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什么是热喷涂?

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发表于 2006-8-22 22:22:41 | 显示全部楼层 |阅读模式

什么是热喷涂

/ X( ]; `+ c% {: y6 G u* R

cccc热喷涂是指一系列过程,在这些过程中,细微而分散的金属或非金属的涂层材料,以一种熔化或半熔化状态,沉积到一种经过制备的基体表面,形成某种喷涂沉积层。涂层材料可以是粉状、带状、丝状或棒状。热喷涂枪由燃料气、电弧或等离子弧提供必需的热量,将热喷涂材料加热到塑态或熔融态,再经受压缩空气的加速,使受约束的颗粒束流冲击到基体表面上。冲击到表面的颗粒,因受冲压而变形,形成叠层薄片,粘附在经过制备的基体表面,随之冷却并不断堆积,最终形成一种层状的涂层(见图1、图2)。该涂层因涂层材料的不同可实现耐高温腐蚀、抗磨损、隔热、抗电磁波等功能。自1908年瑞士工程师Max Ulrich Schoop发明热喷涂以来,该工艺得到不断完善和发展。今天,热喷涂作为一项高科技工艺已广泛应用于航天、汽车、能源、钢铁、冶金、造纸、机械维修、市政建设等诸多领域。在中国,热喷涂还是连续四个"五年计划"推广的科学项目。

5 {* G& ]% F- R( H& t! N

图1.

' `0 B: f6 q4 K+ h0 i( }

2 t g- S/ L/ @, Z, `

 

5 j T/ d$ D- ?' w8 s9 H

图2.

" c4 _( K6 |% F s+ @6 o* K# m

8 |, B9 \7 W2 p) r

 

& V- D2 g* Y: C2 t) T

cccc在工程、机械的表面领域,热喷涂技术是最有效、最省钱和最直接的增强表面功能和工艺参数的方法。能够通过热喷涂手段改进和提高的表面种类几乎是无限的。通过喷金属、陶瓷、合金、重熔等等工艺手段,工程表面的功能概念得以延伸。

4 `8 [: |4 G6 c0 q

cccc可选择多种多样的热喷涂设备和方法,无论是手持的或是装在机器上的。热喷涂的工艺也涵盖各种选择:火焰粉末喷涂、火焰线材喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂、可控气氛下的等离子喷涂、真空等离子喷涂等。

3 H' I5 p+ F& b, O2 w0 Q

cccc很多行业都在采用热喷涂工艺提高设备或零件的使用寿命、改进表面工艺参数以及降低生产和维修成本。热喷涂的功能包括:

6 Z; }7 }' r5 T5 }( ^
    7 I; j' M8 X3 \& H( M1 o
  • 抗磨损 ; ~; z0 t% k7 U8 y7 E' K) s) ?! v
  • 抗腐蚀 % z' w6 p3 C' i8 j8 f& I" `
  • 间隙控制 ) h( F: A1 r6 E1 }: ^4 Q
  • 控制流体环境 - u" x* m* ?( B5 q% S
  • 热障 : @/ e) C$ s: j1 }5 V" R& d
  • 恢复尺寸 ) g9 v1 Q$ ?+ v9 B- o
  • 改变导电性
: F$ `( @: t i1 ?; W' C

