电弧热喷涂层

一、什么是热喷涂技术

热喷涂技术是什么：

热喷涂，就是利用某种热源（如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等）将涂层材料（粉末状或丝状的金属或非金属材料）加热熔化，用高速气流将其雾化成极细的颗粒，并以很高的速度喷射到工件表面，形成涂层。

热喷涂合金粉末包括镍基、铁基和钴基合金粉，按不同的涂层硬度，分别应用于机械零部件的修理和防护。可以使机械零部件获得耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、耐热等方面的一种或数种性能。

热喷涂技术特点：

1．基体材料不受限制，可以是金属和非金属，可以在各种基体材料上喷涂；

2．可喷涂的涂层材料极广，热喷涂技术可用来喷涂几乎所有的固体工程材料,如硬质合金、陶瓷、金属、石墨等；

3．喷涂过程中基体材料温升小，不产生应力和变形；

4．操作工艺灵活方便，不受工件形状限制，施工方便；

5．涂层厚度可以从0.01至几毫米；

6．涂层性能多种多样，可以形成耐磨、耐蚀、隔热、抗氧化、绝缘、导电、防辐射等具有各种特殊功能的涂层；

7．适应性强及经济效益好等优点。 电弧热喷涂层

等离子喷涂工艺流程：通过与国外喷涂厂家的交流，我们试制了喷涂缸体，掌握了等离子喷涂的工艺流程：缸孔精镗—缸孔毛化—清洗—缸孔喷涂—过喷涂处理—**终珩磨。在此，对喷涂工艺的关键工序展开分析。缸孔毛化：喷涂前需对缸孔内壁进行机械毛化，加工出类似燕尾槽的槽型，使涂层与内壁沟槽形成机械咬合，以提高涂层结合强度。图3所示为毛化刀 具及加工槽型。缸孔毛化喷涂前需对缸孔内壁进行机械毛化，加工出类似燕尾槽的槽型，使涂层与内壁沟槽形成机械咬合，以提高涂层结合强度。图3所示为毛化刀 具及加工槽型。 等离子热喷涂技术

热喷涂工艺浅析

随着高新科学技术的应用，工业生产技术水平不断地提高，高速、高质的运行模式已成为人们日益追求的目标，对机械零部件的综合性能要求越来越高。提高材料的综合应用、改善材料的表面性能已成为广大科技工作者密切关注的课题。热喷涂技术就是表面工程领域内表面改性***的技术之一。

根据国家标准GB/T 18719-2002《热喷涂术语、分类》中定义：热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法，赋予基体表面特殊功能的目的。

缸孔喷涂在发动机制造领域属于一种先进且成熟的技术。试验结果显示，铝合金缸孔喷涂技术可以替代镶嵌铸铁缸套工艺并满足发动机使用要求。为减少汽车排放，提高环境质量，在汽车电动技术尚未完全普及的情况下，在国内进行喷涂技术的转化及应用具有非常重大的意义。为确保喷涂过程的一致性，需对喷涂工艺参数进行在线监测，以确保涂层性能的稳定及可靠。利用CCD 相机产生喷涂数字化影像，一次性捕捉34 mm×27 mm×25 mm 体积范围内的几千个小成像点，获取几百行列的有效信息。通过测量粒子飞行时间确定粒子速度，通过双色高温测量法测量粒子温度。

涂层材料的选择

**常用的热喷涂材料和一些典型的应用。选择满足要求的合适的材料需要依靠对应用环境和材料相关知识的了解。

热喷涂工艺的选择

各种热喷涂工艺的热能由火焰的温度决定，喷涂颗粒的速度由气体速度决定。各种热喷涂工艺性能的比较。等离子喷涂工艺的温度比较高，特别适合喷涂高熔点材料，如陶瓷材料，HVOF工艺的动能较高，并且相对热能较低，适合于喷涂碳化钨系材料。

典型的热喷涂涂层功能

2.6.1  耐磨防护

常采用陶瓷、碳化物材料，如WC/Co、WC/CoCr。

2.6.2  耐腐蚀防护

低碳的、纯铁和铸铁材料易受腐蚀，因此常需要表面防腐。一般采用火焰喷涂Al或者Zn。这主要的应用领域是桥梁和近海结构。耐高温氧化腐蚀，常采用的材料为MCrAlY，采用的喷涂工艺为气氛控制等离子喷涂。

2.6.3  隔热和绝缘

陶瓷材料是极优异的隔热和电绝缘材料，他们也兼具良好的氧化和耐磨性能。这些特性对发动机和燃气涡轮组件也非常有用，可用于制备热障涂层，用于降低基体表面的温度，从而延长使用寿命。另一方面，由于减少了运行时的热损失，所以提高了使用效率。这种涂层体系一般有抗高温氧化的MCrAlY底层和陶瓷面层组成。YSZ是**常被使用的面层材料，因为其具有优异的抗热震性能。 热喷涂涂层

电弧热喷涂层

热喷涂设备及工艺

虽然因热喷涂的方法不同其设备也各有差异，但依据热喷涂技术的原理，其设备都主要由喷枪、热源、涂层材料供给装置以及控制系统和冷却系统组成。

热喷工艺过程如下：工件表面预处理→工件预热→喷涂→涂层后处理

1)表面预处理

为了使涂层与基体材料很好地结合，基材表面必须清洁及粗糙，净化和粗化表面的方法很多，方法的选择要根据涂层的设计要求及基材的材质、形状、厚薄、表面原始状况以及施工条件等因素而定。净化处理的目的是除去工件表面的所有污垢，如氧化皮、油渍、油漆及其他污物，关键是除去工件表面和渗入其中的油脂。

2)预热

预热的目的是为了消除工件表面的水分和湿气，提高喷涂粒子与工件接触时的界面温度，以提高涂层与基体的结合强度·减少因基材与涂层材料的热膨胀差异造成的应力而导致的涂层开裂。

3)喷涂

采用何种喷涂方法进行喷涂主要取决于选用的喷涂材料、工件的工况及对涂层质量的要求。

4)涂层后处理

喷涂所得涂层有时不能直接使用，必须进行一系列的后处理。 电弧热喷涂层

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