《熱噴涂涂層》PPT課件

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1、熱噴涂無(wú)機(jī)涂層熱噴涂原理熱噴涂是采用各種熱源使無(wú)機(jī)涂層材料加熱熔化或半熔化;然后用高速氣體使無(wú)機(jī)涂層材料分散細(xì)化并高速撞擊到基體表面;形成無(wú)機(jī)涂層的工藝過(guò)程。熱噴涂原理示意圖從噴涂材料進(jìn)入熱源形成無(wú)機(jī)涂層經(jīng)歷四個(gè)階段噴涂材料的加熱、熔化：對(duì)于線材，當(dāng)端部進(jìn)入熱源高溫區(qū)域時(shí)，立即被加熱熔化；對(duì)于粉末，進(jìn)入熱源高溫區(qū)域，在行進(jìn)的過(guò)程中被加熱熔化或軟化。熔化的噴涂材料被霧化：線材端部熔化形成的熔滴在外加壓縮氣流或熱源自身射流作用下脫離線材，并霧化成微細(xì)熔滴向前噴射：粉末一般不存在熔粒被進(jìn)一步破碎和霧化的過(guò)程，而

2、是被氣流或熱源射流推著向前噴射。熔融或軟化的微細(xì)顆粒的噴射飛行：在飛行過(guò)程中，顆粒首先被加速形成粒子流，隨飛行距離增加，粒子運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小。粒子與基材表面發(fā)生碰撞、變形、凝固和堆集：當(dāng)具有一定溫度和速度的微細(xì)顆粒與基體表面接觸時(shí)，顆粒與基材表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的碰撞，顆粒的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能并部分傳遞給基材，同時(shí)微細(xì)顆粒沿凸凹不平表面產(chǎn)生變形，變形的顆粒迅速冷凝并產(chǎn)生收縮、呈扁平狀黏結(jié)在基材表面。噴涂的粒子束連續(xù)不斷的運(yùn)動(dòng)并沖擊表面，產(chǎn)生碰撞變形冷凝收縮的過(guò)程，變形的顆粒與基材之間，以及顆粒與顆粒之間互相黏結(jié)在一起，

3、從而形成了無(wú)機(jī)涂層。無(wú)機(jī)涂層形成過(guò)程示意圖熱噴涂工藝的分類常用的熱噴涂技術(shù)是線材火焰噴涂、粉末火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂、爆炸噴涂和超音速火焰噴涂技術(shù)。下圖給出了各種熱源的典型噴槍特征。熱噴涂技術(shù)的特點(diǎn)熱噴涂可在各種基體上制備各種材質(zhì)的無(wú)機(jī)涂層金屬、陶瓷、金屬陶瓷以及工程塑料等都可用作熱噴涂的材料；而金屬、陶瓷、金屬陶瓷、工程塑料、玻璃、石膏、木材等幾乎所有固體材料都可以作為熱噴涂的基材；基體溫度低基體材料溫度一般在30—200℃之間，因此變形小，熱影響區(qū)淺；操作靈活可噴涂各種規(guī)格和形狀的物體，特別適合

4、于大面積噴涂，并可在野外作業(yè)；無(wú)機(jī)涂層厚度范圍廣從幾十微米到幾毫米的無(wú)機(jī)涂層都能制備，且容易控制；噴涂效率高，成本低，噴涂時(shí)生產(chǎn)效率為每小時(shí)數(shù)公斤到數(shù)十公斤。熱噴涂技術(shù)的局限性熱噴涂技術(shù)的局限性主要體現(xiàn)在熱效率低；材料利用率低；浪費(fèi)大；和無(wú)機(jī)涂層與基材結(jié)合強(qiáng)度較低。盡管如此，熱噴涂技術(shù)仍然以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。熱噴涂材料的技術(shù)要求熱噴涂材料最好有較寬的液相區(qū)，因?yàn)闊o(wú)機(jī)涂層材料需要熔化后才能噴涂到基體上去，而較寬的液相區(qū)可以使熔滴在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持液相。一般金屬材料和氧化物陶瓷材料都適合熱噴涂技術(shù)。

