热喷涂喷焊与堆焊技术.pptxVIP

6 热喷涂、喷焊与堆焊技术;教学目的和要求;前言;6.1 热喷涂技术;; 各喷涂方法的焰流温度和粒子速度不同。;;; 热喷涂材料按材料的形态分线材、棒材和粉末三大类。;（1）热稳定性好，在高温焰流中不升华，不分解(复合粉末）。 （2） 有较宽的液相区，使熔滴在较长时间内保持液相。 （3）与基材有相近的热膨胀系数，以防止因膨胀系数相差过大产生较大的热应力。 （4） 喷涂材料在熔融状态下应和基材有较好的浸润性，以保证涂层与基材之间有良好的结合性能。;（1） 要把实用性、工艺性和经济性结合起来考虑，尽量选择合理的喷涂材料。 （2） 对于重要的部件以获得最优涂层性能为准则；不十分重要的部件则以获得最大的经济效益为准则。 （3） 根据工件的工作环境选择合适的工作涂层。 （4） 为满足喷涂工件的使用要求，可采用复合涂层和梯度涂层。; 4. 涂层形成过程 涂层材料经加热熔化和加速→撞击基体→冷却凝固→形成涂层;（1） 喷涂材料被加热到熔融状态。 （2） 喷涂材料被雾化成微小熔滴并高速撞击基体表面，撞击基体的颗粒动能越大和冲击变形越大，形成的涂层结合越好。 （3） 熔融的高速粒子在冲击基材表面后发生变形，冷凝后形成涂层。; 5. 涂层结构 组成： 由大小不一的扁平颗粒、未熔化的球形颗粒、夹杂和孔隙组成。 孔隙产生原因： 未熔化颗粒的低冲击动能； 喷涂角度不同时造成的遮蔽效应； 凝固收缩和应力释放效应。 孔隙的影响： (不利)将损坏涂层的耐腐蚀性能，增加涂层表面加工后的粗糙度，降低涂层的结合强度、硬度、耐磨性。 (有利)孔隙可以储存润滑剂，提高涂层的隔热性能，减小内应力并因此增加涂层厚度，以及提高涂层抗热震性能。此外，孔隙还有助于提高涂层的可磨耗性能，特别适用于可磨耗封严涂层中。; 6. 热喷涂中的相变 高冷速→亚稳相→使用时相变或分解→相变应力; 7. 涂层应力 喷涂完成后，在涂层内部会产生残余张应力而在基体表面产生压应力。其大小与涂层厚度成正比。 薄涂层一般比厚涂层更加经久耐用。 涂层结构和喷涂方法影响涂层的应力水平。; 残余应力限制了涂层的厚度。减少涂层残余应力措施： （1） 调整喷涂工艺参数； （2）致密涂层的残余应力要比疏松涂层大； （3） 采用梯度过渡层缓和涂层内应力。; 8. 涂层的结合强度 结合强度较差。 结合机理： 机械结合(抛锚作用)：机械咬合 微冶金结合：局部扩散和焊合 　 　结合强度只相当于母体材料的5－30%（10－90MPa）。 ; 9. 热喷涂工艺流程和质量控制 工艺流程：基体表面预处理、热喷涂、后处理、精加工等过程。 ; 清洗与粗化是两个非常重要工艺步骤，直接影响涂层的结合质量。 粗化表面可使涂层与基体之间、涂层颗粒之间的结合得到强化： 　①提供表面压应力； 　②提供涂层颗粒互锁的结构； 　③增大结合面积； 　④净化表面。 粗化处理一般采用喷砂加粘结底层的办法。 ;;;;（1） 净化处理：清除表面污垢。 （2） 粗化处理：提高涂层与基体之间的结合牢度。;1） 表面喷砂，使其粗糙度为Ra3.2～12.5μm；;2） 开槽；;4） 喷涂粘结底层。;;; 质量控制要素（4M）：设备（Machine）、材料（Materials）、工艺（Methods）和人员（Man）。 ;二、热喷涂工艺方法;;;线材火焰喷涂设备示意图和喷涂枪。;（2）粉末火焰喷涂 粉末火焰喷涂的基本原理和喷涂枪。; 工艺流程 工件表面预处理→预热→喷涂打底层→喷涂工作层→后处理。 a) 预热目的： 1） 去除工件表面的水分； 2） 提高工件表面与熔粒的接触温度； 3） 降低涂层冷却速度，减小涂层内应力。 预热温度一般控制在150～300℃为宜。可直接用喷枪预热。;b) 喷涂 需打底层时，可在喷涂工作层之前用钼或放热型的镍包铝、铝包镍粉末先喷涂一层厚度约0.10～0.15mm的打底层。 严格控制喷涂材料的供给速度、喷涂距离（100～150mm）、每道涂层的厚度（0.1～0.15mm）、喷枪与工件的移动速度（7～18m／min）和层间温度（250℃）等。;c) 喷后处理 对防腐涂层应进行涂层后处理。;;1）热效率高：电弧喷涂热能利用率高达60％～70％。 2）涂层密度（70～90％）比火焰喷涂涂层致密，结合强度比火焰喷涂高。;3） 电弧喷涂可以利用两根成分不同的金属丝制备假合金涂层。 4） 由于电弧喷涂是两丝同时送进，所以喷涂效率高。 5） 火焰喷涂消耗的燃料费是电弧喷涂电费的几十倍。; 电弧喷涂主要工艺