1、熱噴涂,熱噴涂 熱噴涂技術(shù)發(fā)展歷史 熱噴涂技術(shù)原理 熱噴涂技術(shù)特點(diǎn) 熱噴涂涂層 熱噴涂工藝流程 熱噴涂應(yīng)用,熱噴涂,熱噴涂:利用熱能將噴涂材料熔化，再借助高速氣流將其霧化，并在高速氣流的帶動下粒子撞擊基材表面，冷凝后形成具有某種功能的涂層。,熱噴涂技術(shù)發(fā)展歷史,熱噴涂技術(shù)最早于1910年由瑞士肖普博士發(fā)明，當(dāng)時命名：“金屬噴鍍” 1943年美METCO首次出版金屬噴鍍手冊 1959年美METCO第七次出版改名火焰噴涂手冊 1973年9月10-14日在倫敦召開第七屆有關(guān)國際熱噴涂會議，改名“金屬噴涂” 1979年9月27-10月1日在美Florida州一著名休養(yǎng)地Miami城召開第八屆國際熱噴涂

2、會議，就采用“熱噴涂”這一名詞，這就是“熱噴涂”名詞的由來。,1910年： 線材火焰噴涂技術(shù)； 20年代： 電弧絲噴涂技術(shù)； 50年代：爆炸噴涂和等離子噴涂技術(shù)； 60年代： 自熔性合金粉末火焰、等離子噴涂和噴焊技術(shù)； 80年代： 超音速火焰噴涂技術(shù)； 90年代： 激光熔覆技術(shù)。,熱噴涂技術(shù)發(fā)展歷史,我國熱噴涂技術(shù)是從五十年代開始的， 當(dāng)時由吳劍春和張關(guān)寶在上海組建了國內(nèi)第一個專業(yè)化噴涂廠， 研制氧乙塊焰絲噴及電噴裝置，并對外開展金屬噴涂業(yè)務(wù)。我國熱噴涂技術(shù)起步較早，50年代就發(fā)展了絲材電弧噴涂； 60年代某些軍工部門開始研究等離子噴涂：70年代出現(xiàn)了品種和型號較為齊全的噴涂設(shè)備和材料， 但總

3、的來說進(jìn)展緩慢， 只是到了近些年才獲得了較快的發(fā)展。,熱噴涂在國內(nèi)的發(fā)展,熱噴涂技術(shù)原理,熱噴涂是利用熱源將噴涂材料加熱到熔化或半熔化狀態(tài)，借助于焰流或外加的推力將熔滴霧化或推動熔粒成噴射的粒束，以一定速度噴射到經(jīng)過制備的基體表面形成某種功能的涂層。,典型熱噴涂系統(tǒng),熱噴涂基本過程示意圖,熱噴涂基本過程示意圖,熱噴涂技術(shù)特點(diǎn),熱噴涂技術(shù)在應(yīng)用上已由制備裝飾性涂層發(fā)展為制備各種功能性涂層， 如耐磨、抗蝕、抗氧化、隔熱、導(dǎo)電、絕緣、減摩、潤滑、防輻射等涂層。 熱噴涂既可用于修復(fù)，又可用于制造。由于涂層材料的性能優(yōu)于基體，用其對零件表面進(jìn)行涂覆，能使產(chǎn)品質(zhì)量得到大幅度提高。,熱噴涂技術(shù)特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：

4、（1）基材及涂層材料廣泛。 （2）基體溫度低。 （3）操作靈活。 （4）涂層厚度范圍寬。 缺點(diǎn)： （1）熱效率低。 （2）材料利用率低， 浪費(fèi)大。 （3）涂層與基材結(jié)合強(qiáng)度低。,熱噴涂涂層,涂層材料的選擇： （1）熱噴涂材料最好有較寬的液相區(qū)，較寬的液相區(qū)可以使涂層材料的熔滴在較長時間內(nèi)保持液相。 （2） 熱穩(wěn)定性好，在高溫焰流中不升華，不分解。材料在熱噴涂溫度下如果易于分解，則不適用于熱噴涂。 （3）噴涂材料在熔融狀態(tài)下應(yīng)和基材有較好的浸潤性，以保證涂層與基材之間有良好的結(jié)合性能。 （4）與基材有相近的熱膨脹系數(shù)， 以防止因膨脹系數(shù)相差過大產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。,熱噴涂涂層,涂層形成過程： （1

