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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

! O! H, ~) { r1 j3 m; t- V8 n; X% B

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。

4 X; q* |# Q* N: J+ c

图1.

7 P/ u& _; S3 C( c- P& `

( f2 D( C* F/ r4 X3 X. K

 

: }: Z$ I, Y& [6 g

图2.

" s( y }& I: i+ M$ A& M" s

n# N! e: e1 z! i+ _! \

 

* n2 r; A8 D% H/ n

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。

% K) p7 X$ ^% |0 \( ?' Z

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。

; t# G2 U& P. _) U0 X" z

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:

$ c" B2 r8 j! C6 E, a3 z
    6 k- \6 p8 N. O" t/ T! Z
  • 抗磨损 s- J8 t8 o2 D; d+ `7 n
  • 抗腐蚀 " [5 [/ j9 U( c3 l/ _) Y
  • 间隙控制 " l, }: n# \3 i* c
  • 控制流体环境 - L" i0 R/ ~, t3 @7 o
  • 热障 / T; y8 L: R# F* G8 @! |
  • 恢复尺寸 * ~8 c' _" m& |4 e4 v2 b
  • 改变导电性
( ^) ?9 w. b% g9 C3 j" r( O! v+ d, ^

各种热喷涂工艺的比较

. L* y. Y& o/ |& w2 J U

" d. t/ }3 D/ o* H: z. _: }) o

$ w: I* a+ |: T' W! }4 S. c# o0 a) V: R/ U5 J P, h O/ N! ?# z' Y* T6 F5 H z5 V2 C V/ Y& S0 W# D" l; _' h6 X( o6 e3 E* _& q2 O- S$ J7 [7 A& F2 |" w9 L$ X' r5 u4 d4 k4 J" A: D( D. ]2 F; \3 ^/ U3 j' |9 P& Y" k( l' }4 m; Q6 t6 }4 {: W# m1 B2 d! |- O* N0 o1 t3 p4 n$ _# v7 y& c" r. {9 V& j) `- U5 o8 g: v( H3 z# p5 c: c" q! q+ [9 f& @8 ]1 ?7 L. k1 ]! Y8 A# p, @6 x; A9 J# S' W- U7 G" q; I0 u( z+ l4 X: O ]! _7 \" V1 V% U0 g: j7 K4 v- j1 t; Z6 P* U3 a: `( A" c0 j, h0 K/ l2 K3 x1 G) i5 U" [, L/ I1 i/ k: G, Y6 [# }4 w$ I2 S& q1 ^! A9 t* a, O4 P2 V$ w8 o9 O( U" `; v5 X0 G K0 s9 M/ a5 Y* E+ ^* R& B3 X, U( K* z1 T9 q7 s9 [. m; V8 p5 U4 @2 V, f: d3 Q/ c; C- M1 Q2 P3 m! e# k0 g2 [) S4 T0 ^* w% W8 E+ ?" d- n! |2 J# M+ D+ L( g0 b" B! R) U, [* g1 u* \. R0 y" y C3 F& O' E- J0 ]* d% q9 l. h6 M) I0 c8 _0 t% M, K+ o) F- y; d7 t* ?1 V# m7 z- C# O8 L! o$ Q: Y! h: N9 @- B8 H1 t0 M5 ]/ e9 ~5 r/ c" K" p9 t, ~5 N; Q2 F) T% k1 B3 F1 C! V7 G- e; H4 c5 \; [% v2 v* a5 Y& e1 l/ Q, o/ Y/ d( \1 B+ r9 L b! q2 w/ ^ b' e6 Q3 M8 i, q) e8 I) z+ Z0 X4 K; W0 S# O; t7 j' i$ s4 ^$ l6 }! D0 _* ]; Z$ x; v- k; N) o: t5 b; v: N6 m9 R) I3 |& e% N& A# M' `' J- `) q; {1 s- W- ^7 v# w& F. \* L0 I: X* a; m' w" V5 a0 C) o2 S; G: b! p4 F0 Q' F& b7 M9 T# ~9 V/ n$ r0 S6 v% e2 g# y% D8 \& ~2 G/ J9 O5 a9 o' R; I6 w3 q) A+ g: v! u; ]& ~# }$ Q* x1 _7 r8 N8 h1 i- O" ^' ]. C( N! L$ Q3 b4 H' C, D: @% G) e. `! a5 [0 A* p8 f, Q. X7 M) Z8 M( c1 V1 R2 ^; W2 B2 V4 @+ k+ l8 f/ [) Z7 r" J* q! y& Q- g7 h |# J. W& B6 s6 `5 D4 K: v1 m8 H* g9 Z! S; M( z# R, o! P( Z- _6 q, M T& U$ {$ n' \& S3 p8 ~3 |3 s: S; E/ ]0 i }# V2 Y& a7 O' j o2 O k" W" Y- f" K0 G$ y6 i9 C V2 L/ U& L, k' S; H! i7 H& w- V! ^0 k* T: ^+ u! o( L* W9 [0 v" s- j9 b+ v$ M4 q$ {- t4 |7 P) T, D; S9 N2 C5 L9 ~4 b6 m- Z! i# M) I' {9 P, W: J: H. f) u: ]! p% l" f6 i B1 n+ ^" Q* @6 x0 S2 ^: I2 q$ K H% U7 R% a. ^& ]# ^$ j0 p7 p) K& u. _8 n8 S5 i$ B6 v) `$ e9 t" Z" g" k p9 }% K+ F4 Q' R6 Y n# L- L3 j9 C4 h6 s1 p, H* \$ @ [/ _2 n* F$ O& ]9 D3 p" F& `( G8 ?( m6 Q) z* ~7 l% W9 d$ K* z V6 d4 U$ ?8 |2 R* v! _ r2 y: D5 ?1 M/ [1 I- F9 L1 i9 z. x9 v3 t' u1 t% m+ o7 n0 u: _$ K3 B2 P$ m6 L1 R9 H- S x3 M- r, I' T: O. k! @% f; ]1 M U, A' v$ U6 J4 W% E. w$ t/ J) `7 Y g/ u# D B$ u: x2 Z" n5 V- F% a2 P! V7 k# @) C5 H7 V2 ~) ^; w: E# d, A7 `; U J& A+ s1 \# P8 U2 u" |! E i; {6 P. i1 v% C3 I( Z7 _$ }! ^7 |8 L U! J& p, r( O# ?6 V% D) A. S- a$ m2 H+ W: p6 n% Z1 t$ \( g: S. g8 o! p O& ]8 ~( k4 `/ o- M! O( F) a% l- Y. O& w2 {1 c( J. a9 Y1 H1 j# q; i9 S+ \1 t* X* H8 {6 j# r1 j3 f) M; _* ~# `! t s3 W- z3 Z1 {; P+ b% Z: Z% z1 H3 j) F* e7 d* J7 ^. \1 d0 g. \2 Z0 V o! H' N. g* V( U! \2 C) _7 w7 l! G% m8 K3 ]+ j& |. {9 A0 e& S( }; w7 {; {! _ u9 s% W2 t% G7 v* d+ v _6 M' S9 e( m, g6 Y1 V) O* @% p* S) c, |8 L: P5 U$ y1 V) \. k7 ~* f1 @# ^( C/ t: @, N& ~+ P/ ~# C9 f5 L# O" y$ r R; k7 D: v( ^3 Z8 F+ `* V$ ~1 e( h" ?; ^. ^7 D" G) ?4 I" K( ?- `+ `) q1 q/ ~3 P# \1 N" q C0 h, c6 Z; e+ A+ y) V7 r8 v0 |& ?# X4 N- Q0 P# X" {+ o/ R7 s, _6 o/ e- n. [$ i' S z2 V& c4 A7 m* Z5 B9 e! {5 u1 @/ Q4 B d+ r; z3 |; X, J) L& y+ N: @* [% n) n% Z# L/ l5 L9 B. K6 v$ ]6 o; b4 c9 \' Z6 t+ b( r h* h+ U8 ~& V+ B7 z5 \& X* ?: L0 q6 [' H" W6 h9 j" L1 [. D! `' l6 a% |2 w+ K9 p0 O$ l# t m7 X! ^/ _# o( f6 N( W( ]8 ?0 P6 N' P' P3 N8 p, X6 `) E% s9 U# T5 [* ~( D) _* T, s. i5 H3 U |. x Y: q# D) h: |2 A+ U; g6 K+ Q7 Y _% S. i$ K2 F# }% v" P2 S4 L! M! }; _ j5 l. M1 C5 q* |+ H, `& A% o9 @1 e2 _0 D1 k g6 b) ^6 }' E% y% j3 ~* r% n( u1 u. t- a4 V- y7 k5 Y; J O# ]4 v8 k+ f f2 ?$ M* E Q9 z' j0 w* p: r6 C0 Y* n. u, B& x1 j/ r$ x) T8 Y0 c3 g6 O1 N8 s, j. [( ^3 Y* Q" _! K# W$ b& @: r0 @2 S; x& s$ |) K/ z' ~% i8 P1 Z9 B# }5 v$ k1 G, |) W. F1 m; e: j I3 A8 o- [ P0 u( @* Q: l, M) m) L! J3 e1 E0 q0 ^& H2 y& b" `! @/ o" A) w" a" [- x/ q1 d1 {$ A. Q( x+ l4 q8 P- u# j" `9 }# e+ T4 d9 ]! T. N. T' \6 s6 `" @. O( {( B" A" U6 h& N/ u9 c- F8 M5 d6 I( D9 [! P1 p7 T8 ~7 V2 s7 O- ]2 P: g' |5 l+ H4 H$ P* \9 i4 w! W3 @6 O2 \. r v2 M+ m! u3 A) r' I5 V* ?