第五章 表面涂层技术.pptVIP

表面改性技术;;5.1 表面涂装;;;;;;;;;;;;;5.2 热喷涂;;;;;;;;;;电弧喷涂;电弧喷涂的特点和应用 电弧喷涂与火焰喷涂相比，有下述优点： （1）生产率高，一般为火焰喷涂的三倍以上。 （2）成本低，其施工成本比火焰喷涂低30%以上。 （3）热效率高，电弧热的利用率为60%～70%，火焰喷涂时火焰燃烧热的利用率仅为5%～15%。;（4）可用两根成分不同的金属丝制成具有独特综合性能的假合金涂层，如具有良好耐磨、减磨及导热性的铜－钢假合金涂层。 电弧喷涂具有上述特性，故被广泛用于钢铁构件的喷涂铝、喷涂锌、不锈钢或其它耐磨材料，用于机械零件的修复喷涂。另外，电弧喷涂还可用于塑料、木材等基体材料的喷涂。;等离子喷涂; 等离子喷涂由于能产生特别高的温度，所以它可以喷涂任何一种可熔材料。 等离子喷涂层组织细密，氧化物夹渣少，气孔率低，涂层与基体结合程度高，最高可达到60N／mm2，其结合机理以机械结合为主，在一些微区产生了冶金结合和物理结合。;与其它喷涂技术相比，等离子喷涂具有下列特点： （1）能够喷涂多种喷涂材料，尤其能喷涂熔点高的难熔材料，如难熔金属、陶瓷、金属陶瓷及其它特殊功能材料。 （2）可以选择惰性气体做为工作介质，减少了喷涂粒子在飞行过程中的氧化反应。 ; （3）涂层的结合强度高，气孔率低。 （4）能通过控制工艺参数制备精细涂层。 因此，等离子喷涂主要用于制备涂层质量要求高的耐蚀涂层；耐磨、减摩、固体润滑涂层；导电、绝缘涂层；隔热涂层、抗高温涂层和特殊涂层，在机械制造、石油化工、航天航空、交通运输、能源及电子工业中得到应用。 ;耐蚀涂层； 耐磨、减摩、固体润滑涂层； 导电、绝缘涂层； 隔热涂层； 抗高温涂层； 特殊涂层; （1）大功率 在高热能的条件下，配合高速喷嘴，使粉末微粒速度增大，而获得高的动能，于是粉末微粒在喷向基体表面时的热能和动能转化为涂层的结合能就高，从而提高了涂层的结合强度和涂层的致密度。;（2）Low Pressure Plasma Spraying Vacuum Plasma Spraying （a）涂层受氧化污染小，含杂质也少，故涂层的质量优于大气环境下喷涂??层。尤以对于氧敏感的材料如钛、钽、铌等材料是理想的喷涂环境。 （b）在真空室内进行，所以减少了对周围环境的污染；且噪音小，对操作者的健康是有利的。 （c）由于是计算机程控自动操作，故涂层的工艺参数重复性好，涂层生产性能稳定；且能通过数理统计选出最佳工艺参数，提高了涂层质量。 ;（3）新设备 ① Axial III型等离子喷涂设备  加拿大Mettech----三阴极轴向送粉等离子喷涂系统。传统的枪外送粉方式是将粉末从径向送入等子焰流，这样就会有部分粉末穿过或没有进入等离子焰，降低了粉末的沉积效率，又影响了涂层质量。而Axial III则可完全避免这些缺点。 Axial III轴向送粉喷枪包括3对相互独立的阳极和阴极，从而实现真正意义上的轴向送粉。 ; 高沉积效率、高送粉速率 低孔隙率、较高的涂层硬度 对粉末粒度分布要求不高。 喷涂WC-Co，Axial III可以比HVOF节省75%～80%的时间。目前，采用热喷涂工艺代替电镀铬成为新的研究方向，Axial III已经在许多领域替代了电镀铬，材料方面包括WC-Co，Cr-NiCr，Ti，NiCrBSi。此外，Axial III在制备要求较高的涂层方面，如网纹传墨辊涂层、报纸印刷辊涂层等也具有明显的优势。 ;（3）新设备 ② Multicoat 型等离子喷涂设备 Multicoat为全球最大的热喷涂公司—瑞士SulzerMetco公司研制的必威体育精装版型的等离子喷涂设备。Multicoat的设计基于“平台”概念，即使用相同的主平台，配备不同的软硬件及相应组件，可以实现不同的喷涂工艺。;（3）新设备 ② Multicoat 型等离子喷涂设备 Multicoat可以进行大气等离子喷涂（APS）、真空等离子喷涂（VPS）和超音速火焰喷涂（HVOF）。与以前的等离子喷涂设备相比，Multicoat将气体部分独立出来，这样既可以避免其他电路对质量流量计的干扰，又可以避免氢气泄漏发生危险，提高了系统的安全性。 ;（3）新设备 ③ 5500-2000型等离子喷涂设备  美国PRAXAIR-TAFA公司开发的等离子喷涂系统。采用专有软件实时控制和监测等离子弧的实际能量，即净能量。 操作者键入优化参数后，控制模块控制整个工艺过程，监测和实时显示喷枪效率，使系统参数根据喷枪条件而反应，并作出相应调节以维护