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超音速火焰噴涂簡介(文字版 無需下載)

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發(fā)表于 2006-9-22 20:06:13 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式


  1、 超音速火焰噴涂原理

  用作熱噴涂熱源的超音速火焰是利用丙烷,、丙烯等碳?xì)湎等細(xì)饣驓錃獾热細(xì)馀c高壓氧氣,,或利用如煤油與酒精等液體燃料與高壓氧氣在特制的燃燒室內(nèi),,或在特殊的噴嘴中燃燒產(chǎn)生的高溫高速燃燒焰流,,其燃燒焰流速度可達(dá) 1500m ∕ s~2000m ∕ s (五馬赫)以上,。

  目前,,習(xí)慣上通常被稱作 HVOF(High Velocity Oxy-Fuel 的頭文字 ) ,,即高速氧燃料火焰噴涂。當(dāng)火焰達(dá)到超音速火焰時,,火焰中可以觀察到馬赫錐的存在,。將粉末軸向或測向送進(jìn)火焰流中,即可以實現(xiàn)粉末粒子的加熱與加速,、涂層的沉積,。由于火焰流的速度極高,噴涂粒子在被加熱至熔化或半熔化狀態(tài)同時,,可以被加速到高達(dá) 300~650m ∕ s 的速度,,從而獲得結(jié)合強(qiáng)度高、致密的高質(zhì)量涂層,。

  超音速火焰由于受燃燒焰流溫度的限制,,與等離子熱源相比,速度高而溫度低(約為 3000 ℃),、對于 WC-CO 系硬質(zhì)合金,,可以有效地抑制 WC 在噴涂過程中的分解,涂層不僅結(jié)合強(qiáng)度高,、致密,,而且可以最大限度地保留粉末中的硬質(zhì)耐磨 WC 相,因此,,涂層耐磨損性能優(yōu)越,,與爆炸噴涂層相當(dāng),大幅度超過等離子噴涂層,,也優(yōu)于電鍍硬鉻層與噴焊層,,目前已獲得了廣泛的發(fā)展,。

2、 HVOF 系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)

  噴涂方法與設(shè)備的發(fā)展對于涂層的制備具有重要的影響,。超音速火焰噴涂是在八十年代初期,,由美國 Browning 公司研制成功,并首先以 JET-KOTE 為商品推出 [1] ,。經(jīng)過多年的應(yīng)用開發(fā),,其優(yōu)點逐漸被認(rèn)識和接受。由此,,世界上發(fā)達(dá)國家,,投入了大量的財力對 HVOF 進(jìn)行研究和開發(fā)。于八十年代末九十年代初,,先后又有數(shù)種 HVOF 噴涂系統(tǒng)研制成功,,并投入市場。如金剛石射流( Diamond-Jet ) [2] ,,沖鋒槍( Top-Gun ) [3] ,,連續(xù)爆炸噴涂( CDS, Continuous Detonation Spraying ) [4] ,射流槍( J-Gun ) [5] ,,高速空氣燃料系統(tǒng)( HVAF, High Velocity Air-Fuel ) [6] 等。這些系統(tǒng)各有特點,,如表 1 所示,。涂層的質(zhì)量在很大程度上取決于噴涂方法,但也將受到噴涂系統(tǒng)特點的影響,。隨著 HVOF 的開發(fā)與應(yīng)用,,各種噴涂系統(tǒng)也均相應(yīng)地進(jìn)行了不斷改進(jìn)與完善,為此,,取代原型的新型 HVOF 噴涂系統(tǒng)不斷涌現(xiàn),,如 J-K 的改進(jìn)型 Jet-Kote Ⅱ ,Top-Gun 的派生型 HV-2000 型,分別由 DJ 與 J-Gun 派生的 DJ-2600 ,, DJ-2700 與 JP-5000 型 [7] ,。最近又發(fā)表了高頻脈沖 HVOF 系統(tǒng),通過控制可以使爆炸頻率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的爆炸噴涂,。

