第7章表面涂覆技術(shù)(編輯修改稿)
2025-04-02 20:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 體合金鑄鐵：性能特點(diǎn)是含碳量 2%～ 4%,以白口鑄鐵為基 ,加入 W、 Cr、 Mo、 Mn、 Ni等元素。合金總量 15%～20%。用于低應(yīng)力磨料磨損的場(chǎng)合。 10．高鉻合金鑄鐵：性能特點(diǎn)是含碳 %～ %,鉻 22%～32%,加入 Si、 Mn、 Ni、 Mo、 B等合金。用于抗低應(yīng)力和高硬度磨料磨料腐損場(chǎng)合。 11. 碳化鎢合金：性能特點(diǎn)是含 WC45%以上，粒狀 WC在堆焊中應(yīng)避免熔化，達(dá)到最佳抗磨損性能 .基體可以是鐵基，鎳基或鈷基。 12. 鈷基合金：性能特點(diǎn)是含鈷 30%～ 70%， Cr25～ 33，W3%～ 25%，鈷基合金具有最佳綜合性能。主要用于重要的耐高溫、沖擊、熱疲勞、搞磨損的工件。 13. 鎳基合金：性能特點(diǎn)是 NiCrBSi堆焊合金堆焊時(shí)，濕潤(rùn)性好，流動(dòng)性好，堆焊金屬硬度 HRC50～ 60。用于抗磨損堆焊； NiCrMoW具有抗強(qiáng)硫腐蝕能力，用于防腐堆焊 14. 鋁基合金鋁青銅、錫青銅、硅青銅、黃銅、白銅、紫銅等 堆焊材料的選擇 工 作 條 件 堆 焊 用 合 金 高應(yīng)力金屬間磨損 亞共晶鈷基合金、含金屬間化合物鈷基合金 低應(yīng)力金屬間磨損 堆焊用低合金鋼 金屬間磨損＋腐蝕或氧化 大多數(shù)鈷基或鎳基合金 低應(yīng)力磨料磨損、沖擊浸蝕、磨料浸蝕 高合金鑄鐵 低應(yīng)力嚴(yán)重磨料磨損、切割刃 碳化物 氣蝕浸蝕 鈷基合金 嚴(yán)重沖擊 高合金錳鋼 嚴(yán)重沖擊＋腐蝕＋氧化 亞共晶基合金 高溫下金屬間磨損 亞共晶、含金屬間化合物鈷基合金 鑿削式磨料磨損 奧氏體錳鋼 熱穩(wěn)定性、高溫蠕變強(qiáng)度（ 540℃ ） 鈷基合金、碳化物型鎳基合金 堆焊方法 ? 一、手工電弧堆焊 ? （ 1）為降低稀釋率應(yīng)采用小電流、短弧長(zhǎng)、慢速度的方法，焊接電流應(yīng)比普通焊條小 10﹪ ～ 15﹪ 。 ? （ 2）為防止堆焊層開(kāi)裂，對(duì)于一些用于與泥沙、粉塵、礦石直接磨損的工件，堆焊金屬一般選用高鉻合金鑄鐵堆焊條，如基體為低碳、低合金鋼，韌性較好，可以允許堆焊層存在密集的小裂紋時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的工藝措施。 主要措施有：①在保證堆焊層性能的前提下，選擇與基體材料線膨脹系數(shù)相近的堆焊合金，以減小由于膨脹系數(shù)不同造成的熱應(yīng)力；②采取預(yù)熱，中間消氫熱處理，焊后緩冷的工藝方法，預(yù)熱溫度可以根據(jù)堆焊金屬的碳當(dāng)量確定 ? (3)當(dāng)堆焊金屬或母材硬度很高時(shí)，可先基體上堆焊一層高塑性材料作為堆焊過(guò)渡層，如不銹鋼或鎳基合金，然后在過(guò)渡層上堆焊，這種方法對(duì)防止裂紋很有效。 ? (4)為防止工件變形，對(duì)批量較大的工件，應(yīng)采用專用工卡具，以防止變形。也可以采用預(yù)制反變形法。對(duì)于工況條件為低應(yīng)力磨料磨損的工件，在基體表面堆焊成網(wǎng)格狀焊道，就可以獲得很高的抗磨損性能，這樣即可以降低成本，又可以防止變形過(guò)大。 二、氧 乙炔堆焊 ? (1)焊前清除工件表面上的油、銹。 ? (2)將工件放平防止鐵水流出。 ? (3)用碳化焰將工件表面加熱至半熔化溫度，即呈現(xiàn)＂出汗＂狀態(tài)，此時(shí)添入堆焊材料進(jìn)行堆焊。注意堆焊時(shí)不要使母材完全熔化形成熔池。 ? (4)堆焊時(shí)，焊絲和熔化區(qū)應(yīng)處于還原焰的保護(hù)中，不得將火焰急速移開(kāi)，以防止堆焊金屬氧化。 ? (5)單層堆焊一般在 2～ 3㎜ 厚，厚度不夠時(shí)可用多層堆焊，必要時(shí)可用火焰重熔堆焊層，以消除堆焊缺陷。 