熱噴涂技術(shù)在汽車上的應(yīng)用(已修改)
2024-11-19 11:09 本頁面
【正文】 熱噴涂 涂層 技術(shù)在汽車上的應(yīng)用 熱噴涂技術(shù)是表面工程領(lǐng)域內(nèi)表面改性最有效的技術(shù)之一。它是利用熱源將噴涂材料加熱至熔化或半熔化狀態(tài)，并以一定的速度噴射沉積到經(jīng)過預(yù)處理的基體表面形成涂層的方法。選擇不同性能的涂層材料和不同的工藝方法，可制備減磨耐磨、耐腐蝕、抗高溫氧化、熱障功能、催化功能、電磁屏蔽吸收、導(dǎo)電絕緣、遠(yuǎn)紅外輻射等功能涂層。涂層材料幾乎涉及到所有固態(tài)工程材料，包括金屬、金屬合金、陶瓷及它們的復(fù)合材料和其他非金屬無機(jī)材料，廣泛應(yīng)用于汽車、生物、化工等領(lǐng)域。熱噴涂可提供各種性能的涂層，用在汽車上可以 提高汽車的性能，減少汽車零部件的磨損并延長使用壽命，因此廣泛應(yīng)用于汽車制造及維修業(yè)中。 1. 熱 噴涂方法及特點(diǎn) 火焰噴涂是采用可燃性氣體的燃燒作為熱源，將金屬絲材或粉末熔融、霧化，吹噴于基體表面的方法。由于燃燒氣體的溫度的限制，噴涂材料的熔點(diǎn)一般低于2500℃。 因此在工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。隨著超音速火焰噴涂技術(shù)的開發(fā)，其噴射速度高達(dá)音速的兩倍，熔融粒子的速度高達(dá) 400m／ s，約為普通火焰噴涂的 4 倍和等離子的 2 倍。故涂層更為致密，結(jié)合強(qiáng)度大，另外這種方法有沉積率高，涂層性能穩(wěn)定，特別適合于噴涂碳化 物涂層，非常適宜在專用汽車中的應(yīng)用。 電弧噴涂是利用兩根連續(xù)送進(jìn)的金屬絲之間產(chǎn)生的電弧作熱源來熔化金屬，用壓縮空氣把熔化的金屬霧化，并對(duì)霧化的金屬細(xì)滴加速使之噴向工件形成涂層的技術(shù)。電弧噴涂技術(shù)與其他熱噴涂方法相比，其特點(diǎn)是：結(jié)合強(qiáng)度高；生產(chǎn)效率高，成本低；安全性好，噴涂質(zhì)量穩(wěn)定，能源利用率高。 圖 l 所示為電弧噴涂的原理示意圖。此項(xiàng)技術(shù)可賦予工件表面優(yōu)異的耐磨、防腐、防滑、耐高溫等性能，在機(jī)械制造、電力電子和修復(fù)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。 電弧噴涂技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)生產(chǎn)率相對(duì)較高：電弧 噴涂的生產(chǎn)率與電流成正比，一般相當(dāng)于火焰噴涂的 4 倍； (2)涂層結(jié)合強(qiáng)度高； (3)涂層質(zhì)量易于保證； (4)能源利用率高，能耗低； (5)可以方便地獲得“偽合金”涂層：當(dāng)使用兩種不同材料的噴涂絲材時(shí)，獲得的是兩種材料的粒子緊密結(jié)合的“偽合金”涂層，涂層中還存在少量的合金與金屬間化合物；由于兼有兩者的性能，因此“偽合金”涂層的性能較好； (6)設(shè)備造價(jià)低，使用維護(hù)方便：電弧噴涂的設(shè)備簡單，體積小，重量輕，設(shè)備移動(dòng)方便。不需要瓶裝氣體、燃料，沒有水冷系統(tǒng)，且工作環(huán)境要求低，可以長時(shí)間在惡劣環(huán)境下工作。 傳統(tǒng)的電弧噴涂技 術(shù)，由于噴涂粒子速度低涂層受到嚴(yán)重氧化，使涂層質(zhì)量和應(yīng)用受到一定的限制。而高速活性電弧噴涂采用高壓氣流或燃料燃燒所產(chǎn)生的高速射流霧化噴涂材料熔滴，可以提高電弧穩(wěn)定性，使噴涂粒子顯著加速，減少粒子與空氣的接觸時(shí)間，達(dá)到減少涂層氧化，顯著提高涂層質(zhì)量的目的。資料表明，高速電弧噴涂在距噴槍噴嘴端面軸向距離 80mm范圍內(nèi)，氣流速度可達(dá)到 600m／ s，金屬熔滴的霧化效果顯著提高，涂層粒徑僅為傳統(tǒng)電弧噴涂粒徑的 1／ 3～1／ 8，涂層結(jié)合強(qiáng)度是電弧噴涂的 1． 5 倍～ 2． 2 倍，涂層孔隙率不大于 2%。 爆炸噴涂是 利用氣體爆炸產(chǎn)生的高能量，將噴涂粉末加熱、加速，使粉末顆粒以較高的溫度和速度轟擊工件表面而形成涂層。噴涂時(shí)，先將一定壓力、比例的氧氣和乙炔由進(jìn)氣口通入水冷噴槍內(nèi)腔，然后由供粉口送入粉末，接著火花塞點(diǎn)火，氧氣和乙炔的混合氣體燃燒并爆炸，產(chǎn)生高溫高速氣流，將粉末加熱，并以高速 (超過音速約 3 倍 )撞擊到基材表面，形成涂層，然后通入氮?dú)馇謇順尮埽瑸橄乱淮螄娡孔鰷?zhǔn)備。如此重復(fù)進(jìn)行。爆炸噴涂涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度可達(dá) 100MPa以上、涂層致密、孔隙率小于 1％。工件熱損傷小。涂層均勻、厚度易控制。涂 層硬度高、耐磨性好。爆炸噴涂 可用微機(jī)控制，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 等離子噴涂是采用非轉(zhuǎn)移型等離子弧為熱源，噴涂材料為粉末的熱噴涂方法。利用電流電弧放電，把高溫加熱的氬氣、氮?dú)?、氦氣等氣體部分電離成離子束，在電弧放電部位四周強(qiáng)制流過的低溫氣體，產(chǎn)生收縮效應(yīng)，使
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