  基于系統(tǒng)發(fā)展過程及其速度特性,, Jet-Kote 被稱為第一代 HVOF , JP-5000 型與 DJ-2000 系列被稱為第三代 HVOF 系統(tǒng),。其它 HVOF 系統(tǒng)成為第二代 HVOF ,。第一代與第二代 HVOF 具有類似的火焰速度特性,因此,,涂層的沉積特性及其性能無大幅度的變化,。第三代 HVOF 具有更高的速度,,噴涂過程中粒子的熔化程度更有限,在噴涂過程中除了可以有效抑制 WC 的分解外,,粒子在沉積過程中,,將會產(chǎn)生明顯的噴丸效應(yīng),使涂層產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)力,,可以有效地提高涂層的表觀結(jié)合強(qiáng)度 [8] ,。

  基于 HVOF 在制備金屬陶瓷涂層時的特點,近年來又提出了主要依靠粒子的高速度制備涂層的新的方法,,如 HVIF ( High Velocity Impact Fusion )噴涂法 [9] ,,冷噴涂法( Cold Spraying ) [10] ,特別是冷噴工藝,,由于可以制備氧化非常有限的金屬涂層,,受到了廣泛的關(guān)注,目前發(fā)展很快,。

  在國內(nèi),, HVOF 噴涂技術(shù)的發(fā)展也很受關(guān)注,噴涂系統(tǒng)主要依賴于進(jìn)口,,西安交通大學(xué)焊接研究所于 1995 年初研制成功了 CH-2000 ( CH :為 Continuous Hypersonic ,,或超音速的拼音的頭文字) HVOF 系統(tǒng) [11] ,迄今使用該系統(tǒng)已經(jīng)開展了大量的研究工作并成功的用于高性能耐磨涂層制備的應(yīng)用 [12-21] ,。

表 1 典型 HVOF 系統(tǒng)的特點



系統(tǒng)簡稱   燃料種類   主要特點   相關(guān)初始型

Jet-Kote Ⅱ   氣體   燃燒室與噴嘴垂直   Jet-Kote

DJ 2600 DJ 2700   氣體   采用拉伐爾噴管,。原 DJ 系列僅采用特殊收 DJ縮型噴嘴,用壓縮空氣冷卻槍體   DJ

CDS   氣體   燃燒室與噴嘴同軸線  

HV-2000   氣體   可以使用低壓氣體,,如乙炔   Top-Gun

JP-5000   液體   采用拉伐爾噴管,,粉末側(cè)向?qū)ΨQ送入,噴嘴口徑大,,耗氧量大   J-Gun

HVAF   液體   用壓縮空氣代替氧氣,,并用其冷卻槍體  

CH-2000   氣體   燃燒室與噴嘴同軸線,氣體壓力流量均可調(diào)

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 樓主| 發(fā)表于 2006-9-22 20:06:47 | 只看該作者

Re: 超音速火焰噴涂簡介(文字版 無需下載)

3,、 HVOF 噴制的 WC-Co 涂層的結(jié)合強(qiáng)度 " }" d% i' k1 ]1 p9 e# J. t1 x

, u7 R  V; Q# H- Z- M  表 2 為采用 CH-2000 系統(tǒng)制備的典型涂層的結(jié)合強(qiáng)度及硬度測試結(jié)果,。結(jié)合強(qiáng)度測試主要根據(jù) ASTM 標(biāo)準(zhǔn),采用圓棒試樣,,在其一端經(jīng)噴砂預(yù)處理后噴涂涂層,,用粘結(jié)劑與另一圓棒對偶粘結(jié)在一起,通過拉伸試驗進(jìn)行涂層結(jié)合強(qiáng)度測試,。
4 N2 j9 C9 ]+ l5 d- Z. a/ E/ Z4 C) r. ?  d- `. b! w
  結(jié)果表明對于 WC-Co 系與 Cr 3 C 2 -NiCr 系涂層斷裂通常發(fā)生在粘結(jié)劑處,,結(jié)合強(qiáng)度通常都超過現(xiàn)有粘結(jié)劑的強(qiáng)度,,即大于 70Mpa ,噴涂工藝參數(shù)等對結(jié)果影響較小 [21] ,。 9 p+ z) o7 g* `9 y, r/ \

