工(gōng)藝選擇
1、了解工(gōng)件本身的性能：如材質、成份、表面狀況、磨損部位 及磨損面積、深度等。2、了解工(gōng)件的使用條件：使用環境(工(gōng)作溫度、主要介質濃度及其它成份)、受力情況(沖擊負荷還是滑動配合、靜配合)、失效原因(加工(gōng)超差、磨損、腐蝕等)等。
3、下(xià)列情況宜采用噴塗工(gōng)藝:
1)表面受靜載荷或低速滑動負荷,要求耐磨但對塗層與基體(tǐ)抗拉結合強度要求不超過50N/mm2的工(gōng)件，噴塗層硬度HV130—350，塗層厚度從0.3至數毫米，噴塗态表面粗糙度Ra10—25μm，塗層經磨削加工(gōng)後表面粗糙度可達Ra0.8—0.4μm，如各種軸類的軸承部位。
2) 要求耐氣蝕、水蝕而加工(gōng)後粗糙度不超過Ra0.4μm的表面，如進口汽車(chē)曲軸,火(huǒ)車(chē)曲軸、船用曲軸等。
3) 材質爲銅合金,鋁或鋁合金等有色金屬,需要恢複尺寸或提高表面耐磨度的工(gōng)件。
4)在銅合金、鋁或鋁合金等有色金屬工(gōng)件上噴塗最好選用銅基粉或鋁粉。
5)在腐蝕介質中(zhōng)使用,要求塗層緻密無孔隙,應根據工(gōng)件的使用環境,工(gōng)作溫度,介質濃度及成份,選擇可滿足使用條件的塑料、陶瓷或耐蝕金屬噴塗後再采用合适的封孔劑對塗層進行封閉處理。
6)噴塗層與基體(tǐ)的結合強度：傳統火(huǒ)焰噴塗層抗拉結合強度一(yī)般爲20—30N/mm2,采用陝西中(zhōng)科表面工(gōng)程有限公司最新研制生(shēng)産的ZK8032型粉末多功能高速火(huǒ)焰噴塗槍,在球墨鑄鐵經過噴砂表面噴塗鋁包鎳複合塗層，其塗層剪切結合強度可達63.7N/mm2;雖然噴塗層不如噴焊層結合強度高，但對于修複工(gōng)作在有潤滑的金屬間摩擦耐失效的零件是足以滿足需要.經過科研單位計算，在解放(fàng)牌CA141汽車(chē)滿載運行時，對曲軸七個主軸頸的剪切應力集中(zhōng)在一(yī)個主軸頸上也僅有15N/mm2;對東方紅75拖拉機則僅有5.5N/mm2，這些數據遠遠低于噴塗層的抗剪強度。
7)噴塗層耐磨性能：以汽車(chē)曲軸噴塗爲例,噴塗的主軸頸與新品曲軸相比有更高的耐磨性,曾經我(wǒ)公司噴塗過日本産日野汽車(chē)曲軸,修複的主軸頸大(dà)修時經檢查磨損量爲0.022—0.03mm,而未經噴塗修複的主軸頸磨損量爲0.2—0.25mm,其磨損量幾乎相差十倍,從這個實例中(zhōng)可以說明噴塗層具有良好的耐磨性，甚至在發動機缺油的情況下(xià)仍能堅持運行數小(xiǎo)時之久而不會燒瓦抱軸現象。
8) 噴塗與噴焊的工(gōng)藝區别:
①噴塗層和噴焊層與基體(tǐ)金屬的結合形成不同,鎳包鋁通過噴塗焰束加熱時發生(shēng)放(fàng)熱化學反應,在經噴砂除鏽達Sa3級,RZ＞50μm的碳鋼表面形成微冶金結合底層與工(gōng)作層又(yòu)産生(shēng)“錨鈎”效應的機械結合塗層,而噴焊層與基體(tǐ)的結合純屬冶金結合塗層。
②噴塗材料不同,噴焊要求使用自熔性合金粉末,而噴塗則對粉末的自熔性要求不高,且不一(yī)定是自熔性合金粉末,各種自熔性合金粉末既可用于噴焊又(yòu)可用于噴塗,但噴塗粉末不具備自熔性隻能用于噴塗而不能用于噴焊工(gōng)藝。
③工(gōng)件受熱情況不同,噴塗與噴焊過程中(zhōng),噴前預熱溫度不同,工(gōng)件受熱影響不同,噴後工(gōng)件的組織、性能亦不同。
④塗層的緻密性不同,噴焊層緻密,而噴塗層中(zhōng)有少量孔隙。
⑤承受載荷的能力不同,噴塗層一(yī)般能承受大(dà)面積接觸,多在有潤滑條件的工(gōng)作表面,配合面以及其它受力較小(xiǎo)的工(gōng)況條件下(xià)使用,噴焊層卻能承受較大(dà)的沖擊力,擠壓應力或接觸應力等。
4、下(xià)列情況宜選用噴焊工(gōng)藝：
⑴各種碳鋼、低合金鋼的工(gōng)件表面載荷大(dà),特别是受沖擊載荷,要求塗層與基體(tǐ)結合強度在350—450N/mm2的工(gōng)件,噴焊硬度HRC150≤65,塗層厚度從0.3至數毫米,噴焊層經磨削加工(gōng)後表面粗糙度可達Ra0.4—0.1μm以上。
⑵在腐蝕介質中(zhōng)使用，要求塗層緻密,無孔隙；
⑶工(gōng)件表面原設計采用淬火(huǒ)、滲碳、滲氮、鍍硬鉻等工(gōng)藝,要求表面有很高的硬度.
