电弧喷涂工艺及其在模具制造中的应用.pptx

解析电弧喷涂原理、特点及模具制造应用

电弧喷涂工艺及其在模具制造中的应用

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目录

01

电弧喷涂的原理与特点

02

电弧喷涂设备与材料

03

电弧喷涂在模具制造中的应用

04

金属电弧喷涂制模法的优势与局限

电弧喷涂的原理与特点

01

电弧喷涂的工作原理

电弧热源生成

两根金属丝材在电弧喷涂枪中接触产生电弧，作为热源熔化丝材。

熔滴雾化过程

压缩空气将熔化的金属雾化成微熔滴，高速喷向工件表面。

涂层形成机制

微熔滴在工件表面冷却固化，层层叠加形成致密的电弧喷涂层。

连续送丝保障

送丝装置持续供给金属丝材，确保电弧稳定和涂层连续形成。

电弧喷涂工艺的独特优势

高结合强度

电弧喷涂形成的涂层结合强度约为火焰喷涂的2.5倍，硬度提升30%-80%，孔隙率低于8%。

高效安全

生产率高，喷涂效率可达30kg/h(Zn)或10kg/h(Al)，仅需电源和压缩空气，无易燃气体风险。

低成本高效益

能源利用率高，喷涂成本低至火焰喷涂的1/5-1/10，等离子喷涂的1/5-1/20，设备成本仅为等离子喷涂的1/4-1/6。

电弧喷涂设备与材料

02

喷涂设备组成与功能

电弧喷涂枪

核心组件，交汇送进的金属丝，产生电弧，压缩空气雾化熔融金属，形成稳定粒子流。

控制箱与电源

提供稳定电流，控制喷涂过程，平伏安特性减少碳烧损，提升涂层质量。

送丝装置与压缩空气系统

精确送进金属丝，压缩空气加速熔滴，确保喷涂效率与涂层均匀性。

喷涂材料的选择与特性

01

材料种类多样

电弧喷涂材料涵盖锌、铝、铜、镍及其合金，碳钢和低合金钢，以及粉芯丝材，满足不同应用场景需求。

02

锌及锌合金

锌及锌合金耐腐蚀性强，尤其在大气和水中表现优异，加入铝可提升耐蚀性，广泛用于户外钢结构防护。

03

铝及铝合金

铝及铝合金质轻价廉，耐腐蚀性佳，尤其在含SO2环境中表现突出，适合作为耐热和防腐涂层。

04

粉芯丝材创新

粉芯丝材填充合金粉末，增强涂层性能，如耐磨性和抗高温稳定性，拓展了电弧喷涂的应用范围。

电弧喷涂在模具制造中的应用

03

快速模具制造技术

技术核心

集成快速原型、金属电弧喷涂与电刷镀技术，实现模具快速制造，尤其适用于汽车覆盖件的快速模具生产。

工艺流程

包括喷涂母模准备、基体处理、金属电弧喷涂、填充背衬材料、电刷镀等环节，形成梯度结构模具。

经济效益

制造成本仅为传统模具的1/10，周期缩短至1/4~1/5，特别适合新车型开发中的样车试制和小批量生产。

金属电弧喷涂制模法的优势与局限

04

技术优势分析

成本效益显著

金属电弧喷涂制模法大幅降低模具制造成本，仅为传统钢模具的1/10，缩短制造周期至1/4至1/5，显著提升经济效益。

快速成型能力

该技术加速模具制造流程，尤其适用于新车型开发中的样车试制和小批量生产，满足快速模具制造需求。

性能与寿命

通过电刷镀增强模具表面硬度和耐磨性，配合背衬材料提升整体机械性能，确保模具拥有较长使用寿命和优异的表面光洁度。

适用范围广泛

不仅适用于汽车覆盖件，也适用于注塑模具、压铸模和板料压延模的快速制造，适应多种工业需求。

存在的局限性探讨

材料限制

高熔点金属如钢、镍、铜喷涂时，涂层易出现收缩、热应力大、孔隙率高，导致开裂、翘曲、剥落等问题，限制了材料选择范围。

涂层性能

尽管电弧喷涂能形成高结合强度的涂层，但对于特定应用，如需极高硬度或特殊化学性质的模具，涂层性能可能无法完全满足需求。

工艺复杂性

虽然金属电弧喷涂制模法简化了模具制造流程，但在实际操作中仍需精确控制喷涂参数，以避免涂层缺陷，增加了工艺的复杂性和难度。

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