【文章內(nèi)容簡介】 。 常見的熱噴涂方法 中國石油大學（華東） 等離子弧噴涂涂層的特性 1） 組織結(jié)構(gòu)為細晶的層狀結(jié)構(gòu)，含一些球狀組織，存在細小彌散物； 2）等離子弧溫度高，能量集中，焰流速度高； 3）噴涂層組織細密，氧化物夾渣和氣孔率都低，氣孔率可控制到 25%； 4）涂層與基體的結(jié)合及粒子之間的結(jié)合除以機械結(jié)合為主外，可以產(chǎn)生微區(qū)冶金結(jié)合和物理結(jié)合；結(jié)合強度可達 3570MPa。 常見的熱噴涂方法 中國石油大學（華東） 等離子弧噴涂設(shè)備的組成 主電源 直流電源 冷卻水源 水冷器 預熱器 壓力計 流量計 載粉氣 送粉器 等離子槍 控制臺 工作氣Ar HNHe 22常見的熱噴涂方法 中國石油大學（華東） 等離子弧噴涂設(shè)備的組成 1）噴槍： 噴槍實際上是一個非轉(zhuǎn)移型等離子弧發(fā)生器，是最關(guān)鍵的部件，它集整個系統(tǒng)的電氣、粉、水于一體，主要由陰極、噴咀（陽極）、進氣道與氣室、送粉道、水冷密封與絕緣以及槍體所組成。 2）送粉器： 送粉器是用來貯存噴涂粉末和按工藝要求向噴槍輸送粉末的一種裝置，主要有自重式送粉器、刮板式送粉器、霧化式送粉器、電磁振動式送粉器、鼓輪式送粉器等。 3）整流電源： 等離子噴涂采用的整流電源有飽和電抗器式或硅整流電源、可控硅型電源、直流發(fā)動機電源。 4）供氣系統(tǒng)。 5）水冷系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。 常見的熱噴涂方法 中國石油大學（華東） 等離子弧噴涂的特點及應用 （ 1）噴涂材料范圍廣：制備難熔金屬、陶瓷、金屬陶瓷復合材料涂層及其它特殊功能涂層； （ 2）涂層結(jié)合強度高，氣孔率低； （ 3）惰性氣體等離子射流有保護氣氛，加氫的射流有還原氣氛，避免或減少了噴涂粒子的氧化； （ 4）設(shè)備昂貴，一次性投資大。 主要用于制備質(zhì)量要求高的耐蝕、耐磨、隔熱、絕緣、抗高溫和特殊功能涂層。 特點 應用 常見的熱噴涂方法 中國石油大學（華東） 電弧噴涂 基本原理 : 電弧噴涂是將兩根被噴涂的金屬絲作為自耗性電極，利用其端面產(chǎn)生的電弧作熱源來熔化金屬絲材，用壓縮空氣進行霧化的熱噴涂方法，噴涂原理如圖所示。 1直流電源； 2金屬絲； 3送絲滾輪； 4導電塊； 5導電嘴； 6空氣噴嘴； 7電弧； 8噴涂射流； 9涂層； 10基體 常見的熱噴涂方法 中國石油大學（華東） 電弧噴涂涂層的特性 1) 涂層為典型的層狀組織結(jié)構(gòu)，但組織結(jié)構(gòu)較粗大，并且大小不均； 2) 結(jié)合強度較高：由于熔粒溫度高，粒子變形量大，而提高了涂層的結(jié)合強度； 3) 元素含量減少：涂層中 C及合金元素的燒損量大，因而涂層硬度降低； 常見的熱噴涂方法 中國石油大學（華東） 電弧噴涂設(shè)備的組成 1）整流電源： 電弧外特性應是平特性或略帶上升的外特性，動特性應有足夠大的電流上升速率；為適應不同材料噴涂的需要，電源上要求有輸出電壓調(diào)節(jié)裝置。 2）控制裝置； 3）噴槍： a. 在噴槍中由導電咀、空氣噴咀、絕緣塊和弧光罩等組成的霧化頭是噴槍的關(guān)鍵部分； b. 