第5章 热喷涂、喷焊与堆焊技术ppt课件.ppt

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1、热喷涂、喷焊与堆焊技术第五章第一节：热喷涂技术1.1、热喷涂技术原理与特点1.热喷涂原理利用各种不同的热源，将欲喷涂的各种材料(如金属、合金、陶瓷、塑料及其各类复合材料)加热至熔化或熔融状态，借助气流高速雾化形成“微粒雾流”沉积在已经预处理的工件表面形成堆积状，与基体紧密结合形成喷涂层。而将某些喷涂层进行重熔处理形成的冶金结合特征的涂层称之为喷熔层或重熔层。热喷涂方法分类热喷涂熔体热喷涂电能热喷涂高能束热喷涂火焰热喷涂金属溶液注入喷涂普通火焰喷涂高速火焰喷涂爆炸喷涂陶瓷棒火焰喷涂粉末火焰喷涂线材火焰喷涂粉末火焰喷熔电弧喷涂等离子喷涂线爆喷涂激光

2、喷涂液体稳定等离子喷涂可控气氛等离子喷涂大气等离子喷涂２.热喷涂技术的特点(1)可在各种基体上制备各种材质的涂层金属、陶瓷、金属陶瓷以及工程塑料等都可用作热喷涂的材料；而金属、陶瓷、金属陶瓷、工程塑料、玻璃、石膏、木材、布、纸等几乎所有固体材料都可以作为热喷涂的基材；(2)基体温度低基材温度一般在30~200oC之间，因此变形小，热影响区浅；(3)操作灵活可喷涂各种规格和形状的物体．特别适合于大面积涂层，并可在野外作业；(4)涂层厚度范围宽从几十微米到几毫米的涂层都能制备，且容易控制；（5）喷涂效率高，成本低．喷涂时生产效率为每小时数公斤到数十

3、公斤。（6）热喷涂技术的局限性主要体现在热效率低，材料利用率低、浪费大和涂层与基材结合强度较低三个方面。尽管如此，热喷涂技术仍然以其独特的优点获得了广泛的应用。３.涂层材料热喷涂材料最好有较宽的液相区；较宽的液相区可以使熔滴在较长时间内保持液相。对喷涂材料的形状与尺寸也有要求；一般是线材或粉末材料。线材的规格一般在φ1~3mm，而粉末1~100μm之间。4.涂层形成过程涂层材料经加热熔化和加速→撞击基体→冷却凝固→形成涂层。其中涂层材料的加热、加速和凝固过程是三个最主要的方面。5.涂层结构由大小不一的扁平颗粒、未熔化的球形颗粒、夹杂和孔隙组成。

4、6.热喷涂中的相变熔滴尺寸小，冷却速度快，可达到106K/s，冷却后会形成非晶态或亚稳相，在高温使用时，涂层的亚稳态结构会向稳定相转变，产生相变应力。7.涂层应力涂层材料的冷却凝固伴随着收缩过程，从而在基体表面产生压应力。热喷涂层的最佳厚度一般不超过0.5mm.8.涂层结合强度“抛锚作用”：即最先形成的薄片状颗粒与基体表面凹凸不平处产生机械咬合，随后依照次序堆叠镶嵌，形成以机械结合为主的喷涂层；此外基体表面局部瞬时高温，导致涂层材料与基体之间发生局部扩散和焊合，形成冶金结合。机械结合为主的结合机理决定了热喷涂涂层的结合强度比较差，只相当于其母体

5、材料的5％—30%。最高也只能达到70MPa。表面预处理清洗　粗化　粘结底层热喷涂热能产生　热能与喷涂材料交互作用后处理封孔　密实化机加工车削　磨削　抛光热喷涂工艺流程9．热喷涂工艺流程和质量控制1.2、热喷涂工艺方法①熔体金属注入喷涂主要是喷涂低熔点的金属。用电阻加热的方法．使熔化金属漏入雾化罐内，喷射到基体表面形成涂层．②线材火焰喷涂主要喷涂铝、锌、锌铝合金材料，用于大型钢结构件和各类钢丝的耐腐涂层。通过调节压紧滚轮的旋转速度，调节线材进入氧—乙炔火焰的速度，在环状压缩空气的作用下将熔化的线材雾化成金属熔滴沉积到工件表面上．火焰丝材喷涂设备

6、③粉末火焰喷涂喷涂粉末从火焰中央喷出后被火焰加热至熔融态喷射到基体表面，可以喷涂各种金属及合金粉末，并可以喷涂熔点低于2600˚C陶瓷粉末和塑料粉末。火焰粉末喷涂设备④爆炸喷涂这是一种将燃气和助燃气按一定比例进行混合后，送入燃爆室内点燃爆炸，产生的高温、高速气流将粉末喷射到工作表面形成涂层的方法⑤高速火焰喷涂该方法将燃烧火焰约束在枪体内部，火焰温度高，对粒子加热时间长，焰流速可达1050m/s。因此涂层甚至比等离子喷涂层更细密，氧化物含量更低，涂层结合强度约为70Mpa。噪音大。⑥电弧喷涂二根送入的通电金属丝相交时产生电弧，由电弧热溶化的金属丝

7、被压缩空气雾化成颗粒，喷射到工件表面形成涂层．这种喷涂方法比线材火焰喷涂具有更高的喷涂效率和好的涂层质量．电弧喷涂效率可达50kg/h。电弧喷涂设备⑦等离子喷涂采用氮气、氩气、氢气作为离子气、经电离产生等离子高温射流，将输入的材料熔化或熔融喷射到工作表面形成涂层的方法。主要用于制备金属陶瓷，金属相陶瓷涂层。在其基础上发展了超音速等离子喷涂．它的等离子焰流能量密度更高、焰流速度更快、提高了涂层质量。等离子喷涂设备超音速喷涂设备⑧激光喷涂将从激光器发出的激光束聚焦在喷枪喷嘴近旁，喷涂粉末由压缩气体从喷嘴喷出，由激光束加热熔化，压缩气体将熔粒雾化、加

8、速，喷射到基材表面形成涂层。1.3、热喷涂涂层材料热喷涂工艺对涂层材料的基本要求涂层材料必须满足设计特性；1被喷涂的材料必须满足对热喷涂涂层使用功能特