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第2页，共 19页 问题1 :如何使固体材料雾化？设备原理 问题2：涂层形成依据原理？ 问题3：涂层组织性能？ 5.6 喷涂技术基本原理 喷涂设计思想---将选定的固体材料熔化并雾化加速喷射到零部件表面,形成一种特制薄层 用途：主要用于防腐蚀、耐磨、耐热等 一.雾化喷射原理 1.氧-乙炔雾化喷涂原理: 第2页，共 19页 2.粉末吸入管道内，随氧输送到喷嘴处,被高温火焰加热熔化气体作用下被雾化喷射工件表面 1.氧-乙炔在喷嘴燃烧产生高温 材料雾化的基本过程 问题：高熔点材料熔化难导致雾化难；如何解决？ 第2页，共 19页 2.等离子体电弧熔化与雾化喷涂: 阴阳极间加电压,通入气体电离产生电弧（伏安曲线上弧光放电阶段）,形成高温等离子体从喷嘴处喷出.粉末被吸入到等离子体焰中,迅速熔化与雾化,喷射出去. 第2页，共 19页 1.雾状液滴一般球形，一定动能冲击工件表面 二.涂层形成原理 2.产生强烈碰撞,形成扁平液滴瞬间凝固.热 影响区域几十微米 3.约隔0.1秒第二片形成.逐渐形成层状结构的涂层. 思考：喷出金属液滴在工件表面形成涂层，类似 “材料科学基础”中哪种相变过程？ 第2页，共 19页 二.涂层形成原理 讨论题： 1. 为何可实现基体低温喷涂？ 涂层形成实质是液态金属材 料结晶过程，结晶规律可用 涂层组织分析与控制；不同点？ 涂层形成与结晶不同点：“不断”结晶过程 。 第2页，共 19页 讨论问题： 2.判断：等离子喷涂与火焰喷涂哪种晶粒细化？为什么？ 3.涂层组织是否有缺陷？为什么？ 结论：存在疏松、空洞4-20%；氧化物与夹杂等（类似铸造缺陷） 第2页，共 19页 喷涂主要用防腐蚀 一般要后处理: 涂层由无数变形粒子堆积成层状组织存在孔隙与空洞.防腐蚀涂层表面进行封闭处理、涂装处理(刷油漆) 喷涂层后处理 思考：如果涂层为防腐蚀涂层，容易发生何种机理腐蚀？ 结论：有孔区域与无空区域电极电位差别，容易发生微区电偶腐蚀 第2页，共 19页 达克罗技术发展与工艺过程 上世纪60年代开发，美国大洋公司最早应用针对盐对汽车面板等部件是腐蚀开发。 5.7 典型涂料技术—达克罗技术（实物） 涂料 防腐蚀的基本原理:涂料一般均是高分子材料（绝缘）隔断了金属与电解质间联系。 多种名称：锌-铬水系涂层、片状锌片铬盐防护涂层、80年代中国叫锌-铬膜、日本叫“粉末瓦烙姆酸化皮膜第一个专利是1972年注册。与其类似使无机富锌涂层。 第2页，共 19页 零件浸入液体溶液 一浸+一甩+一烘；涂层约2-3微米；盐雾试验 200小时 离心机中甩 炉子中300°烘干 三浸+三甩+三烘；涂层约7-10微米；盐雾试验 1000小时 工艺过程 第2页，共 19页 利用喷涂类似原理做成喷嘴；空气压缩机将液体变为雾状 盐水：5%氯化钠雾状；模拟海洋腐蚀条件 盐雾试验 有个不成文的习惯： 用盐雾试验相对比较不同材料各种环境下抗腐蚀性能；A样品盐雾试验效果优于B任何环境下均A优于B 第2页，共 19页 表面组织；锌粉-铝粉-铬酸的涂层。 腐蚀机理（不同观点）：铝粉、铬酐、钝化等作用，大幅度提高表面电极电位。 我们的实验：对提供的平面样品600小时不出锈，一般在尖角处形成锈斑。成本：二涂+二烘4-5元/公斤 80年代美国70多家，欧洲已经有60多条生产线， 我国90年代初期2-3家厂引进。2009年前大规模推广 推广到其他零部件（如螺栓实物） 防腐蚀机理： 第2页，共 19页 问题： 核心技术？ 涂料的配方：国内多个单位研究涂料的主要成分是： 以鳞片状锌粉、铝粉、铬酐等为基料，再添加一些还原剂与表面活化剂，加入水形成一种水溶性涂料 大型企业均采用国外涂料； 第2页，共 19页 现在应用状况 问题：配方中有六价铬，起到高抗腐蚀的主要作用 优点：无老化、无污染、成本低；缺点：不美观 据说：欧洲汽车业全面禁止使用；美国仅剩余10余条线采用严格的环保措施 第2页，共 19页 舰船上标准件腐蚀问题很关键；锈蚀后用气割取下 立项竞争：七二五研究所中标 （海洋腐蚀与防护国家重点实验室） 交大技术路线：多元共渗处理+复合处理（表面改性技术） 我们的结论：多层涂料技术肯定不行；依据？ 讨论案例1：舰船紧固件的防腐蚀设计 七二五基本技术路线： 标准件预处理+特种涂料1 +特种涂料2+达克罗处理（技术核心：多层涂料技术） 第2页，共 19页 达克罗最