5、）噴涂材料被加熱到熔融狀態(tài)。 （2）噴涂材料被霧化成微小熔滴并高速撞擊基體表面， 撞擊基體的顆粒動能越大和沖擊變形越大， 形成的涂層結(jié)合越好。 （3）熔融的高速粒子在沖擊基材表面后發(fā)生變形， 冷凝后形成涂層。,熱噴涂工藝流程,熱噴涂的工藝流程包括： （1）表面預(yù)處理 （2）熱噴涂 （3）后處理 （4）機(jī)加工等,基材表面預(yù)處理,(1）凈化處理： 清除表面污垢。 (2）粗化處理： 提高涂層與基體之間的結(jié)合牢度。 粗化處理可提高涂層結(jié)合強(qiáng)度的理由是： 1）提供表面壓應(yīng)力： 2）提供與涂層顆?；ユi機(jī)會； 3）增大結(jié)合面積； 4）凈化表面。,表面粗化處理,（1）表面噴砂,（2）開槽,（3）電火花拉毛,（

6、4）噴涂粘結(jié)底層,熱噴涂,工件表面處理好之后要在盡可能短的時間內(nèi)進(jìn)行噴涂。 為增加涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，一般在噴涂工作之前，先噴涂一層厚度約0.100.15 mm的放熱型的鎳包鋁或鋁包鎳粉末作為打底層，打底層不宣過厚，如超過0.2mm 不但不經(jīng)濟(jì)，而且結(jié)合強(qiáng)度下降。 噴涂鐮鋁復(fù)合粉末時應(yīng)使用中性焰或輕微碳化焰，另外選用的粉末粒度號在180250為直，以避免產(chǎn)生大量煙霧導(dǎo)致結(jié)合強(qiáng)度下降。,后處理（封孔處理）,封孔處理的目的： (1）防止或阻止涂層界面處的腐蝕； (2) 在某些機(jī)械部件中防止液體和壓力的密封池露； (3) 防止污染或研磨碎屑碎片進(jìn)入涂層； (4) 保持陶瓷涂層的絕緣強(qiáng)度。 封孔處理

7、是在噴涂之后、機(jī)加工之前進(jìn)行。,主要幾種熱噴涂技術(shù),火焰噴涂材料及應(yīng)用,粉末火焰噴涂廣泛用于機(jī)械部件和化工容器、輥筒表面制備耐蝕、耐磨涂層。對噴槍噴嘴部分作適當(dāng)變動后， 可用于噴涂塑料粉末,火焰噴涂,電弧噴涂的用途 1) 在鋼鐵構(gòu)件上噴涂特、鋁涂層，對構(gòu)件進(jìn)行長效防護(hù)。 2）在鋼鐵件上噴鋁可防止高溫氧化。 3）在鋼鐵件上噴不銹鋼或其它耐磨金屬，用于耐磨蝕防護(hù)。 4）在機(jī)械零件上嘖涂碳鋼、青銅等材料，用于修復(fù)零部件。 5）在塑料制品上噴涂屏蔽涂層等。 6）用電弧噴鋁或噴鑄生產(chǎn)復(fù)合銅板。,電弧噴涂,等離子噴涂,等離子弧焰流溫度高，適合噴涂高熔點(diǎn)材料。涂層密度可達(dá)85-98% ，結(jié)合強(qiáng)度高達(dá)3570

