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热喷涂技术特点及涂层功能分类知识分享

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作者 : Pei Ze Technology
更新时间 : 2019-10-14 10:25:20
  热喷涂技术由来已久,起源可以追溯到本世纪初,早些时候人们只是用熔化的金属进行压缩从而形成液流,再对需要喷涂的物体表面进行喷涂,形成一种膜状组织。其中技术核心的难点主要在于喷涂温度、溶滴以及对喷涂物体表面的冲击速度,纵观整个热喷涂技术发展史,都是以这三大点为基点向前推进。
  温度和速度取决于不同的热源和设备结构。从某种意义上说,温度越高、速度越大,越有利于形成优异的涂层,这就导致了温度和速度两种要素在整个技术发展过程中的竞争与协调的局面。繁多的喷涂材料的可选择性,是热喷涂技术的另一种优势,它可以使不同设备的工,作面被“点铁成金、戴盔穿甲”。正是这三种要素,以及其他多项可控的影响因素,使热喷涂成为真正的具有叠加效果的独特技术,它可以设计出所需的多种多样的改性表面,获得从一般机械维修,直到航天和生物工程等高技术领域广泛的应用。
一、喷涂材料
  喷涂材料有粉、线、带和棒等不同形态,它们的成分是金属、合金、陶瓷、金属陶瓷及塑料等。粉末材料居重要地位,种类逾百种。线材与带材多为金属或合金(复合线材尚含有陶瓷或塑料);棒材只有十几种,多为氧化物陶瓷。
二、喷涂方法
  以提供热源的不同,可分为燃烧法及电热法。前者包括燃烧火焰喷涂、爆炸喷涂及高速火焰喷涂(HVOF);后者包括电弧喷涂及等离子喷涂(又分常压等离子喷涂、低压等离子喷涂与水稳等离子喷涂)。喷涂工艺对涂层产生重要影响的是喷涂温度(严格点说,是熔滴冲击基体表面时的温度)和熔滴冲击基体表面的速度。
三、热喷涂技术特点
  1.基体材料不受限制,可以是金属和非金属,可以在各种基体材料上喷涂;
  2.可喷涂的涂层材料极为广泛,热喷涂技术可用来喷涂几乎所有的固体工程材料,如硬质合金、陶瓷、金属、石墨等;
  3.喷涂过程中基体材料温升小,不产生应力和变形;
  4.操作工艺灵活方便,不受工件形状限制,施工方便;
  5.涂层厚度可以从0.01至几毫米;
  6.涂层性能多种种多样,可以形成耐磨、耐蚀、隔热、抗氧化、绝缘、导电、防辐射等具有各种特殊功能的涂层;
  7.适应性强及经济效益好等优点。
四、涂层的形成及其评价
  喷涂材料经过具有某种热源形式的喷涂设备喷射之后,在到达被喷涂的基体表面之前,其飞行时间只有几千分之一秒或更少。在如此之短的时间内,它被加热、熔化或半熔化,形成细小而分散的熔滴,冲向基体表面,被击成扁平的叠状小片,先前生成的扁片又被后来者所覆盖,很快就形成由很多扁平罗叠而成的覆盖层,即为喷涂层。热源温度越高,熔滴冲击速度越大,形成的涂层越致密。涂层性能与诸多因素有关。
五、涂层功能
  当某一个工程问题提出后,首先应明确接受施工的工件被喷涂的部位(通常是设备或设施的工作表面)处于什么样的工况条件,而涂层功能则是确定喷涂工艺及材料的主要依据,同时还要考虑在经济上是否允许。
  涂层按功能可分为:
  1.耐磨损涂层。包括抗粘着磨损、表面疲劳磨损涂层和耐冲蚀涂层。其中有些情况还有抗低温(<538oC)磨损和抗高温(538~843oC)磨损涂层之分。
  2.耐热抗氧化涂层。该种涂层包括高温过程(其中有氧化气氛、腐蚀性气体、高于843oC的冲蚀及热障)和熔融金属过程(其中有熔融锌、熔融铝、熔融铁和钢、熔融铜)所应用的涂层。
  3.抗大气和浸渍腐蚀涂层。大气腐蚀包括工业气氛、盐性气氛、田野气氛等造成的腐蚀;浸渍腐蚀包括饮用淡水、非饮用淡水、热淡水、盐水、化学和食品加工等造成的腐蚀。
  4.电导和电阻涂层。该种涂层用于电导、电阻和屏蔽。
  5.恢复尺寸涂层。该种涂层用于铁基(可切削与可磨削的碳钢和耐蚀钢)和有色金属(镍、钻、铜、铝、钛及他们的合金)制品。
  6.机械部件间隙控制涂层。该种涂层可磨。
  7.耐化学腐蚀涂层。化学腐蚀包括各种酸、碱、盐,各种无机物和各种有机化学介质的腐蚀。
  上述各涂层功能中,与冶金工业生产有密切关系的是耐磨损涂层、耐热抗氧化涂层和耐化学腐蚀涂层。