表面涂敷技術(shù)-6

1、第六章第六章 表面涂敷技術(shù)表面涂敷技術(shù)第六章第六章 表面涂敷技術(shù)表面涂敷技術(shù) 表面涂裝表面涂裝6.1 熱噴涂熱噴涂6.2 堆焊堆焊6.3 其它涂敷技術(shù)其它涂敷技術(shù)6.46.1 表面涂裝表面涂裝 1.1.涂裝相關(guān)概念涂裝相關(guān)概念涂裝：用有機涂料通過一定的方法涂覆于材料或制件涂裝：用有機涂料通過一定的方法涂覆于材料或制件表面，形成涂膜的全部工藝過程。表面，形成涂膜的全部工藝過程。油漆油漆：植物油植物油涂料涂料：合成樹脂：合成樹脂涂料涂料：概念廣泛，傳統(tǒng)涂料：概念廣泛，傳統(tǒng)涂料 、水性涂料、粉末涂料等、水性涂料、粉末涂料等涂料的組成涂料的組成 溶劑揮發(fā)類溶劑揮發(fā)類： 涂料在成膜過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，

2、只涂料在成膜過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只是溶劑揮發(fā)使涂料干燥成膜，一般為自然干燥型涂料，是溶劑揮發(fā)使涂料干燥成膜，一般為自然干燥型涂料，容易重新涂裝。容易重新涂裝。固化干燥類固化干燥類： 成膜物質(zhì)一般是相對分子質(zhì)量較低的線成膜物質(zhì)一般是相對分子質(zhì)量較低的線性聚合物，可溶解于特定的溶劑中，經(jīng)涂裝、溶劑揮發(fā)性聚合物，可溶解于特定的溶劑中，經(jīng)涂裝、溶劑揮發(fā)后，就可通過化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)固化成膜。氣干型、烘烤型、后，就可通過化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)固化成膜。氣干型、烘烤型、兩罐型、輻射型。兩罐型、輻射型。涂料種類涂料種類涂料名由顏色或顏料名稱涂料名由顏色或顏料名稱+成膜物質(zhì)名稱成膜物質(zhì)名稱+基本名稱基本名稱組成。組成。例如

3、：白色丙烯酸磁漆，鐵紅環(huán)氧底漆。例如：白色丙烯酸磁漆，鐵紅環(huán)氧底漆。 在涂料命名時，除了粉末涂料外仍采用在涂料命名時，除了粉末涂料外仍采用“漆漆”一詞，對涂料具體品種稱為某某漆，而在統(tǒng)稱時用一詞，對涂料具體品種稱為某某漆，而在統(tǒng)稱時用“涂料涂料”而不用而不用“漆漆”一詞。一詞。對于某些有專業(yè)用途及特性的產(chǎn)品，必要時在成膜對于某些有專業(yè)用途及特性的產(chǎn)品，必要時在成膜物質(zhì)后面加以說明。例如：紅醇酸導(dǎo)電磁漆，白硝物質(zhì)后面加以說明。例如：紅醇酸導(dǎo)電磁漆，白硝基外用磁漆?；庥么牌?。涂料產(chǎn)品的命名涂料產(chǎn)品的命名涂料編號時采用的型號由三部分組成：涂料編號時采用的型號由三部分組成：第一部分是成膜物質(zhì)，用漢語

4、拼音字母表示；第一部分是成膜物質(zhì)，用漢語拼音字母表示；第二部分是基本名稱，用兩位數(shù)字表示；第二部分是基本名稱，用兩位數(shù)字表示；第三部分是序號，用以表示同類品種間的組成、配第三部分是序號，用以表示同類品種間的組成、配比或用途的不同。比或用途的不同。這樣組成的型號就只表示一個涂料品種，而不會重這樣組成的型號就只表示一個涂料品種，而不會重復(fù)。復(fù)。例如：例如：C04-2 各色醇酸磁漆各色醇酸磁漆涂料產(chǎn)品的命名涂料產(chǎn)品的命名涂裝預(yù)處理涂裝預(yù)處理涂裝涂裝干燥固化干燥固化預(yù)處理：清除污垢、化學(xué)處理（磷化、鈍化）、消預(yù)處理：清除污垢、化學(xué)處理（磷化、鈍化）、消除缺陷、合適粗糙度。除缺陷、合適粗糙度。涂布方法：

5、各種類型涂布方法：各種類型干燥固化：自然干燥、人工干燥（加熱、照射）干燥固化：自然干燥、人工干燥（加熱、照射）涂裝工藝過程涂裝工藝過程在交通道路上，由醒目涂料顏色制成的各種標志牌和道路分離線，在黑夜在交通道路上，由醒目涂料顏色制成的各種標志牌和道路分離線，在黑夜中依然明亮清晰，可以防止各種交通事故的發(fā)生。中依然明亮清晰，可以防止各種交通事故的發(fā)生。 靜電噴涂靜電噴涂：是用靜電噴槍使油漆霧化并帶負電荷，與：是用靜電噴槍使油漆霧化并帶負電荷，與接地的工件間形成高壓靜電場，靜電引力使漆霧均勻沉接地的工件間形成高壓靜電場，靜電引力使漆霧均勻沉積在工件表面。積在工件表面。涂膜均勻涂膜均勻易于自動化易于自

6、動化油漆利用率高油漆利用率高電泳涂裝：將電泳漆用水稀釋到固體分為電泳涂裝：將電泳漆用水稀釋到固體分為10-15%左右，左右，加入電泳槽內(nèi)，將工件浸入作為電極，通以直流電時電加入電泳槽內(nèi)，將工件浸入作為電極，通以直流電時電泳漆中的樹脂和顏料移向工件，沉積在工件表面，烘干泳漆中的樹脂和顏料移向工件，沉積在工件表面，烘干后形成均勻的漆層。后形成均勻的漆層。生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高安全環(huán)保：水安全環(huán)保：水涂膜均勻、附著力好涂膜均勻、附著力好粉末涂裝：以粉末形態(tài)進行涂裝，經(jīng)熔融或交聯(lián)固化粉末涂裝：以粉末形態(tài)進行涂裝，經(jīng)熔融或交聯(lián)固化形成涂膜。形成涂膜。樹脂分子量大：質(zhì)量、耐久性好樹脂分子量大：質(zhì)量、耐久性好

7、損失少：可回收損失少：可回收專用設(shè)備、調(diào)色難、薄層難、單涂層專用設(shè)備、調(diào)色難、薄層難、單涂層無溶劑：無毒無溶劑：無毒溫度高、可涂厚膜溫度高、可涂厚膜缺點：缺點：優(yōu)點：優(yōu)點：粉末涂裝生產(chǎn)線粉末涂裝生產(chǎn)線靜電粉末：噴涂、固化爐靜電粉末：噴涂、固化爐耐高溫涂層：有機硅耐高溫涂層：有機硅+玻璃陶瓷，玻璃陶瓷，1370燒蝕涂料：能夠碳化、泡沸碳；美國火星的燒蝕涂料：能夠碳化、泡沸碳；美國火星的“海盜海盜”號飛號飛船的艙身和外露部件均涂有一層船的艙身和外露部件均涂有一層12.7 厚的有機硅樹脂厚的有機硅樹脂中的酚醛中的酚醛-玻璃珠玻璃珠-軟木的絕緣層，耐摩擦產(chǎn)生的溫度約軟木的絕緣層，耐摩擦產(chǎn)生的溫度約14

8、82。示溫涂料：隨溫度變化而變顏色，晶型轉(zhuǎn)變、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變、示溫涂料：隨溫度變化而變顏色，晶型轉(zhuǎn)變、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變、脫水、分解、固相反應(yīng)。脫水、分解、固相反應(yīng)。偽裝涂料偽裝涂料隱身涂料：吸收電磁波，鐵氧體、氧化鎂等鐵磁性物質(zhì)隱身涂料：吸收電磁波，鐵氧體、氧化鎂等鐵磁性物質(zhì)熒光涂料：發(fā)光材料熒光涂料：發(fā)光材料6.2 熱噴涂熱噴涂1.1.什么是熱噴涂？什么是熱噴涂？熱噴涂：采用氣體、液體燃料或電弧、等離子弧、激光熱噴涂：采用氣體、液體燃料或電弧、等離子弧、激光等作熱源，將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬噴涂材料加等作熱源，將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬噴涂材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，并用熱源自身的動力或外加高熱到熔

