淺談超音速噴涂的技術特點1.技術原理超音速冷噴涂又稱低壓冷噴涂,是一種新的金屬噴涂工藝,它不同于傳統熱噴涂(超速火焰噴涂,等離子噴涂,爆炸噴涂等),不需要將噴涂的金屬粒子融化,噴涂基體表面產生的溫度一般不會超過150℃。超音速冷噴涂技術原理是利用壓縮氣體通過縮放型拉瓦管產生超音速氣流,將粉末沿軸向送入超音速氣流中,形成氣-固雙相流,經加速后在完全固態下撞擊基體,發生較大的塑性變形而沉積在基體表面上形成涂層。2.技術特點(1)冷噴涂基體表面的溫度低于150℃,昆明專業四氟噴涂不會使基體產生內應力,無變形和相變。(2)涂層無熱應力,可以噴涂厚涂層,厚度達到10毫米。(3)涂層結合強度高,30~100MPa;內聚力大,30~100MPa。(4)涂層致密,孔隙率低(<5%);導熱導電率高(90%以上)。(5)涂層均勻性好,表面光潔度高,Rz20~40。(6)冷噴涂噴出的粒子流截面小而狹窄,且定向性好,可以噴涂局部表面。(7)一臺設備可以噴涂多種粉材(鋁、銅、鋅、鎳、鉛、錫和巴比特合金等),并可制備多種功能性涂層(抗磨損、耐腐蝕、減摩、耐熱、密封、導電、防粘著等)。(8)可在任何金屬制品上噴涂,專業四氟噴涂也可以在陶瓷、玻璃和水泥面上噴涂。(9)冷噴涂無高溫,無危險氣體和輻射,對環境無害。(10)設備結構緊湊,便于攜帶,可在固定場合使用,也可以在野外條件使用。
超音速噴涂裝置利用煤油為燃料,利用氧氣和壓縮空氣為助燃劑,控制裝置將煤油和助燃劑以一定的壓力和流量輸送到噴槍,經高性能霧化噴嘴霧化混合成液霧后噴入噴槍燃燒室,液霧經火花塞點火燃燒后形成高溫高壓的燃氣,拉伐爾噴槍將其加速到超音速。送粉系統將噴涂粉末從拉伐爾噴槍嘴的低壓區送入超音速射流,經射流加溫加速后從噴槍噴出,高速噴向工件表面沉積形成涂層。由于多功能超音速噴涂技術可以使用氧氣和壓縮空氣兩種助燃劑,同時具備HVOF和HVAF的功能,焰流的速度和溫度在大的范圍內連續可調。噴涂前,工件必須經過表面清潔處理和噴砂粗化處理,一般噴涂材料為WC-12Co,WC與Co的質量百分數Wt分別為88%和12%,燒結破碎法制造。碳化鎢在常溫下硬度較高,特別是熱硬度很好,至1000°C其硬度下降也很少。
在熱噴涂加工發展的過程中,每一次新型噴涂材料發明都會推動行業的巨大進步。近年來,噴涂材料向高品質化、專用化和系列化方向發展。材料組成的復合化和低雜質化。隨著機械部件工作條件的復雜華和對涂層性能要求的提高,單一或雜質含量高的各類噴涂已經不能滿足要求。熱噴涂材料結構的超微與納米化。使用納米材料有助于使涂層的組織結構細化、均勻化,從而獲得更高的涂層性能。材料性能的高端化。隨著對涂層性能要求的不斷提高,需要熱噴涂材料適應單一性能的高端發展或綜合性能的充分配合。如比較常見的碳化鎢噴涂,現在發展了一種鈷含量比較高的碳化鎢,經驗證,結合力、韌性更高及摩擦系數更低。用途的專業化、系列化。這是充分利用涂層材料潛能的必然要求。我國目前已有在種以上熱噴涂材料在工業生產中應用。
超音速噴涂技術實現了焰流速度和溫度大范圍內連續可調,可制備金屬、合金、金屬陶瓷、塑料涂層,特別是其制備碳化物陶瓷涂層,綜合機械力學性能和耐磨蝕性能好,在機械零部件強化領域應用廣泛。用超音速噴涂制備的WC涂層壓光輥,比冷硬鑄鐵更能顯示出優良的耐磨性,WC涂層還具有很高的滾動接觸疲勞強度,能承受壓光輥的輾壓力,涂層致密,可以磨削至鏡面,耐副食性也優于電鍍輥面。可在碳鋼輥表面噴涂WC涂層,尤其適合于制造超大型壓光輥,不存在冷硬鑄鐵的鑄造缺陷,此外,該涂層還可噴涂在脫水箱面板表面,僅0.15mm的厚度耐磨性就足以勝過不銹鋼幾十倍。 在機械設備零部件的表面噴涂有耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、抗高壓、抗氧化等特點特殊涂層,使每個零部件都能延長幾倍,甚至幾十倍使用壽命。
一、電力系統:1、火電廠鍋爐水冷壁管、過熱器管、再熱器管、節煤(或油)器管,簡稱“鍋爐四管’噴涂防腐耐磨涂層;2、火電廠汽輪機缸蓋結合面泄漏噴涂修復;3、火電廠吸、排風機葉輪及磨煤機系統噴焊修復與表面強化;4、水電站水輪機過流部位導中、閘門殼、排水減壓管、轉輪、導葉環、罩殼等抗氣蝕沖刷噴焊層;5、柴油發電機曲軸磨損后的修復;6、風力發電底座的噴涂;二、冶金系統:1、各種軋輥修復與強化海上作業平臺,石油液化、汽化大口徑管道,抽油機機身、圍欄、護欄、防盜井囗房、采油樹、計量站管道設施;2、無縫鋼管生產企業采用噴焊工藝制造的復合軋頂代替鑄鋼扎頂,提高壽命4-5倍以上;3、高爐渣口、風口原材質為紫銅耐熔磁鐵水腐蝕性差,采用等離子噴涂紫銅+Ni-Cr-Al+Ni/Al2o3陶瓷及氧化物,提高壽命一倍以上;