" i! W6 L8 X8 y4 I! U  采用拉銷法測試表明,, HVOF 金屬陶瓷涂層的結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)到 150Mpa [22] 。
' ]" ]. x9 r/ q6 d
/ b" @" G, z& x; D3 z% G, z2 ~9 q  日本高溫學(xué)會熱噴涂試驗方法委員會組織日本企業(yè)各界采用普通拉伸法和拉銷法系統(tǒng)地對用等粒子噴涂與兩種 HVOF 噴涂系統(tǒng),、爆炸噴涂制備的 WC-Co 涂層的結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行了對比試驗研究,,其結(jié)果表明用普通拉伸法測試,等離子 WC-Co 涂層的結(jié)合強(qiáng)度約為 40Mpa, 而 HVOF 涂層和爆炸噴涂層的斷裂發(fā)生在粘結(jié)劑處,,結(jié)合強(qiáng)度大于 70~80Mpa ,;拉銷法結(jié)果表明 HVOF 涂層的結(jié)合強(qiáng)度與爆炸噴涂層相當(dāng),達(dá)到 150Mpa [23] ,。但是,,應(yīng)該指出 HVOF 金屬涂層的結(jié)合強(qiáng)度受噴涂粒子熔化程度的影響很大 [19-20] ,當(dāng)噴涂粒子達(dá)到完全熔化時,,沉積的涂層的結(jié)合強(qiáng)度難以大幅度提高,,而采用熔化有限的粒子制備涂層可以顯著提高涂層的結(jié)合 [19-20] 。 ! A1 O/ |  R: H# P: c; ]
. V) {6 |7 Q: g+ ?
 表 2 CH-2000 型 HVOF 典型涂層特性
( n8 c* T8 T/ X5 {
9 U9 _0 }( F7 R9 Z涂層   硬度   結(jié)合強(qiáng)度 ; c$ \2 y* f; A7 z3 O

2 ]+ H5 w. F( t$ n! SWC-17Co   1280Hv   >65Mpa 0 q' ~+ l3 i3 L2 e

5 d; T- m& j5 ^9 o: C  f! q! R) XWC-12Co   1300Hv   >65Mpa ( W  D7 I- u; a9 W8 Y2 `% Q7 v
8 r3 o" U: i' G; p. q3 C* X6 E
NiCrBSi(Ni60)   900 Hv   >65Mpa & r! m4 m7 P4 Z% d$ W: R

, i! ]+ \% Y, M7 C2 F) T! xCr 3 C 2 -NiCr   900 Hv   >90Mpa 7 {. G! ^& i% b, W9 J9 a9 H8 M' F

! s$ w4 J# E$ O) Q$ b3 W+ j說明:結(jié)合強(qiáng)度測試時,,基體為低碳鋼,,全部斷在膠中,為此結(jié)合強(qiáng)度大于表中的數(shù)值,, Ni60 涂層采用 75~105 μm的粉末制備,。, {% B  O9 a! w/ K

  B' `2 D/ \4 ^. |0 e8 x% o/ Z- c% F; ^( ^+ [
4、 HVOF WC-Co涂層的耐磨損性能 * x. [0 _) K) F# C

# t6 s9 P" j* _4.1噴涂工藝條件對HVOF WC-Co涂層耐磨損性能的影響
+ i" E4 b; `8 `( `8 t5 E$ v; w6 b  Y3 y# C9 t
  HVOF工藝條件直接影響粒子的加熱與加速特性,,決定粒子的溫度、速度以及在火焰流中的停留時間,,從而影響涂層的組織結(jié)構(gòu),,特別是涂層中WC顆粒的含量與大小、涂層的致密度,。因此,,在HVOF噴涂系統(tǒng)不斷發(fā)展的同時,進(jìn)行了大量的關(guān)于涂層結(jié)構(gòu)與性能變化規(guī)律的工藝研究,。, Y, B8 Y1 X$ q( f7 @) i0 y$ y9 `
. u+ V1 t; x/ I# S( C
  文獻(xiàn)[24]對HVOF WC-Co系涂層的結(jié)構(gòu)變化規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)的評述,。涂層中的WC顆粒的大小及含量對涂層的耐磨損性能影響顯著。圖1為CH-2000系統(tǒng)在兩種不同條件下制備的涂層的磨粒磨損試驗結(jié)果[17],,表明噴涂條件對涂層耐磨性具有較大的影響,。噴涂粉末為自貢硬質(zhì)合金廠生產(chǎn),磨損試驗采用SUGA(日本)試驗機(jī)進(jìn)行,,試驗條件與后述的表3,、圖2及圖5相同,。
( w) d1 t7 v/ {9 X" x- k: F; Q9 a* A3 T' l* P* p