9、融或半熔融狀態(tài)，并用熱源自身的動力或外加高速氣流霧化，使噴涂材料的熔滴以一定的速度噴向經(jīng)過速氣流霧化，使噴涂材料的熔滴以一定的速度噴向經(jīng)過預(yù)處理的工件表面，依靠噴涂材料的物理變化和化學(xué)反預(yù)處理的工件表面，依靠噴涂材料的物理變化和化學(xué)反應(yīng)，形成附著牢固的表面層的加工方法。應(yīng)，形成附著牢固的表面層的加工方法。熱噴涂原理熱噴涂原理2.熱噴涂原理熱噴涂原理霧化霧化變形變形凝固凝固堆積堆積3.熱噴涂涂層結(jié)熱噴涂涂層結(jié)構(gòu)構(gòu)機械結(jié)合：凸凹不平表面相互咬合機械結(jié)合：凸凹不平表面相互咬合冶金結(jié)合：涂層粒子和基體產(chǎn)生擴散微區(qū)冶金結(jié)合：涂層粒子和基體產(chǎn)生擴散微區(qū)物理結(jié)合：高速粒子撞擊，晶格范圍，范德華力物理結(jié)合：高

10、速粒子撞擊，晶格范圍，范德華力粒子間結(jié)合：機械為主、擴散冶金也存在粒子間結(jié)合：機械為主、擴散冶金也存在4.熱噴涂涂層結(jié)合力的特點熱噴涂涂層結(jié)合力的特點主要為機械結(jié)合主要為機械結(jié)合各種基體材料：金屬、玻璃、陶瓷、有機材料各種基體材料：金屬、玻璃、陶瓷、有機材料方法多樣：有十幾種之多。方法多樣：有十幾種之多。噴涂材料種類廣泛：金屬、合金、陶瓷、有機噴涂材料種類廣泛：金屬、合金、陶瓷、有機噴涂工件不受限制：大面積、小工件均可噴涂工件不受限制：大面積、小工件均可涂層厚度可控：幾十微米到幾毫米涂層厚度可控：幾十微米到幾毫米5.熱噴涂技術(shù)的主要優(yōu)熱噴涂技術(shù)的主要優(yōu)點點線材：碳鋼絲、不銹鋼絲、鋁絲、銅絲、復(fù)

11、合噴涂絲線材：碳鋼絲、不銹鋼絲、鋁絲、銅絲、復(fù)合噴涂絲及鎳、銅、鋁的合金絲等。鋅絲及鎳、銅、鋁的合金絲等。鋅絲粉末：金屬及合金粉末、陶瓷粉、復(fù)合材料粉末和塑粉末：金屬及合金粉末、陶瓷粉、復(fù)合材料粉末和塑料顆粒等。鎳基合金粉。料顆粒等。鎳基合金粉。6.熱噴涂涂層材料的主要形式熱噴涂涂層材料的主要形式7.熱噴涂各種技術(shù)的特點比較熱噴涂各種技術(shù)的特點比較7.熱噴涂各種技術(shù)的特點比較熱噴涂各種技術(shù)的特點比較線材火焰噴涂：設(shè)備簡單，價格便宜，手持操作，調(diào)線材火焰噴涂：設(shè)備簡單，價格便宜，手持操作，調(diào)節(jié)簡單，工件表面溫度較低，節(jié)簡單，工件表面溫度較低，粉末火焰噴涂：顆粒由表面向內(nèi)部融化，不存在破碎粉末火焰

12、噴涂：顆粒由表面向內(nèi)部融化，不存在破碎和霧化，粉末粒度決定噴涂粒度，存在不同部分融化和霧化，粉末粒度決定噴涂粒度，存在不同部分融化不一致問題。不一致問題。7.熱噴涂各種技術(shù)的特點比較熱噴涂各種技術(shù)的特點比較工件表面準備：潔凈、粗糙、新鮮，酸洗或噴砂除氧工件表面準備：潔凈、粗糙、新鮮，酸洗或噴砂除氧化皮，有機溶劑或堿水除污，車削、磨削、噴砂粗糙化皮，有機溶劑或堿水除污，車削、磨削、噴砂粗糙預(yù)熱：提高工件與熔滴接觸溫度，有利于咬合；降低預(yù)熱：提高工件與熔滴接觸溫度，有利于咬合；降低冷卻速度（應(yīng)力）；去除表面水分。冷卻速度（應(yīng)力）；去除表面水分。噴涂：火焰溫度、供給速度、氣體壓力、噴涂距離、噴涂：火

13、焰溫度、供給速度、氣體壓力、噴涂距離、噴涂角度、噴涂移動速度。噴涂角度、噴涂移動速度。噴后處理：有孔結(jié)構(gòu)，蠟或樹脂封口。噴后處理：有孔結(jié)構(gòu)，蠟或樹脂封口。8.熱噴涂技術(shù)的主要工藝熱噴涂技術(shù)的主要工藝電弧噴涂是將兩根被噴涂的金屬絲作為自耗性電極，輸送電弧噴涂是將兩根被噴涂的金屬絲作為自耗性電極，輸送直流或交流電，利用絲材端部產(chǎn)生的電弧作為熱源來熔化直流或交流電，利用絲材端部產(chǎn)生的電弧作為熱源來熔化金屬，用壓縮氣流霧化熔滴并噴射在基材表面形成涂層。金屬，用壓縮氣流霧化熔滴并噴射在基材表面形成涂層。噴涂導(dǎo)電材料，噴涂顆粒大小不勻，質(zhì)地不均，燒失量大噴涂導(dǎo)電材料，噴涂顆粒大小不勻，質(zhì)地不均，燒失量大但

14、效率高，液滴變形量大，結(jié)合強度高，價格便宜但效率高，液滴變形量大，結(jié)合強度高，價格便宜電弧電壓、電弧電流、送絲速度、氣體壓力和流量、噴涂電弧電壓、電弧電流、送絲速度、氣體壓力和流量、噴涂距離，距離，9.電弧噴涂技術(shù)電弧噴涂技術(shù)等離子噴涂是以電弧放電產(chǎn)生等離子體作為高溫熱源，等離子噴涂是以電弧放電產(chǎn)生等離子體作為高溫熱源，以噴涂粉末材料為主，將噴涂粉末加熱至熔化或熔融狀以噴涂粉末材料為主，將噴涂粉末加熱至熔化或熔融狀態(tài)，在等離子射流加速下獲得很高速度，噴射到基材表態(tài)，在等離子射流加速下獲得很高速度，噴射到基材表面形成涂層。面形成涂層。工作氣體為氬氣或氦氣，工作溫度高，可熔化所有金屬，工作氣體為氬

15、氣或氦氣，工作溫度高，可熔化所有金屬，噴涂效率高，涂層致密結(jié)合強度高。噴涂效率高，涂層致密結(jié)合強度高。輸入功率，氣體及流量，供粉速度，噴涂距離，噴涂角，輸入功率，氣體及流量，供粉速度，噴涂距離，噴涂角，移動速度。移動速度。9.等離子噴涂技術(shù)等離子噴涂技術(shù) 等離子噴涂由于能產(chǎn)生特別高的溫度，所以它可以噴涂等離子噴涂由于能產(chǎn)生特別高的溫度，所以它可以噴涂任何一種可熔材料。任何一種可熔材料。 等離子噴涂層組織細密，氧化物夾渣少，氣孔率低，涂等離子噴涂層組織細密，氧化物夾渣少，氣孔率低，涂層與基體結(jié)合程度高，最高可達到層與基體結(jié)合程度高，最高可達到70MPa，其結(jié)合機理以，其結(jié)合機理以機械結(jié)合為主，在