⑷工(gōng)件工(gōng)作環境惡劣,如受強烈的磨粒磨損、沖蝕磨損、氣蝕等等。
⑸氧—乙炔焰合金粉末噴焊工(gōng)藝适應各種碳鋼、低合金鋼零部件的表面強化或修複,但應注意到零件材質的一(yī)些特點,當基體(tǐ)材質的線脹系數與合金噴焊層的線脹系數差别較大(dà)時小(xiǎo)于12×10-6/℃大(dà)于12×10-6/℃,則應慎用此工(gōng)藝,以免造成裂紋,若基體(tǐ)金屬中(zhōng)與氧親合力大(dà)的元素含量較多如鎢和钼的含量大(dà)于3%,鋁、鎂、钴、钛、钼等元素總含量大(dà)于0.5%或鋼中(zhōng)含硫量較多時,也會給噴焊帶來困難,這是因爲這些材料與氧作用極易生(shēng)成緻密而穩定的氧化膜,阻擋熔融合金對基體(tǐ)的潤濕作用,重熔時液态合金會呈珠狀象“汗珠”一(yī)樣地滾落，因此在采用噴焊工(gōng)藝時,應該注意此工(gōng)藝對于所噴基體(tǐ)材料的适應性。
⑹無需特殊處理就可噴焊的金屬材料：
①含碳量≤0.25%的碳素結構鋼.
②Mh、Mo、V、Cr、Ni總含量＜3%的合金結構鋼。
③ 18—8不鏽鋼、鎳不鏽鋼、灰鑄鋼、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、低碳純鐵、紫銅。
零件的幾何形狀對于噴塗(焊)效果有一(yī)定影響,如外(wài)圓表面噴塗,當塗層冷卻時,有收縮抱緊的趨勢;内圓表面塗層冷卻則有脫離(lí)工(gōng)件的趨勢,簡單的表面噴塗粉末容易沉積;複雜(zá)表面某些曲折部位噴塗粉末則難于沉積.因此研究和挖掘各種類型零件表面的噴塗(焊)特點,正确運用噴塗(焊)工(gōng)藝,對保證噴塗質量很有實際意義。
1、軸類表面的噴塗工(gōng)藝要點：
（1）噴前表面準備要嚴格把關淨化處理、粗化處理要按工(gōng)藝要求去(qù)做,處理好的表面避免與潮氣接觸或用手觸摸。
（2）嚴格掌握噴塗規範,控制工(gōng)件的溫升不能超過250℃,當塗層較厚,工(gōng)件較小(xiǎo),連續噴塗溫升可能超過250℃,應采用斷續噴塗的方法降溫,但停留時間不能過長,否則塗層會被污染造成層間結合不良。
（3）修磨好過度角及邊棱,帶孔或鍵槽的軸頸,應将孔堵好及鍵槽的邊緣打磨成圓角,注意噴好的邊緣。
（4）外(wài)圓表面基體(tǐ)預熱溫度應取下(xià)限,噴塗過程中(zhōng)應控制基體(tǐ)溫度,從而減少基體(tǐ)的收縮力。
2、平面噴塗工(gōng)藝要點：
（1）注意修好邊緣、棱角;⑵預熱要求均勻,大(dà)件可采用兩端預熱。
（2）噴塗時要從四周邊緣噴粉,然後引向平面,多次噴粉時,後一(yī)次應和前一(yī)次施噴方向相互垂直。
（3）爲防止塗層邊緣翹起,施噴前可在工(gōng)件邊緣開(kāi)槽,并經噴砂粗化可減少應力。
3、止口表面噴塗工(gōng)藝要點：
⑴噴塗時應先噴止口圓柱部分(fēn),後噴平面部分(fēn)。
⑵噴槍的噴粉方向順工(gōng)件圓周方向成45度角噴射爲好,這樣可能使粉末沉積率低,但卻能噴出清晰的棱角噴塗操作時注意不能将噴槍垂直于止口拐角處施噴,這樣将造成拐角處塗層組織疏松或夾灰。
