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                超聲火焰噴涂主要特點是什么?

                從未來的發展趨勢來看,人們將越來越重視火焰噴涂系統工程的研究。目前,許多國家都加強了火焰噴涂系統工程的研究,即從失效分析入手,通過對表面預處理、噴涂設備、噴涂材料和噴涂工藝的優化,制定出火焰噴涂的實施工藝方案。在發展過程中,火焰噴涂技術與其他學科相互交叉、相互滲透,形成了一種新的表面處理工藝。超音速火焰噴涂系統的火焰流飛行速度高,溫度相對較低,在制備耐磨涂層方面顯示出獨特的優勢。其主要特點如下?;鹧婧蛧娚淞W拥乃俣群芨?,高速區范圍大,噴射粒子的沖擊能量大?;鹧嫠俣瓤蛇_2000米/秒,噴涂粒子速度可達450米/秒~ 650米/秒甚至更高,可操作火焰噴涂距離范圍大(150毫米~ 380毫米),工藝性好?;鹧鎳娡炕鹧鏈囟鹊?,顆粒與周圍大氣接觸時間短,粉末氧化燒損小。超音速火焰噴涂的火焰溫度一般在2900 ~ 3300之間,低于等離子噴涂和電弧噴涂。而且顆粒在火焰流中飛行時間短,與周圍大氣接觸時間短,幾乎不與大氣發生反應,火焰噴涂材料的微觀結構變化很小,能保持其原有的特性。因此,粉末的氧化燒損小,特別適合火焰噴涂易氧化的粉末材料,如碳化物,如WC-Co、WC-Co-Cr、NiCr-Cr3C2等,超音速火焰噴涂制備的涂層結合強度高,噴涂的WC-Co涂層結合強度可達70MPa  ~ 90MPa;涂層非常致密,孔隙率低(小于1%);涂層硬度高,噴涂WC-Co涂層的顯微硬度(HV)高達1600,與燒結材料相當。涂層應力為壓應力,殘余應力低,可噴涂厚涂層。超音速火焰噴涂與爆炸噴涂相比,也是利用燃料燃燒形成超音速氣流,但后者是連續均勻的高速火焰流,而前者是脈動的,必須與惰性氣體同步脈動地排除筒內殘余氣體。

                  超聲火焰噴涂涂層密度高、結合強度高、硬度高,涂層中氧化物含量低。然而,HVOF仍有以下難以克服的缺陷。適合噴涂的材料較少。超聲波火焰噴涂技術具有高速、低溫的特點。噴涂WC-Co、WC-Co-Cr、NiCr-Cr3C2等粉末時,高速和低溫使顆粒的飛行時間短,保證了噴涂過程中粉末的氧化和失碳少,從而使涂層具有更高的硬度和更好的耐磨性。但不能熔化高熔點陶瓷粉末材料;噴涂金屬或合金粉末時,成本太高,無法顯示優越性。目前超音速火焰噴涂主要用于噴涂WC-Co、WC-Co-Cr、NiCr-Cr3C2等碳化物金屬陶瓷涂層材料。不適合噴涂其他陶瓷涂層材料;不建議用于噴涂金屬和合金粉末材料。要求噴涂粉末的粒度高。由于HVOF噴涂時顆粒飛行速度高,火焰溫度低,粉末的加熱時間只有千分之幾秒,而粗顆粒在高速射流中的明顯滯后性影響了沉積效率和涂層的均勻性,所以對噴涂粉末的粒度要求很高。熱效率低,成本高,燃料高強度燃燒產生的大量熱能被冷卻水或冷卻空氣帶走;高速火焰流的熱能,由于粉末在火焰流中停留時間短,換熱不充分,也影響了熱能的利用率。這樣涂層的成本增加,一般高于氣體穩定等離子噴涂。沉積效率低

                  沉積效率不僅影響涂層形成的速度,還直接影響生產成本。超聲火焰噴涂WC-Co粉末時,沉積效率通常低于45%,而噴涂NiCr-Cr3C2時,沉積效率僅為30% ~40%左右,大大增加了涂層材料的消耗和成本。

                  超音速火焰噴涂雖然形成壓應力涂層,理論上可以噴涂較厚的涂層,但實際上如果噴涂一層WC-Co涂層,涂層硬度會較高,對后面噴涂的WC-Co顆粒的反彈力較大,會進一步降低沉積效率。

                供氣系統龐大,操作不便。超音速火焰噴涂的氣體消耗量大(一般在90m3/h以上),通常是普通火焰噴涂的幾倍到10倍。即使使用煤油等液體燃料,耗氧量也很大,需要“公交”管網供氣。如果使用氣體燃料,供氣裝置會更大。

                工件受熱過大。用高流量氣體連續噴射工件,使得工件基體接收大量熱量。筒體易結瘤。

                JP-500配有不同長度的槍管。如果選用的噴涂材料質量不好或者噴涂時間長,往往會有根瘤。超音速火焰噴槍使用壓縮空氣作為助燃氣體,稱為高速空氣燃料噴涂(HVAF)??纱蟠蠼档脱鯕庀暮统杀?,簡化供氧設備,降低燃燒火焰溫度,無需水冷。噴涂WC-Co易氧化高耐磨涂層時,碳化物燒損減少,涂層質量較好。但是需要10m3以上的空壓機。

                  火焰噴涂技術有多種方法,但每種方法都有各自的優點和局限性。不同的角度會得到不同的結果。以高速火焰噴涂(簡稱HVOF)為例,用HVOF工藝噴涂金屬、合金和金屬陶瓷材料時,結合強度高(70MPa)、高密度。


                相關標簽:火焰噴涂,

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