+ ~2 J5 b9 t9 _, J& Y8 q B$ B5 L- z* z' D9 m, K* l7 b9 w4 Q( X& s8 |1 _' f9 t2 I1 u: V* U I8 O( C. Z" d2 a: f! G+ t1 [! p7 X5 g7 A! c8 {! P; L- R. j8 I- ]; w: \$ L& Q: N6 l: ^8 C% b0 s1 l+ n0 g, J/ X6 B4 D8 \$ p( R4 C! m' S- y% u" a7 n! y, c% s6 `( j8 |) O; O2 [6 p) p% @7 }. u' k. d( _ Q# o1 l1 X9 L: h% d+ x' X ^0 a" i6 U& J" H& Z# @# m9 r- R4 Q6 m* i6 R3 l+ Z" A6 G' h! e% k/ ~0 f9 m) Q( K, Z8 V0 q* c4 H: j/ O. s. S# r! g( O3 @+ j0 g7 W1 w; A6 C, | s2 \. O( }( |5 z- z( f+ L- W* h. s7 E" q0 y# E! O0 l! p' o% b: |$ \$ L7 l# w+ ?6 d0 A- o- ~+ \4 l7 m: n Q5 E, I3 F4 D# _5 @- T. i9 m8 e: L' H0 E. t, c; [* h5 j1 Q+ I5 Y7 g- a2 u: M0 E1 ]6 p* j9 v% L0 _1 X( y6 O+ Y; T0 T% n# i4 V, v3 b& _5 l& s3 y% r; w U3 `/ h5 i$ i0 e- D$ V9 M8 V6 D4 T% M3 H$ b7 S: R/ k4 X0 {6 G3 F9 _- c3 Q# x1 i0 s% p% f% }5 I7 g* o5 k: [, }- m+ }' i$ B+ g1 T3 x7 v, f, @" Y& G' f8 i8 N: x1 m6 `, ~* h: H- m3 z( e" y# v/ q$ K' z6 Z0 o4 O9 P0 Y/ k. x- E% @ r2 g; s1 z' f: j) h* E! u2 o3 g) B- o) _' B2 v& ~- p* h* {- ^ m6 q* T% ^/ z8 h5 i" Q5 c b5 m+ J' z \0 L: R. M) R9 {1 L! S0 j/ G* {; v3 l( D5 a" L. u5 k% W5 W- M2 K. s( N! B/ ~" C, {* S- a& X( U; r. z' E% ^: R! b8 K5 G8 k: I+ e- ]0 m/ \; J% ]. f% M6 x. m2 E. V" H% z% \8 a3 n* u# T3 D. O. F" Q& u6 I% ]0 g* @- b( Y1 u' @7 g4 D' t2 G, w4 e; U, y- y" I7 O9 k4 J/ g3 {: N1 h. ^0 s0 g' t+ p E X+ C4 M& H! v9 B& f9 T, U. y6 l6 f h" u$ c; I E+ U( F, q3 k2 D: l9 E/ u. h2 }7 ?% Y t. N& l, C0 f- p1 S3 H' f) ]) H5 q5 p" G) m5 l- g" M* j" t
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
5 ]) d* B- t+ l1 r& ~
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)
$ y, M, ]5 P8 t
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)
5 z: {% ]# F! H# T

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+
$ j! x. a4 X* i! Z5 |2 f

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, S5 G! Q

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
- e0 H2 d- x% Y9 G/ k8 p+ O: i
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+)

" L, L3 l0 _* @7 l0 d

* 自熔性涂层(2) 超音速火焰喷涂

' t) x2 o# A& _

** 非自熔性涂层(1)可控气氛下的喷涂

1 N1 W5 x2 ~( d, q; D9 O u1 H

热喷涂设备的主要组成部分

0 z' G- |2 {; u: ~! p) {/ a

' d6 a! I+ b# r/ }! H& f- D7 U

 

! D/ {1 [" ~* d( q1 P6 N

 

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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。
! y  H! v. b& h: V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?
/ ?8 d5 `1 J9 R( k+ |1 r! @% N( X" C$ y
好久教教我
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