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粉末火焰噴涂的原理和工藝技術(shù)

返回列表 瀏覽人次：0 發(fā)布時(shí)間：2021-01-25

粉狀火焰涂裝以氧乙炔火焰為熱源，粉狀涂裝為涂裝材料。該技術(shù)是繼火焰涂裝之后的新涂裝方法，設(shè)備簡(jiǎn)單，涂裝材料多樣，是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛的熱涂裝技術(shù)。

一、噴霧原則。
粉末火焰噴涂是用粉末火焰噴槍。氧氣和乙炔分別通過虹吸氣頭引入噴槍，混合后在噴嘴出口產(chǎn)生燃燒火焰。通過氣流產(chǎn)生的負(fù)壓作用，將粉斗中的粉末抽出，粉末從噴嘴中心隨氣流向火焰噴出，加熱或軟化，火焰流向工件表面噴出熔粒，形成涂層。為了提高顆粒的飛行速度，有些噴槍有壓縮空氣噴嘴，通過壓縮空氣對(duì)顆粒施加額外的推力。
粉體在受熱過程中從表層熔入核心，而熔融后的表層在表面張力的作用下會(huì)趨于球形，沒有粉體顆粒再被破碎的霧化過程。所以粉末粒子的大小在一定程度上決定著涂層中變形粒子的尺寸和表面粗糙度。火藥在被焰流加熱和加速的過程中，由于火藥在焰流中的位置不同，火藥的受熱度也不同，有的火藥熔化或半熔化，有的火藥只是軟化或半軟化。這種方法與線材火焰噴涂熔融霧化工藝有很大不同，使粉末火焰噴涂涂層的粘結(jié)強(qiáng)度和致密性普遍低于線材火焰噴涂。

二、設(shè)備
粉狀火焰噴涂裝置的構(gòu)成與線狀火焰噴涂相似，也是由氧乙炔噴涂系統(tǒng)、壓縮空氣噴涂系統(tǒng)、噴槍等組成。最大的不同在于噴槍。當(dāng)噴射槍不需要壓縮空氣時(shí)，系統(tǒng)就不需要給它供氣。對(duì)于槍機(jī)外送粉料，需增加送粉器。
火藥火焰噴涂槍種類較多，國(guó)內(nèi)有代表性的有：上海生產(chǎn)的QT-E-7/h和QT-E2000-7h兩種，成都生產(chǎn)的CP-3000亞音速噴涂槍，美國(guó)Metco公司生產(chǎn)的5P和6P兩種。盡管不同類型的噴槍結(jié)構(gòu)有所不同，但基本都由火焰燃燒系統(tǒng)和給粉系統(tǒng)兩部分組成。
3000型亞音速噴槍是一種以氧-乙炔火焰為熱源，以壓縮空氣為送粉氣、加速氣和冷卻氣的高速高效粉末噴射槍。其獨(dú)特的螺旋混氣和噴吸式進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，可以顯著提高焰流燃燒效率和功率。通過選擇不同的噴嘴組件，噴射槍可以分別噴射出性能優(yōu)良的碳化物涂層和高熔點(diǎn)材料氧化鋁、氧化鋯涂層。

三、涂料和工藝技術(shù)特點(diǎn)
1.涂層的結(jié)構(gòu)特征。氧化乙炔火焰噴涂粉末，涂層組織也呈層狀結(jié)構(gòu)，涂層中含有氧化物、孔隙和少量不完全變形粒子。涂料和基材之間屬于機(jī)械結(jié)合。噴涂材料、噴涂工藝對(duì)涂層孔隙率及結(jié)合強(qiáng)度有較大的影響，一般為5~20%，結(jié)合強(qiáng)度為10~30MPa。
2.工藝特性。氧-乙炔火焰粉末噴涂技術(shù)是目前應(yīng)用廣泛的噴涂技術(shù)，具有以下特點(diǎn)：
設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，造價(jià)低廉，便于現(xiàn)場(chǎng)施工。
噴涂工藝簡(jiǎn)單、易掌握、應(yīng)用為廣泛。
3.噴涂材料廣泛，可噴涂多種金屬、合金、復(fù)合粉末、陶瓷、塑料等材料。
4.是孔隙率較大，殘余應(yīng)力較低，可以噴涂成厚層。

四、主要過程參數(shù)
一、熱源參數(shù)。在加工過程中，應(yīng)正確使用和控制火焰的特性，即在預(yù)熱和噴粉時(shí)，應(yīng)采用中性或微碳化焰，以避免工件表面和粉末上出現(xiàn)氧氣。一般而言，粉末火焰噴涂主要依靠火焰加速噴射顆粒。在大流量氧—乙炔條件下，煙氣流場(chǎng)功率大，噴射粒子飛行速度高，涂層結(jié)合強(qiáng)度高，致密度大；
二、噴霧距離。槍口與工件噴涂面的距離一般控制在150-200毫米之間，具體數(shù)值根據(jù)槍口的型號(hào)、功率大小及火焰直立度長(zhǎng)度確定，合適距離是將合金粉在火焰中加熱狀態(tài)最好的最亮部位對(duì)準(zhǔn)工件表面。
三、基質(zhì)溫度。工件在噴涂時(shí)應(yīng)先預(yù)熱，鋼件預(yù)熱溫度在80-120℃之間，噴涂時(shí)工件整體溫度不應(yīng)超過250℃。

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