氧－乙炔火焰溫度較低（ 3050～ 3100℃ ），火焰加熱面積大，可獲得較低的稀釋率（ 1﹪ ～ 10﹪ ），堆焊層厚度較小，可在 1㎜ 左右。氧 乙炔火焰尤其適用于堆焊碳化鎢管狀焊絲，這種合金要求在堆焊時(shí) WC顆粒不熔化，這樣才能最好地發(fā)揮 WC的耐磨性。 幾種堆焊方法特點(diǎn)比較 堆焊方法 稀釋率①（ ﹪ ） 熔數(shù)速度（ kg/h） 最小堆焊厚度 （ ㎜ ） 熔數(shù)效率 （ ﹪ ） 氧 乙炔焰堆焊 手工送絲 自動(dòng)送絲 粉末堆焊 1～ 10 1～ 10 1～ 10 ～ ～ ～ 100 100 85～ 95 手工電弧堆焊 10～ 20 ～ 65 鎢極氬弧堆焊 10～ 20 ～ 98～ 100 熔化極氣體保護(hù)電弧堆焊 自保護(hù)電弧堆焊 10～ 40 15～ 40 ～ ～ 90～ 95 80～ 85 埋弧堆焊 單絲 多絲 串聯(lián)電弧 單帶極 多帶極 30～ 60 15～ 25 10～ 25 10～ 20 8～ 15 ～ ～ ～ 12～ 36 22～ 68 95 95 95 95 95 等離子弧堆焊 自動(dòng)送粉 手工送絲 自動(dòng)送絲 雙熱絲 5～ 15 5～ 15 5～ 15 5～ 15 ～ ～ ～ ～ 13～27 85～ 95 98～ 100 98～ 100 98～ 100 電渣堆焊 10～ 14 15～ 75 15 95～ 100 熱噴涂 定義： 采用氣體、液體燃料或電弧、等離子弧、激光等作 熱源 ，使金屬、合金、金屬陶瓷、氧化物、碳化物、塑料以及它們的復(fù)合材料等噴涂材料 加熱到熔融或半熔融狀態(tài) ，通過(guò)高溫氣流使其 霧化 ，然后噴射 、 沉積 到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的工件表面，從而 形成附著牢固的表面層 的加工方法。 ?按涂層加熱和結(jié)合方式，可分為 噴涂 和 噴熔 兩種； ? 噴涂時(shí)基體不熔化，涂層與基體形成 機(jī)械結(jié)合 ； ? 噴熔是涂層經(jīng)再加熱重熔，涂層與基體互溶并擴(kuò)散形成 冶金結(jié)合 ； ? 噴涂與堆焊的根本區(qū)別在于母材基體不熔化或者極少熔化。 ? 熱噴涂的種類 ? 熱噴涂的種類 ?按加熱噴涂材料時(shí)的熱源種類分 電弧噴槍 電弧噴涂設(shè)備 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1. 進(jìn)口 2. 冷卻水出口 3. 氬氣進(jìn)口 4. 冷卻水入口 5. 送粉 6. 銅陽(yáng)極 7. 鎢陰極 8. 絕緣體 9. 電極調(diào)節(jié) 等離子噴槍 等離子噴涂設(shè)備 自動(dòng)化等離子噴涂系統(tǒng) 爆炸噴涂設(shè)備 ? 熱噴涂方法多 ? 熱噴涂的特點(diǎn) ? 但目前該技術(shù)仍存在著操作環(huán)境較差、結(jié)合力低，孔隙率較高，均勻性差等缺點(diǎn)，有待于進(jìn)一步發(fā)展。 ? 取材范圍廣 ? 基體材料使用范圍廣 ? 基體材料受熱影響小 ? 涂層厚度可以控制 ? 工效高：操作程序少，速度快，如對(duì)同樣厚度的膜層，時(shí)間比電鍍用的少得多；成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著 ? 被噴涂物件的大小一般不受限制：既可對(duì)大型設(shè)備進(jìn)行大面積噴涂，也可對(duì)工件的局部進(jìn)行噴涂；既可噴涂零件，又可對(duì)制成后的結(jié)構(gòu)物進(jìn)行噴涂； 預(yù)處理 熱噴涂 后處理 清 洗 粗糙化 對(duì)不噴涂部位的保護(hù) 表面精加工 改善涂層質(zhì)量 ? 熱噴涂工藝 ? 噴涂層的形成機(jī)理 噴涂過(guò)程 噴涂材料的熔化 粒子的噴涂階段 熔化的噴涂材料的霧化 粒子的飛行階段 噴涂過(guò)程 噴涂材料 熱源 噴涂粒 子束 噴涂 層 基體 加熱熔化 噴涂材料的 加熱熔化 階段
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