热喷涂是利用某种热源(如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等)将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态,然后借助焰留本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面,沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。热喷涂涂层一般具有防腐、耐磨、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等多种功能。热喷涂技术在我国始于50年代,70年代末形成气候。目前,无论在设备、材料、工艺、科研等方面都在迅速发展与提高,已成为表面技术一个重要组成部分。1热喷涂分类按照热源类型可分为:火焰类(火焰、BZ、超音速喷涂);电弧类(电弧和等离子喷涂);电热类(电爆、感应和电容放电喷涂);高能束类(激光、电子束喷涂)。2热喷涂材料热喷涂材料的形态可分为线材、粉末。线材包含:Al、Zn、Cu、Ni、Sn、Fe、Pb、Mo纯金属或合金线材;复合喷涂线材(Ni-Al、Al-Cr、Al-Nb、Al-Ta、Al-B、Al-Ni-WC、Al-Ni-Cr、Al-Ni-Al2O3)。粉末材料可分为:非复合喷涂粉末(Ni、Fe、Co、Cu金属及合金粉末);陶瓷粉末;塑料粉末(热塑性塑料聚乙烯、聚酰胺,热固性塑料环氧树脂等);复合喷涂粉末(包覆型粉末、组合型粉末)。3热喷涂设备氧乙炔火焰喷涂设备、喷熔设备。四川火焰热喷涂原理
热喷涂技术在铝合金发动机中的应用:为了降低燃油消耗和CO2的排放,汽车的轻量化成为大家关注的焦点之一。国外的大众、奔驰和福特等公司采用在铝合金缸孔表面喷涂涂层的技术取代镶嵌铸缸套的工艺,以达到发动机减重、降低油耗和排放的目的,目前部分机型已达到量产水平,缸孔喷涂工艺已从研发阶段逐步进入实用化阶段,在发动机上的应用愈来愈为范围广。为推动缸孔喷涂技术在国内汽车市场的应用进程,本文对等离子单丝喷涂工艺展开了研究及试验分析。 四川火焰热喷涂原理
热喷涂技术是指利用某种热源,如电弧、等离子弧、燃烧火焰等将粉末状或丝状的金属和非金属涂层材料加热到熔融或半熔融状态,然后借助焰流本身的动力或外加的高速气流雾化并以一定的速度喷射到经过预处理的基体材料表面,与基体材料结合而形成具有各种功能的表面覆盖涂层的一种技术。在喷涂过程中,熔融状粒子撞击基体表面后铺展成薄片状,并瞬间冷却凝固,后续的粒子不断撞击到先前形成的薄片上,堆积形成涂层。热喷涂技术按照热源的不同可分为:大气等离子喷涂、超声速等离子喷涂、电弧喷涂、高速电弧喷涂、火焰喷涂、超声速火焰喷涂、BZ喷涂、冷喷涂等。热喷涂的一般工艺流程包括3个基本工序,即表面预处理,喷涂和涂层后处理,其基本工艺流程如图所示:热喷涂技术具备涂层制备成本低、效率高、工艺简单灵活等综合优势,可制备的涂层功能多,包括耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、隔热、导电、绝缘、减摩、润滑、防辐射等,已经在航空、发电、汽车和冶金领域获得了重要的应用,日益受到业界的关注和重视。
热喷涂应用领域(五)
12、钢铁行业
钢铁行业的极端的工作条件经常会导致不同零件产生各种不同磨损。在过去的十年间我们已经做了研究来提高钢铁工艺的生产效率。在过去的一段时间里,热喷涂涂层已经被证实是一个有效的解决方案,现今我们在这个行业里寻找更广的应用领域。
钢铁行业的极端的工作条件经常会导致不同零件产生各种不同磨损。在过去的十年间我们已经做了的研究来提高钢铁工艺的生产效率。在过去的一段时间里,热喷涂涂层已经被证实是一个有效的解决方案,现今我们在这个行业里寻找更广的应用领域。
13、航空领域
在航空领域中,引擎有巨大潜在的磨损性问题。它里面很多移动零件相互接触或有些固定接触零件突然发生变动,是一种非常精密的,复杂的机械部件。由于这个原因,航空业成为完全使用热喷涂的行业之一,它们将飞机引擎进行热喷涂以优化提供其工作性能、安全性以及可靠性。
与基板层离镶样:镶嵌树脂渗透不足研磨和抛光:由于软材料拖尾和脆性材料凸起,难以确定和评估真实孔隙率解决方法:精密切割使用环氧树脂进行真空浸渍热喷涂层的标准化可再现制备方法热喷涂层的喷涂方法和应用在喷涂工艺中,涂层材料(线材或粉末)在喷枪的高温热源下熔化,通过火焰或等离子射流加速,然后投射到基板上。熔融和半熔融的颗粒流撞击到基板上,从而形成涂层。当颗粒击中工件时,便以机械方式固定到表面上,快速变形并冷却。单个颗粒通过机械互锁进行结合,在一些情况下通过冶金结合或扩散进行结合。高速颗粒可得到更好的结合效果并提高涂层密度。为了良好地附着到基板上,必须通过喷砂处理使表面变粗糙并进行彻底脱脂和清洁,之后才能进行喷涂。不同喷涂技术显示出不同的热源温度和不同的颗粒速度,对于具体应用,需要将这两方面与经济因素综合考量。下文简要描述了主要的喷涂技术,并介绍了所产生涂层的一些Z常见应用:火焰喷涂是Z古老的热喷涂层应用方法。涂层材料是被送入氧燃气体火焰中的线材或粉末。熔融和雾化的颗粒通过喷枪喷嘴以定向流的方式喷出。由于颗粒速度相对较低,氧暴露增加,因此这些涂层中的氧化物含量相对较高(图3);附着性和密度适中。四川火焰热喷涂原理
四川火焰热喷涂原理
喷涂后的缸孔仍需采用珩磨工艺,以满足产品使用要求。针对涂层的材料和喷涂表面形状,涂层表面存在微小的波浪形貌,当涂层厚度控制在0.55 mm以内时,喷涂不会影响珩磨后的缸孔位置度,采用与现行铸铁缸套相同的浮动珩磨工艺即可满足珩磨要求。不同的是,需对珩磨条粒度、材质进行优化并调整相关珩磨参数,以保证喷涂涂层的珩磨要求。采用等离子单丝喷涂技术,对某直径75 mm铝合金缸体喷涂高碳钢材料,并装配整机进行发动机台架验证。试验结果表明,缸孔涂层在经过400 h可靠性试验后涂层无拉缸、划伤和剥离等异常磨损现象;主要性能参数指标,如发动机功率、扭矩和活塞漏气量等,均满足标准要求。 四川火焰热喷涂原理
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