各种热喷涂工艺的比较

" }% z) Y8 E8 U) P* {7 c

! c4 J I8 F3 ]3 c

% W; S( h. F" J9 e9 s! Q, `, b {, D5 G$ \9 @& U& N' Z8 L; |6 s& _- G: D9 `# ?) ^: K' E9 B \* W5 L; y3 d' x8 p3 h M4 E/ U! U/ I2 ]; R* _# E+ G1 l. Z8 x' H8 T+ y* t0 Q0 u8 ~" G, C: e P# y6 a) t9 j+ S* K: D( g' J3 y) _$ ~9 _) b/ t) F$ A4 W' `+ x4 N0 U- O" u9 U- Z$ d5 j7 d2 d9 ~% ^6 n# B: p0 f6 U2 b+ ]$ R# ~) V) Y; T5 p! P$ u( X( I3 S4 c) v2 r* g8 p7 C: O" w) I \' k" M& Q+ g/ {' Y- J$ I. `: D' Z* q c5 r" E) t9 h1 ~, a4 j! O2 V( E" A8 ]5 |# l5 p8 ?1 a4 L# W! B1 _" Z0 a7 Q# l0 ]# Q7 O) k, ]0 ~6 x0 ^. p- Y6 [. ]( F. R4 v+ N3 t; \5 |( U* S5 H# C8 i3 Z! B9 R! Z) f& N8 i O0 W. u$ Z% u9 @* ?( D' Z" @- O% q6 r& i' j1 a, ]% R5 ^) k ? s C$ B0 \' W8 T7 i9 a* f9 f+ j/ G) f5 c, R9 _: m' i* c! d/ y% A# z* ?# I0 M! u: J8 C/ x5 G9 K$ v! o' O$ m5 ~/ R1 p/ d: @9 j0 ^& ~; ~" q+ F+ q, T: B$ A) _+ J$ L4 {- `7 H' F- d2 O$ b+ A; S/ o4 _+ \, B- h+ B& U: A0 S+ F9 n% E! O4 i5 y( Y7 l9 E0 j$ w- t+ q8 W! U5 f; Z2 J1 c+ q( R' D# ]# R9 L. R7 q' x* k8 v A: ~( Z7 z& w' z2 W/ v9 P. m& x2 {- O. g' ~* [3 a! x9 s! P5 C4 |; X2 L, E6 }2 H0 R8 V9 f, A- A. g) }, B' \+ }7 F# C; _- c \2 ~) a1 K L; x" a$ A0 o6 e5 K% X* @# e+ |7 m) D- ^* a. h1 n& R: ?7 V. L3 |; B5 f* L9 r( ^ c7 o, H1 b R& k- k; j/ d8 w B) a7 g/ x* `+ O) i( z( m4 P# z) R" |+ h/ _: o9 L+ H; i8 l& X# i P: v% Q$ p1 _3 H% J. y' k5 j$ h6 z4 u& i( i$ f9 _! X+ i3 Z+ e" c. q) o: A' o, C) k5 }$ O, b7 {# n: m1 B$ b5 F) G! @ D7 S; c f; G0 b1 r3 _# u9 Z1 `8 `: \0 T# |1 `( ^. ?( v/ ]) q5 T2 i" f/ y( C' e1 z4 K$ T; k; y# I( ~$ N' ^; o# t3 ]. i7 {* u$ \ n& g1 O1 b& r) M* [1 K& \4 j+ s4 y% ?1 n+ ~2 j# _: ^* {. _, {! e1 }; S5 X6 c- ~ v/ D1 Q# M) B9 m% i! T) C* i; J& ]: L; D, f6 w n4 c: E- C' g! \7 y4 w: F4 S5 q# _; w( p r# J' {6 g+ Z ^' H& ]2 U7 \7 v: f9 _' [& k0 M( R. u8 X: ?' U' q4 V0 C5 P1 c& u6 Y- D: E1 K+ y! [) F/ V3 x( h/ f, N6 Y. ?4 E" ]2 i9 q8 P) ?