什么是熱噴涂 [5 V# Z3 Q2 l
cccc熱噴涂是指一系列過程,,在這些過程中,,細(xì)微而分散的金屬或非金屬的涂層材料,以一種熔化或半熔化狀態(tài),,沉積到一種經(jīng)過制備的基體表面,,形成某種噴涂沉積層。涂層材料可以是粉狀,、帶狀,、絲狀或棒狀。熱噴涂槍由燃料氣,、電弧或等離子弧提供必需的熱量,,將熱噴涂材料加熱到塑態(tài)或熔融態(tài),再經(jīng)受壓縮空氣的加速,,使受約束的顆粒束流沖擊到基體表面上,。沖擊到表面的顆粒,因受沖壓而變形,,形成疊層薄片,,粘附在經(jīng)過制備的基體表面,隨之冷卻并不斷堆積,,最終形成一種層狀的涂層(見圖1,、圖2)。該涂層因涂層材料的不同可實現(xiàn)耐高溫腐蝕,、抗磨損,、隔熱、抗電磁波等功能,。自1908年瑞士工程師Max Ulrich Schoop發(fā)明熱噴涂以來,,該工藝得到不斷完善和發(fā)展。今天,,熱噴涂作為一項高科技工藝已廣泛應(yīng)用于航天,、汽車、能源,、鋼鐵,、冶金、造紙,、機(jī)械維修,、市政建設(shè)等諸多領(lǐng)域。在中國,,熱噴涂還是連續(xù)四個"五年計劃"推廣的科學(xué)項目,。 $ T/ ?3 C. [* [( ^7 }1 D0 U
圖1.
* R# e: E p2 n: L/ Q& C% T( z( k" ~: L7 W
6 i! k( \$ p# g5 a5 s) v. E' Z$ f+ ]圖2. $ Q6 S) t$ _7 D3 }! H D
( V( a8 G( h9 }/ k9 ?$ u
! i0 g! N [$ i1 \cccc在工程、機(jī)械的表面領(lǐng)域,,熱噴涂技術(shù)是最有效,、最省錢和最直接的增強(qiáng)表面功能和工藝參數(shù)的方法,。能夠通過熱噴涂手段改進(jìn)和提高的表面種類幾乎是無限的。通過噴金屬,、陶瓷,、合金、重熔等等工藝手段,,工程表面的功能概念得以延伸。 # `1 z E6 W# _( a; T& y
cccc可選擇多種多樣的熱噴涂設(shè)備和方法,,無論是手持的或是裝在機(jī)器上的,。熱噴涂的工藝也涵蓋各種選擇:火焰粉末噴涂,、火焰線材噴涂,、電弧噴涂、等離子噴涂,、超音速火焰噴涂,、可控氣氛下的等離子噴涂、真空等離子噴涂等,。 + \# z) h: J' }8 w2 P
cccc很多行業(yè)都在采用熱噴涂工藝提高設(shè)備或零件的使用壽命,、改進(jìn)表面工藝參數(shù)以及降低生產(chǎn)和維修成本。熱噴涂的功能包括: 3 ?; ?. H/ D# X' H) c* {! d
9 l0 k, x5 E3 S% D* O- 抗磨損
: l- I4 O$ r `- o4 h
- 抗腐蝕 ) x9 ?7 L6 k6 a# ~
- 間隙控制 9 d9 i0 Q% ?% Y6 J
- 控制流體環(huán)境 7 j# l2 g8 s% y6 N1 _& D+ p
- 熱障 $ s4 d8 ~6 q$ p7 a
- 恢復(fù)尺寸
. }7 ~+ }- h, T5 M4 ?4 {
- 改變導(dǎo)電性
: s% O% \1 {' W
各種熱噴涂工藝的比較 - }' Y- D& ~+ O, e' | n
* i6 N+ q% x/ _, i6 l5 H
4 G" w$ T' ?, `0 s) n2 B1 S
, J! |9 d1 r( d+ r* X1 ~9 \6 u$ f7 E
涂層類型 |
# o) ]; p3 C5 T- ?* h! A; s; E火焰線材噴涂 |
4 V+ a4 ~/ A# I. I# P9 ]( v火焰粉末噴涂 |
( x3 H( M+ P7 }5 x2 A超音速火焰噴涂 |
2 \' V. f; h- Q6 R1 S% E. z) f" e2 Z電弧噴涂 |
) ?$ T: Z* d1 R等離子噴涂 |
& L& d2 e( k& n% C) D) j低壓或真空噴涂 | 7 V9 G8 J6 p( T
/ `( m; f7 [* ?! w- ^& q; m. ?
