从工艺流程看热喷涂技术的优缺点

任何事物有优点就会有缺点,世上没有的,因此被广泛喜爱的热喷涂技术也是不例外的,那么接下来我们就从热喷涂技术的工艺流程上来看看热喷涂技术的优缺点。
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zui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,*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0.3-0.4mpa。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,则选用等离子喷涂;如果是碳化物金属陶瓷涂层则采用高速火焰喷涂;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.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, 要根据工件的工作介质、环境、温度及成本等多种因素进行考虑.对于承受高应力载荷或冲击磨损的工件,为了提高涂层的结合强度,要对喷涂层进行重熔处理(如火焰重熔、感应重熔、激光重熔以及热等静压等), 使多孔的且与基体仅以机械结合的涂层变为与基材呈冶金结合的致密涂层.有尺寸精度要求的,要对涂层进行机械加工. 由于喷涂涂层具有与一般的金属及陶瓷材料不同的特点, 如涂层有微孔,不利于散热;涂层本身的强度较低,不能承受很大的切削力;涂层中有很多硬的质点,对刀具的磨损很快等,因而形成了喷涂涂层不同于一般材料的难于加工的特点.所以必须选用合理的加工方法和相应的工艺参数才能保证喷涂层机械加工的顺利进行和保证达到所要求的尺寸精度.无论那一种热喷涂方法,都是在材料表面形成一层所需功效的表面层。因此基于这点,热喷涂技术也是一种表面处理技术。但它与其它表面处理技术比拟,又有许多本身的特点,从而逐步形成一门独破的应用技术。热喷涂技术的重要优毛病如下:1、热喷涂法的长处-喷铅、喷铜、喷不锈钢、喷有色金属(1)热喷涂法的适应规模广,不仅实用于金属制品,也适用于非金属制品,如陶瓷制品、水泥制品、石膏制品、塑料制品,甚至木材、布匹、纸张等,均能在其表面形成涂层。
(2)能够失掉品种繁多的涂层。正常来说,凡经加热能呈熔融状态或塑性状况的任何固体工程材料,无论是金属、陶瓷、玻璃或塑材均可作为喷涂材料,而且还可以依据须要将各种材料混杂或制成复合资料,使所得到的涂层满意各类特别请求。目前已经可能较便利地取得耐磨(包含高硬度、易磨削、低摩擦的各种涂层)、耐腐化、耐高温、隔热、绝缘、导电、防辐射、密封等机能的涂层。
(3)简直不受尺寸和几何外形的限度,只有喷射束能达到的部位,都可以进行喷涂。
(4)能形成比任何一种表面处理方法厚得多的涂层(当然搪瓷、搪玻璃也可获得厚的表面层),其厚度可由0.05毫米至几毫米,有的材料则不限厚度。
(5)操作方法简单(特别是气体燃焰喷涂),大多可以在现场施工。
(1)由于涂层与基体主要是靠机械结合情势(喷焊工艺除外),所以其与基体表面的结合强度,地较低于金属热处理,涂层自身强度一般不可能达到基体金属本身的强度。(1)由于涂层与基体主要是靠机械结合情势(喷焊工艺除外),所以其与基体表面的结合强度,地较低于金属热处理,涂层自身强度一般不可能达到基体金属本身的强度。
(2)涂层存在一定的气孔(喷焊工艺除外),这对于请求耐化学介质腐蚀的环境是不利的。但有试验表明,当涂层厚度达到一定值时,(比方镍包铝材料的等离子喷涂层,厚度到达0.3~0.5毫米以上时)其气孔已被涂层自身关闭,成为非穿透性气孔。另外,还可以对涂层进行封孔处理。然而在某些情形下气孔的存在恰是咱们所须要的。例如作为隔热涂层、含油轴承和人造骨骼等。(2)涂层存在一定的气孔(喷焊工艺除外),这对于请求耐化学介质腐蚀的环境是不利的。但有试验表明,当涂层厚度达到一定值时,(比方镍包铝材料的等离子喷涂层,厚度到达0.3~0.5毫米以上时)其气孔已被涂层自身关闭,成为非穿透性气孔。另外,还可以对涂层进行封孔处理。然而在某些情形下气孔的存在恰是咱们所须要的。例如作为隔热涂层、含油轴承和人造骨骼等。
(3)某些喷涂方法(特殊是等离子喷涂和喷焊工艺)要产生多种有害因素,因此在采用这类方法时,必需采用恰当的防护办法。(3)某些喷涂方法(特殊是等离子喷涂和喷焊工艺)要产生多种有害因素,因此在采用这类方法时,必需采用恰当的防护办法。
应该指出,任何一种进步技术都不是的,必须根据工作条件剖析其可行性、可靠性、经济性等诸因素来断定*计划。 应该指出,任何一种进步技术都不是的,必须根据工作条件剖析其可行性、可靠性、经济性等诸因素来断定*计划。

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