按驅(qū)動金屬絲的動力源分為：電動式、空氣馬達式及氣動蝸輪式 。 按推動金屬絲的方式不同分為：推式、拉式及推拉式 4）金屬絲盤架或送絲裝置； 5）壓縮空氣供給系統(tǒng)等組成。 常見的熱噴涂方法 中國石油大學（華東） 電弧噴涂的特點 1) 熱效率高： 熱能利用率高達 6070%；火焰噴涂熱能利用率為 515%；等離子噴涂為 12%左右； 2) 生產(chǎn)率高： 一般為火焰噴涂的 3倍以上，如電流為 300A時，鋼材噴涂速率 15kg/h； 3) 噴涂成本低： 電弧噴涂的施工成本比火焰噴涂要降低30%以上； 4) 結(jié)合強度高： 粒子溫度高、動能大 → 結(jié)合強度一般要比火焰噴涂高 50%以上； 5) 可以方便地制備假合金涂層： 銅 鋼假合金涂層就具有良好的耐磨、減磨和導熱性能。 常見的熱噴涂方法 中國石油大學（華東） 電弧噴涂的應用 1) 鋼鐵構(gòu)件上制備 Zn、 Al長效防護涂層； 2) 鋼鐵噴鋁，通過產(chǎn)生滲鋁層，制備抗高溫氧化涂層，工作溫度可達 870℃ ； 3) 在鋼鐵件上噴涂不銹鋼或其它耐磨金屬，用于耐磨蝕防護； 4) 噴涂碳鋼、鉻鋼、青銅、巴氏合金等材料，用于修復零件已磨損或尺寸超差的部位； 5) 在電容器上噴涂導電涂層，在塑料制品上噴涂屏蔽涂層等。 常見的熱噴涂方法 中國石油大學（華東） 爆炸噴涂 基本原理 : 將一定比例和流量的乙炔和氧氣引入內(nèi)徑為 25mm的水冷槍筒內(nèi)，與同時引入的噴涂粉末混合，通過火花塞瞬間引爆，槍筒內(nèi)的溫度突然上升到 3300℃ 以上 ,氣體燃燒的速度超過音速的十倍，形成沖擊波 , 爆炸的熱能將噴涂粉末加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，并使熔粒加速到 2倍音速噴出，撞擊到基體表面形成涂層，此后將氮氣引入槍筒內(nèi)置換，直到下一個爆炸過程開始，噴涂頻率可達每秒 4~8次。 128734 561氮氣； 2粉末； 3火花塞； 4噴涂射流； 5涂層； 6基體； 7氧氣； 8乙炔 常見的熱噴涂方法 中國石油大學（華東） 爆炸噴涂的特點及應用 （ 1）涂層結(jié)合強度高：它與基材的結(jié)合力比等離子噴涂高，尤其是 WCCo涂層比等離子噴涂高 2倍以上； （ 2）涂層硬度高：噴涂 WCCo涂層的斷面硬度比等離子噴涂高 50%以上； （ 3）氣孔率低：噴涂 WCCo涂層氣孔率一般只有 %； （ 4）目前爆炸噴涂主要用于制備優(yōu)質(zhì)耐磨涂層。 常見的熱噴涂方法 中國石油大學（華東） 超音速火焰噴涂 基本原理 : JetKote超音速粉末火焰槍原理如圖所示。燃料氣體（氫氣、丙烷、丙烯或 MAPP）和助燃劑（ O2)以一定的比例導入燃燒室內(nèi)混合，爆炸式燃燒，高溫燃氣經(jīng)燃燒室上部燃燒頭內(nèi)的四根傾斜噴管進入銅噴咀，粉末由送粉氣（ Ar或 N2）定量沿燃燒頭內(nèi)碳化鎢中心套管送入高溫燃氣中，由高溫高速燃氣帶出噴咀，高速噴射到工件上形成涂層，整個噴槍由循環(huán)水冷卻。 目前超音速噴涂發(fā)展很快，新發(fā)展的噴槍不僅在結(jié)構(gòu)上不同于 JetKote，而且可以使用液體燃料（如：煤油 , JP5000、 JP8000）和