# o1 Y+ P4 `1 i" F0 Z! i5 Z* U6 {1 c: d* Q7 F" M0 U1 V8 e" u# [1 b; ^6 n/ l6 v a/ @( P: j8 _( l. O; p3 Y5 E; o& w+ k1 [ _" K7 f! J, P3 n' O; J7 ?0 a% R, ^+ u A+ m' E- _' }& t6 H# b: [# b! K" a3 Q$ }4 i" ?! h- e$ N9 E V- @5 J! q* K; |7 P, {. p! k; u! ^3 v. G: Q, j6 p; `. H% @& D6 \7 o4 u6 H& x! W4 |, L$ q/ e6 T$ c) }$ T: Q6 C1 r2 X) }8 S8 p+ d0 s/ Z4 N( _ L( s [3 s( Y) j) u- w6 g* T! K& l% g, Y3 i2 Y# ?/ x6 L1 M3 s# ]9 X+ y; {) D5 k+ m* j2 R% v$ j4 ?+ c4 e2 t3 w* ]3 C- ~% h7 K. H" f" T1 ?/ Q) Z% y0 o }% }+ A: {: A5 _$ Z8 L) C. b, s. M. |& z* P7 _1 h& k9 a- l( Y* w& z9 y6 G( ]0 i* U1 q8 P/ L5 X! c8 I5 C$ ?5 k5 e4 o1 e# r8 U) S s8 C4 D3 D# q6 R' j k2 [8 M) U: h5 t$ f1 e% U+ D' B" C! ?' H9 ], C+ |( q( W/ k; _, W2 \8 ^+ g) f V9 K( D5 ]& M4 O5 ]$ \% J* j6 W7 f3 }! H6 o2 f# q9 e7 j$ K" D: t3 i1 u w4 f. B$ [/ z: x3 z# a/ c" b& A5 J5 q8 X) T2 C" k) w4 U+ k% U0 L" L1 w! g. }8 ?) {7 J6 v+ n( x' X9 Q3 b" @, X% r Y) f4 {- x9 p) Q8 x6 B# B+ Z% ?. G4 u: r2 A; b% S# }( N/ P; A" ~6 E8 q9 F* ?! E' l& ^" B6 ~9 P( i8 p! [; z- v4 n7 ^7 e9 M6 z( B% W# Q3 f5 y8 l% V" U6 H, X" x5 x y9 H/ S5 h v2 J* I1 Y) O/ X# w5 {& ~, V8 H1 P" k, h5 S) L+ x$ |& R* f4 k# O" \/ L W/ G- g' E+ r8 R1 j% I) @. K' e4 i- r- n. V" X5 }8 E3 L% W0 R/ ^8 e- O2 o/ q# T# b* ^& x% B( Z' F9 @ ]: Y/ S" G5 |2 O$ n- B1 R7 F [2 z* c5 c, R/ K& }: `8 t3 z7 q0 \# Z& Z9 J- p9 @) K7 a# V: `2 |* a4 e2 G4 D; D$ ~ A! U1 P6 _4 I) Z9 G& d! E, ~( S+ \ y4 S# {1 P' M) T4 e/ X/ T: C4 Y! M( a( ]# d4 v7 f5 q4 _0 q/ l' ~* s* k' c5 L! r( x' K3 N+ M2 x4 Y. c6 P4 \& e& {4 g, x9 J& t+ Y' t7 V# t8 f$ q$ I: R" \ m S7 ?8 ?4 s9 t. X1 L/ u: b+ S4 @8 }% u" |) V: @$ I# C8 r' T9 K$ W$ R9 o1 ~1 U8 Z& M/ L# W( U# X6 Y! X9 n0 V7 y% ^. R3 V. ?' W: I" \# H% w: N6 C* [$ N- j; V5 l: M/ d' @- Y6 Y. Q- t# @: Y: o5 M& \& ~" Q# x# L1 ^/ d: J! i- |5 k, U5 t; e" Q/ K0 k! A$ l1 ~( V' v9 s7 E. l( O4 O& f( O1 c- F& D& [+ x+ i* b& D* _* o1 O# K, [1 w- A. l% m& i' w; ?+ `- V: j3 k0 ~3 a: V+ F8 p, X. S6 D1 p0 M/ @7 u( R! s I+ ^( z1 a- ?$ [3 g' U& O! k2 k9 H F6 K. T$ [- v O: V1 V: h- a0 U& a& P. e& t# e- ?! Q$ o( y* u, _+ l+ U$ o6 W, y. W6 W+ d0 W4 e3 R x ?* G& i9 ?5 U( x6 p! M, I" W9 m3 J4 T9 {3 X. d9 G( ]( m7 n# `; c2 \ Q* ^ f' x" R4 R" P9 ], M: o$ p0 h1 O, k$ s+ ^; [* v) ?