16、一些微區(qū)產(chǎn)生了冶金結(jié)合和物理結(jié)合。機械結(jié)合為主，在一些微區(qū)產(chǎn)生了冶金結(jié)合和物理結(jié)合。與其它噴涂技術(shù)相比，等離子噴涂具有下列特點：與其它噴涂技術(shù)相比，等離子噴涂具有下列特點： （1）能夠噴涂多種噴涂材料，尤其能噴涂熔點高的難熔）能夠噴涂多種噴涂材料，尤其能噴涂熔點高的難熔材料，如難熔金屬、陶瓷、金屬陶瓷及其它特殊功能材料。材料，如難熔金屬、陶瓷、金屬陶瓷及其它特殊功能材料。 （2）可以選擇惰性氣體做為工作介質(zhì)，減少了噴涂粒子）可以選擇惰性氣體做為工作介質(zhì)，減少了噴涂粒子在飛行過程中的氧化反應(yīng)。在飛行過程中的氧化反應(yīng)。 （3）涂層的結(jié)合強度高，氣孔率低。）涂層的結(jié)合強度高，氣孔率低。 （4）能通過

17、控制工藝參數(shù)制備精細涂層。）能通過控制工藝參數(shù)制備精細涂層。 因此，因此，等離子噴涂主要用于制備涂層質(zhì)量要求高的等離子噴涂主要用于制備涂層質(zhì)量要求高的耐蝕涂層；耐蝕涂層；耐磨、減摩、耐磨、減摩、固體潤滑涂層；固體潤滑涂層；導(dǎo)電、絕緣涂層；導(dǎo)電、絕緣涂層；隔熱涂層、隔熱涂層、抗高溫涂層和特殊涂層抗高溫涂層和特殊涂層，在機械制造、石油化工、航天航空、交通運輸、能源及電在機械制造、石油化工、航天航空、交通運輸、能源及電子工業(yè)中得到應(yīng)用。子工業(yè)中得到應(yīng)用。 （1 1）大功率）大功率 在高熱能的條件下，配合高速噴嘴，使粉在高熱能的條件下，配合高速噴嘴，使粉末微粒速度增大，而獲得高的動能，于是粉末微粒速度

18、增大，而獲得高的動能，于是粉末微粒在噴向基體表面時的熱能和動能轉(zhuǎn)化末微粒在噴向基體表面時的熱能和動能轉(zhuǎn)化為涂層的結(jié)合能就高，從而提高了涂層的結(jié)為涂層的結(jié)合能就高，從而提高了涂層的結(jié)合強度和涂層的致密度。合強度和涂層的致密度。等離子噴涂的新進展等離子噴涂的新進展（2）Low Pressure Plasma Spraying Vacuum Plasma Spraying （a）涂層受氧化污染小，含雜質(zhì)也少，故涂層的質(zhì)量優(yōu)于）涂層受氧化污染小，含雜質(zhì)也少，故涂層的質(zhì)量優(yōu)于大氣環(huán)境下噴涂涂層。尤以對于氧敏感的材料如鈦、鉭、鈮大氣環(huán)境下噴涂涂層。尤以對于氧敏感的材料如鈦、鉭、鈮等材料是理想的噴涂環(huán)境。等

19、材料是理想的噴涂環(huán)境。 （b）在真空室內(nèi)進行，所以減少了對周圍環(huán)境的污染；且）在真空室內(nèi)進行，所以減少了對周圍環(huán)境的污染；且噪音小，對操作者的健康是有利的。噪音小，對操作者的健康是有利的。 （c）由于是計算機程控自動操作，故涂層的工藝參數(shù)重）由于是計算機程控自動操作，故涂層的工藝參數(shù)重復(fù)性好，涂層生產(chǎn)性能穩(wěn)定；且能通過數(shù)理統(tǒng)計選出最佳工復(fù)性好，涂層生產(chǎn)性能穩(wěn)定；且能通過數(shù)理統(tǒng)計選出最佳工藝參數(shù)，提高了涂層質(zhì)量。藝參數(shù)，提高了涂層質(zhì)量。（3）新設(shè)備）新設(shè)備 A x i a l I I I 型 等 離 子 噴 涂 設(shè) 備型 等 離 子 噴 涂 設(shè) 備 加拿大加拿大Mettech-三陰極軸向送粉等離

20、子噴涂系統(tǒng)。三陰極軸向送粉等離子噴涂系統(tǒng)。傳統(tǒng)的槍外送粉方式是將粉末從徑向送入等子焰流，這樣就傳統(tǒng)的槍外送粉方式是將粉末從徑向送入等子焰流，這樣就會有部分粉末穿過或沒有進入等離子焰，降低了粉末的沉積會有部分粉末穿過或沒有進入等離子焰，降低了粉末的沉積效率，又影響了涂層質(zhì)量。而效率，又影響了涂層質(zhì)量。而Axial III則可完全避免這些則可完全避免這些缺點。缺點。 Axial III軸向送粉噴槍包括軸向送粉噴槍包括3對相互獨立的陽極和陰極，對相互獨立的陽極和陰極，從而實現(xiàn)真正意義上的軸向送粉。從而實現(xiàn)真正意義上的軸向送粉。 高沉積效率、高送粉速率高沉積效率、高送粉速率 低孔隙率、較高的涂層硬度低

21、孔隙率、較高的涂層硬度 對粉末粒度分布要求不高。對粉末粒度分布要求不高。 噴涂噴涂WC-Co，Axial III可以比可以比HVOF節(jié)省節(jié)省75%80%的時間。的時間。目前，采用熱噴涂工藝代替電鍍鉻成為新的研究方向，目前，采用熱噴涂工藝代替電鍍鉻成為新的研究方向，Axial III已經(jīng)在許多領(lǐng)域替代了電鍍鉻，材料方面包括已經(jīng)在許多領(lǐng)域替代了電鍍鉻，材料方面包括WC-Co，Cr-NiCr，Ti，NiCrBSi。此外，此外，Axial III在制備要求較高的涂層方面，如網(wǎng)紋傳墨在制備要求較高的涂層方面，如網(wǎng)紋傳墨輥涂層、報紙印刷輥涂層等也具有明顯的優(yōu)勢。輥涂層、報紙印刷輥涂層等也具有明顯的優(yōu)勢。

22、（3）新設(shè)備）新設(shè)備 Multicoat 型等離子噴涂設(shè)備型等離子噴涂設(shè)備 M u l t i c o a t 為 全 球 最 大 的 熱 噴 涂 公 司為 全 球 最 大 的 熱 噴 涂 公 司 瑞 士瑞 士SulzerMetco公司研制的最新型的等離子噴涂設(shè)備。公司研制的最新型的等離子噴涂設(shè)備。Multicoat的設(shè)計基于的設(shè)計基于“平臺平臺”概念，即使用相同的主平概念，即使用相同的主平臺，配備不同的軟硬件及相應(yīng)組件，可以實現(xiàn)不同的噴涂工臺，配備不同的軟硬件及相應(yīng)組件，可以實現(xiàn)不同的噴涂工藝。藝。（3）新設(shè)備）新設(shè)備 Multicoat 型等離子噴涂設(shè)備型等離子噴涂設(shè)備 Multicoat

23、可以進行大氣等離子噴涂（可以進行大氣等離子噴涂（APS）、真空等）、真空等離子噴涂（離子噴涂（VPS）和超音速火焰噴涂（）和超音速火焰噴涂（HVOF）。與以前）。與以前的等離子噴涂設(shè)備相比，的等離子噴涂設(shè)備相比，Multicoat將氣體部分獨立出來，將氣體部分獨立出來，這樣既可以避免其他電路對質(zhì)量流量計的干擾，又可以避免這樣既可以避免其他電路對質(zhì)量流量計的干擾，又可以避免氫氣泄漏發(fā)生危險，提高了系統(tǒng)的安全性。氫氣泄漏發(fā)生危險，提高了系統(tǒng)的安全性。 （3）新設(shè)備）新設(shè)備 5 5 0 0 - 2 0 0 0 型 等 離 子 噴 涂 設(shè) 備型 等 離 子 噴 涂 設(shè) 備 美國美國PRAXAIR-TA

