熱噴涂(焊)技術(shù)在材料表面防護(hù)和強(qiáng)化技術(shù)中具有如下的特點(diǎn):
1)噴涂材料范圍異常廣泛,幾乎包括所有的固體材料(除了在火焰中能揮發(fā)的物質(zhì)外)。
2)選擇合適的工藝,幾乎能在任何固體材料表面上進(jìn)行噴涂。
3)一般不受施工場(chǎng)所的限制。例如將氧氣和乙炔氣帶至野外,用自熔性合金粉末氧乙炔火焰噴焊修補(bǔ)鐵路鋼軌缺陷即為一顯著例子。
4)一般不受工件尺寸的限制。既可以對(duì)大型構(gòu)件進(jìn)行大面積噴涂,也可以對(duì)大工件進(jìn)行局部噴涂。如果工件需要夾具的話,則受夾具的限制。
5)涂層厚度可以控制,從幾十微米到幾毫米,可作薄涂層或厚涂層用。
6)受熱程度可以控制。例如等離子弧噴涂、氧乙炔焰噴涂或爆炸噴涂,工件受熱程度均可以<200℃,工件不會(huì)發(fā)生畸變或改變淬火組織。
7)能以低級(jí)材料代替高級(jí)材料使用。例如在普通碳鋼表面上噴焊一層鎳基合金或者合金鋼,可以代替不銹鋼或工模具鋼使用。
8)使材料具有耐磨、耐蝕、耐氧化、耐高溫、隔熱、導(dǎo)電、絕緣、密封、減磨、輻射、電子發(fā)射等不同功能,以滿足各種工況和尖端技術(shù)的需要。
9)使材料具有復(fù)合功能。即利用基體材料的韌性和涂層的耐蝕、耐氧化性能。例如硅化鉬硼化鋯有良好的高溫耐氧化、耐侵蝕性能,但硅化鉬和硼化鋯很脆,一直未能得到應(yīng)用,采用熱噴涂技術(shù),使硅化鉬和硼化鋯得到了應(yīng)用。
10)涂層表面光滑,加工留量少。用特細(xì)粉末進(jìn)行氫氧焰噴焊,可以得到表面極為光滑的噴焊層,不加研磨即可使用。
11)不僅能進(jìn)行材料表面防護(hù)和強(qiáng)化工作,而且還能修補(bǔ)廢舊件。
12)修復(fù)廢件速度快,減少因停工停產(chǎn)所造成的經(jīng)濟(jì)損失。
13)廢舊件經(jīng)修復(fù)后,還能比新件具有更高的性能和使用壽命。
14)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、工藝靈活、投資少、見(jiàn)效快、適用性強(qiáng),易于推廣,經(jīng)濟(jì)效果顯著。
熱噴涂(焊)技術(shù)的缺點(diǎn)
1)對(duì)于薄壁或較小的工件噴涂存在熱變形現(xiàn)象。
2)對(duì)于某些工藝而言,噴涂層與堆焊層相比,噴涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度較低,不能承受沖擊。除了塑料粉末火焰噴涂和噴鋅外,其它金屬和陶瓷涂層有少量針孔,用于防腐涂層,需要封孔處理。
3)噴涂小孔、深孔存在一定困難。
4)噴涂操作的粉塵飛散在空間,對(duì)人體有害,因此,工作時(shí)要穿戴好防護(hù)服,還需要適當(dāng)?shù)耐L(fēng)設(shè)備,如有條件,建議采用自動(dòng)化操作。
熱噴涂原理
熱噴涂是由氧—乙炔焰、電弧、等離子弧、爆炸波等提供熱能,壓縮氣體和超音速焰束將特制的金屬與非金屬噴涂材料加熱到塑態(tài)或熔融態(tài)高速噴涂到經(jīng)過(guò)預(yù)處理(清潔粗糙)的零部件表面形成特殊的涂層。不同的噴涂裝置使用不同的熱源,對(duì)噴涂材料形態(tài)分粉材、絲材、棒材的直徑和粉末的粒度都有具體要求,無(wú)論哪一種方法其噴涂過(guò)程、涂層形成原理和涂層結(jié)構(gòu)都基本相同,根據(jù)涂層設(shè)計(jì),工件材質(zhì),形狀和厚薄,原始表面狀態(tài),對(duì)涂層結(jié)合強(qiáng)度的要求等多種因素進(jìn)行選擇,噴涂工藝流程如下:
1、零件表面處理:
采用噴砂、電拉毛、機(jī)械加工等方法,使零件噴涂部位的表面產(chǎn)生一定粗糙度,以增強(qiáng)涂層結(jié)合強(qiáng)度。
2、選擇噴涂參數(shù):
⑴熱能參數(shù)
它決定了熱能的功率、溫度、直接影響噴涂材料的加熱熔化狀態(tài),對(duì)噴涂速度、沉積效率和涂層質(zhì)量有很大影響。如火焰噴涂對(duì)燃?xì)夂椭細(xì)饬髁颗c壓力大小的選擇;電弧噴涂對(duì)電流與電壓的選擇等;
⑵噴涂材料供給參數(shù) 粉末噴涂的送粉氣體壓力流量和送粉量,線材或棒材噴涂的材料供給速度;
⑶操作參數(shù) 噴涂距離、角度以及噴槍與零件要對(duì)移動(dòng)速度等;
⑷被噴零件溫度控制
噴涂過(guò)程中必須控制零件溫度,往往因不加控制或控制不當(dāng)而造成涂層達(dá)不到技術(shù)要求,如采取噴前零件預(yù)熱或噴后涂層自然冷卻等。
3、涂層后處理: