等離(lí)子噴塗的主要特點等離(lí)子噴塗除了具有和其他噴塗方法一(yī)樣的零件尺寸不受限制、基體(tǐ)材質廣泛、加工(gōng)餘量小(xiǎo)、可噴塗強化普通基材零件表面等優點外(wài),還具備以下(xià)優點:(1)基體(tǐ)受熱小(xiǎo)、零件不變形,不改變熱處理狀态。由于噴塗時零件不帶電(diàn),基體(tǐ)金屬不熔化,所以盡管等離(lí)子焰流的溫度較高,但能量非常集中(zhōng),等離(lí)子弧的軸向溫度梯度很大(dà),一(yī)般零件溫升不超過200℃,則零件不會發生(shēng)變形,這對于薄壁件、細長杆以及一(yī)些精密零件的修複
等離(lí)子噴塗的主要特點
等離(lí)子噴塗除了具有和其他噴塗方法一(yī)樣的零件尺寸不受限制、基體(tǐ)材質廣泛、加工(gōng)餘量小(xiǎo)、可噴塗強化普通基材零件表面等優點外(wài),還具備以下(xià)優點:
(1)基體(tǐ)受熱小(xiǎo)、零件不變形,不改變熱處理狀态。
由于噴塗時零件不帶電(diàn),基體(tǐ)金屬不熔化,所以盡管等離(lí)子焰流的溫度較高,但能量非常集中(zhōng),等離(lí)子弧的軸向溫度梯度很大(dà),一(yī)般零件溫升不超過200℃,則零件不會發生(shēng)變形,這對于薄壁件、細長杆以及一(yī)些精密零件的修複十分(fēn)有利。由于在200℃以下(xià)基體(tǐ)金屬的熱處理性質不會發生(shēng)變化,可以對一(yī)些高強度鋼材實施噴塗。
(2)能夠噴塗的材料廣泛,塗層的種類多。
由于等離(lí)子焰流的溫度高,可以将各種噴塗材料加熱到熔融狀态,因而可供等離(lí)子噴塗使用的材料非常廣泛,從而也可以得到多種性能的噴塗層,如耐磨塗層,隔熱塗層、抗高溫氧化塗層、絕緣塗層等等。就塗層的廣泛性來說,氧-乙炔焰噴塗、電(diàn)弧噴塗、高頻(pín)感應噴塗和爆炸噴塗都不及等離(lí)子噴塗。
(3)工(gōng)藝穩定,塗層質量高。
等離(lí)子噴塗的各工(gōng)藝參數都可定量控制,工(gōng)藝穩定,塗層再現性好。在等離(lí)子噴塗中(zhōng),熔融狀态粒子的飛行速度可達180~480m/s甚至更高,遠比氧-乙炔焰粉末噴塗時的粒子飛行速度45~120m/s高。熔融微粒在和零件碰撞時變形充分(fēn),塗層緻密,與基體(tǐ)的結合強度高。等離(lí)子噴塗層與基體(tǐ)金屬的法向結合強度通常爲30~70MPa,而氧-乙炔焰噴塗一(yī)般爲5~20MPa。由于等離(lí)子噴塗時可以通過改換氣體(tǐ)來控制氣氛,因而塗層中(zhōng)的氧含量或氮含量可以大(dà)大(dà)減少。
等離(lí)子噴塗工(gōng)藝參數主要有電(diàn)弧功率、送粉量、氣體(tǐ)流量和噴塗距離(lí)以及噴槍移動速度,基體(tǐ)金屬的溫度等。
1 送粉量及電(diàn)功率
送粉量及電(diàn)功率這兩個工(gōng)藝參數是噴塗過程中(zhōng)最主要的參數,又(yòu)是需要經常變動的參數,而且這兩個參數是互相聯系的,在确定這兩個工(gōng)藝參數時,重點是保證二者的恰當匹配。送粉量和功率恰當匹配指的是對于由一(yī)定牌号一(yī)定粒度組成的粉末,在不同的送粉量下(xià),應當施加不同的電(diàn)功率,通過調整氫氣流量來保證所需的工(gōng)作電(diàn)壓和射流的熱焓,通過調整電(diàn)流的大(dà)小(xiǎo)調節輸入功率。當送粉量不變時,如果電(diàn)功率過小(xiǎo),則粉末熔化不良,塗層中(zhōng)夾雜(zá)的生(shēng)粉多,粉末撞擊工(gōng)件時變形不充分(fēn),并有較多的粉末彈跳損失,沉積效率低,塗層質量下(xià)降。反之若電(diàn)功率過大(dà),雖然粉末的熔化和撞擊變形良好,但粉末受熱氧化燒蝕嚴重,塗層中(zhōng)夾着較多的煙塵,熔化粒子飛濺嚴重,同樣會使沉積效率降低,塗層質量下(xià)降。因此,對于一(yī)定牌号一(yī)定粒度組成的粉末,送粉量的大(dà)小(xiǎo)和電(diàn)功率值要相适應。生(shēng)産中(zhōng)确定送粉量和電(diàn)功率最佳匹配的方法是采用噴塗沉積效率試驗,一(yī)般取沉積效率曲線中(zhōng)最高點處的電(diàn)功率值爲最佳值。