⑶噴塗時邊緣如出現毛刺、翹邊,應及時去(qù)掉再噴。
4、局部嚴重損傷零件的噴塗工(gōng)藝要點：
⑴将局部損壞處打磨幹淨,先噴補或用其它方法修補,然後再噴塗全部平面。
⑵對于較深、較寬的局部缺陷可視情況,也可先用電(diàn)焊補平,再全面噴塗。
⑶對具有裂紋的局部缺陷先要找到裂紋的起、止端點,并在該處打好止裂孔,開(kāi)坡口,将裂痕全部清理幹淨再噴補或焊補平缺陷部位,最後再噴塗待噴表面。
5、大(dà)型設備導軌工(gōng)藝要點：
①修複機床導軌,遇到大(dà)面積滲油問題,将機床導軌整體(tǐ)均勻加熱除油難以實現,而且也難于将深部油污全部清除,如若加熱溫度,又(yòu)易使機床導軌變形,爲此可進行如下(xià)操作。
②用火(huǒ)焰進行低溫局部烘烤,工(gōng)件溫度約在80—100℃,随烤随之揩去(qù)油漬,如此反複進行數次,然後使用大(dà)功率噴槍快速噴塗。
③采用溶劑清洗或刷鍍處理,然後用火(huǒ)焰烘烤,再噴補。
④視導軌拉傷的具體(tǐ)情況,還可采用導軌修補膠或鑄件缺陷修補機焊補工(gōng)藝完成。
6、外(wài)圓表面噴塗工(gōng)藝要點：
與軸零件噴塗相同,塗層收縮力使塗層箍緊基體(tǐ),有利于結合強度的提局,垂體(tǐ)壩熱溫度取下(xià)限,噴塗過程中(zhōng),工(gōng)件溫度要超過250℃,還必須說明對于形狀、體(tǐ)積和噴塗部位不同的零件,對工(gōng)件溫度控制也應有不同要求,當噴塗小(xiǎo)型零件的外(wài)圓部位時,切忌工(gōng)件溫度過高,冷卻時,工(gōng)件收縮應力大(dà),會導緻塗層脫落或引起較大(dà)變形。
7、内孔噴塗工(gōng)藝要點：
①内孔與軸類不同,噴層在冷卻時收縮力有使塗層脫離(lí)基體(tǐ)的傾向,不利于強度的提高
②内孔淺而大(dà)時,可使用外(wài)圓噴槍,取一(yī)定的噴射角進行噴塗,對于内圓部位的噴塗,大(dà)多使用外(wài)圓噴槍,但噴前處理利用車(chē)螺紋時應注意引起的“遮蓋效應”,防止塗層疏松。
③對于深孔的噴塗(孔徑大(dà)于200mm),要使用接長管内孔噴槍,但孔深不宜超過孔徑的2倍,否則對噴塗質量影響較大(dà),爲防止接長管内孔噴槍溫度過高,應用0.4—0.6MPa壓力的空氣冷卻。
④工(gōng)件的轉速應比噴外(wài)圓時稍快,以防止塗層過熱,工(gōng)件的旋轉方向應使噴塗面向下(xià)轉,避免散落的粉末帶入待噴表面,火(huǒ)焰以稍高于工(gōng)件中(zhōng)心線爲好。
⑤噴塗過程中(zhōng)控制工(gōng)件溫度不高于250℃,對較厚塗層可采用斷續噴的辦法。
⑥噴塗零件的内孔表面因基體(tǐ)的收縮應力有使基體(tǐ)貼緊塗層的趨勢,如工(gōng)件預熱溫度不足,工(gōng)件溫度較低時,會由于塗層與基體(tǐ)收縮應力差過大(dà),導緻塗層脫落,所以預熱溫度可取上限,在工(gōng)件變形條件允許的情況下(xià)可适當提高基體(tǐ)的預熱溫度,從而增加基體(tǐ)收縮力。
