热喷涂技术与材料表面防护--18925979249
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热喷涂材料热喷涂材料是一种常用的表面修复和保护材料,广泛应用于航空航天、汽车、电力、化工、石油、冶金等领域。
它能够提供高温和化学腐蚀的防护,同时还能够修复和加固金属表面。
热喷涂材料有很多种类,最常见的包括金属涂层、陶瓷涂层和聚合物涂层。
金属涂层是指通过喷涂金属粉末或线,将金属材料覆盖在被保护表面上。
金属涂层具有优异的耐高温、耐磨损和耐腐蚀性能,适用于高温烟道、石油管道和汽车引擎等环境。
常见的金属涂层材料包括镍铬合金、不锈钢、铝、钛等。
陶瓷涂层是指通过热喷涂技术,在被保护表面上喷涂陶瓷材料粉末,形成厚薄不一的陶瓷保护层。
陶瓷涂层具有极高的硬度、耐磨损和耐腐蚀性能,适用于高速运动部件、耐腐蚀设备和耐磨损表面等。
常见的陶瓷涂层材料包括氧化铝、碳化硅、氧化锆等。
聚合物涂层是指利用聚合物粉末或液体,在被保护表面上形成聚合物膜层。
聚合物涂层具有优异的耐化学腐蚀性能和电绝缘性能,适用于耐酸碱容器、电气绝缘设备和汽车涂装等。
常见的聚合物涂层材料包括环氧树脂、聚酰亚胺、聚氨酯等。
热喷涂技术的优点是在低温下进行喷涂,避免了原材料的熔融和高温硬化过程,因此能够喷涂在各种基材上,包括金属、陶瓷、塑料等。
而且热喷涂的材料没有尺寸限制,适用于各种形状和复杂表面的修复和保护。
热喷涂材料的应用领域非常广泛。
在航空航天领域,它可以用于修复飞机引擎叶片、发动机内部零件等高温高压部件。
在汽车领域,它可以用于加固汽车引擎部件、排气系统和底盘等。
在电力行业,它可以用于耐高温绝缘设备和电力线路的保护。
同时,热喷涂材料还可以应用于化工设备、石油管道、冶金设备等领域。
总之,热喷涂材料的应用极为广泛,能够提供优异的表面修复和保护性能。
随着技术的不断发展,热喷涂材料的种类和应用范围还将不断扩大,为各行业提供更好的解决方案。
热喷涂原理及应用技术热喷涂是一种常用的表面处理技术,它通过将熔融状态的涂层材料喷射到基材表面,形成一层均匀而致密的保护层。
热喷涂技术在工业生产中有着广泛的应用,可用于增强材料的耐磨性、耐蚀性和耐高温性能,改善材料表面质量,修复和加固零件,以及制造新的材料。
热喷涂的原理主要包括:材料加热、喷射和冷却三个阶段。
首先,涂层材料被加热至熔化温度,通常通过火焰或等离子弧进行加热。
接着,加热后的涂层材料以高速喷射到基材表面,形成一层涂层。
最后,涂层在喷射过程中冷却固化,形成均匀致密的结构。
热喷涂技术主要包括火焰喷涂、等离子喷涂和高速喷涂等几种。
火焰喷涂是最常见的一种技术,它通过将涂层材料喷射到基材表面,经过燃烧加热液化后在基材表面冷却固化形成涂层。
等离子喷涂使用等离子弧或等离子炉进行加热,可在高温下加热材料并喷射到基材上。
高速喷涂技术则通过高速气流将涂层材料喷射到基材上,使其与基材粘结。
热喷涂技术的应用非常广泛。
首先,热喷涂可以用于增强材料的耐磨性能。
在机械制造和汽车工业中,表面磨损是常见的问题,热喷涂技术可以喷涂一层硬质材料,如钢、陶瓷等,形成耐磨涂层,提高材料的使用寿命。
其次,热喷涂还可以用于增强材料的耐腐蚀性能。