2 噴塗距離(lí)
粉末在等離(lí)子焰流中(zhōng)加熱和加速都需要一(yī)段時間,因此應有一(yī)個合适的噴塗距離(lí),噴塗距離(lí)過近,會因粉末加熱不良,撞擊變形不充分(fēn)而影響塗層質量,還會使零件受等離(lí)子焰流的影響而嚴重氧化,同時也會使基體(tǐ)溫升過高,造成熱變形。噴塗距離(lí)過遠又(yòu)會使已經加熱到熔融狀态的粉末在與零件接觸時冷了下(xià)來,飛行速度也開(kāi)始降低,同樣影響塗層質量,噴塗效率會明顯降低。
3 主氣、二次氣及送粉氣的流量
通入噴槍用于壓縮電(diàn)弧并發生(shēng)電(diàn)離(lí)的氣體(tǐ)稱爲主氣,等離(lí)子噴塗常用Ar氣等作爲主氣,爲了提高等離(lí)子弧的熱焓常在離(lí)子氣中(zhōng)加入N2、H2,稱之爲二次氣或次級氣,用于帶動粉末的氣體(tǐ)稱爲送粉氣。主氣的流量,是重要的工(gōng)藝參數之一(yī),它直接影響到等離(lí)子焰流的熱焓和流速,繼而影響噴塗效率和塗層孔隙率等,氣流量過大(dà)或過小(xiǎo)均會導緻噴塗效率的降低和塗層孔隙率的增加。氣流量過大(dà),離(lí)子濃度減少,過量的氣體(tǐ)會冷卻等離(lí)子的焰流,使熱焓和溫度下(xià)降,不利于粉末的加熱,粉末熔化不均勻,使噴塗效率降低,塗層組織疏松,孔隙率增加;反之氣流量太小(xiǎo),會使噴槍工(gōng)作電(diàn)壓下(xià)降,使焰流軟弱無力,并容易引起噴嘴燒蝕。送粉氣的流量對塗層質量的影響也很大(dà),對外(wài)送粉噴槍而言送粉氣對塗層質量的影響尤其嚴重,送粉氣流量過小(xiǎo)會使粉末難以到達焰流中(zhōng)心,過大(dà)則會使粉末穿過射流中(zhōng)心,産生(shēng)嚴重的“邊界效應”,緻使塗層疏松,結合強度降低。
4.噴槍移動速度
噴槍移動速度對塗層質量和噴塗效率的影響在一(yī)定的範圍内并不明顯。在一(yī)定送粉量下(xià)噴槍移動速度或噴槍與工(gōng)件的相對速度的慢(màn)與快,意味着單位時間内,噴槍掃過工(gōng)件面積的多少或每次噴塗層的厚度,所以調節噴槍的移動速度實際上是控制每次噴塗層的厚度。每次噴塗的厚度不宜太厚。一(yī)般情況下(xià),每次噴塗的塗層厚度不要超過0.25mm,對于要求噴塗厚度爲0.25mm的塗層,也應以兩次或多次噴成爲好。此外(wài)噴槍移動速度對工(gōng)件的溫升也有影響,爲不使基體(tǐ)局部溫升過高而造成熱變形或熱應力過大(dà),也希望在保證覆蓋的前提下(xià),選用較快的噴槍移動速度。
5.基體(tǐ)金屬的溫度
基體(tǐ)金屬的溫度是噴塗工(gōng)藝一(yī)項重要的參數。多數工(gōng)件在噴塗前,需進行一(yī)定的預熱,目的是爲了去(qù)除濕氣,并使表面活化,有利于塗層與基體(tǐ)的結合,以及控制基體(tǐ)相對塗層的熱膨脹。對于一(yī)些薄壁件,可減小(xiǎo)噴塗後冷卻時由于零件和塗層的收縮不一(yī)緻而造成的應力,從而有利于塗層與基體(tǐ)的結合。噴塗前預熱還可以使零件在噴塗後的抗疲勞強度下(xià)降量減少。但是當金屬零件的預熱溫度超過200℃時,零件表面開(kāi)始出嚴重的氧化膜,導緻塗層的結合強度顯著下(xià)降。一(yī)般況下(xià)預熱溫度爲100~150℃,在噴塗WC-Co粉末時,爲減少碳的燒損,基體(tǐ)應保持更低溫度。
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