- N/ w0 J, L8 Z+ Y( n6 Y+ [" B7 T3 J( c8 J" m' ?( s, R0 Z0 ?8 c- z- B! V: W+ x) q- N) w4 j- N* A2 W! N- C2 ]/ }9 [0 R# r9 A ~9 n7 J3 j( i. A; `% R- D0 ]" t7 y2 L! K+ p7 R/ n5 B$ _4 w- q" B- m6 l; `! P- [/ T( O8 }9 t' Z! V0 a1 G& O. k# x( X* ]' F- T$ i# l) Y( V9 \0 V$ {2 a+ D' k, N9 y/ o/ E# W; \3 d M, [! C3 p3 `; y7 A% x3 Z& g) t" }. I8 v8 i! }0 o# ?2 Z* [9 Q- I0 `) Y4 ^; G- z9 a$ H* |" \. O; ~3 P' x2 @4 L4 `" y$ O, V! e6 j# r+ W0 Q/ r2 n% q z# F# J5 _6 z) R0 c# k) G( b& P) g, G! Y6 K9 D6 j) f) G. X* x- t9 i/ E' ^$ ?( I! j! e) [4 r) ~1 Q8 \3 D- Z2 _4 m' `, n3 K( I7 F) O; x, Q- P* Q6 |, @7 k8 O- b/ F- g& h+ [' n/ o+ p- H& z5 v7 O$ R- g/ \0 b4 n0 k) a+ Q8 o: B+ Y& h, Y9 ~% J8 A- |- j2 S6 |7 v6 w3 y. L* c6 M+ H% K X- `% Q# g* }* ^( w5 K4 ]3 S$ d9 s$ J ~- t" ]4 z. i3 U% o- v+ c& e& |+ ^5 R8 J1 b, z0 a. U2 _1 S4 q; i/ F# a. d- q) p3 _" y+ t/ u+ ?0 J4 z1 E5 \9 Z& x+ i; X) q1 |+ t2 t8 v: M; M% E6 a0 {! @$ {. R- s- Q8 d, s9 G! O8 i* \2 A1 x7 b# G/ r0 S+ e6 U+ A4 P, s: {; m$ H& N5 O/ f$ Q% b# H# e9 ]$ E `) k& `% x+ x5 B# ?$ @6 D% l: _0 w9 i* Q: z: ?8 v: |$ [* t! t8 w- M$ F7 j9 O" I7 }0 T7 i5 C; s2 `# Y: k! j2 [( x2 e) g" S3 [" ?8 I6 `3 e5 O# h; u i2 [5 G+ I" H4 A. ]0 }: ^. E0 D1 y- Z7 Z" w6 d( M' F! H5 k. }; M! Z( b+ X4 O+ U6 K" a& G4 P5 B4 V) B A- B, ?2 z) D6 f3 l" m1 I" P/ X2 a8 ?3 p5 a0 `6 [& d8 N5 ?/ c5 L8 t, M: l% t
涂层类型 火焰线材喷涂 火焰粉末喷涂 超音速火焰喷涂 电弧喷涂 等离子喷涂 低压或真空喷涂
' O" s2 C, W5 j& U1 _
气体问度 103 oC (103 oF)
全部涂层 3
(5.4)
3
(5.4)
2 - 3
(3.6 - 5.4)
N/A 12 - 16
(21.6 - 28.8)
10 - 80
(18 - 144)
7 @1 x$ a' {- V4 H' p
结合强度 MPa (103 psi)
金属 14 - 28
(2 - 4)
14 - 21
(2 - 3)
48 - 62
(7 - 9)
28 - 41
(4 - 6)
22 - 34
(3 - 5)
100 - 400
(14 - 57)
有色金属 7 - 34
(1 - 5)
7 - 34
(1 - 5)
48 - 62
(7 - 9)
14 - 28
(2 - 7)
14 - 28
(2 - 7)
400 - 750
(57 - 107)
自熔合金 --- 83+ (12+) 62 (9)** --- --- ---
陶瓷 --- 14 - 32
(2 - 5)
--- --- 21 - 41
(3 - 6)
25 - 55
(4 - 8)
碳化物陶瓷 --- 34 - 48
(5 - 7)
83+
 (12+)
--- 55 - 69
(8 - 10)
500 - 100
(9 - 14)
% u8 L" c( A7 W( u. ^2 B' q

