热喷涂表面覆膜技术原理及应用《现代表面工程技术》 课程论文—         热喷涂表面覆膜技术原理及应用                   姓名：                   学号：                   班级：                         引言     工业中的高温、冲击、磨损、腐蚀等使各类设备和零部件往往因表面首先损坏而引起设备故障，造成停机甚至报废，严重影响企业的正常生产，并造成巨大的经济损失。表面工程正是针对材料的表面失效，研究和开发表面保护措施而发展起来的一门新兴的应用科学。其特点是多...

  技术》 课程论文—         热喷涂表面覆膜技术原理及应用                   姓名：                   学号：                   班级：                         引言     工业中的高温、冲击、磨损、腐蚀等使各类设备和零部件往往因表面首先损坏而引起设备故障，造成停机甚至报废，严重影响企业的正常生产，并造成巨大的经济损失。表面工程正是针对材料的表面失效，研究和开发表面保护措施而发展起来的一门新兴的应用科学。其特点是多学科交叉，多种材料和多种加工

  材料表面失效原因，然后设计和优选合适的材料并采取对应的加工工艺形成表面工作层，提高基材的抗高温、抗磨损、耐腐蚀、隔热等性能。一般表面层很薄，用料少，成本相对低，但却能提高性能几倍至十几倍。此外，这一技术既可用来制造新部件，也可修复废旧机件，修复后的机件寿命和性能一般可达到和超过原机件。因此，表面工程的综合经济效益是十分显著的。 热喷涂技术的概念及原理     热喷涂技术在国家

  GB/T18719—2002《热喷涂 术语、分类》中定义：热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表明产生涂层的方法。热喷涂技术在普通材料的表面上，制造一个特殊的工作表面，使其达到：防腐、耐磨、减摩、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等一系多种功能，使其达到节约材料，节约能源的目的，我们把特殊的工作表面叫涂层，把制造涂层的工作方法叫热喷涂。   当高温熔融粒子以高速撞击基体表面时，将发生液体的横向流动，导致扁平化，于此同时经快速冷却、凝固粘附在基体表面。整体涂层由大量粒子逐次沉积而形成。涂层的性能与涂层材料本身紧密关联。选择正真适合的材料，能够得到具有优越的耐磨损、耐腐蚀、耐热、绝热、耐辐射等性能的保护涂层，也可使材料表面获得具有导电、绝缘、磁、电等性能的功能涂层。典型的热喷涂涂层结构见图一。 热喷涂分类方法 作为新型的实用工程技术目前尚无标准的分类方法，一般按照热源的种类，喷涂材料的形态及涂层的功能来分。平常接触较多的一种分类方法是按照加热喷涂材料的热源种类来分的，按此可分为：①火焰类，包括火焰喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂；②电弧类，包括电弧喷涂和等离子喷涂；③电热法,包括电爆喷涂、感应加热喷涂和电容放电喷涂；④激光类：激光喷涂。 火焰类喷涂 1、火焰喷涂：火焰喷涂包括线材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。   线材火焰喷涂法：是最早发明的喷涂法。它是把金属线以一定的速度送进喷枪里，使端部在高温火焰中熔化，随即用压缩空气把其雾化并吹走，沉积在预处理过的工件表面上。   粉末火焰喷涂法：它与丝材火焰喷涂的不同之处是喷涂材料不是丝材而是粉末。图二是粉末火焰喷涂原理示意图。 图二、粉末火焰喷枪结构及喷涂原理示意图     将各种不一样的材料（金属、合金、陶瓷、碳化物等）制成的粉末，采用重力或压力送粉方式送入喷枪，借助气流进入火焰区被熔化，高速气流或保护性气体可进一步对熔滴雾化、加速，最后喷射到工件表明产生涂层。由于粉末较轻、容易飞散，因此沉积效率和喷涂速度都不及线材火焰喷涂。但由于粉末材料制备容易、品种多、功能全面，其应用面比线、爆炸喷涂   爆炸喷涂：利用氧气和乙炔气点火燃烧，造成气体膨胀而产生爆炸，释放出热能和冲击波,热能使喷涂粉末熔化,冲击波则使熔融粉末以700～800m/s的速度喷射到工件表面上形成涂层。图三是燃气爆炸喷枪示意图。 图三、燃气爆炸喷枪示意图 3、超音速喷涂  超音速火焰喷涂（也称高速氧燃气喷涂）技术是近年来国际热喷涂界研究的热门领域，类似于爆炸喷涂，它是一种连续不断的燃气压缩、点燃、膨胀加速过程。超音速喷枪相对简单、小巧，可以手工操作。其喷枪结构与工作原理见图四。   图四 超音速喷涂的特点是速度高（喷咀出口速度高达成 1500 米∕秒以上。熔滴打在工作上的速度大致在（ 700 — 1000 米∕秒），涂层致密度最高（孔隙率