在化工和石油工业中,材料往往会受到腐蚀的侵蚀,热喷涂技术可以喷涂一层耐腐蚀材料,如镍合金、不锈钢等,形成耐腐蚀涂层,保护材料免受腐蚀。
此外,热喷涂还可用于增强材料的耐高温性能。
在航空航天和能源行业中,材料常常需要承受高温环境,热喷涂技术可以喷涂一层耐高温材料,如陶瓷涂层、合金涂层等,提高材料的耐高温性能。
此外,热喷涂技术还可以修复和加固零件。
如果零件表面损坏或磨损严重,可以使用热喷涂技术喷涂一层材料,修复零件并恢复其功能。
总之,热喷涂技术是一种非常有效的表面处理技术,具有广泛的应用前景。
通过热喷涂技术,可以增强材料的耐磨性、耐蚀性和耐高温性能,改善材料表面质量,修复和加固零件,以及制造新的材料。
热喷涂技术简介热喷涂技术是一种常用的表面涂覆技术,通过高温喷涂设备将涂料加热至液态或半固态,通过喷枪喷射到被涂料表面,形成均匀的涂层。
热喷涂技术广泛应用于工业领域,例如航空航天、能源、汽车等行业,凭借其高效、可靠和灵活的特点而备受青睐。
热喷涂技术主要涉及两个关键部分:喷涂设备和喷涂材料。
喷涂设备包括喷涂枪、喷涂机和涂层预处理设备等。
喷涂材料包括粉末状材料和线材等。
粉末状材料:金属粉末、陶瓷粉末等,线材:合金线、焊芯线等。
热喷涂技术的分类热喷涂技术根据喷涂材料和喷涂方法的不同,可以分为几种主要的分类:火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和高速喷涂。
火焰喷涂火焰喷涂是最常见的一种热喷涂技术,通过喷枪燃烧混合气体产生火焰,并将粉末状材料喷射到被涂体表面,然后快速冷却固化形成涂层。
火焰喷涂技术简单、成本低且易于操作,广泛应用于防腐、耐磨和绝热涂层等领域。
电弧喷涂电弧喷涂是一种采用电弧作为热源的热喷涂技术,具有高温高能量的特点。
通过直流或交流电弧将金属电极熔化,然后利用气流将熔融金属喷涂到被涂体表面,形成涂层。
电弧喷涂技术适用于涂层的增厚和修复,例如修复零部件的尺寸误差。
等离子喷涂等离子喷涂是一种应用等离子体作为热源的热喷涂技术,通过离子化气体生成等离子体,并利用等离子体高温将粉末状材料加热熔化,然后喷射到被涂体表面,形成涂层。
等离子喷涂技术可以利用等离子体高温高能量的特点,改善涂层与基体的粘结力。
高速喷涂高速喷涂是一种喷涂速度较快的热喷涂技术,通常涉及喷涂速度超过300m/s。
高速喷涂技术通常采用喷射粉末或线材的形式,通过气流加速喷射材料,使其迅速冷却并形成均匀的涂层。
高速喷涂技术适用于涂层的修复和材料的表面改性等领域。
热喷涂技术的应用热喷涂技术在工业领域有着广泛的应用,下面将介绍一些主要的应用领域:航空航天领域热喷涂技术在航空航天领域用于制造发动机涡轮叶片、燃烧室、燃气涡轮和航空发动机喷管等零部件的涂层。
这些涂层能够增强零部件的耐磨、耐腐蚀和热阻等性能,提高航空发动机的工作效率和寿命。
热喷涂技术原理及其应用摘要:对于一些超薄零件,在其表面喷涂具有高强度、硬度较高耐磨性的陶瓷涂层,增加零件的耐磨性。
热喷入技术是制备涂层的主要方法,目前正迅速应用到民用工业领域。
本文主要介绍了热喷涂工艺的特点、喷涂方法的种类及其技术以及热喷涂技术的应用概况,并对热喷涂技术的发展方向给予了展望。
关键字:表面工程热喷涂涂层火焰喷涂1绪论磨蚀和磨损是造成材料和零部件失效的主要原因。