7 R+ d  z. o+ s
+ q+ c  }; j+ ?7 K8 l% o- C7 k* P, e8 i9 o6 a

4 ]& I" p. a8 e: p" C% |5 @- j8 Y0 m/ ]7 v0 S9 G& G4 g, |0 r8 m
2 Z7 |( s# ^1 r+ X
圖 1噴涂條件對WC-17Co涂層磨損量的影響 5 c/ K+ R0 K$ B+ c  h( D' H
9 w0 P0 A9 m/ o! P* l
4.2粉末種類對涂層耐磨性能的影響 - ^( J. |0 b8 I! c: y+ A2 m
  @9 `/ P& y, ]- [
  表 2為四種典型WC-Co粉末采用Jet-Kote噴槍制備的涂層的磨損試驗結(jié)果[25]。粉末的結(jié)構(gòu)對涂層的結(jié)構(gòu)影響顯著,,1-型粉末噴涂后,,WC分解嚴(yán)重,涂層中存在著大量的金屬W[26],,4-型粉末在沉積涂層時,,由于包覆層熔化而芯部WC仍為固態(tài),發(fā)生熔融相的優(yōu)先沉積與芯部WC顆粒反彈的現(xiàn)象[27],,涂層主要由Co-W-C合金構(gòu)成,,基于沉積過程的快速冷卻特征,該合金以非晶結(jié)構(gòu)存在于噴態(tài)涂層中[28],。
: d4 K+ ^! ^. k+ M$ D8 m1 f, ?: j6 W+ S7 e
  與3-型聚合粉末相比,,由金屬Co將細(xì)小WC致密地粘結(jié)在一起的2-型粉末,WC在噴涂過程中更有限[29],。為此,,涂層的耐磨粒磨損性能最優(yōu)。另一方面,,對于WC非常容易分解的1-型粉末,,通過采用加熱強(qiáng)度低的火焰等合適的工藝條件可將WC的分解程度限制在W 2 C的范圍內(nèi),可以大幅度提高涂層的耐磨損性能[29],。8 z" ]1 V3 `. f! @& E
$ A: r! S! o7 l3 k3 W
  HVOF WC-Co涂層磨損特征的理論與實驗表明,,涂層的耐磨粒磨損性能與WC顆粒相對大小的平方根呈反比,與其含量呈正比[25],。因此,,需要選擇WC顆粒細(xì)小的粉末。
* x3 i$ |4 N& M" T% A9 o( L% w
* b6 Y5 l( q7 @' n2 h表 3典型粉末制備的HVOF涂層結(jié)構(gòu)特點及其磨損量比較
- N+ W7 }) j. g+ {: G. b, ]+ y  E
" E# i6 V- ~9 N4 Y粉末類型   1- 型   2 - 型   3- 型   4- 型
; }7 f8 d1 `& f4 X% h3 }! ^% F" A3 S0 `1 D; Q' i5 j, T8 F% ~
制造方法   燒結(jié) - 粉碎   燒結(jié) - 粉碎   聚合制粉   包覆型
5 D8 w$ o4 H, M7 K. O, a+ J1 h9 m5 u2 {5 r. C6 _/ b7 d
公稱成分   WC-12Co   WC-12Co   WC-17Co   WC-18Co
! b% c8 T7 u( d2 W; t* s" E9 Q
0 m  b8 p4 a# U0 z粉末結(jié)構(gòu)特點   粉末致密,, WC 顆粒細(xì)小分布均勻,, 分布均勻,粘結(jié) 在粗大的 WC均勻,,粘結(jié)相 為 Co 3 W 3 C 復(fù)合碳化物   粉末致密,,WC顆粒細(xì)小分布均勻,粘結(jié)相為 Co   粉末疏松,,WC顆粒細(xì)小分布均勻,,粘結(jié)相為 Co   Co均勻包覆在粗大的WC表面! Y: x, ^4 w4 U5 M7 s, g3 Q