24、FA公司開發(fā)的等離子噴涂系統(tǒng)。采公司開發(fā)的等離子噴涂系統(tǒng)。采用專有軟件實時控制和監(jiān)測等離子弧的實際能量，即凈能量。用專有軟件實時控制和監(jiān)測等離子弧的實際能量，即凈能量。 操作者鍵入優(yōu)化參數(shù)后，控制模塊控制整個工藝過程，操作者鍵入優(yōu)化參數(shù)后，控制模塊控制整個工藝過程，監(jiān)測和實時顯示噴槍效率，使系統(tǒng)參數(shù)根據(jù)噴槍條件而反應(yīng)，監(jiān)測和實時顯示噴槍效率，使系統(tǒng)參數(shù)根據(jù)噴槍條件而反應(yīng)，并作出相應(yīng)調(diào)節(jié)以維護目標等離子體能量，提供穩(wěn)定的能量并作出相應(yīng)調(diào)節(jié)以維護目標等離子體能量，提供穩(wěn)定的能量輸出水平。輸出水平。 （3）新設(shè)備）新設(shè)備 5 5 0 0 - 2 0 0 0 型 等 離 子 噴 涂 設(shè) 備型 等 離

25、子 噴 涂 設(shè) 備 PRAXAIR-TAFA公司還開發(fā)出了類似公司還開發(fā)出了類似Multicoat的多的多功能噴涂系統(tǒng)功能噴涂系統(tǒng)GTS，和大功率等離子噴涂系統(tǒng)，和大功率等離子噴涂系統(tǒng)PlazJet（噴（噴涂功率可以達到涂功率可以達到200kW），其中），其中GTS可以進行等離子噴涂、可以進行等離子噴涂、超音速火焰噴涂和電弧噴涂。超音速火焰噴涂和電弧噴涂。 PlazJet在國內(nèi)已有數(shù)家用戶。在國內(nèi)已有數(shù)家用戶。 （3）新設(shè)備）新設(shè)備 水穩(wěn)等離子噴涂水穩(wěn)等離子噴涂 水穩(wěn)等離子噴涂是一種高功率和高速等離子噴涂方法水穩(wěn)等離子噴涂是一種高功率和高速等離子噴涂方法, 它是在由高速旋轉(zhuǎn)的水形成的隧道里產(chǎn)生

26、的弧中它是在由高速旋轉(zhuǎn)的水形成的隧道里產(chǎn)生的弧中,水蒸氣水蒸氣分解形成分解形成O2 和和 H2 的等離子工作氣的噴涂方法。與氣體的等離子工作氣的噴涂方法。與氣體等離子噴涂方法相比等離子噴涂方法相比, 其焰流溫度更高體積更大更長其焰流溫度更高體積更大更長, 特特別是能量更高別是能量更高, 因而特別適合于高熔點氧化物陶瓷的大量因而特別適合于高熔點氧化物陶瓷的大量噴涂。噴涂。（3）新設(shè)備）新設(shè)備 水穩(wěn)等離子噴涂水穩(wěn)等離子噴涂優(yōu)點：輸出功率大優(yōu)點：輸出功率大(150 -200 kw), 涂層結(jié)合強度是涂層結(jié)合強度是氣體等離子噴涂涂層的氣體等離子噴涂涂層的2 - 3 倍倍, 并且涂層致密并且涂層致密,

27、其硬度、其硬度、耐磨性和耐熱沖擊性能也有很大提高；耐磨性和耐熱沖擊性能也有很大提高； 噴涂效率高噴涂效率高, 噴涂噴涂能力最大為能力最大為50 kg / h； 涂層厚度可達涂層厚度可達20 mm；只需；只需水和空氣水和空氣, 運行成本低運行成本低, 比其他噴涂方法經(jīng)濟。比其他噴涂方法經(jīng)濟。 缺點：焰缺點：焰流為氧化焰流為氧化焰, 不適噴涂容易氧化的材料。此外不適噴涂容易氧化的材料。此外, 噴涂槍體噴涂槍體積較大積較大, 比較笨重。比較笨重。 60年代年代-美國美國Browining-Jet Kote法法 1983年年-美國專利美國專利 在設(shè)備工藝上必須提供足夠高的氣體壓力，以產(chǎn)生高達在設(shè)備工藝

28、上必須提供足夠高的氣體壓力，以產(chǎn)生高達5倍于音速的焰流（倍于音速的焰流（1830ms）。氣體的消耗量也很大，所）。氣體的消耗量也很大，所以需要龐大的供氣系統(tǒng)，就氧氣而言，通常是一般火焰噴涂以需要龐大的供氣系統(tǒng)，就氧氣而言，通常是一般火焰噴涂的的10倍。倍。超音速火焰噴涂超音速火焰噴涂 （一）超音速火焰噴涂原理（一）超音速火焰噴涂原理 超音速噴涂是通過一個噴嘴實現(xiàn)的，這個噴嘴是按流體超音速噴涂是通過一個噴嘴實現(xiàn)的，這個噴嘴是按流體動力學(xué)的原理設(shè)計的。噴嘴的流道是由細的喉管和逐漸加粗動力學(xué)的原理設(shè)計的。噴嘴的流道是由細的喉管和逐漸加粗到某一尺寸的錐形管組成，這種結(jié)構(gòu)被稱為到某一尺寸的錐形管組成，這

29、種結(jié)構(gòu)被稱為Laval噴嘴。噴嘴。 噴涂時，燃料氣體和助燃劑（噴涂時，燃料氣體和助燃劑（O2）以一定的比例導(dǎo)入燃）以一定的比例導(dǎo)入燃燒室內(nèi)混合，爆炸式燃燒，高溫燃氣經(jīng)燃燒室上部燃燒頭內(nèi)燒室內(nèi)混合，爆炸式燃燒，高溫燃氣經(jīng)燃燒室上部燃燒頭內(nèi)的四根傾斜噴管進入銅噴嘴，粉末由送粉氣（的四根傾斜噴管進入銅噴嘴，粉末由送粉氣（Ar或或N2）定量）定量沿燃燒頭內(nèi)碳化鎢中心套管送入高溫燃氣中。由高溫高速燃沿燃燒頭內(nèi)碳化鎢中心套管送入高溫燃氣中。由高溫高速燃氣帶出噴嘴，直接噴在件上。整個噴槍由循環(huán)水冷卻。氣帶出噴嘴，直接噴在件上。整個噴槍由循環(huán)水冷卻。超音速火焰噴涂超音速火焰噴涂超音速火焰噴涂超音速火焰噴涂超音

30、速火焰噴涂超音速火焰噴涂 在國內(nèi)在國內(nèi),武漢材料保護研究所武漢材料保護研究所,北京鋼鐵研北京鋼鐵研究總院究總院,北京鈦得新工藝材料有限公司等也在北京鈦得新工藝材料有限公司等也在進行這方面研究進行這方面研究,并生產(chǎn)出有自己特色的超音并生產(chǎn)出有自己特色的超音速噴涂裝置。速噴涂裝置。 （二）超音速噴涂的特點（二）超音速噴涂的特點（1）粉粒溫度較低，氧化較輕，但只適于噴涂金屬粉末、）粉粒溫度較低，氧化較輕，但只適于噴涂金屬粉末、CoWC粉末以及低熔點粉末以及低熔點TiO2陶瓷粉末。陶瓷粉末。（2）粉粒運動速度高，噴涂效率高，涂層表面粗糙度低。）粉粒運動速度高，噴涂效率高，涂層表面粗糙度低。（3）粉粒尺

