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速喷涂技术特点

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喷涂技术的特点 

超音速火焰喷涂技术相比其它欧冠赔率技术而言,具有喷涂颗粒速度高、喷涂温度低的特。这两个特点不仅保证了 HVOF 制备的耐磨涂层具有较高的结合强度而且还保证了对基材较少的热输入,从而防止了涂层与基材界面的氧化以及基材的变形。超音速火焰焰流的形成原理是:由于燃烧区的热量、液滴群被加热和蒸发,汽化后的航空煤油与助燃气体充分混合后点火燃烧,释放出大量的热使得燃烧产物的温度急剧升高并剧烈膨胀,形成高温高压气团。气团通过拉瓦尔喷管被加速而产生激波,为喷涂粉末持续提供热能和动能。

超音速火焰喷涂主要的技术特点如下:

1)较少的热输入。HVOF 相比等离子喷涂、电弧喷涂等欧冠赔率技术具有较低的火焰温度(600K-2200K 可调)。较低的火焰温度保证了涂层在喷涂过程中不被氧化,防止纳米颗粒长大。同时,较低的火焰温度防止了基材的变形。

2)较高的颗粒速度。喷涂颗粒经过枪管后通常被加速到 3-5 个马赫锥的速度,高速运动的颗粒到达基材,与基材发生碰撞变形,形成致密的涂层。通常情况下,粒子速度越高,粒子扁平化效果越好,从而结合强度越高。HVOF 欧冠赔率技术颗粒的飞行速度要明显优于其他的欧冠赔率技术。HVOF 技术中粒子是经过超音速火焰焰流加速的,而其他的欧冠赔率技术则是通过压缩气体的方式使颗粒到达基材表面。 

3)较高的沉积效率。相比电刷镀、PVD、CVD 和溅射镀膜等涂层制备技术,在较短的时间内,HVOF 技术就能制备满足使用要求厚度的涂层,而上面提到的其他喷涂技术通常要几个小时才能完成。

4)喷涂限制小。HVOF 技术既可以喷涂户外的大型工件,又可以喷涂小块的工件,并且喷涂厚度可控。

5)目前该技术的缺点主要集中于:很难适用于复杂零件的喷涂;喷涂环境恶劣;喷涂成本过高等。

2  铝基材耐磨涂层的结合机理

耐磨涂层形成的过程一般包括以下几个过程:喷涂颗粒的加热融化过程,熔滴在枪管中的加速过程,熔滴在枪管中的飞行过程,熔滴到达基材表面并与基材发生碰撞变形沉积在基材上面。

不同的喷涂参数和工艺决定了涂层的结合方式。涂层与基材的结合方式主要有冶金结合、机械结合、扩散结合和物理结合。

1)冶金结合:冶金结合时属于化学键之间的结合,通常有两种方式。一种是涂层与基材之间形成过渡层化合物,从而实现结合。另外一种是过渡层中形成固溶物形成结合。冶金结合相比其它的结合方式而言,具有最高的结合强度。

2)机械结合:又称机械铆合。高速飞行的熔融态粒子飞行到经粗化处理后的基材表面,与基材发生撞击。熔融粒子在撞击的作用下发生扁平化,在基材表面铺展开来。  熔融粒子在随后的冷凝过程中收缩咬住基材表面的凸点,从而形成机械结合。

3)扩散结合:熔融的颗粒与基材发生激烈的碰撞后,大量的动能转化为热能,使得局部接触点的温度达到了基材的熔点以上,发生局部熔化。粒子中的元素和基材的元素在微熔点的部位发生相互的扩散,从而形成扩散结合。

4)  物理结合:高速飞行的粒子与极其干净的基材表面接触时,粒子的高速使得其可能飞行到原子晶格常数的范围内(<0.5nm),粒子充分润湿基材,粒子在范德华力的作用下形成物理结合。

由于钢铁结构长期处在各种气氛(包括海洋、工业城市、田野、矿井)、不同水质介质的侵蚀环境中,均受到不同程度的腐蚀。据资料介绍,全世界每年生产的钢铁约有十分之一变成铁锈,大约有30%的钢铁设备因腐蚀而失效。工业发达国家,每年由于金属腐蚀造成的直接经济损失占国民经济总产值的2-4%,我国这方面的损失每年也达上千亿元。

 超音速电弧喷涂欧冠赔率锌、铝及其合金涂层,外加封闭处理,就可以制备长效防护复合涂层。有效防护期一般可达20-30年,最长有效期外国已有60年之久的记录。随着我国电弧喷涂欧冠赔率技术的发展与提高,锌、铝及其它合金涂层将逐渐取代传统的刷漆工艺,在某些领域里应用超音速电弧喷涂欧冠赔率锌、铝涂层也代替了大部分热浸镀锌工艺。这里以超音速欧冠赔率锌、铝涂层为例,简要介绍长效防腐工艺的性能。 

 


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