熱噴涂的缺陷與防止措施
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2023-08-01 08:52:54
一,概述
熱噴涂工藝是以一定形式的熱源將粉狀、絲狀或棒狀噴涂材料加熱至熔化或局部熔化狀態(tài),同時(shí)用噴射氣流使其霧化,噴射在經(jīng)過(guò)處理的零件表面上,形成噴涂層,用以改善或改變工件表面性能的加工方法,簡(jiǎn)稱噴涂,有時(shí)又叫噴焊。
熱噴涂的特點(diǎn):①工藝適用范圍廣,金屬及其合金、陶瓷、塑料、復(fù)合材料等表面均可噴涂涂層。②涂層厚度可在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。③工藝靈活,工件可大可?。皇覂?nèi)室外;爐內(nèi)爐外均可操作。④生產(chǎn)率高,可達(dá)到50kg/h。⑤母材熱影響小,變形小。⑥技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好,操作難度小,成本低。⑦操作環(huán)境差,注意自我保護(hù)。
熱噴涂的種類:目前根據(jù)所用熱源不同可分為①燃?xì)饣鹧鎳娡?。②電弧噴涂。③等離子弧噴涂。④特種噴涂(如爆炸噴涂、激光噴涂、冷噴涂等)。
噴熔是以氣體火焰為熱源,將自熔合金粉末噴涂在焊件表面上形成噴涂層,然后再將噴涂層加熱至熔化,使其與焊件表面形成冶金結(jié)合的加工方法(二步法)。
熱噴涂材料的種類:①按材料形狀分為線材(絲材)、棒材和粉末。②按材料成分可分為金屬及合金、自熔性合金、復(fù)合材料、陶瓷和塑料等。③按噴涂層工作環(huán)境和使用要求可分為耐磨噴涂材科、耐腐蝕噴涂材料和結(jié)合底層材料等。④按噴涂材料性質(zhì)可分為抗高溫氧化涂層、隔熱涂層、耐腐蝕涂層、耐磨涂層、導(dǎo)電涂層、絕緣涂層、功能性涂層、自潤(rùn)滑涂層、粘接底層材料等。
熱噴涂的工藝簡(jiǎn)單地講是這樣的:①工件表面凈化。②表面預(yù)加工。③表面粗化。④預(yù)熱。⑤噴涂底層。⑥噴涂工作層。⑦噴后進(jìn)行封孔處理。⑧噴后機(jī)加工。
二,熱噴涂層的缺陷預(yù)防措施
1,涂層脫殼、剝離
①表面粗糙程度不夠或有灰塵吸附,使噴涂層附著力減小;應(yīng)加強(qiáng)工件表面粗化及噴前清理工作。
②工件含有油脂,噴涂時(shí)油脂溢出,如球墨鑄鐵的曲軸等;噴前嚴(yán)格清除油污,并進(jìn)行適當(dāng)烘烤。
③壓縮空氣中有可見(jiàn)的油和水;盡量減少壓縮空氣中的油與水,必要時(shí)維修或更換壓縮空氣裝置。
④?chē)姌岆x工件太遠(yuǎn),金屬微粒未與工件充嵌合;應(yīng)縮短噴槍與工件的距離。
⑤車(chē)削與拉毛、拉毛與噴涂各道工序相隔時(shí)問(wèn)太長(zhǎng),待噴涂工件表面有氧化現(xiàn)象;應(yīng)縮短表面預(yù)加、表面粗化、噴深等工序間隔時(shí)間。
⑥噴涂層在磨削機(jī)加工時(shí),采用了氧化鋁砂輪,因而使涂層局部過(guò)熱而氧化;應(yīng)正確選用砂輪做好冷卻措施。
⑦噴槍火焰不集中或偏斜,造成金屬微粒不能有力地粘著在工件表面;應(yīng)撿修噴槍或更換之。
⑧工件的線速度和噴槍移動(dòng)速度太慢,在噴涂過(guò)程中的夾雜物飄浮于工件表面,降低了附著強(qiáng)度;應(yīng)調(diào)整工件的線速度,控制噴涂間間飄浮物。
2,涂層分層
①采用間隙噴涂,在將達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸時(shí)沒(méi)有一次噴完,停噴時(shí)間太長(zhǎng);注意在間隙噴涂時(shí),每次停噴時(shí)間要短。
②噴涂時(shí)壓縮空氣中的油和水濺在工件表面上;檢查空壓泵及附件氣路工作是否正常,常放水,特別是油水分離器應(yīng)工作正常。