  的标准化气管、水管、电缆。 技术性能参数表  组件 性能特点 项目内容 基本信息参数 尺寸/重量 DF-3000 控制柜 能实现喷涂过程的自动化操作，而且对系统来进行实时监测，动态的控制喷枪的工作过程，能够对系统故障立即作出响应。 控制类型 PLC控制 600ⅹ600ⅹ1760mm 130kg 丙烷压力/流量 0.6~0.7Mpa  65~100L/min 氧气压力/流量 1.2Mpa  150~170L/min 空气压力/流量 0.7~0.8Mpa  300~350L/min 氢气压力 0.35Mpa（点火使用） DF-3000 送粉器 采用氮气为送粉气，粉末从送粉筒中落下，随着转盘的转动，到达粉末出口处，连同送粉气一起离开送粉器进入喷枪中。 送粉方式 双筒刮盘式 500ⅹ280ⅹ1260mm 110kg 单筒容积 2.5L 送粉气 氮气 送粉气压力 1.3Mpa 送粉器流量 10~14L/min 送粉速度 0~150g/min 送粉精度 ±3% 喷涂粉末大小 5~200um DF-3000 超音速火焰枪 采用丙烷作为燃料，氧气为助燃气体，空气和水做冷却。在整个点火过程中，加入氢气，使点火更易实现。 火焰速度 2100m/s 330ⅹ230ⅹ50mm 2.7kg 火焰温度 2700℃ 喷枪功率 100KW（换算值） 粉末颗粒速度 550~650m/s 最大送粉速度 150g/min 冷却方式 水冷+气冷 冷却水流量 9.5L/min，压力0.3Mpa 最小涂层气孔率 1% 最大涂层结合强度 70MPa 热喷涂的发展的新趋势和特点     热喷涂是一种表面强化技术,是表面工程技术的重要组成部分，一直是我国重点推广的新技术项目，随着科学技术发展，热喷涂技术目前在国内已取得了较为广泛的推广应用，近年来发展的趋势和特点是：      (1) 大面积长效防护技术获得了广泛应用，对于长期暴露在户外大气的钢铁结构件，采用喷涂铅、锌及其合金涂层代替传统的刷油漆方法，实行阴极保护进行长效大气防腐，近年来得到迅速发展。如电视铁塔、桥梁、公路设施、水闸门、微波塔、高压输电铁塔、地下电缆支架、航标浮鼓、竖井井筒等大型工程都采用了喷涂铅、锌及其合金办法来进行防腐。     (2) 采用热喷涂技术修复与强化大型关键设备及进口零部件国产化，近年来这方面已有许多成功应用实例。如： 一米 七轧机、高速风机转子、大型挤压机栓塞、大型齿轮、电极挤压成型喷、大功率汽车曲轴等，这些工作的进行，一是解决了生产急需；二是节约了大量外汇。     (3) 超音速火焰喷涂技术的应用随着我们国家热喷涂技术的发展与提高，对喷涂层质量发展要求也慢慢变得高。近年来美国等国家发展起来的高速燃气（ HVOF ）法是制备高质量涂层的一种新的工艺方法。     (4)气体爆燃式喷涂技术进一步得到了应用，该项喷涂技术由于粒子飞行速度可达 800M /S 以上，涂层与基体结合强度可达 100MPa 以上，孔隙率＜ 1 ％，在某些领域里应用，优于其他喷涂方法。 (5)氧乙炔火焰塑料粉末喷涂技术发展迅速如前所述，国内近年来已有多家生产制造氧乙炔火焰塑料粉末喷涂设备，采用该项工艺技术，已在化工贮藏、管道、陶瓷行业、沪泥机板框、印染行业的导布辊、煤炭行业带式运输机铸件（铸铁）托轮、石业注塑设备，以及表面装潢。 文档已经阅读完毕，请返回上一页！

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