2 W0 g: o: e' O8 U, k: k涂層結(jié)構(gòu)特點   涂層致密,大部分WC分解為W   涂層致密,WC 分解非常有限   涂層致密,WC 分解有限   致密的CO-W -C 非晶合金 為主成分,存在有限的WC
3 o" P5 [: `& h1 \! Z5 `& o* _& k% m' `' v; V5 J2 C
磨損量( mg )   14   6   10   19, a1 _; Q/ u. ?1 j8 B

4 u4 H4 @6 B) W8 j
' r) ]) ?7 e8 J. _# F. h
' ?) |6 [/ l- D  x9 ^7 y/ @+ h5,、 HVOF 涂層與其它方法制備的涂層的性能比較
# g, }! _1 s% D4 ~! v
6 ?& q0 B; W$ `- R3 U' [5.1 與其它熱噴涂方法的比較   B$ u7 s2 N8 F! Q# G& q( Q1 t; Z
9 C# ~4 i" M7 y9 V% Z/ i" r9 |
HVOF WC-Co 涂層的硬度可以達(dá)到 1100 — 1300Hv ,,與爆炸噴涂層相當(dāng),顯著高于等離子噴涂層,一般等離子 WC-Co 涂層的顯微硬度為 800 — 1000Hv ,。表 2 為文獻(xiàn) [30] 所報導(dǎo)的幾種涂層的硬度值,。 * l7 H. g+ s/ D" Q+ d
6 s( E, D- c# K% t5 i# _: n
表 2 幾種 WC-Co 涂層與電鍍硬鉻層的硬度 [30]
) s0 s" s! h* c, c
" }4 f, a/ d* @% k8 d# ]9 ~" |& x
! F. i5 B8 D+ O2 }3 b. M% g8 r
* [& P( h; C8 d+ g涂層   HVOF   HVOF   電鍍硬鉻層   爆炸噴涂
& n2 d+ A' w- r& @# [/ _; v$ @2 \# I% i8 H/ F. ?6 r) Q: B  w
成分   WC-12Co   WC-27NiCr   Cr   WC-13Co 7 g( \; P7 m* J
! ~# }7 _7 I. N8 }. R& O
硬度( Hv 0.3 )   1100~1270   1000~1100   800~900   1100~1200* u; q/ l; ^  j$ W
: i6 d# C, o# }3 `0 _8 {
; E* y* Q8 X( o+ G- ?

# v- y6 c9 S/ b- P5 j- @  ]! H5 g  圖 2 為 HVOF WC-12Co 涂層與爆炸噴涂 WC-13Co 涂層的耐磨料磨損試驗結(jié)果比較 [30] 。試驗采用 SUGA (日本)型磨損試驗機(jī),, HVOF 采用 Jet-Kote 系統(tǒng),。3 e, K9 J# f3 _" L: G