% F7 r2 Y. I% x$ @" n9 a# A+ o: j$ j
氣體問度 103 oC (103 oF) | 4 j1 R; V0 ?6 q+ i) b; Y& x+ X
; B4 x `" }! K2 z8 u. f
全部涂層 | 5 j0 d ]4 E0 h$ Y5 n
3 (5.4) | 4 H# a/ p5 z8 x5 @# t
3 (5.4) |
4 y, f$ d! U1 _; |$ G1 j+ h2 - 3 (3.6 - 5.4) | 8 b1 i: v: x: Z( P- g5 x
N/A |
8 E7 K: e3 q! Z1 ]3 m12 - 16 (21.6 - 28.8) |
1 o& e. B! L2 ^# r10 - 80 (18 - 144) |
9 l. Z7 M1 V. I8 ] |6 k _0 w7 N$ m
4 F' D( N. f, l0 I9 _: t* _7 n
9 k" w0 x0 i8 ?( s8 q/ U 結(jié)合強(qiáng)度 MPa (103 psi) | 0 J0 |2 U$ I; U
6 W, B+ }% c1 x% r
金屬 |
. T9 g' m% l( W3 A. d14 - 28 (2 - 4) |
/ j* s% a3 p/ {14 - 21 (2 - 3) | 2 Z/ N% J5 c# o: e1 X
48 - 62 (7 - 9) | # R1 @6 {7 B% I' d6 ^9 P/ `
28 - 41 (4 - 6) | 4 @ V( ]* j# o$ ~5 s1 q3 a% g
22 - 34 (3 - 5) |
# e. B; K$ a$ n: u7 S7 J0 N100 - 400 (14 - 57) | 6 _5 Z+ D J+ r. |. |
4 f) N; J% c$ _. l
有色金屬 | # ~* Q- R2 i S1 s3 E# i+ }& j
7 - 34 (1 - 5) | * R) Q# J- s8 J3 X2 T2 ^4 q
7 - 34 (1 - 5) | \- w3 h, x& J X' s ]
48 - 62 (7 - 9) | ( m4 t4 b; D4 N- }
14 - 28 (2 - 7) | ; S3 e0 A; z# g) K g
14 - 28 (2 - 7) |
0 K6 ^6 }- i" q" k1 w400 - 750 (57 - 107) | 2 g9 p3 ~& i% K U" c( d# z& ^
8 _* c* S; g* r1 ~ \自熔合金 | 7 ?/ _8 M, S4 T/ H' i1 \% A
--- |
6 g$ }. J2 Q3 y ]$ c- s8 c; R) w. Q83+ (12+) |
2 \% f' p& |% ]0 [62 (9)** |
8 _5 k M2 F1 d+ Q$ Z--- | ! U$ v8 f2 g! F0 j# s1 K
--- |
; g1 T, ^* C# {. ^. p( M, {5 y3 y--- |
* J: B% p. F( Z& ^
( e- F3 e& }' G" A. z# m陶瓷 | . e1 f8 d: U0 k: o4 g
--- |
! `( q, F4 p& _7 i$ s: H! [14 - 32 (2 - 5) |
c/ H+ ]7 {) Y2 `1 a) _6 s3 j--- |
: s2 {- b$ _6 R; C+ V& E--- | X; }% w. x3 s/ u
21 - 41 (3 - 6) |
2 S5 S& |! r7 ]+ p" J% ~1 R u25 - 55 (4 - 8) | N0 D! g% W" d6 t# T( V
8 L. a8 j. X' x4 c' G( ]4 g/ r
碳化物陶瓷 |
: v, P9 Y* E- g* J: C8 A& ?3 R* E--- |
( i1 e( a4 P2 R34 - 48 (5 - 7) |
' _2 y! o: H6 v, _, m83+ (12+) | 8 C! ^6 o0 M& v7 f
--- |
0 R: _ e- A- v3 [55 - 69 (8 - 10) |
5 O# y1 S# h6 j6 m5 k500 - 100 (9 - 14) |
/ S: I8 _6 D* C4 l. R) ?1 Q; Z' |7 i( I3 T& W4 v. I" Y
