根据工件使用状态选择涂层封闭剂. 常用封闭剂有：高熔点蜡类，耐蚀、减摩的不溶于润滑油的合成树脂，如烘干酚醛、环氧、环氧酚醛、水解乙基硅酸盐等。 * * （二）热喷涂涂层性能的一般检验 在生产现场，常采用简便方法对涂层进行初步质量检验。用肉眼观察涂层是否均匀，有无明显隆起现象，表面粗糙度是否符合要求等。 检验涂层与基体结合力时，可用钢棒轻敲涂层和未喷涂的工件表面，如发出的声音相似，则涂层与基体结合力好；声音低沉则不好。 涂层表面微裂纹的检查，可在有一定温度的工件表面上涂乙醇或石油醚，在熔剂蒸发的数秒钟内，若看到涂层表面有暗色线条则表明涂层有微裂纹存在。 * * 热喷涂与其它工艺的对比 * * * 第五节 电火花表面涂敷 1、电火花表面涂敷 是通过火花放电的作用，把作为电极的导电材料熔渗进金属工件的表层，从而形成合金化的表面强化层，使工件表面的物理、化学性能和机械特性得到改善的处理方法。 目前，该工艺在模具、刀具和机械零件的强化与修复方面得到较为广泛的应用。 * 2、电火花表面涂敷的原理 电火花表面涂敷的基本原理是储能电源通过电极以10Hz~1000Hz的频率在电极与工件之间产生火花放电，在10s~5s到100s~6s内电极与工件接触的部位达到8000℃~25000℃的高温，使放电能量在时间和空间上高度集中，同时由于放电的热作用、电磁力作用和机械作用而产生极大的放电作用力，将熔化化的电极材料扩散到工件表面，这就是所谓的电蚀现象。电极材料与工件材料产生冶金结合形成强化层 图7.10 强化层组成示意图 基材 热影响区 扩散层 白亮层 * 工、模具及机械零部件 电火花强化处理后的效果 高速钢刀具 冲不锈钢的模具 φ260mm铸铁轧辊 45钢锻模 寿命一般提高1-3倍 刃口刃磨寿命提高6倍 轧制寿命提高两倍，成本低，能源消耗下降 使用寿命提高0.5-2倍 3、机械零件电火花表面强化的应用实例 * 第六节 熔结 一、 熔结 将涂层熔化、凝结于金属表面，冷凝后形成与基体具有冶金结合的表面层。通常把这种表面冶金强化法简称为“熔结”。 二、 两种方法： 一步法：直接喷焊；如，自熔性合金喷焊； 两步法：先喷后熔；如，氧－乙炔火焰喷焊，激光重熔；真空熔结。 真空熔结：是在一定真空条件下迅速加热金属表面的涂层， 使之熔融并润湿基体表面，通过扩散互溶而在界 面形成一条狭窄的互溶区，然后涂层与互溶区一起 冷凝结晶，实现涂层与基体之间的冶金结合。 * 第七节 热浸镀 一、 热浸镀 热浸镀简称热镀。将一种基体金属浸在熔融态的另一种低熔点金属中，在其表面形成一层金属保护膜的方法。 热浸镀层金属一般为锌（熔点419.5℃）、铝（熔点658.7℃）、锡（231.9℃）、铅（熔点327.4℃）。 钢铁是最广泛使用的基体材料，铸铁以及铜等金属也有采用热浸镀工艺的。 * 二、 热浸镀工艺 基本过程： 前处理→热浸镀