" |* W$ |' I1 j: |. ]  其中,實線表示表面為噴涂狀態(tài)下的涂層的試驗結(jié)果,,而點線表示表面精磨至 Ra=0.2 μm后的試驗結(jié)果,。結(jié)果說明無論在那種表面狀態(tài)下,HVOF涂層的耐磨損性能超過了爆炸噴涂層,。
3 G. `  Q9 O3 p) ]4 _( M# _4 K* J
  圖 3為三種方法制備的涂層,,即等離子噴涂層、HVOF涂層,、爆炸噴涂層的磨粒磨損試驗結(jié)果[31],。磨損試驗采用的干式橡膠輪磨損試驗機(jī),HVOF采用連續(xù)爆炸噴涂CDS系統(tǒng),。5 a7 A* E9 ~/ T/ X4 G0 h, S! H
/ S8 ^1 {) I1 R: O- p
  其中:1,、4、6號所示結(jié)果分別為HVOF,、等離子,、爆炸噴涂制備的WC-12Co涂層的試驗結(jié)果。2,、3,、5分別為HVOF WC-12%Ni,WC-10%Co-4%Cr,WC∕TiC-15%Ni涂層的試驗結(jié)果。比較WC-Co涂層,,表明HVOF涂層與爆炸噴涂相當(dāng),,而顯著優(yōu)于等離子涂層。 % F  H) L( @" @" m$ F
  q: r2 ^. R8 X
  從以上結(jié)果可以看出,, HVOF可以獲得耐磨損性能顯著優(yōu)于等離子涂層,,而優(yōu)于或相當(dāng)于爆炸噴涂的耐磨涂層。
- }8 ]* q% m/ L5 c5 `5 L4 r  w0 C
1 X5 |; U! c' H1 S) J9 H+ y9 J. l5.2 HVOF涂層與火焰噴焊層 4 x+ _) |0 h) Z1 [5 S1 N% D4 Y7 D
2 Z1 F* i& q, k! M9 t' H9 I
  自熔合金噴焊層由于通過涂層的重熔,,不僅能獲得無氣孔致密的、耐磨損性能及耐腐蝕性能優(yōu)越的涂層,,而且,,可使涂層與基體達(dá)到冶金結(jié)合,在國民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,,獲得了良好的效果 [32],。
8 q/ t3 H% c4 Q, l* D+ T( M9 D0 W8 N& v# ^. q' a2 Y
  但是,涂層的重熔工藝要求將工件表面加熱到1000℃以上,加熱溫度高,,不僅容易引起基體組織和性能的變化,,而且,還會產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力,,從而引起變形,,對于要求比較嚴(yán)格的近終成形的零件,就難以適用,。HVOF涂層的優(yōu)越性能為取代噴焊層提供了可能,。
( x' A+ B  c* m5 L( N* a* E8 k6 u1 ~7 X3 l+ b! g7 N
 圖 4各類HVOF噴涂層與NiCrBSi噴焊層,電鍍硬鉻層的耐磨料磨損性能試驗結(jié)果的比較例[33],。HVOF采用DJ系統(tǒng)噴制,。圖中,NiCrBSi(相當(dāng)于Ni60)噴焊層的耐磨損性作為1進(jìn)行相對比較,,該結(jié)果也說明通過選擇合適的涂層材料,,可以得到性能優(yōu)于噴焊與電鍍硬鉻層的HVOF涂層。
8 B5 d  w; D' x8 e8 h6 ~% L+ W$ C$ @
5.3 HVOF 涂層與電鍍硬鉻層
$ ?0 O+ ~5 o/ J1 l: s9 c. G/ C/ K! k7 D
6 h4 g" q, S7 J4 s4 @! N  p; [  電鍍硬鉻層作為提高材料表面耐磨損性能的方法,,由于可以在低溫下進(jìn)行電鍍,,涂層硬度高,同時,,形成涂層后可以不需要進(jìn)行加工,,因此,作為已經(jīng)精加工成最終形狀的零件表面涂層強(qiáng)化方法,,應(yīng)用非常廣泛,。
* \+ g% {2 J7 t; |9 w6 h8 t8 B1 V) c# M+ q
  但是,對于尺寸較大的零部件,,電鍍加工就難以適用,,同時,硬鉻層的最高使用溫度約為 350 ℃,,受到限制,。此外,由于不可避免地存在著環(huán)境污染問題,,隨著對環(huán)境保護(hù)的要求越來越嚴(yán),,成本將會越來越高。因此,,開發(fā)可以替代電鍍硬鉻層的涂層技術(shù)有著重要的意義,。
% T: B$ d2 M7 V: L- l- e  J2 ]5 z7 j7 N  J, ^# a$ S

