熱噴涂(焊)技術在材料表面防護和強化技術中具有如下的特點:
1)噴涂材料范圍異常廣泛,幾乎包括所有的固體材料(除了在火焰中能揮發的物質外)。
2)選擇合適的工藝,幾乎能在任何固體材料表面上進行噴涂。
3)一般不受施工場所的限制。例如將氧氣和乙炔氣帶至野外,用自熔性合金粉末氧乙炔火焰噴焊修補鐵路鋼軌缺陷即為一顯著例子。
4)一般不受工件尺寸的限制。既可以對大型構件進行大面積噴涂,也可以對大工件進行局部噴涂。如果工件需要夾具的話,則受夾具的限制。
5)涂層厚度可以控制,從幾十微米到幾毫米,可作薄涂層或厚涂層用。
6)受熱程度可以控制。例如等離子弧噴涂、氧乙炔焰噴涂或爆炸噴涂,工件受熱程度均可以<200℃,工件不會發生畸變或改變淬火組織。
7)能以低級材料代替高級材料使用。例如在普通碳鋼表面上噴焊一層鎳基合金或者合金鋼,可以代替不銹鋼或工模具鋼使用。
8)使材料具有耐磨、耐蝕、耐氧化、耐高溫、隔熱、導電、絕緣、密封、減磨、輻射、電子發射等不同功能,以滿足各種工況和尖端技術的需要。
9)使材料具有復合功能。即利用基體材料的韌性和涂層的耐蝕、耐氧化性能。例如硅化鉬硼化鋯有良好的高溫耐氧化、耐侵蝕性能,但硅化鉬和硼化鋯很脆,一直未能得到應用,采用熱噴涂技術,使硅化鉬和硼化鋯得到了應用。
10)涂層表面光滑,加工留量少。用特細粉末進行氫氧焰噴焊,可以得到表面極為光滑的噴焊層,不加研磨即可使用。
11)不僅能進行材料表面防護和強化工作,而且還能修補廢舊件。
12)修復廢件速度快,減少因停工停產所造成的經濟損失。
13)廢舊件經修復后,還能比新件具有更高的性能和使用壽命。
14)設備簡單、操作方便、工藝靈活、投資少、見效快、適用性強,易于推廣,經濟效果顯著。
熱噴涂(焊)技術的缺點
1)對于薄壁或較小的工件噴涂存在熱變形現象。
2)對于某些工藝而言,噴涂層與堆焊層相比,噴涂層與基體的結合強度較低,不能承受沖擊。除了塑料粉末火焰噴涂和噴鋅外,其它金屬和陶瓷涂層有少量針孔,用于防腐涂層,需要封孔處理。
3)噴涂小孔、深孔存在一定困難。
4)噴涂操作的粉塵飛散在空間,對人體有害,因此,工作時要穿戴好防護服,還需要適當的通風設備,如有條件,建議采用自動化操作。
熱噴涂原理
熱噴涂是由氧—乙炔焰、電弧、等離子弧、爆炸波等提供熱能,壓縮氣體和超音速焰束將特制的金屬與非金屬噴涂材料加熱到塑態或熔融態高速噴涂到經過預處理(清潔粗糙)的零部件表面形成特殊的涂層。不同的噴涂裝置使用不同的熱源,對噴涂材料形態分粉材、絲材、棒材的直徑和粉末的粒度都有具體要求,無論哪一種方法其噴涂過程、涂層形成原理和涂層結構都基本相同,根據涂層設計,工件材質,形狀和厚薄,原始表面狀態,對涂層結合強度的要求等多種因素進行選擇,噴涂工藝流程如下:
1、零件表面處理:
采用噴砂、電拉毛、機械加工等方法,使零件噴涂部位的表面產生一定粗糙度,以增強涂層結合強度。
2、選擇噴涂參數:
⑴熱能參數
它決定了熱能的功率、溫度、直接影響噴涂材料的加熱熔化狀態,對噴涂速度、沉積效率和涂層質量有很大影響。如火焰噴涂對燃氣和助燃氣流量與壓力大小的選擇;電弧噴涂對電流與電壓的選擇等;
⑵噴涂材料供給參數 粉末噴涂的送粉氣體壓力流量和送粉量,線材或棒材噴涂的材料供給速度;
⑶操作參數 噴涂距離、角度以及噴槍與零件要對移動速度等;
⑷被噴零件溫度控制
噴涂過程中必須控制零件溫度,往往因不加控制或控制不當而造成涂層達不到技術要求,如采取噴前零件預熱或噴后涂層自然冷卻等。
3、涂層后處理: