粉末粒度、松裝密度、等對熱噴涂工藝的影響

1044　 2024-06-11 08:43:19

噴涂粉末的優(yōu)點在于它不受線材成型工藝的限制，生產成本低，來源廣，各組分之間可按任何比例調配，使所制涂層具有特殊性。噴涂粉末要滿足涂層的成份和性能要求、噴涂工藝要求，因而應具有合適的粉末物性。

粉末物性是制定熱噴涂工藝參數的重要依據之一。影響熱噴涂工藝的粉末物性主要有粒度大小、形狀、分布、比表面積、吸附性、流動性等。熱噴涂送粉工序中，粉末粒度過小，流動性就差，而導致送粉困難；粒度過大，粉末在高溫熱流中熔化不完全，對于陶瓷粉末的徑向送粉等離子噴涂而言，粒度分布過寬，必然有部分粉末不會充分經過等離子束流高溫區(qū)，而出現粉末受熱不均現象。

1.粒度

粒度是衡量粉末顆粒大小的技術指標，粉末粒度大小和范圍要合適，才能保證粉末具有合適的松裝密度和流動性，為獲得高質量涂層做好準備。熱噴涂粉末顆粒一般用目來衡量，超細粉用μm單位來表征。在粉末樣品中用正負號和目數來表征粉末的粒度，如-120+300目表示粉末粒度小于120大于300目，目數越大粉末越細。熱噴涂粉末應滿足一定的粒度要求。用于火焰噴涂的金屬粉末一般小于120目，常用的是-180+320目；等離子噴涂的陶瓷粉末粒度一般是-140+320目或-500+300目；適于HVOF的粉末粒度一般在15~53μm，較細的粉末粒度也在5 ~25μm，有些HVOF設備可實現10μm以下超細粉體的噴涂。

2.松裝比重

松裝比重又稱松裝密度，其物理意義是干粉末自然流入容器后，質量與體積之比，單位是g/cm3。松裝比重的大小除了與粉末的成分有密切關系外，還與粉末的形狀、表面質量有關。同一種合金粉末，松裝比重的數值大一些的質量較好。若松裝比重過小，說明粉末顆粒的表面有疏松的氧化層，或粉粒形狀不規(guī)則。

3.流動性

流動性是指粉末的流動能力，是衡量粉末熱噴涂工藝性的重要指標之一。通常采用霍爾流量計（Hall flowmeter）測量粉末流動性，單位是s/50g，其物理意義是50g的某種粉末流經具有一定孔徑的標準漏斗所需要的時間s。流動數值越小說明粉末的流動性越好，流動性好易實現均勻送粉，流動性差容易堵塞送粉通道。

合金粉末的流動性一般較好，約為20~45s/50g。陶瓷粉末流動性一般較差，約為50~120s/50g，有的甚至在霍爾流量計中出現起拱現象，不自流，無流動性，在熱噴涂送粉器中通常采用振動或攪拌實現強制送粉。

熱噴涂粉末要具有良好的流動能力，以便在送粉通道中順暢流動與均勻送粉。球形熱噴涂粉末是一種新型噴涂粉末，不僅流動性好，而且涂層性能極佳。粉末顆粒的球形性不好、表面氧化和表面吸潮都會降低粉末的流動性，應選擇合適的粉末成分和制粉工藝以獲得理想的粉末顆粒形貌。

4.含氧量

對于合金粉而言，含氧量也是一個較重要的物性指標。粉末中所含的氧元素一般是以氧化物的形式存在，這是由于粉末在制造過程中，金屬元素不可避免地受到輕微的氧化。氧化愈嚴重，含氧量愈高。粉末中所含氧化物是有害成分，導致涂層中產生氣孔、夾雜。對含氧量要嚴格限制。合金粉末的含氧量一般小于0.2％。