等将粉末状或丝状的金属和非金 属涂层材料加热到熔融或半熔融状态, 然
后借助焰流本身的动力或外加的高速气流雾化并以一定的速度喷射到经过预
处理的基体材料表面, 与基体材料结合而形成具有各种功能的表面覆盖涂层
的一种技术 。
一. 热喷涂技术的分类
根据热源的种类热喷涂技术主要分类为:
热 源 温 度 ℃ 喷 涂 方 法
粉末火焰喷涂(焊)
火 丝材火焰喷涂
约3000 陶瓷棒材火焰喷涂
焰 高速火焰喷涂(HVOF)
爆炸喷涂(D - GUN)
电 弧 约5000 电弧喷涂
大气等离子喷涂(APS)
等离子弧 10000 以上 低压等离子喷涂(LPPS)
水稳等离子喷涂
2
各种热喷涂方法的热源温度和流速
二. 热喷涂设备
虽然因热喷涂的方法不同其设备也各有差异, 但依据热喷涂技术的原理,
其设备都主要由喷枪、热源、涂层材料供给装置以及控制系统和冷却系统组
成.下图为等离子喷涂的设备配置图.
三. 热喷涂工艺
热喷工艺过程如下:
工件表面预处理 → 工件预热 → 喷涂 → 涂层后处理
1. 表面预处理
为了使涂层与基体材料很好地结合,基材表面必须清洁及粗糙, 净化和
粗化表面的方法很多, 方法的选择要根据涂层的设计要求及基材的材质、形
状、厚薄、表面原始状况以及施工条件等因素而定.
净化处理的目的是除去工件表面的所有污垢,如氧化皮、油渍、油漆及
低速火焰喷涂
250 500 750 1000 m/s
2500 5000 7500 10000 oC
0
0
电弧喷涂
等离子喷涂
高速火焰喷涂
温度
速度
3
其他污物, 关键是除去工件表面和渗入其中的油脂. 净化处理的方法有, 溶
剂清洗法、蒸汽清洗法、碱洗法及加热脱脂法等.
粗化处理的目的是增加涂层与基材间的接触面, 增大涂层与基材的机械
咬合力, 使净化处理过的表面更加活化,以提高涂层与基材的结合强度. 同时
基材表面粗化还改变涂层中的残余应力分布,对提高涂层的结合强度也是有
利的. 粗化处理的方法有喷砂、机械加工法(如车螺纹、滚花)、电拉毛等 。
其中喷砂处理是最常用的粗化处理方法,常用的喷砂介质有氧化铝、碳化硅
和冷硬铸铁等 。喷砂时,喷砂介质的种类和粒度、喷砂时风压的大小等条件
必须根据工件材质的硬度、工件的形状和尺寸等进行合理的选择 。对于各种
金属基体,推荐采用的砂粒粒度约为16-60 号砂,粗砂用于坚固件和重型件
的喷砂,喷砂压力为0.5-0.7Mpa,薄工件易于变形,喷砂压力为0.3-0.4
Mpa 。特别值得注意的一点是,用于喷砂的压缩空气一定要是无水无油的,
否则会严重影响涂层的质量 。喷涂前工件表面的粗化程度对大多数金属材料
来说2.5-13 μmRa 就够了 。随着表面粗糙度的增加涂层与基体材料的结合
增强,但是当表面粗糙度超过10μmRa 后,涂层结合强度的提高程度便会减
低 。
对于一些与基材粘结不好的涂层材料, 还应选择一种与基体材料粘结好
的材料喷涂一层过渡层,称为粘结底层,常用作粘结底层的材料有Mo、NiAl、
NiCr 及铝青铜等.粘结底层的厚度一般为0.08-0.18μm 。
2.预热
预热的目的是为了消除工件表面的水分和湿气, 提高喷涂粒子与工件接
触时的界面温度, 以提高涂层与基体的结合强度;减少因基材与涂层材料的
热膨胀差异造成的应力而导致的涂层开裂. 预热温度取决于工件的大小、形
状和材质,以及基材和涂层材料的热膨胀系数等因素,一般情况下预热温度控
制在60 - 120 ℃之间.
3.喷涂
采用何种喷涂方法进行喷涂主要取决于选用的喷涂材料、工件的工况
及对涂层质量的要求 。例如,如果是陶瓷涂层,则最好选用等离子喷涂;如
果是碳化物金属陶瓷涂层则最好采用高速火焰喷涂;若是喷涂塑料则只能采
用火焰喷涂;而若要在户外进行大面积防腐工程的喷涂的话,那就非灵活高
效的电弧喷涂或丝材火焰喷涂莫属了 。总之,喷涂方法的选择一般来说是多
样的,但对某种应用来说总有一种方法是最好的 。
预处理好的工件要在尽可能短的时间内进行喷涂,喷涂参数要根据涂层
材料、喷枪性能和工件的具体情况而定, 优化的喷涂条件可以提高喷涂效率、
并获得致密度高、结合强度高的高质量涂层.
4.涂层后处理
喷涂所得涂层有时不能直接使用, 必须进行一系列的后处理.
4
用于防腐蚀的涂层,为了防止腐蚀介质透过涂层的孔隙到达基材引起基
材的腐蚀,必须对涂层进行封孔处理. 用作封孔剂的材料很多,有石腊、环氧
树脂、硅树脂等有机材料及氧 化物等无机材料, 如何选择合适的封孔剂, 要
- 上海保障性租赁住房什么意思
- 上海益身堂中医诊所有限公司怎么样?
- 上海交通职业技术学院怎么样 大学评价
- 上海一高校开学成快递海洋,包裹多到把路堵死,对当地交通造成了什么影响?
- 上海地铁2号线末班车时间
- 上海大学电影学院简介 上海大学电影学院的介绍
- 朋友要结婚谁知道上海哪里有费列罗巧克力批发
- 上海南翔轮椅专卖店地址
- 上海吉祥铝塑板好不好
- 上海有哪些化妆品加工厂?