金属喷涂

flame spray/flame spray process/thermal spray

金属喷涂简介

金属喷涂是用熔融金属的高速粒子流喷在基体表面,以产生覆层的材料保护技术。金属喷涂的特征是:工件尺寸无上限,基体受热一般不超过200℃,覆层与基体间的附着力可高达 7兆帕。喷涂后的表面粗糙度可降到Ra1.25微米,加工后可到Ra0.16~0.04微米。但电弧法喷出的涂层表面较差,经加工后可达到一般精密工件的水平。

金属喷涂的金属材料

应用最多的金属材料是锌、铝和铝锌合金,主要用以保护钢铁的大型结构件。1952年中国曾在淮南电厂的 264座35千伏输变电塔上部喷涂锌成功,节约了大量维修费。喷铝比喷涂锌更适用于在恶劣的工业气氛和海洋大气中工作的构件,同时还具有耐磨、抗高温氧化和抗含硫化合物气体腐蚀的性能。

金属喷涂应用

①用于机械修复。用电弧喷涂中碳钢丝或弹簧钢丝可修复磨损的曲轴及机床的传动轴。喷涂Cr13钢可修复大型的挤压锤头。在电弧喷涂后,需要用酚醛树脂进行封闭并锤击封闭孔隙,再进行机械加工和抛光。用电弧法喷焊耐热和抗磨粒磨损的镍铬合金层,可修复大型的蒸汽加热辊等。②用于抗强烈化学介质的机械零件。如采油用的酸化压裂车柱塞因经常在15~28%盐酸中工作,可用等离子炬喷涂镍-铬-硼-硅自熔合金。用电弧或等离子法在保护气氛下喷涂钛或钛钽层,可防止泵壳内表面以及搅拌器等受含有氯离子的氧化性酸的腐蚀。③用于提高机械零件的耐磨性。在普通钢板上用等离子喷焊高铬铸铁,可使煤矿输煤机的中部槽板的使用期延长两倍。大型飞机发动机中的成千零件,经过金属、金属陶瓷和难熔材料等的喷涂,大修期可从4000小时延长到16000小时。④用于改善机械零件其他摩擦性能。在铸铁基体上用电弧法喷铝青铜,可代替整体铸造的青铜件制造海上浮吊的大型推力轴承。用铬钢和钢两种线材喷涂铝合金基体,可以制造摩托车的碟状制动器。

金属喷涂设备 

机械工业中常用的是电弧喷枪,适用于金属线材喷涂。火焰喷枪适用于金属线材以及金属陶瓷和难熔氧化物喷涂。等离子弧喷枪和等离子喷焊适用于各类粉末的喷涂。电弧和火焰喷枪用于一般防蚀和修复,其中用于喷涂锌和铝的,每小时可喷出200千克以上;用于其他功能性的,如覆层要求致密、附着力要求高的,多采用高能等离子喷涂和真空高能等离子喷涂。爆涂设备的喷粒速度可达2~3倍音速,适用于金属,特别是金属陶瓷和难熔氧化物喷涂。  

为保证获得经济而优质的金属喷涂层,除适当选择喷涂方法和喷涂材料外,喷前、喷后处理也是必要的步骤。为了提高附着力,功能性金属喷涂前常需要进行喷粒处理,再加喷涂结合性层(镍、钼等),或者在待喷涂表面上车制螺纹或开槽,继以喷粒处理或喷结合性涂层。喷后对喷涂层进行质量检验,并进行必要的封闭处理和相应的精加工。 

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