! T t7 l( l1 C% r) W" }0 |
致密度, % |
% U5 C6 C: \, _+ M7 W
$ ? ^% ~9 m' k2 P金屬 | & ]' \8 _$ R3 Q' ^8 ^3 b
85 - 90 | 6 s' s' w: v1 V T
85 - 90 | ) }! e" `, L1 a/ E, o' I
95 - 98+ | ; s4 D6 E7 B8 g1 S0 T& K
85 - 95 | ! ]' {& G- d& d% O+ Y: o' I
90 - 95 |
4 K( N M/ ~3 K97 - 99+ | 7 T# ~+ Z- h1 x+ e+ ?5 a
: b$ |( A5 q/ A+ t8 |2 i9 I; ^0 R. J
有色金屬 | & c- c9 l! a: ^7 {! G2 A
85 - 90 | 7 `' ?6 N, w) S7 D
85 - 90 | * J3 _6 W( j# Q9 y* H( N9 x
95 - 98+ | 2 _6 }$ L4 R7 m/ l$ H* _/ R* U
85 - 95 | * [! ]- O5 Z% D5 D% s# n; N8 y: v3 R
90 - 95 |
" o; r- X6 I3 V( y9 J3 f0 K97 - 99+ | ' R& v2 a6 j0 `3 P3 J
! B! x* _/ p4 j. _3 s自熔合金 |
2 R6 m5 q' E; X+ F- C--- |
M" F8 U! \3 I100* | . c; J6 r" |+ K) e0 o
98+** | ) a0 V# _( }: l' b* p
--- |
) p/ g2 a3 D! D# @--- | ; N R' z. w2 [6 A3 s( }( L; Y
--- | 2 a& M& B, R0 d% }# G( a; B7 Y& `
. W* f5 I' M" N! R陶瓷 |
; N2 \" r# ?9 o5 i {3 R2 I( G--- | 4 ~! {& `! e" u$ ]+ F# B
90 - 95 | $ L" M9 l; X, ]# S: L4 j( n
--- |
* @# K2 ^2 G) v% @7 m$ @+ M--- |
) ?6 m8 B) w$ l# i' p) j' X90 - 95+ |
3 F$ K' B0 ?$ S* j95 - 98 | & g' f) l' w6 Q) h3 n% n0 d, q
: c* f2 D5 j+ h! c
碳化物陶瓷 |
; C: W" _) E" d--- | ! m2 k4 D3 T4 V1 Z4 F: k. X( F
85 - 90 | 3 ~' O! w& A8 R( \
95 - 98+ |
, S8 t1 y B: I* p- p--- | " }3 ^' ]3 v4 [. W* c! M2 a; V
90 - 95+ |
* T0 x8 \ U6 v( Q C4 N95 - 98+ | & c) ^. z1 ^# j) F/ D
7 H: Z! n* L9 ~0 L- ?+ ?, J; c0 r! F
硬度 |
+ [; ] o$ K1 l/ D
/ M+ _2 @3 s$ D2 V金屬 |
7 P9 |# R5 v- y+ ?, k) |84Rb-35Rc | $ a( a* B3 U; G' _: n* o$ A
80Rb-35Rc | % E8 B+ q! R/ D) y+ L+ N
90Rb-45Rc |
+ Y; K1 P8 P9 F6 ^) k85Rb-40Rc |
% q" p' X, E$ A80Rb-40Rc | # K& Q+ h) {4 ?( m
30Rc-50+Rc | & Q& w, g: ?! P) S# b
5 H' ^6 z- u9 n" ~( g$ b( Z有色金屬 |
$ j& j6 J' v2 F* q95Rh-40Rc | " [# M( i6 A/ U6 S" ~4 O
30Rh-20Rc |
' ~; G* o5 m# W" s% P1 ~100Rh-55Rc | 0 k$ S6 Z( ?: C" d5 B3 J
40Rh-35Rc |
. {* t& G. G3 S5 M P7 f+ ~40Rh-50Rc | 1 W3 T# S' N# F
45Rc-55Rc |
( a8 _$ G* b q# _0 s! Q0 x: [2 S: `3 p3 r% A7 |3 l( }9 i
