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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

( L% d$ E7 F; c

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。

" _: {! j- b2 _; g# F& {5 B

图1.

8 g- Y, o Q$ n# M0 o* s I

/ ]7 c* z0 R5 Z: _* y ^( u4 E

 

! [$ c% e+ q# x- Z- Q

图2.

- X4 G7 y# x1 S' m n

3 N% _) }/ P+ N/ M6 O1 X' N3 O

 

8 C1 Y8 a5 D+ d7 D

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。

# m8 C( S$ ~& i7 ]7 L

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。

0 @$ b7 j, B( p9 R( @ r9 r

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:

. h6 B; E8 t( k* I4 a1 E+ U
    / h0 q D' y _# d7 ?- b7 x
  • 抗磨损 3 j3 \1 H+ }% G8 g0 {. Z
  • 抗腐蚀 ) H0 a- l, f4 ]& b% U
  • 间隙控制 ; Q" w! n& `) I
  • 控制流体环境 0 V* f2 u& ~+ T" ]
  • 热障 " a" t- ?7 q* \0 W. W
  • 恢复尺寸 7 }; `( w" q- [: Z8 P6 L
  • 改变导电性
5 Z2 a/ j% c- p3 X X( j) U1 d/ o

各种热喷涂工艺的比较

* w& u; n0 j6 E( B7 p* S

) n# @ L2 i5 G, d2 _1 I9 o

. Y5 J( I1 ]# d3 I* E( A' |( {0 u; K/ ]+ B1 e6 m, M6 ^1 l0 T2 w8 {% ?) L1 ~( z5 @1 f( F. r# d2 g5 W' q! C7 p- B% I( |) ]' @0 p! B/ K; ]4 S" b& j q- ?) t2 \2 [2 j+ a, y* U- \6 R2 C' Y0 d' w+ a4 ~. z' O* ?& C2 ?7 C1 l* H) L/ [ A7 q) Z" _! z5 t0 {# z. |) W s1 ~. M( V! Y; \" a2 ]5 ]2 r a$ ^! J4 s2 _5 D( `4 q. B4 r, R3 B. N* N: @- E1 O) R0 d ^* i3 x) a+ Z1 \$ E! [& b$ ]( s6 O4 r# e- Q% z& |7 j4 o' Y- x0 ?2 i- v; A+ L& X+ k$ U% a+ v: C8 i7 _$ Y I" @/ r5 \! {4 z9 ~1 c! |( h3 `* E- e& e( x) J/ ?2 o" g+ f1 I; Z! K# A9 m n2 U2 O5 Y9 e( Z4 q. U8 k, n4 O1 i; G1 g; Y! t$ d7 w- b" g; L" g+ ~: K( s; t( r! U; N1 i( D. y! W- F% v$ E( o* [* q6 Q. _$ I: _: L0 S5 S9 ?0 c" |+ V: E& ~4 F4 N: v3 u) m6 s+ V7 o8 Q) A; b4 B3 V. l3 t% [# R3 [2 G) I/ j7 q, k1 d. s/ M4 w/ D* g( }( z) |2 o0 u' I/ P. H% F1 w9 h9 e1 L: L1 E) D4 S) @& y' R; M# `) S0 H3 o2 ~: G7 D% c6 t+ \0 s5 |4 K& _. F0 b4 T& h$ g' C* _3 @7 S! ^% J5 u6 U! A& E2 G( D, }4 w ?7 \: r/ g( W% W2 w0 e# e/ F/ }' `3 b( H6 U: I+ \& c$ W, O) z% a, T; z" |6 U4 u4 p. C; {/ e2 M& X5 U, [" {7 }: U9 _, F6 v9 T, k5 V$ v# l# a7 G, ?$ K" m( w6 N* ~! J5 _) h1 h7 U7 I$ _( K0 ?6 {; f5 S0 ]; I3 |* Q1 E8 L& |) e# G0 V. M$ h7 k# F9 S# L5 z# [5 E! Z& N/ t; ]1 z- j4 I) A9 ~9 O9 v& y4 ?6 H& f" O" i. P2 g$ O5 D) z' l! }4 F$ V: O: F2 d5 }+ x, _% q7 D* G i7 s' b" I7 m; L i5 x3 H' x, p" P. c* R- B( c7 Y% i1 q6 a: F K- v7 t4 ~' _+ F+ p" ~5 ?7 s0 V% n) ?8 S' v- S- ?& g8 y s! | p! b3 }+ Q7 l, g" g- S1 ^5 P% U. v- U4 P" ? v$ v2 E- W9 N4 A: v7 W7 V; [8 W7 y- ~8 A7 h% `, V/ {+ X0 v& W2 [/ d3 _1 O: |2 @" C3 g# M6 y! z I% w6 m; J# ]% F% h$ I8 T! y. U' c2 p7 N5 x9 z* W( Y2 b+ H9 S/ N+ x* @$ c3 V9 w' E, e- V! X- d; d: x* W4 l2 q, e9 q) Q) P9 v. F0 ^- t* Z6 E* V7 m" }2 C5 _6 P2 J; l7 H9 ^! z6 d3 G% d- o" a8 x0 Y& f' l. i8 y! ~8 i3 N' E; }% B& C% _$ k- s. c8 y6 L- u7 y4 s9 K( X$ A6 m7 P$ G& s& `5 }- r: L; q: H% H8 F2 K$ Z w$ W+ P- q; x9 R/ v- e; X6 u4 P7 m$ h3 c3 P* r) O8 Z$ `1 v- L z( U" T3 g5 L* F6 ~3 N) P4 y# }1 u+ J# a, _+ N5 U9 V0 G2 F! e- q7 f V2 L% q' s- G" u' j4 F. j7 {/ g K$ T. L g4 E& c8 i& E0 F, @+ I& y, d# F0 t3 O7 G/ O7 l. Y' { ~2 Z7 b' q+ W' ?8 `- c, V* v3 V0 d6 ]9 p# N% A5 }4 ~$ T3 Y6 U3 {! ^- h) _( k6 o U4 b/ Y* N# P$ u( B/ z" X2 X/ _6 H3 O" b9 m) }. h k) H" S5 m. L" u/ W( t+ }' \4 L5 k( W- M2 O. v% J& D7 D- s" S/ {7 {% u3 ?/ S6 K7 `$ z/ o# r' N( w/ c/ N" a. Y, g: ]! P, i9 W0 G7 F/ Z7 Q q) Y+ ^; h' j/ t# T9 r9 a7 U- g5 U: w" s% `; i; n0 `$ P# r i: p. w' R1 m! E% j& p# S% [7 C6 F) w' C( t# ]3 x: ]9 @4 z/ ?. w. v7 L2 c" ^6 M* M. N7 F) Y" V* _5 p! f' x4 u" @ `0 v% G4 H' B8 u- G: C- I# \" d M& J0 P0 G& K1 E. u/ W6 j( A0 X* u1 L" n; ~; K0 i u* X; B6 u* U" G5 Z) h) G* _( b- g/ }" s, V8 `+ ~5 k% u4 b0 h- O" U/ w: _2 F7 u3 G4 K" f9 r" Z3 H& K7 d' X( y+ X7 q8 z! g z' y' V0 Z: Y) ^. Q' _/ [ m/ s- K# C) P, r. n+ J8 v8 M" I+ k0 p+ V- N3 r. h2 [0 r& G' S8 a+ W& W' N$ L5 ^* ?0 ^3 I4 ~) E, A7 h0 Q s0 i" J/ i) O: v [+ s8 i" \( C3 A M% t! w6 `3 C! F5 m5 L$ x1 g( E1 [- C0 ]5 Z# X2 V. \# i. U, p% @, [& u+ U, m" f% L; N' w0 x0 v) t* a- J0 d# g8 i( c+ E* a& ?* ?' e2 P: L" m% B3 k+ F3 [2 p# U0 S9 U- e& T/ B% l ~! k+ o* L- ^. x4 e$ r \9 Y' h: l! ~$ d1 X/ [" M; f3 |& k2 k9 J, q1 @6 i. m& h+ z8 ? `5 h' }3 t1 E3 O1 ?( h/ |5 _4 r6 S1 R1 M2 _: P. h2 S" C) k% M3 q6 M4 d8 ]$ n+ T5 t) a$ D* {' |' j, O! p" ], |) J. C# i7 x9 ^& A1 y; x$ q$ J7 q1 n/ D( O1 o! C: b+ _- U) v q$ {4 u1 C4 ~8 c8 B' S& a" T1 g' A* U6 x! ]; L9 c# D H [; r: }: f6 O3 Q1 O6 h9 `2 H' Q. a3 T0 q+ s& r1 S1 Z3 q9 c# |3 N9 d0 x! o6 s4 ], |/ j$ c& O8 ?# S6 X( i* S; |$ x6 y1 p0 d6 u1 D& e# Z4 C- n. L1 p0 ~ I" M' ^! g4 P; Q7 v9 C! f& H( \+ d U9 X% I7 L+ |) ?5 K! ?; O% X" b1 p' s5 X/ c0 A. i/ ?- }2 J/ I. {+ b& e$ ]0 Z `9 v9 H3 t6 B1 M3 u# T6 j' U) b% B, y* c/ M& ^! v. B/ U& G* }& x9 x3 D( N, {' h3 n7 I* ?% P1 w* s& y/ g/ H+ V$ x! G% `) S5 W: D9 u( I- D% q* S* U& m3 g) C6 V5 \* _2 e( C6 m+ X- p7 M) A* a" O r1 _: m- b6 U% F# I/ v$ x* Q0 b% q2 g3 y; x$ B4 H. C Z( x# x3 W) H1 i5 w" \4 L7 _1 T4 o) Y+ A! n3 Y# E; @7 C% |% H$ ^) t/ C6 s( s+ r& |7 I; z. w ]$ }: a2 w( M; y% K f1 D g$ T6 @% c# [% T7 {" g( E. ?9 ]8 J. y& L/ \6 G+ |9 m/ g# c$ A% M/ [# y: ~( D2 Z" _; l2 r! M$ H [$ A- V# c5 L, u8 x- I, t3 o% r! J, z. l) A8 t/ h# g1 T% o3 L, u; Z" }3 e0 U5 K& E" T% j! N: U4 d; i8 y! `- d' `- e" X1 ~5 s/ D6 B3 E) f! v9 W: M- j. z% v1 s$ l# M9 ~# s/ M0 N# ]/ T+ K4 Z% H8 p1 H, \* v2 f3 \, Z9 o& l7 ~) ^; _( h8 p, F! f$ v" l, I3 J J$ q* |4 a- f5 S7 D0 p6 Z$ j5 L3 q+ M- `+ y, f/ l) j7 V$ \# j1 V8 f+ E! k8 k* y- p$ d7 \8 V3 r7 i4 `" b; \2 u! m a7 L# S5 o" n% v: ^& g- C5 j0 l8 |# o1 h4 v/ Z( o4 N% \9 f& j1 Q( ?8 F: {! w4 ^$ A6 R8 W& U8 D0 X8 T1 g8 b9 W! ^4 _; l7 h: Q, N8 J, K5 l* i% x/ o h6 F: @# A7 J/ U! u1 @8 l6 P* a& i5 l$ e2 M6 R+ ~% D( ]) i( R# b! b9 z0 m: Z, X" r% U+ D; t3 B9 ]9 {. H5 W* h: t# J9 n5 M) z: C* i" m0 P4 v) L, Z l, P5 q% B8 B, h& s/ f+ l8 K3 E% @8 x! ?