31、寸?。ǎ┓哿３叽缧。?053m）、分布范圍窄，否則不能）、分布范圍窄，否則不能熔化。熔化。（4）涂層結(jié)合強度、致密度高，無分層現(xiàn)象。（）涂層結(jié)合強度、致密度高，無分層現(xiàn)象。（5）噴涂距）噴涂距離可在較大范圍內(nèi)變動，而不影響噴涂質(zhì)量。離可在較大范圍內(nèi)變動，而不影響噴涂質(zhì)量。（6）噪音大（）噪音大（120dB），需有隔音和防護裝置。），需有隔音和防護裝置。超音速火焰噴涂超音速火焰噴涂（三）涂層性能及應(yīng)用（三）涂層性能及應(yīng)用 粉粒速度高，溫度低，因而涂層的質(zhì)量明顯優(yōu)于常用粉粒速度高，溫度低，因而涂層的質(zhì)量明顯優(yōu)于常用的等離子涂層。的等離子涂層。 美國最大的噴涂公司美國最大的噴涂公司Akron公司自公

32、司自1982年以來一直年以來一直用用JetKote法為美國各火力發(fā)電站的過熱蒸氣發(fā)生器管法為美國各火力發(fā)電站的過熱蒸氣發(fā)生器管路系統(tǒng)涂路系統(tǒng)涂316、420不銹鋼防腐涂層，取得很好的經(jīng)濟效不銹鋼防腐涂層，取得很好的經(jīng)濟效益。益。超音速火焰噴涂超音速火焰噴涂（三）涂層性能及應(yīng)用（三）涂層性能及應(yīng)用 美國通用飛機公司對噴氣發(fā)動機易受磨粒磨損、粘著美國通用飛機公司對噴氣發(fā)動機易受磨粒磨損、粘著磨損和沖蝕磨損的主要部件用磨損和沖蝕磨損的主要部件用JetKote法和等離子法噴法和等離子法噴涂鈷基耐磨合金后的涂層進行了系統(tǒng)的對比研究，結(jié)果表明：涂鈷基耐磨合金后的涂層進行了系統(tǒng)的對比研究，結(jié)果表明：JetK

33、ote法所得涂層性能明顯優(yōu)于等離子涂層，而且涂法所得涂層性能明顯優(yōu)于等離子涂層，而且涂層的結(jié)合強度，氧化物含量少。層的結(jié)合強度，氧化物含量少。超音速火焰噴涂超音速火焰噴涂超音速火焰噴涂超音速火焰噴涂（一）爆炸噴涂的工作原理（一）爆炸噴涂的工作原理 美國聯(lián)合碳化物公司的專利，其設(shè)備及工藝參數(shù)至今仍然美國聯(lián)合碳化物公司的專利，其設(shè)備及工藝參數(shù)至今仍然保密。（保密。（1955年）年） 原蘇聯(lián)烏克蘭科學(xué)院材料問題研究所原蘇聯(lián)烏克蘭科學(xué)院材料問題研究所-其噴涂性能與美國其噴涂性能與美國聯(lián)合碳化物公司有差距（聯(lián)合碳化物公司有差距（1968年）。年）。 我國于我國于1985年左右年左右,由中國航天工業(yè)部航空

34、材料研究所研由中國航天工業(yè)部航空材料研究所研制成功爆炸噴涂設(shè)備制成功爆炸噴涂設(shè)備,就就Co/WC涂層性能來看，噴涂性能與涂層性能來看，噴涂性能與美國聯(lián)合碳化物公司的水平接近。美國聯(lián)合碳化物公司的水平接近。 Detonation Flame Spraying爆炸噴涂爆炸噴涂爆炸噴涂是利用氧氣和乙炔氣點火燃燒，造成氣爆炸噴涂是利用氧氣和乙炔氣點火燃燒，造成氣體膨脹而產(chǎn)生爆炸，釋放熱能和沖擊波。熱能使體膨脹而產(chǎn)生爆炸，釋放熱能和沖擊波。熱能使噴涂的粉末熔融，沖擊波使熔融粉末以約噴涂的粉末熔融，沖擊波使熔融粉末以約800m/s速度噴射到零件表面上形成涂層。速度噴射到零件表面上形成涂層。爆炸噴涂爆炸噴涂

35、爆炸噴涂爆炸噴涂“第聶泊-3”型爆炸噴涂設(shè)備爆炸噴涂爆炸噴涂（二）爆炸噴涂涂層的特點（二）爆炸噴涂涂層的特點（1）結(jié)合強度高，）結(jié)合強度高，Co-WC粉末，涂層結(jié)合強度可達粉末，涂層結(jié)合強度可達100MPa以上，而等離子噴涂以上，而等離子噴涂30MPa。可以噴涂金屬、金屬陶瓷及陶瓷材料?？梢試娡拷饘?、金屬陶瓷及陶瓷材料。（2）涂層致密，氣孔率很低（）涂層致密，氣孔率很低（1%2%），表面平整；涂），表面平整；涂層表面加工后粗糙度低，工件表面溫度低。層表面加工后粗糙度低，工件表面溫度低。（3） 設(shè)備價格高、噪音大；設(shè)備價格高、噪音大； 由于氧化性氣氛等原因，國內(nèi)外使用還不由于氧化性氣氛等原因，國

36、內(nèi)外使用還不 廣泛。廣泛。爆炸噴涂爆炸噴涂（三）爆炸噴涂的應(yīng)用（三）爆炸噴涂的應(yīng)用 在零件的磨損面上用爆炸噴涂工藝噴上耐磨涂層可使零件在零件的磨損面上用爆炸噴涂工藝噴上耐磨涂層可使零件耐磨壽命延長數(shù)倍至數(shù)十倍。耐磨壽命延長數(shù)倍至數(shù)十倍。 例如在航空發(fā)動機的一、二級鈦合金風扇葉片的中間阻尼例如在航空發(fā)動機的一、二級鈦合金風扇葉片的中間阻尼臺上，用爆炸噴涂涂上一層臺上，用爆炸噴涂涂上一層0.25mm厚的厚的WC層，壽命可以層，壽命可以從從100h延長到延長到10000h。 在燃燒室的定位卡環(huán)上噴上一層在燃燒室的定位卡環(huán)上噴上一層0.12mm厚的厚的Cr3C2涂涂層。零件的壽命可從層。零件的壽命可從

37、4000h延長到延長到28000h以上。以上。 在國外、爆炸噴涂已成功地應(yīng)用于在國外、爆炸噴涂已成功地應(yīng)用于50多種航空產(chǎn)品的零多種航空產(chǎn)品的零件上。如低壓壓氣機葉片、渦輪葉片。輪殼封嚴增、齒輪軸、件上。如低壓壓氣機葉片、渦輪葉片。輪殼封嚴增、齒輪軸、火焰筒外壁、襯套、副翼、制動裝置等?；鹧嫱餐獗?、襯套、副翼、制動裝置等。航空發(fā)動機葉片噴涂航空發(fā)動機葉片噴涂0.25mm的氧化鋯的氧化鋯-氧化釔涂層，氧化釔涂層，耐高溫、高速，燃氣腐蝕的壽命提高了耐高溫、高速，燃氣腐蝕的壽命提高了4倍，冷卻空氣減倍，冷卻空氣減少少50%。渦輪發(fā)動機內(nèi)溫度要達到渦輪發(fā)動機內(nèi)溫度要達到1400-1500，高溫合金的，

38、高溫合金的極限極限1200多多，可熱噴涂抗氧化合金底層和熔點高、導(dǎo)，可熱噴涂抗氧化合金底層和熔點高、導(dǎo)熱低的氧化鋯陶瓷熱障涂層，外壁溫度明顯降低。熱低的氧化鋯陶瓷熱障涂層，外壁溫度明顯降低。鋼鐵工業(yè)的鑄造模一直采用鍍鉻處理，但表面強度下降鋼鐵工業(yè)的鑄造模一直采用鍍鉻處理，但表面強度下降很快，采用噴涂高溫強度下降不顯著的鎳合金，增強基很快，采用噴涂高溫強度下降不顯著的鎳合金，增強基體結(jié)合的同時提高壽命。體結(jié)合的同時提高壽命。冷軋輥冷軋輥WC-Co涂層涂層人工關(guān)節(jié)、人工骨：不銹鋼中人工關(guān)節(jié)、人工骨：不銹鋼中Cr、Ni元素表面噴涂元素表面噴涂Ti和和羥基磷灰石涂層，可提高抗腐蝕、增加相容性。羥基磷灰

39、石涂層，可提高抗腐蝕、增加相容性。釋放熱量，紅外輻射涂層釋放熱量，紅外輻射涂層發(fā)動機活塞：氧化鋁、氧化鋯涂層發(fā)動機活塞：氧化鋁、氧化鋯涂層激光噴涂激光噴涂Laser Spraying 其工藝過程是把高強度能量的激光束朝著接近于零件基體其工藝過程是把高強度能量的激光束朝著接近于零件基體表面的方向直射，基體同時被一個輔助的激光加熱器加熱，這表面的方向直射，基體同時被一個輔助的激光加熱器加熱，這時細微的粉末以傾斜的角度被吹送到激光束中熔化粘結(jié)到基體時細微的粉末以傾斜的角度被吹送到激光束中熔化粘結(jié)到基體表面，形成了一層薄的表面涂層，與基體之間形成良好的結(jié)合。表面，形成了一層薄的表面涂層，與基體之間形成

40、良好的結(jié)合。噴涂環(huán)境的氣氛可以選擇在大氣氣氛下也可在惰性氣氛或真空噴涂環(huán)境的氣氛可以選擇在大氣氣氛下也可在惰性氣氛或真空狀態(tài)下進行噴涂。狀態(tài)下進行噴涂。 激光噴涂的特點是：噴涂所獲得的涂激光噴涂的特點是：噴涂所獲得的涂層結(jié)構(gòu)與原始粉末相同；可以噴涂大多數(shù)層結(jié)構(gòu)與原始粉末相同；可以噴涂大多數(shù)材料，范圍從低熔點的涂層材料到超高熔材料，范圍從低熔點的涂層材料到超高熔點的涂層材料，如制備固體氧化物燃料電點的涂層材料，如制備固體氧化物燃料電池陶瓷涂層、制備高超導(dǎo)薄膜等。池陶瓷涂層、制備高超導(dǎo)薄膜等。6.3 堆焊堆焊堆焊：用焊接的方法把填充金屬熔敷在基材金屬表面以堆焊：用焊接的方法把填充金屬熔敷在基材金屬

41、表面以滿足特定性能和尺寸要求的工藝過程，即可修復(fù)又可表滿足特定性能和尺寸要求的工藝過程，即可修復(fù)又可表面處理。熔融面處理。熔融 結(jié)晶過程。結(jié)晶過程。熔合區(qū)：焊接金屬和熔合區(qū)：焊接金屬和基體金屬組成的合金?；w金屬組成的合金。熔合區(qū)邊界和基體之熔合區(qū)邊界和基體之間存在過渡區(qū)間存在過渡區(qū)-焊縫。焊縫。堆焊堆焊SurfacingSurfacing幾乎任何一種焊接方法都能用于堆焊幾乎任何一種焊接方法都能用于堆焊火焰堆焊火焰堆焊手弧堆焊手弧堆焊埋弧自動堆焊埋弧自動堆焊等離子弧堆焊等離子弧堆焊氣體保護堆焊氣體保護堆焊堆焊方法堆焊方法火焰堆焊火焰堆焊用氣體火焰作熱源使填充金屬熔敷在基材表面的一種堆用氣體火焰

42、作熱源使填充金屬熔敷在基材表面的一種堆焊方法?；鹧媸茄跻胰惭?。焊方法?；鹧媸茄跻胰惭妗Ｉ?度 小 易 控 制 ：深 度 小 易 控 制 ：0.1mm小面積堆焊：溝槽小面積堆焊：溝槽堆焊材料：各種形狀堆焊材料：各種形狀設(shè)備簡單、價格便宜設(shè)備簡單、價格便宜火焰堆焊火焰堆焊火焰堆焊火焰堆焊手工電弧堆焊：同一般的手工電弧焊相同，是手工操縱手工電弧堆焊：同一般的手工電弧焊相同，是手工操縱焊條，用焊條和基材表面之間產(chǎn)生的電弧作熱源，使填焊條，用焊條和基材表面之間產(chǎn)生的電弧作熱源，使填充金屬熔敷在基材表面的一種堆焊方法。充金屬熔敷在基材表面的一種堆焊方法。靈活性大成本低靈活性大成本低設(shè)備簡單、使用方便設(shè)備簡

43、單、使用方便形狀不規(guī)則更適合形狀不規(guī)則更適合勞動條件差、生產(chǎn)率低勞動條件差、生產(chǎn)率低生產(chǎn)小批量難焊件和修復(fù)已磨損的零件生產(chǎn)小批量難焊件和修復(fù)已磨損的零件手工電弧堆焊手工電弧堆焊Submersed Arc Surfacing用焊劑層下連續(xù)送進的可熔化焊絲和基體之間產(chǎn)生的電用焊劑層下連續(xù)送進的可熔化焊絲和基體之間產(chǎn)生的電弧作熱源，使填充金屬熔敷在基體表面的一種堆焊方法?；∽鳠嵩?，使填充金屬熔敷在基體表面的一種堆焊方法。焊劑成熔渣：保護緩冷焊劑成熔渣：保護緩冷保溫：成分性能均勻保溫：成分性能均勻表面光潔平直表面光潔平直連續(xù)送絲易自動化連續(xù)送絲易自動化勞動條件好，生產(chǎn)率高，適于堆焊修補面較大、形狀不復(fù)

44、勞動條件好，生產(chǎn)率高，適于堆焊修補面較大、形狀不復(fù)雜的工件。雜的工件。Submersed Arc SurfacingSubmersed Arc SurfacingSubmersed Arc Surfacing焊絲在送進的同時按一定頻率振動，造成焊絲與工件周焊絲在送進的同時按一定頻率振動，造成焊絲與工件周期性地短路、放電，使焊絲在較低電壓下熔化并穩(wěn)定均期性地短路、放電，使焊絲在較低電壓下熔化并穩(wěn)定均勻地堆焊到工件表面。勻地堆焊到工件表面。熔深小、薄而均勻熔深小、薄而均勻受熱少、變形小受熱少、變形小生產(chǎn)率高、成本低生產(chǎn)率高、成本低小批量生產(chǎn)或修補焊小批量生產(chǎn)或修補焊振動電弧堆焊振動電弧堆焊用某種保

45、護性氣體在焊接的熔池周圍造成一個厚的氣體用某種保護性氣體在焊接的熔池周圍造成一個厚的氣體層，以屏蔽大氣對熔化金屬的浸蝕，通常采用二氧化碳層，以屏蔽大氣對熔化金屬的浸蝕，通常采用二氧化碳或氬氣?；驓鍤狻：笇友趸p焊層氧化輕質(zhì)量高、效率高質(zhì)量高、效率高明弧便于施工觀察明弧便于施工觀察熱影響區(qū)較小熱影響區(qū)較小氣體保護堆焊氣體保護堆焊利用等離子弧作熱源，使填充金屬熔敷在基材表面的堆利用等離子弧作熱源，使填充金屬熔敷在基材表面的堆焊方法焊方法平整光滑平整光滑尺寸精確控制尺寸精確控制成分組織均勻成分組織均勻工件變形小工件變形小溫度高，能量集中溫度高，能量集中等離子弧堆焊等離子弧堆焊粉末等離子堆焊粉末等離子