自熔合金 | 7 f3 Q! B: i" b
--- |
3 |5 O: d* \# F; }$ Z30 - 60Rc | ! o7 J5 g9 u0 s( U: W
50 - 60Rc |
. y. q4 V5 ~9 U2 M" x--- |
E1 R$ Y# z# h: @6 L, g3 I/ J--- | 0 o" F5 n. w( c- I
--- | 0 I, d1 q" H; R8 s
; W2 S) W# K- Q1 U3 x5 G& g陶瓷 |
3 e0 Y( q( F) O3 ^2 n--- |
/ M# N9 p% V3 `: ~! }, o40 - 65Rc |
) j t+ c+ k0 ~2 g- M8 ]--- |
@ A5 e% X( O$ V8 P0 O--- |
9 g* Z; v7 ]) _: k45 - 65Rc | ( E9 S+ ~5 F4 F$ Z& y# y* N7 J
50 - 70+Rc | 7 ?6 v& X8 G# _0 c5 ]
) L: b; D4 b+ @4 X% a- z7 t1 Y5 p碳化物陶瓷 | ! z+ M' U: z# T- E( \. v
--- |
/ \0 s3 [ J5 n& j: x) j, J+ t1 |45 - 55Rc |
$ K* L; C1 ^/ C9 ^4 }55 - 72Rc | 9 U1 w/ S: Y% P/ h/ m* L0 Q
--- |
; ^5 h8 \. y( Q% \% A& O* u8 V! Q% h50 - 65Rc |
3 e' D6 ?7 g5 \! {% f. ?50 - 70+Rc |
$ `# v) ?' a+ E+ x, m" W8 N/ C" n) ?) k
# u, z- \6 ~0 a9 B8 J( I1 M% E 滲透性 | 2 M, Y: o3 V6 r7 E( Q, S
- L: l: O7 w t0 Q4 f7 O" C4 B: X金屬 | . M# ]- V' b8 J& s
高 |
, g& e6 c! ?# w0 Q8 A( U7 w8 M4 [中 |
( l2 x. ^5 c M極小 | : K. _0 N h. F6 h! [' U& U
中 | 6 w& ]. o% I3 n# R. n
中 | ; C% F+ k' c' O& T( B7 L
無 | + y$ T. y% x. ?4 n4 L1 @
" w" H$ X* S" e Z3 a( ^
有色金屬 | / y, b* u7 F8 Y o5 ?
高 | 9 u$ k) r6 N/ q0 U
中 |
9 Z) p4 t$ o9 _0 w! Q. u! b r極小 | " ^5 x2 `/ N1 E+ w
中 |
2 v! z: ~( J+ \5 a' }( T' Q中 | # ?3 ?! ?& n5 Q! k: O2 M
無 | : k0 G: r+ e& e j* X% q, E3 \5 d% y) O
4 D4 m& n% f! N1 V' V. S. s自熔合金 |
/ w3 s6 ~4 Z' Z5 _, t2 C, B--- |
3 V, |/ T" V+ Z; g5 m, r無 | D! d" `8 x! e6 a( u1 m0 D
極小 | ! r+ z) |; r# r0 n; w
--- | 4 x8 |6 e: ? N8 [- e* \
--- | # ~$ M) e- k3 `3 @
--- |
8 ]. t% f9 P9 j' Z2 S: [4 o
. |1 U! g* J/ J& ]陶瓷 | ) l* a8 C/ ~; m' w
--- | 8 i S9 L/ X+ [5 T; N' i
中 | / b2 [6 ?/ K* S9 r t% @2 u, M( l
--- |
o+ Z% C0 T9 l4 D--- |
2 l' R8 s" W( t7 O% L! d& N偏小 | : r1 L$ `9 u9 O, o8 J
極小 |
& e8 F9 A J! j* p
/ J2 ^1 E# P6 ~1 F2 q: t碳化物陶瓷 |
) Y) @8 @$ E: V* [3 C2 d. e--- |
* V' ^9 h0 I9 L6 b中 | ; B5 f2 |1 w p, |, ?: x$ ^
極小 | 9 b$ L5 n, n7 Z4 F1 ^4 ~
--- |
9 M0 _! t% q5 H' x# D. q. B偏小 |