致密度, %

金属 85 - 90 85 - 90 95 - 98+ 85 - 95 90 - 95 97 - 99+
有色金属 85 - 90 85 - 90 95 - 98+ 85 - 95 90 - 95 97 - 99+
自熔合金 --- 100* 98+** --- --- ---
陶瓷 --- 90 - 95 --- --- 90 - 95+ 95 - 98
碳化物陶瓷 --- 85 - 90 95 - 98+ --- 90 - 95+ 95 - 98+
6 y* M5 J3 b8 B! d5 D5 ]

硬度

金属 84Rb-35Rc 80Rb-35Rc 90Rb-45Rc 85Rb-40Rc 80Rb-40Rc 30Rc-50+Rc
有色金属 95Rh-40Rc 30Rh-20Rc 100Rh-55Rc 40Rh-35Rc 40Rh-50Rc 45Rc-55Rc
自熔合金 --- 30 - 60Rc 50 - 60Rc --- --- ---
陶瓷 --- 40 - 65Rc --- --- 45 - 65Rc 50 - 70+Rc
碳化物陶瓷 --- 45 - 55Rc 55 - 72Rc --- 50 - 65Rc 50 - 70+Rc
( {2 ^* p& z# m7 ?1 ~. G

渗透性

金属 极小
有色金属 极小
自熔合金 --- 极小 --- --- ---
陶瓷 --- --- --- 偏小 极小
碳化物陶瓷 --- 极小 --- 偏小 极小
, E" f3 x1 t& G; b
涂层厚度限制
金属 0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08)
0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08)
0.6 - 2.5
(0.025 - 0.1)
0.5 - 2.5
(0.02 - 0.1)
0.4 - 2.5
(0.015 - 0.1)
0.05 - 10+
(0.002 - 0.5+)
有色金属 0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08)
0.5 - 2.0
(0.02 - 0.08)
0.6 - 2.5
(0.025 - 0.1)
0.5 - 2.5
(0.02 - 0.1)
0.4 - 2.5
(0.015 - 0.1)
0.05 - 10+
(0.002 - 0.5+)
自熔合金 --- 0.4 - 2.5
(0.02 - 0.2)
0.4 - 3.8
(0.015-0.15)
--- --- 0.1 - 15+
(0.004 - 0.6+)
陶瓷 --- 0.4 - 0.8
(0.015 - 0.1)
--- --- (0.4 - 5.0
(0.015 - 0.2)
0.05 - 10+
(0.002-0.25+)
碳化物陶瓷 --- 0.4 - 0.8
(0.015 - 0.1)
0.4 - 5.0+
(0.015-0.2+)
--- (0.4 - 5.0
(0.015 - 0.2)
0.05 - 10+
(0.002 - 0.4+)

3 R% R/ T4 U. _2 J

* 自熔性涂层(2) 超音速火焰喷涂

$ _( h. `# r3 |6 Y; L9 f

** 非自熔性涂层(1)可控气氛下的喷涂

" a8 T( h& R# ` I! w3 L

热喷涂设备的主要组成部分

/ c6 {" {6 D! D, o2 F" i7 S- L

r1 F5 ~/ A6 ?2 h

 

: _% m- M2 E3 J! h2 K

 

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发表于 2006-10-9 21:21:31 | 显示全部楼层

Re: 什么是热喷涂?

这几个图很漂亮啊:)
发表于 2006-10-9 21:30:54 | 显示全部楼层

Re: 什么是热喷涂?

用过热喷涂效果还不错,就是费用高了一些。对这项技术不是很了解。
发表于 2006-10-9 21:32:10 | 显示全部楼层

Re: 什么是热喷涂?

支持!
发表于 2006-10-9 21:39:19 | 显示全部楼层

Re: 什么是热喷涂?

在北京某军工见过用热喷涂处理坦克发动机曲轴.但对这项技术和工艺不了解.谢了何以解忧大侠.
发表于 2006-10-26 14:25:57 | 显示全部楼层

Re: 什么是热喷涂?

正好我单位上热喷涂设备用的上,谢谢!
发表于 2006-10-28 15:03:46 | 显示全部楼层

Re: 什么是热喷涂?

楼上,做好保护措施,小心粉尘污染和对身体的危害,切记
发表于 2006-11-3 11:17:21 | 显示全部楼层

Re: 什么是热喷涂?

某单位的柱塞原先用镀硬铬,使用效果不理想,后改热喷涂合金粉,车间技术人员自查资料,用车床旋转,氧气加热,因没掌握技能,出现了流挂,隔层现象。8 W6 o0 U; @. U) c, m  p; S
后请合金粉厂商来指导,成功了.喷涂前柱塞先喷砂处理除油除锈,他们从旋转速度,喷砂量,加热温度作了改进,具体工艺参数不清楚.再车、磨。
发表于 2006-12-1 17:04:47 | 显示全部楼层

Re: 什么是热喷涂?

漂泊打工者,我现在也在学习热喷涂设备。我们公司在做德国喷涂设备的代理,你们单位打算上哪的喷涂设备?有空找你交流!
发表于 2008-7-30 21:42:01 | 显示全部楼层
你在那个公司学习得额?
% s* q2 P0 V  S. o7 J  }6 k) V
  u# C5 M+ }/ l9 ~; T! {/ v8 t; c9 i好久教教我
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