据有关资料介绍,发达国家每年由腐蚀和磨损所造成的损失约占国民经济总产值的4%~5%,而全世界每年生产的钢材约有1/10变成铁锈。
我国每年由腐蚀和磨损造成的经济损失已达数亿人民币。
随着现代科学技术和现代工业发展,对各种设备零件的表面性能提出了更高的要求,特别是在一些特殊条件下工作的零件表面的耐磨性、耐蚀性及高温氧化性等。
因此改善材料表面性能,不仅可以有效地延长零件的使用寿命、节约资源,更有利于社会的发展[1]。
表面工程是21世纪工业发展的关键技术之一,表面技术分为表面改性技术、薄膜技术和涂层技术三大类,而热喷涂技术是表面工程领域中十分重要的技术,约占表面工程技术的1/3,是国外50年代发展起来的一项机械零件修复和预保护的新技术。
它可以使各种机械设备车辆的零部件使用寿命延长。
使报废的零部件“起死回生”。
从学科上讲,热喷涂技术是一个涉及金属学、高分子学、表面物理、表面化学、流体力学、传热学、等离子物理及计算机等学科的交叉边缘科学[2]。
热喷涂技术有两大突出特征:一是喷涂粉末的成分不受限制,可根据特殊要求予以选择;二是热喷涂过程中工件温度可保持在100-260℃,从而减少了变形氧化和相变等,使材料本身的性能不被破坏或损失,这些特征以及热喷涂涂层所具备的耐热、耐蚀、耐磨、抗氧化、绝缘、隔热等特殊功能,使热喷涂技术得到迅速发展。
在选择一种涂层技术时应该考虑到涂层技术的经济性和技术性能,要在整个系统中考虑到表面涂层或其他表面改性和处理的方法,要知道表面要求的功能、服务环境、基材(合金、热处理等)所处理表面的性能,必须考虑到涂层自身的技术问题和经济性,涂层的使用寿命和优点,而不仅仅是涂层的生产成本。
热喷涂综述一、热喷涂的定义热喷涂技术,是采用某种高温热源,将欲涂覆的涂层材料熔化或至少软化,并用气体使之雾化成微细液滴或高温颗粒,高速喷射到经过预处理的基体表面形成涂层的技术。
当热源的比能量足以使基体表面发生薄层熔化,与喷射的熔融颗粒形成完全致密的冶金结合涂层时,称为热喷焊,简称喷焊。
使用高温热源,如氧——可燃气体燃烧火焰、电弧、等离子电弧、激光束、爆炸能等,是热喷涂技术区别于其他喷涂方法和表面涂覆方法的主要特征。
不同热源的最高温度列于附表。
附表:不同热源的最高温度二、热喷涂技术的特点采用热喷涂技术,制备各种表面强化和表面防护涂层,具有许多独特的优点:(1)能够喷涂的材料范围特别广,包括各种金属及合金、陶瓷及金属陶瓷、塑料、非金属矿物等几乎所有固态工程材料。
因而能够制备耐磨、减摩、耐蚀、耐高温、抗氧化、绝缘、导电、催化、辐射、防辐射、抗干扰、超导、非晶态及生物功能等各种功能涂层;(2)能够在多种基体材料上形成涂层,包括金属基体、陶瓷基体、塑料基体、石膏、木材甚至纸板上都能喷涂,被喷涂的材料范围也十分广泛;(3)一般不受被喷涂工件尺寸和施工场所的限制,既可厂内施工,也可现场施工;(4)涂层沉积效率较高,特别适合沉积薄膜涂层。
涂层厚度可以控制,从几十微米到几毫米甚至可厚达 20mm;(5)除喷焊外,热喷涂施工对基体的热影响很小,基体受热温度不超过200℃,基体不会发生变形和性能变化;(6)在满足强度要求的前提下,制件基体可以采用普通材料代替贵重材料,仅涂层使用优质材料,使“好钢用在刀刃上”;(7)热喷涂施工艺灵活,方便,迅速,适应性强。