# {8 c, l4 C* v0 l7 L s2 {/ i極小 |
' p5 u4 I! l4 [, E# x3 [( h
9 \ Z- A( P, K. x: d3 x2 y4 C' E6 E* U Y$ J& n( z: y. z' m
涂層厚度限制 |
. H* i8 J( ] i! G; K; g1 M5 N/ Z
- x7 t8 }' s8 j- i" O( }金屬 | ; t6 R# {5 V1 {$ i) y$ n
0.5 - 2.0 (0.02 - 0.08) |
q! ?1 v# P6 I! ]0.5 - 2.0 (0.02 - 0.08) |
4 q0 b' v8 i) X0.6 - 2.5 (0.025 - 0.1) | # s( V4 n( \2 Y, r8 M9 _7 G
0.5 - 2.5 (0.02 - 0.1) |
h+ p4 c- c: S3 k; I6 z+ y0.4 - 2.5 (0.015 - 0.1) |
2 h4 z2 [. f8 A! t0.05 - 10+ (0.002 - 0.5+) |
$ ^' {5 r) S% H: C/ f- z4 r
- ^$ K2 }3 Q7 u3 g- M N- h有色金屬 | ' d+ H7 y8 o6 S% N4 l9 a
0.5 - 2.0 (0.02 - 0.08) | 5 J2 a' r$ p& A
0.5 - 2.0 (0.02 - 0.08) |
- U. A. U/ i, r) e0.6 - 2.5 (0.025 - 0.1) | 4 | F$ i3 d6 T
0.5 - 2.5 (0.02 - 0.1) | $ I- h) [& _* M
0.4 - 2.5 (0.015 - 0.1) |
9 P9 X8 N$ U) |' r# I/ D. P0 |' X0.05 - 10+ (0.002 - 0.5+) |
" Y4 F/ D% O0 R5 F+ V# `6 O4 t9 _- h) i2 u. s) J
自熔合金 | 1 w( t) y. _ w8 r3 T* q
--- | . y& Z; W# L* M1 w5 K6 n! w
0.4 - 2.5 (0.02 - 0.2) |
$ b2 Z' i, k! H& o7 u$ Y0.4 - 3.8 (0.015-0.15) | 6 f7 k2 W6 ~0 P: l- F; q
--- |
0 O: ] r- g- k8 I5 ]--- | - ~6 V1 ~* w. f8 H$ V
0.1 - 15+ (0.004 - 0.6+) | ) O1 T# s) N4 h T. Z& k% P
3 x* \8 S/ g7 L/ g陶瓷 |
4 A# f8 {' R( K) \# \8 j, ^6 G+ `" }--- | / x+ j( I! W( a" v. u- P
0.4 - 0.8 (0.015 - 0.1) |
h' M- }6 y! D8 u4 F--- |
2 `# C* R7 s* d9 w7 x--- | ! s9 n5 }. @( D- U
(0.4 - 5.0 (0.015 - 0.2) |
# y9 j' [: B7 H' I0.05 - 10+ (0.002-0.25+) | ' d, u; z9 T4 Q+ V
+ B6 S3 p: `! k" \: j3 l碳化物陶瓷 | 9 V9 x" `' {$ b' N* {
--- |
; }' \2 n+ W2 y) g: O& k1 ]8 o; O i0.4 - 0.8 (0.015 - 0.1) | # V6 ]2 |% j8 | v: `! z
0.4 - 5.0+ (0.015-0.2+) |
1 V3 L8 g- d3 E( L7 r0 e--- |
; ^/ C# g3 g' `* G# v(0.4 - 5.0 (0.015 - 0.2) | ! J/ H# z5 h; t3 ~' M" w
0.05 - 10+ (0.002 - 0.4+) |
& \ i! M/ a, Q: [8 e' r: w' Z$ B9 J: E* 自熔性涂層(2) 超音速火焰噴涂 2 j6 W% U( G5 u7 Y9 y; M( {+ n/ G
** 非自熔性涂層(1)可控氣氛下的噴涂 & Y* r8 g: C# h
熱噴涂設(shè)備的主要組成部分 ) A8 C' n4 H* v9 u4 \2 ?. L. l
^; H) @7 ^; x5 M! r7 X3 x- t
1 {+ M* j2 H1 N' e |