& {. S7 V4 j9 o! s" c0 g& Z4 N9 {' K2 ?) Y/ m7 u1 G3 q. |6 l4 l2 O, S+ u, H; O) f; k5 o' u" ]( d* X& D/ j v0 [: ^8 N1 n. m7 R# |2 `( O ^$ ]5 f$ d4 C. N; q% [/ P9 Q! D' c ?% v! ]( J- m1 Z9 ?( K4 |, ?# m$ E& ]3 e8 \) M' H0 @+ `& x: O8 s; _7 f7 y' a; ~) R: R6 P) L" J& N% C( k" @; ^7 ]+ k3 f P9 F- R2 m% v5 |" M9 g( H- j( k# g7 M' j0 W, `7 R9 B8 h8 e& a$ H; s5 h& W( `% v* W% Q$ |/ u, a. V% U& Q5 |% P+ |1 j6 r+ j5 W0 R v+ L- E9 v$ d6 N; H' L' x1 s: w5 l' D, l$ l5 q9 j A8 b3 A, N! M, W$ C/ y6 s. ]) T8 u8 U/ C/ r Y
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
% t* M$ h7 L1 ^3 J- A) D
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)
/ D7 U- ?4 [8 n) v
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)
0 o" o5 t4 Q ]" T( p; J9 Z* e

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+
* s. o j( `- B v* q

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 i+ y* E% o2 l; K4 d ~

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
' M* K/ P! I) O6 k* |8 H% a
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+)

" V% r F) k9 }! p( o) @

* 自熔性涂层(2) 超音速火焰喷涂

$ V; }2 U! w/ M) ^. U( w+ y

** 非自熔性涂层(1)可控气氛下的喷涂

1 q9 ]% F: F) n4 l# u$ |

热喷涂设备的主要组成部分

/ h3 A5 H4 j: p( O* `% p. M: T

2 p! Y2 `$ d( Q9 ~2 k- I3 V

 

, h, f' u! j* E/ m4 e% ~" U

 

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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:)
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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。
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发表于 2006-10-9 21:32:10 | 显示全部楼层

Re: 什么是热喷涂?

支持!
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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.
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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!
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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
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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。
- H7 X' \- J. {. C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。
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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!
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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?6 C1 ^8 z% U' n/ }( l
7 F% b4 U" |+ ~* |' ]' @6 \8 \/ p
好久教教我
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