⑦采用兩步法噴焊,重熔前與噴塗類似,可根據具體(tǐ)情況結合噴焊工(gōng)藝要求确定各類零件的噴焊要點。
8、鑄鐵件的噴焊工(gōng)藝要點:
①在車(chē)輛及機械設備中(zhōng)有相當多的零件的用鑄鐵制造的,在制造或使用過程中(zhōng)難免出現各種問題,采用氧—乙炔焰噴焊工(gōng)藝不僅是強化鑄鐵件的有效方法,而且也是修複鑄件各種缺陷和損傷(如鑄造件的砂眼、氣孔或使用中(zhōng)的磨損及其它損傷)的理想手段;
②噴焊多用于鑄鐵件的局部缺陷的修補,而且缺陷大(dà)小(xiǎo)不等,深淺不一(yī),适合采一(yī)步法噴焊,根據工(gōng)件和焊修的部位,應盡量使用小(xiǎo)功率噴槍,這樣可減少對基體(tǐ)的熱輸入量,一(yī)般選用QH—1／h,QH—2／h,QH—4／h等;
③噴焊時,因鑄鐵零件的可焊性差,應優先選用鎳基合金粉末(Ni—B—Si系列),鎳基合金粉末熔點一(yī)般爲950～1050℃,重熔時基體(tǐ)不緻被熔化,同時,含碳量低的鎳基粉噴焊層硬度低，塑性好,可以松弛噴焊應力有利于防止裂紋,這時操作不熟練者極爲重要;
④選擇噴焊規範時,應考慮鑄鐵材質、缺陷部位大(dà)小(xiǎo),工(gōng)況要求等因素,在保證必要火(huǒ)焰能量的前提下(xià),盡量減少對基體(tǐ)的熱量輸入,氧氣、乙炔氣壓力取下(xià)限值爲宜,噴粉、重熔時,适當調整噴、熔距離(lí),控制熱輸入;
⑤焊補局部小(xiǎo)缺陷,如氣孔、砂眼,噴焊前可不預熱,盡量減少噴焊層周圍受熱面積,使處于高溫區域盡可能小(xiǎo)。
⑥對局部小(xiǎo)而深的缺陷噴焊修補适合連續噴焊,該方法粉末沉積率高,厚度增長快,效率高,但要求操作技術熟練,使送粉量和噴、熔速度協調,做到噴均、熔透;
⑦對面積較大(dà)且深的缺陷,爲防止基體(tǐ)受熱過大(dà)而導緻熱應力增大(dà),可采用間歇法噴焊,必要時亦可采用電(diàn)焊、噴焊複合工(gōng)藝,用焊條填充底部,上部噴焊,如鑄件壁厚較大(dà),可采用噴前栽絲,不僅能增加結合強度,防止噴焊層與母材剝離(lí),而且可消除一(yī)部分(fēn)噴焊熱應力;
⑧噴焊大(dà)型複雜(zá)鑄件熱應力較大(dà),噴焊時要采取措施,減少應力積累,如采用加熱減應法、分(fēn)段對稱法;焊前預熱,焊後緩冷等,均可取得良好效果;
⑨控制重熔溫度,重熔溫度過高,不僅合金元素燒損,基體(tǐ)過熱,甚至基體(tǐ)被熔化,導緻鑄鐵中(zhōng)的碳進入噴焊層,将使噴焊層中(zhōng)含碳量增加,硬度提高,塑性降低,而基體(tǐ)又(yòu)因含碳量下(xià)降,容易出現白(bái)口,而且溫度過高還會引起較大(dà)的熱應力,導緻裂紋的産生(shēng),重熔溫度也不能過低,否則,易形成夾灰或熔不透,影響結合強度,對于重熔溫度的控制,主要靠操作者注意觀察重熔時塗層表面狀态的變化,借助于重熔時的“鏡面反光”來控制,呈現“鏡面反光”,則表明粉末已熔融,熔渣已經上浮,此時重熔槍應立即移開(kāi),重熔過的部位應避免重複加熱。
文章轉載自微信公衆号：熱噴塗與再制造