46、堆焊-耐磨堆焊耐磨堆焊填絲等離子堆焊填絲等離子堆焊-包覆層堆焊。包覆層堆焊。Plasma Arc Surfacing粉末等離子弧堆焊的主要優(yōu)點粉末等離子弧堆焊的主要優(yōu)點 能堆焊的材料種類多；能堆焊的材料種類多； 鐵基、鎳基、鈷基合金甚至難熔合金都能堆焊；鐵基、鎳基、鈷基合金甚至難熔合金都能堆焊； 碳化鎢顆?？梢约尤肫渌辖鸱壑?，也可以直接加到焊接碳化鎢顆?？梢约尤肫渌辖鸱壑校部梢灾苯蛹拥胶附尤鄢刂羞M行堆焊；熔池中進行堆焊； 適合在低熔點材質(zhì)的工件上進行堆焊；適合在低熔點材質(zhì)的工件上進行堆焊； 堆焊過程完全機械化，特別適合于大批量、高效率地堆焊堆焊過程完全機械化，特別適合于大批量、高效率地堆

47、焊新的零件。新的零件。Plasma Arc Surfacing 典型的應(yīng)用如高壓閥門密封面、發(fā)動機氣閥閥面、鉆具典型的應(yīng)用如高壓閥門密封面、發(fā)動機氣閥閥面、鉆具接頭、工程機械刃具、軋機導(dǎo)輥以及模具等零件的堆焊。接頭、工程機械刃具、軋機導(dǎo)輥以及模具等零件的堆焊。 熱絲等離子弧堆焊的主要優(yōu)點是工件變形很??；熔敷速熱絲等離子弧堆焊的主要優(yōu)點是工件變形很??；熔敷速度很高，適用于大面積自動堆焊，如壓力容器內(nèi)壁包覆層堆度很高，適用于大面積自動堆焊，如壓力容器內(nèi)壁包覆層堆焊。焊。堆焊材料為各種可拔成焊絲的材料，如不銹鋼、鎳基合金、堆焊材料為各種可拔成焊絲的材料，如不銹鋼、鎳基合金、銅基合金等。而填加冷絲的由

48、于熔敷速度較低，主要用于各銅基合金等。而填加冷絲的由于熔敷速度較低，主要用于各種閥門堆焊及小面積堆焊耐磨、耐腐蝕的零件。種閥門堆焊及小面積堆焊耐磨、耐腐蝕的零件。Plasma Arc Surfacing等離子弧堆焊設(shè)備比較復(fù)雜，不利于現(xiàn)場堆焊；等離子弧堆焊設(shè)備比較復(fù)雜，不利于現(xiàn)場堆焊；設(shè)備價格比氣體保護堆焊貴得多，工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)匹配較設(shè)備價格比氣體保護堆焊貴得多，工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)匹配較復(fù)雜；復(fù)雜；此外，等離子堆焊槍的噴嘴壽命較短，消耗的氫氣量也比此外，等離子堆焊槍的噴嘴壽命較短，消耗的氫氣量也比鎢極氬弧堆焊多，所以堆焊成本較高。鎢極氬弧堆焊多，所以堆焊成本較高。Plasma Arc Surfac

49、ing缺點：缺點：電站閥門：耐高溫、耐磨損，等離子弧堆焊電站閥門：耐高溫、耐磨損，等離子弧堆焊Ni-Cr-B-Si合金，可大大提高其壽命。合金，可大大提高其壽命。Plasma Arc Surfacing軋鋼用的軋棍：耐高溫、耐腐蝕軋鋼用的軋棍：耐高溫、耐腐蝕堆焊的應(yīng)用堆焊的應(yīng)用武鋼連鑄堆焊輥子武鋼連鑄堆焊輥子堆焊的應(yīng)用堆焊的應(yīng)用特殊耐磨材料堆焊的專用眼睛板，切割環(huán)，經(jīng)久耐用特殊耐磨材料堆焊的專用眼睛板，切割環(huán)，經(jīng)久耐用堆焊的應(yīng)用堆焊的應(yīng)用在鉻鉬鋼上堆焊不銹鋼在鉻鉬鋼上堆焊不銹鋼堆焊的應(yīng)用堆焊的應(yīng)用中速磨煤機堆焊磨輥套中速磨煤機堆焊磨輥套堆焊的應(yīng)用堆焊的應(yīng)用6.4 其它涂敷技術(shù)其它涂敷技術(shù)電火花

50、涂敷：通過電極材料與金屬零件表面的火花放電電火花涂敷：通過電極材料與金屬零件表面的火花放電作用，把作為火花放電電極的導(dǎo)電材料（作用，把作為火花放電電極的導(dǎo)電材料（ WC、TiC）熔滲進金屬工件的表層，形成含電極材料的合金化的表熔滲進金屬工件的表層，形成含電極材料的合金化的表面涂敷層。面涂敷層。高頻振動高頻振動5秒內(nèi)秒內(nèi)8000-25000電極融化擴散工件表面電極融化擴散工件表面白亮層：電極材料及白亮層：電極材料及其碳化物、氮化物、其碳化物、氮化物、氧化物，硬質(zhì)合金、氧化物，硬質(zhì)合金、石墨、合金鋼石墨、合金鋼電火花涂敷電火花涂敷刀具：可提高刀具：可提高1-3倍倍電火花涂敷電火花涂敷模具：可提高模

51、具：可提高1-2倍倍熱浸鍍熱浸鍍熱浸鍍簡稱熱鍍，是將被鍍金屬材料浸于熔點較低的其熱浸鍍簡稱熱鍍，是將被鍍金屬材料浸于熔點較低的其他液態(tài)金屬或合金中進行鍍覆的方法，形成合金層，多他液態(tài)金屬或合金中進行鍍覆的方法，形成合金層，多用于防腐蝕和抗氧化。用于防腐蝕和抗氧化。能發(fā)生溶解、反應(yīng)和擴散能發(fā)生溶解、反應(yīng)和擴散鋼、鐵、銅為基材鋼、鐵、銅為基材鋅、鋁、鉛、錫等鋅、鋁、鉛、錫等熱浸鍍熱浸鍍熱浸鍍熱浸鍍熱鍍錫：最早發(fā)展，熱鍍錫：最早發(fā)展，16世紀，歐洲用鍍錫板作為食品世紀，歐洲用鍍錫板作為食品包裝器具，錫短缺，逐漸被取代。包裝器具，錫短缺，逐漸被取代。熱鍍鋁：伴隨上世紀五十年代汽車工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，熱鍍

52、鋁：伴隨上世紀五十年代汽車工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，鍍鋁層優(yōu)異的抗大氣腐蝕性能，鐵鋁合金耐熱性好。鍍鋁層優(yōu)異的抗大氣腐蝕性能，鐵鋁合金耐熱性好。熱鍍鋅：價廉而耐蝕性好，鋅的電位低，對鋼基體犧熱鍍鋅：價廉而耐蝕性好，鋅的電位低，對鋼基體犧牲保護，用于保護鋼材防大氣腐蝕。牲保護，用于保護鋼材防大氣腐蝕。熱浸鍍熱浸鍍熱鍍鋅爐、絲、管熱鍍鋅爐、絲、管熱浸鍍熱浸鍍?nèi)蹌┓ǎ轰摴堋摻z和零部件，有干法和濕法，干法熔劑法：鋼管、鋼絲和零部件，有干法和濕法，干法涂溶劑后干燥，濕法不干燥但要先通過熔融熔劑層。涂溶劑后干燥，濕法不干燥但要先通過熔融熔劑層。堿洗堿洗酸洗酸洗水洗水洗熔劑處理熔劑處理熱浸鍍熱浸鍍鍍后處理鍍后處理