③每一層噴涂后有大量的灰塵吸附在工件表面上,使層與層之間有隔離或部分隔離現(xiàn)象;噴涂時(shí)應(yīng)注意保持清潔,并作必要的防塵措施。
3,涂層碎裂
①噴涂時(shí)噴槍移動(dòng)太慢,使一次噴涂的涂層太厚,并出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象;應(yīng)保持正常的噴槍移動(dòng)速度,一次不要噴得過(guò)厚。
②噴涂時(shí)噴槍離工件表面太近,使涂層過(guò)熱;應(yīng)適當(dāng)拉開(kāi)噴槍與工件表面的距離。
③噴涂材料收縮率太大或含有較多的導(dǎo)致熱裂紋的元素(如S、P等);應(yīng)選擇合適的噴涂材料,并注意盡量減少有害元素的含量。
④電弧噴涂時(shí)電流過(guò)大,火焰噴涂時(shí)使用氧化焰,使涂層厚氧化;應(yīng)合理造擇噴涂參數(shù)和噴涂火焰。
⑤噴好后的涂層快速冷卻而導(dǎo)致碎裂;在噴厚的涂層時(shí)應(yīng)注意冷卻速度。
⑥壓縮空氣中有油霧和水,降低了深層的結(jié)合強(qiáng)度;應(yīng)及時(shí)解決壓縮空氣中的油和水。
⑦工件回轉(zhuǎn)中心不準(zhǔn),噴涂層有厚有薄,冷卻時(shí)收縮不均;應(yīng)維修調(diào)正工件回轉(zhuǎn)中心的同心度。
4,涂層不耐磨
①噴槍離工件太遠(yuǎn),金屬微粒溫度低,與工件表面結(jié)合力小,其在工作時(shí)部分微粒脫落;應(yīng)合理選擇噴涂距離。
②搭削時(shí)有大量砂粒嵌入涂層;應(yīng)合理選擇磨削砂輪。
③金屬絲送進(jìn)太快;應(yīng)合理選擇送絲速度。
④金屬絲材料本身不耐磨;應(yīng)選擇合格的噴涂材料。
⑤空氣壓力過(guò)低,噴槍離工件表面過(guò)遠(yuǎn),使結(jié)合強(qiáng)度降低;應(yīng)合理選擇噴涂參數(shù)。
三,噴熔層缺陷及防止措施
1,剝離
①重熔時(shí)母材金屬溫度過(guò)低;重熔時(shí),應(yīng)先加熱母材金屬,待接近粉末熔化溫度時(shí),再對(duì)涂層進(jìn)行重熔。
②工件表面制備不符合要求;按規(guī)定要求進(jìn)行表面制備。
③熔化厚的涂層時(shí),火焰移動(dòng)太快;在熔化厚的涂層時(shí),火焰稍作停留,使表里都能熔化。
④重熔溫度太低,鐵基粉末熔化時(shí)“鏡面”反光不明顯,此鎳基粉末難積區(qū)別是否熔化;應(yīng)加強(qiáng)練習(xí),提高技術(shù)水平。
2,裂紋
①噴粉前工件的預(yù)熱溫度太低;應(yīng)提高預(yù)熱溫度,為了防止氧化,可先在工件表面噴一層合金粉,然后再提高預(yù)熱溫度至400~500℃。
②重熔后冷卻速度太快或噴熔層與母材金屬線膨脹系數(shù)相差太大;應(yīng)噴熔后緩慢冷卻或進(jìn)行等溫處理。
3,夾渣
①重熔時(shí),火焰移動(dòng)速度太快,熔渣來(lái)不及浮出;應(yīng)掌握好正確的重熔速度,使熔渣完全浮出。
②合金粉末自熔性差,熔點(diǎn)高、粘度大、粒度粗等;應(yīng)合理選擇噴熔粉末,噴熔前認(rèn)真準(zhǔn)備,了解合金粉末的性能。
4,氣孔
①工件表面有油、污、銹、垢等;應(yīng)認(rèn)真做好工件制備。
②工件表面或合金粉末已被氧化;應(yīng)注意預(yù)熱溫度不要太高,用二步法噴熔的粉末不要太細(xì),回收的粉末已被氧化,不要用在重要的工件上。
③乙炔氣體中有水份;查明原因,除去乙快氣體中的水份。
④熔化時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溫度過(guò)高引起噴熔層翻泡;應(yīng)正確撐握重熔的時(shí)間與溫度。
本文由“威爾鼎王”創(chuàng)作。