0 l" l, w/ e9 N# D; y6 k# q: _0 A& \0 R  f$ t* i  m

! s* C+ ?6 s& Q0 z# P' a. n' ?7 p6 m, t  Y- D3 j  ^

+ U$ c/ x2 ?5 h. S2 ^+ g$ B
$ D, c: u; B5 r9 Z& x" i' I- ?; F. g' y- y1 Y+ R

4 u- t3 l$ s8 w  圖 5 為電鍍硬鉻層與 HVOF WC-Co 涂層的耐磨料磨損試驗結(jié)果的比較例 [30] 。 HVOF 涂層采用 Jet-Kote 系統(tǒng)噴制,。結(jié)果說明 HVOF 硬質(zhì)合金涂層的耐磨損性能顯著優(yōu)于電鍍硬鉻層,。圖 4 所示結(jié)果也證明了上述結(jié)論,。 $ e: L0 g2 u1 @, C- h

/ u. F1 N( h" D2 [: \& ]  以上結(jié)果充分說明, HVOF 涂層完全可以取代電鍍硬鉻層,。為此,,迄今有許多關(guān)于用 HVOF 替代硬鉻技術(shù)的研究報道。
- m, j% U7 m$ x& Q7 K
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 樓主| 發(fā)表于 2006-9-22 20:07:00 | 只看該作者

Re: 超音速火焰噴涂簡介(文字版 無需下載)

6,、 HVOF 涂層的典型應(yīng)用實例簡介
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  HVOF 涂層由于具有優(yōu)越的性能,,其應(yīng)用已遍及從航空發(fā)動機(jī)、民用汽輪機(jī),、到石油化工,、汽車、鋼鐵冶金,、造紙,、生物醫(yī)學(xué)等的各個領(lǐng)域。不僅用于磨損件的修復(fù),,而且更多的是用作 OEM 的新裝設(shè)備的性能強(qiáng)化,。
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. p7 M) Q( p, K0 }% X' P  文獻(xiàn) [34] 介紹了美國應(yīng)用 HVOF 涂層的情況。自從 HVOF 在航空發(fā)動機(jī)部件,,如壓縮機(jī)葉片,,壓縮機(jī)靜子葉片,軸承套等零部件上應(yīng)用以來,,已經(jīng)基本實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化,,用來代替以前使用的爆炸噴涂層,旨在降低成本,。美國噴氣式發(fā)動機(jī)制造商在完成了實驗室試驗的基礎(chǔ)上,,對鈦合金表面的 HVOF WC-Co 涂層進(jìn)行實機(jī)實驗,文章指出盡管實驗仍在進(jìn)行之中,,根據(jù)以前的經(jīng)驗推測 HVOF 涂層將能獲得滿意的結(jié)果,,而實驗的成功將能大大降低涂層的成本。 HVOF McrA1Y 涂層在汽輪機(jī)第一級靜葉片上的實際使用證明效果良好,,可以代替比較昂貴的低氣壓等離子涂層和電子束物理氣相沉積涂層,。
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* }8 U; i0 @1 u  在造紙行業(yè),各種工作輥輪為了保持良好的表面光潔度,,有些需要隔半個月到四個月必須精磨一次,。經(jīng)涂覆 100 μm后的鏡面HVOF WC-Co涂層,使用15個月后,,涂層表面光潔度幾乎還與初始表面一樣[35],。 - ^8 F" \. [0 w" A) p