53、熔劑作用：降低再氧化、降低表面張力改善潤濕性熔劑作用：降低再氧化、降低表面張力改善潤濕性保護氣體法：鋼帶、鋼板，氫還原法，鋼材保護氣體法：鋼帶、鋼板，氫還原法，鋼材氧化去氧化去油油退火并還原去氧化膜退火并還原去氧化膜活性海綿狀純鐵活性海綿狀純鐵熱浸鍍熱浸鍍熱浸鍍熱浸鍍鍍層形成理論鍍層形成理論 熱浸鍍鋅是世界各國公認的一種經(jīng)濟實惠的材料保護工藝。熱浸鍍鋅是世界各國公認的一種經(jīng)濟實惠的材料保護工藝。熱浸鍍鋅層的形成包括如下步驟：熱浸鍍鋅層的形成包括如下步驟：1）鐵基表面被鋅液溶解形成鐵鋅合金相層；）鐵基表面被鋅液溶解形成鐵鋅合金相層；2）合金層中的鋅原子進一步向基體擴散，形成鋅鐵固溶體；）合金層中

54、的鋅原子進一步向基體擴散，形成鋅鐵固溶體；3）合金層表面包絡(luò)一薄鋅層。）合金層表面包絡(luò)一薄鋅層。熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅 鍍層形成理論鍍層形成理論 熱鍍鋅層的組織由內(nèi)向外是按下列順序排列的：熱鍍鋅層的組織由內(nèi)向外是按下列順序排列的：與鋼基體相接的是與鋼基體相接的是相，即相，即Zn在在Fe中的固溶體，中的固溶體，當溫度在當溫度在450460時含時含Zn10%；在室溫時含在室溫時含Zn5%；冷卻中會析出冷卻中會析出相，該相與基體相，該相與基體相很難分辨，實際上是相很難分辨，實際上是Zn-Fe合金的粘附層；由合金的粘附層；由向外，是化合物相向外，是化合物相，化學(xué)式，化學(xué)式Fe3Zn10。硬度硬度515HV，

55、質(zhì)脆，也是，質(zhì)脆，也是Zn-Fe合金的粘附層，該層如果合金的粘附層，該層如果過厚，會引起鍍層開裂，但短時浸鍍不會出現(xiàn)；過厚，會引起鍍層開裂，但短時浸鍍不會出現(xiàn)；再向外是再向外是1化合物相；成柵狀分布，因此稱為柵狀層，化化合物相；成柵狀分布，因此稱為柵狀層，化學(xué)式學(xué)式FeZn7，硬度，硬度454HV，韌性好；，韌性好；再向外是再向外是相，化學(xué)式相，化學(xué)式FeZn13,硬度不高（硬度不高（270HV），但），但性脆；很易引起表面鍍鋅層的脫落，本身易為鋅液浮走，稱性脆；很易引起表面鍍鋅層的脫落，本身易為鋅液浮走，稱漂走層；漂走層； 最外層是最外層是相，即純鋅層，該層是鋼鐵件從鋅液中取出相，即純鋅層，

56、該層是鋼鐵件從鋅液中取出時，在合金層上粘附的液體鋅凝固而成。時，在合金層上粘附的液體鋅凝固而成。 熱鍍鋅的工藝就是調(diào)整各相的比例；得到結(jié)合力高、致熱鍍鋅的工藝就是調(diào)整各相的比例；得到結(jié)合力高、致密且具有良好外觀的鍍鋅層。密且具有良好外觀的鍍鋅層。熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅的方法熱浸鍍鋅的方法 目前工業(yè)上應(yīng)用的熱鍍鋅方法有：干法熱鍍鋅、氧化還目前工業(yè)上應(yīng)用的熱鍍鋅方法有：干法熱鍍鋅、氧化還原法熱鍍鋅、濕法熱鍍鋅、鉛鋅法熱鍍鋅、單面熱鍍鋅等多原法熱鍍鋅、濕法熱鍍鋅、鉛鋅法熱鍍鋅、單面熱鍍鋅等多種。種。 國內(nèi)應(yīng)用最多的是干法熱鍍鋅和氧化還原法熱鍍鋅。國內(nèi)應(yīng)用最多的是干法熱鍍鋅和氧化還原法熱鍍鋅。熱浸鍍

57、鋅熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅氧化還原法熱鍍鋅氧化還原法熱鍍鋅 此法是取消了堿洗、酸洗和溶劑處理等表面預(yù)處理此法是取消了堿洗、酸洗和溶劑處理等表面預(yù)處理,其工其工藝過程為先使鋼件通過氧化性氣氛的預(yù)熱爐（爐內(nèi)加熱溫度藝過程為先使鋼件通過氧化性氣氛的預(yù)熱爐（爐內(nèi)加熱溫度為為440460），然后再把工件送進還原性氣氛爐中把），然后再把工件送進還原性氣氛爐中把氧化皮還原并加熱到規(guī)定的溫度，接著將鋼件浸入約氧化皮還原并加熱到規(guī)定的溫度，接著將鋼件浸入約440460溫度的鋅液中進行鍍鋅。這種方法是目前比溫度的鋅液中進行鍍鋅。這種方法是目前比較先進的熱鍍鋅方法。較先進的熱鍍鋅方法。熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅氧化還原法熱鍍

58、鋅氧化還原法熱鍍鋅 鋼件從鋅液中抽出的速度對純鋅層的厚度有很大影響，鋼件從鋅液中抽出的速度對純鋅層的厚度有很大影響，抽出速度低，層薄；抽出速度高，層厚。抽出速度低，層?。怀槌鏊俣雀撸瑢雍?。因此，抽出速度要適當。因此，抽出速度要適當。 速度過高，帶出的鋅液來不及滴盡，會使鍍層凹凸不平；速度過高，帶出的鋅液來不及滴盡，會使鍍層凹凸不平； 速度過低，則使純鋅層太薄甚至消失，塑性降低。速度過低，則使純鋅層太薄甚至消失，塑性降低。熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅層的性能熱浸鍍鋅層的性能 鍍鋅的防護性能表現(xiàn)在兩個方面：鍍鋅的防護性能表現(xiàn)在兩個方面：一是鋅在大氣中能在表面形成一層致密、堅固、耐蝕的一是鋅在大氣中能在

59、表面形成一層致密、堅固、耐蝕的保護膜，使下面的保護膜，使下面的Zn和和Fe免于腐蝕；免于腐蝕；二是對于局部損壞處有陽極保護的作用。鍍鋅件的抗大二是對于局部損壞處有陽極保護的作用。鍍鋅件的抗大氣腐蝕能力與鍍層厚度與大氣環(huán)境有關(guān)，氣腐蝕能力與鍍層厚度與大氣環(huán)境有關(guān)，例如例如0.02mm鍍鋅層，在工業(yè)大氣中保護鋼鐵件的時間是鍍鋅層，在工業(yè)大氣中保護鋼鐵件的時間是210年，在清潔的大氣中則為年，在清潔的大氣中則為2025年。年。熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅的應(yīng)用熱浸鍍鋅的應(yīng)用 熱浸鍍鋅不僅適用于較小的工件（如螺母、螺栓、彈簧等標熱浸鍍鋅不僅適用于較小的工件（如螺母、螺栓、彈簧等標準件），而且還能用于鍍鋅鋼

60、管、鋼板、鋼絲的大批量生產(chǎn)。準件），而且還能用于鍍鋅鋼管、鋼板、鋼絲的大批量生產(chǎn)。目前該工藝正廣泛地應(yīng)用于在大氣和海洋中工作的鋼鐵構(gòu)件上。目前該工藝正廣泛地應(yīng)用于在大氣和海洋中工作的鋼鐵構(gòu)件上。熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅螺母熱浸鍍鋅螺母熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅螺栓熱浸鍍鋅螺栓熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅變電站架構(gòu)熱浸鍍鋅變電站架構(gòu)熱浸鍍鋅鐵塔熱浸鍍鋅鐵塔熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅交通標志熱浸鍍鋅交通標志熱浸鍍鋅高速公路護欄熱浸鍍鋅高速公路護欄熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅鍍鋅絲網(wǎng)鍍鋅絲網(wǎng)電力用具電力用具熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅（1）熱浸鋁機理）熱浸鋁機理 熱浸鋁與熱浸鋅的機理相類似。當液態(tài)鋁與熱浸鋁與熱浸鋅