5、但如果材料在高溫下易分解或揮發(fā)，則不適合用熱噴涂技術(shù)噴涂無(wú)機(jī)涂層。其次，對(duì)無(wú)機(jī)涂層材料的形狀與尺寸也有要求。一般噴涂用材料都必須是線材或粉末材料。線材的規(guī)格一般為φ1~3mm，而粉末為φ1~100μm之間。用來(lái)生產(chǎn)線材和粉末材料的方法都可以用來(lái)生產(chǎn)噴涂用線材和粉末。粉末材料熱噴涂的重要特點(diǎn)是材料成分可按任何比例調(diào)配，組成復(fù)合粉末，獲得某些特殊性能的無(wú)機(jī)涂層。線材由于受加工性能的限制，只有塑性好的材料才可以制造成線材。常用熱噴涂材料雖然熱噴無(wú)機(jī)涂層適合的材料范圍很廣泛，但是由于熱噴涂技術(shù)工藝的特殊性，對(duì)熱噴涂

6、材料仍有一定的限制。常用熱噴涂材料集中在以下范圍內(nèi)：①金屬熱噴涂材料金屬熱噴涂材料一般有線材和粉末兩種形式。線材是用普通的拉拔方法制造的，而粉末一般是用霧化法制造的。由于粉末材料表面積大，氧化程度高，所以在方便的條件下推薦采用線材。但粉末制造方法簡(jiǎn)單、靈活，材料成分不受限制，因此小批量熱噴涂時(shí)一般采用粉末材料。②陶瓷熱噴涂材料陶瓷熱噴涂材料最主要的形式是粉末，制造方法有熔融破碎、化學(xué)共沉積、噴霧干燥等。另外，將陶瓷粉末燒結(jié)制成陶瓷棒可直接噴涂，但成本相對(duì)較高，因此應(yīng)用很少。常用金屬熱噴涂材料金屬無(wú)機(jī)涂層材料

7、種類鐵基合金低碳鋼材料高碳鋼材料不銹鋼材料鎳基合金鎳鉻合金鎳銅合金鎳鉻鋁釔鈷基合金鈷鉻鎢（司太立合金）鎳鉻鋁釔銅基合金純銅（紫銅）常用的陶瓷熱噴涂材料陶瓷無(wú)機(jī)涂層材料種類氧化鋁基材料氧化鋁氧化鋁-氧化鈦氧化鉻氧化鉻氧化鋯氧化鋯-氧化鈣氧化鋯-氧化鎂氧化鋯-氧化釔莫來(lái)石莫來(lái)石尖晶石尖晶石鋯英石鋯英石塑料熱噴涂材料熱噴涂塑料涂層比傳統(tǒng)的刷涂、靜電噴涂、流化床噴涂塑料無(wú)機(jī)涂層的成本低、投資少，無(wú)機(jī)涂層厚度與工作場(chǎng)地?zé)o限制，不含溶劑，符合環(huán)保要求。采用的塑料涂層材料熔化溫度范圍應(yīng)較寬、粘度較低、熱穩(wěn)定性好，一般采用

8、粉末形式。熱噴涂用復(fù)合粉末材料熱噴涂用復(fù)合材料分為兩種：一種是為適應(yīng)熱噴涂工藝而制備的復(fù)合材料，例如，為防止碳化鎢材料在噴涂過(guò)程中氧化分解而制備的鎳包碳化鎢復(fù)合粉末材料，它們是當(dāng)前熱噴涂用復(fù)合材料的主流：另一類是通過(guò)增強(qiáng)相增強(qiáng)無(wú)機(jī)涂層性能的復(fù)合材料，如纖維增強(qiáng)無(wú)機(jī)涂層材料，這類材料目前還在研究探索過(guò)程中。從形式上看，熱噴涂復(fù)合材料分為復(fù)合絲材和復(fù)合粉末材料。熱噴涂無(wú)機(jī)涂層形成過(guò)程無(wú)機(jī)涂層形成的大致過(guò)程是：無(wú)機(jī)涂層