8、Mpa，噴涂質(zhì)量遠(yuǎn)優(yōu)于火焰噴涂層。主要用于： 1）耐磨、減磨涂層； 2）耐蝕涂層； 3）抗高溫氧化、抗高溫氣流沖刷、熱障涂層； 4）制造金屬、陶瓷類高烙點(diǎn)復(fù)合材料。,爆炸噴涂,將粉末注入噴槍，同時引入氧乙炔混合氣，點(diǎn)燃引爆氣體產(chǎn)生3300高溫， 粉末被加熱并以2倍音速以上速度噴射到工件表面，形成20mm直徑，8m厚的高結(jié)合強(qiáng)度和高致密度的涂層。整個涂層由小圓形薄片重疊而成。,爆炸噴槍示意圖,1) 航空發(fā)動機(jī)鐵合金風(fēng)扇葉片阻尼臺上用爆炸噴涂0.25mn厚的WC，壽命提高10倍： 2）燃燒室的定位卡環(huán)上噴一層0.12mm厚Cr3C2 ，壽命提高7倍。 3)目前爆炸噴涂主要用于制備優(yōu)質(zhì)耐磨涂層。,超

9、音速火焰噴涂,燃料氣體（氫氣、丙烷、丙烯或MAPP）和助燃劑（02） 以一定的比例導(dǎo)入燃燒室內(nèi)混合，爆炸式燃燒，高溫燃?xì)饨?jīng)燃燒室上部燃燒頭內(nèi)的四根傾斜噴管進(jìn)入銅噴嘴，粉末由送粉氣（Ar或者N2）定量沿燃燒頭內(nèi)碳化物中心套管送入高溫燃?xì)庵?，由高溫高速燃?xì)鈳С鰢娮?，高速噴嘴到工件上形成涂層，整個噴槍由循環(huán)水冷卻。,各種噴涂方法比較,熱噴涂的應(yīng)用范圍,航天航空、機(jī)械、電子、冶金、能源、交通、石油、化工、食品、輕紡等， 并在高新技術(shù)領(lǐng)域也得到了應(yīng)用。,1.抗腐蝕/氧化涂層 2.抗磨損涂層 3.熱障涂層 4.可磨密封涂層 5.修復(fù)/裝飾涂層 6.電/磁/光涂層 7.特殊功能涂層,熱噴涂應(yīng)用實(shí)例,石油行業(yè)

10、 防護(hù)區(qū)域：桿表面， 油泵等。 工作狀態(tài)：介質(zhì)腐蝕、磨粒磨損等。 解決方法： 火焰噴焊、超音速噴涂、電弧噴涂。 涂層材料：鎳基合金、金屬陶瓷粉末、蒙乃爾合金粉等。 技術(shù)規(guī)范： 涂層厚度0.41.0mm,鉆井抽油裝置耐磨抗腐蝕噴涂,發(fā)電系統(tǒng) 防護(hù)區(qū)域： 鍋爐四管（水冷壁營、過熱器營、再熱器營和省煤器管）、風(fēng)機(jī)肘輪、風(fēng)機(jī)軸承、風(fēng)機(jī)輪毅等。 工作狀態(tài)： 高溫庸蝕、高速磨粒磨損、海水侵蝕等。 解決方法：噴涂耐磨耐蝕涂層。 涂層材料： 復(fù)合芯絲、金屬陶瓷、高耐蝕合金。 噴涂工藝：電弧噴涂、超音速噴涂、噴焊。 使用效果：提高耐蝕耐磨壽命3-8倍。,電廠鍋爐四壁抗磨損腐蝕,風(fēng)能發(fā)電機(jī)組防腐噴涂,混流式水輪機(jī),航空領(lǐng)域 防護(hù)區(qū)域： 高溫燃?xì)饨佑|部位。 工作狀態(tài)： 物料磨損、介質(zhì)腐蝕等。 解決方法： 等離子噴涂、超音速噴涂。 涂層材料： 陶瓷、金屬陶瓷、高溫合金,印刷行業(yè) 防護(hù)區(qū)域： 輥、烘缸、儲料槽。 工作狀態(tài)： 物料磨損