5 T$ J/ K; {* u4 U. q3 a  熱浸鍍鋅槽中的沉沒輥,一般采用鉻 13,,或噴涂自熔合金,,由于處于熔融的鋅液中,受鋅液熔蝕嚴(yán)重,,因此,,壽命很短,一般只有5—10天,。通過噴涂HVOF WC-Co涂層,,改善了耐融蝕性,使輥的壽命增加2 -8倍以上[36],。
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  有色金屬二次加工軋輥經(jīng)過采用HVOF噴涂層,,壽命顯著提高。如A1板冷軋線上的成形輥,、輸送輥等經(jīng)噴涂HVOF WC金屬陶瓷涂層后,,上的成形輥、輸送輥等經(jīng)噴涂HVOF WC金屬陶瓷涂層后,,其壽命可以從0.5-1年,,延長到2-3年[37]。 1 @9 E7 C% C, K  e! Y4 `
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  文獻(xiàn) [38]總結(jié)了熱噴涂技術(shù)在鋼鐵冶金中應(yīng)用及其效果,。隨著熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用,,各類易損件的壽命顯著提高,從而顯著提高了冶金產(chǎn)品的質(zhì)量與成品率,。如對于鋼板解卷或繞卷的張力輥,,采用電鍍硬鉻強(qiáng)化時,壽命僅為2.5個月,,而采用HVOF噴涂1㎜的WC-Co涂層,,使用5年后,仍然在繼續(xù)使用,。對于鋼廠自備電廠中的鍋爐管道噴涂0.25㎜厚的HVOF Cr 3 C 2 -NiCr涂層,,試驗預(yù)測可以提高管道壽命10倍到15倍。
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  在石油化工領(lǐng)域,, HVOF廣泛用于強(qiáng)化軸塞桿,。爆炸噴涂制備的WC-17%Co涂層成功地用在鉆頭(Tricone drill bits),鉆干(Rotors)[34]。根據(jù)爆炸涂層與HVOF涂層性能比較結(jié)果,,認(rèn)為HVOF也完全可以應(yīng)用于這些零部件,。對于工作在溫度高達(dá)540℃,壓力高達(dá)140Mpa的含有腐蝕性砂漿的管線中的金屬座球閥,,HVOF WC-Co涂層,,Cr 3 C 2 -NiCr涂層,F(xiàn)e-Cr-Ni-Mo涂層,,WC-Ni涂層的應(yīng)用,,大幅度提高了球閥的耐腐蝕和耐沖蝕性能,,提高了使用可靠性和壽命[39]。 1 C& ^0 b) f9 B' Z. D3 l
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7 ,、結(jié)束語
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3 z/ ~' t6 S# t+ ?  HVOF 噴涂技術(shù)的發(fā)展是噴涂系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用開發(fā)并行發(fā)展的,。經(jīng)過近 20 年的研究開發(fā),該技術(shù)已經(jīng)趨向于成熟,。以上有限的應(yīng)用實例充分說明 HVOF 涂層,,可以顯著提高零部件的質(zhì)量與壽命。/ E, K7 `% p6 o
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  隨著對產(chǎn)品質(zhì)量,、可靠性的要求不斷提高,,對產(chǎn)品高附加價值要求的提高, HVOF 的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大,,除了傳統(tǒng)采用熱噴涂強(qiáng)化的工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用外,,其它涉及到所有裝配有易磨損零部件的機(jī)器、設(shè)備,, HVOF 都將會獲得廣泛的應(yīng)用,。作為對環(huán)境友好取代電鍍硬鉻的工藝, HVOF 也具有很大的潛力,。
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  但是,,在應(yīng)用 HVOF 時,也應(yīng)該注意到涂層的性能取決于涂層的結(jié)構(gòu),,而涂層的結(jié)構(gòu)又受到噴涂工藝條件,、對于 WC-Co 硬質(zhì)合金,特別還顯著受到噴涂粉末結(jié)構(gòu)的影響,。此外,,基體材料種類與噴涂材料種類直接影響著 HVOF 涂層與基體的結(jié)合。為此,,噴涂粉末的選擇與噴涂工藝的優(yōu)化等對于有效地發(fā)揮 HVOF 技術(shù)的潛力具有重要影響,。
4#
發(fā)表于 2006-9-22 22:25:07 | 只看該作者

Re: 超音速火焰噴涂簡介(文字版 無需下載)

不錯,不錯,。2 P# W8 J% ?2 N& C  J) `( D6 M  P. E! ?

8 x, D6 i0 C+ `% r不過就是所說的圖片看不到呀,。# V/ w7 j8 Z) q

9 W9 }" {  ~5 f6 v8 gLZ是從事熱噴涂的嗎?5 u8 k, X; I  c. r$ T

% h" D, ]/ W/ x3 W7 W$ ~$ @* T最好把熱噴涂工藝系統(tǒng)的給發(fā)上來,,以便我輩學(xué)習(xí),,呵呵、,、,、
5#
發(fā)表于 2007-10-8 16:45:49 | 只看該作者
說的非常好,但是,,參考文獻(xiàn)怎么都沒有�,�,?
6#
發(fā)表于 2007-10-8 21:47:04 | 只看該作者
樓主,你的這篇文章有沒有發(fā)表,?很想有機(jī)會拜讀一下阿,。
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