当然,热喷涂技术也有如下一些缺点:(1)除喷焊外,热喷涂涂层与基体的结合主要是物理机械结合,结合强度不大高,涂层耐冲击和重载性能较差;(2)喷涂涂层含有不同程度的孔隙,对于耐腐蚀、抗氧化、绝缘等应用,一般不如整体材料。
但可通过复合涂层系统设计等方法予以改进提高;(3)喷涂小件时,涂层材料的收得率低;(4)热喷涂手工操作时的劳动条件较差,有噪音、粉尘、热和弧光辐射问题,必须注意劳动保护措施。
热喷涂铝丝是一种通过热喷涂技术使用的铝质材料,主要用于表面防护和修复工作。
以下是一些热喷涂铝丝的特点和应用:
1. 良好的导电及耐热性能:铝丝具有良好的导电性和耐热性,这使得它适用于需要这些特性的场合。
2. 抗腐蚀性能:铝在大气中能快速形成一层致密的氧化膜,这层保护膜可以有效防止进一步腐蚀,因此热喷涂铝丝可用于钢结构的表面保护,提高其耐腐蚀性。
3. 应用广泛:热喷涂铝丝被广泛应用于电容器、变阻器的喷涂以及大型储罐的内壁防护等场合。
特别是在储存特殊物料如乙二醇原料的大型储罐内壁防护上,全喷铝处理能够避免微小锈蚀对产品质量造成的影响,从而保护企业免受经济损失和名誉损失。
4. 施工方法多样:热喷铝技术包括线材火焰喷涂、电弧喷涂等多种方法,可根据实际条件和需求选择合适的喷涂方式。
5. 经济与环保:与其他防腐手段相比,热喷铝具有较低的投资成本和较长的使用寿命,同时对人体健康的危害较小,结合强度大,是较为经济环保的选择。
需要注意的是,在选择热喷涂铝丝时,应考虑其纯度、直径、材质等因素,并结合具体的应用场景和要求进行选择。
市场上有多家供应商提供各种规格的热喷涂铝丝,用户可以根据实际需要选择相应的产品。
热喷涂涂层技术的原理和应用热喷涂涂层技术,作为一种高端的表面修复和增强技术,在航空、汽车、机械等领域得到了广泛应用。
它能够通过在材料表面喷涂一层厚度不一、质量不一的涂层,达到提高机械性能、抗磨损、抗腐蚀等多重效果的目的。
在研究热喷涂技术的时候,我们需要了解它的原理和应用,以更好地理解它的发展和应用。
一、热喷涂涂层技术的原理热喷涂技术是一种通过加热材料使其熔化,在离开喷嘴时用气流将它喷到工件表面的技术。
常见的热喷涂设备有火焰喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂等。
这些设备由燃气、电弧和炸药等不同的能源供应,而另外一端的喷嘴则由氧气和气体等不同的媒介驱动。
当喷嘴放出喷雾时,材料涂层会被喷到工件表面并形成所需涂层。
由于热喷涂设备多种多样,因此其原理也有所不同。
在火焰喷涂和电弧喷涂中,金属线或粉状材料通过电弧的高温气流熔化,然后喷出,形成涂层。
在爆炸喷涂中,将粉末受热和炸药爆炸引起燃烧,并迅速将喷雾喷射到工件表面,形成激波压缩和过流,使粉末焊合在工件表面形成涂层。
热喷涂涂层技术的原理教我们,它利用不同形式的能源通过高温、高压的方式使材料熔化,并在喷嘴的高速气流的冲击下形成涂层层厚不一的被涂物。
这种涂层可通过控制喷涂速度、氢氧燃气比等参数进行调整,使用不同的工艺可实现不同的涂层性能。
二、热喷涂涂层技术的应用1. 航空领域热喷涂涂层技术在航空领域得到了广泛应用。
例如,喷涂铬、铝、钯等金属和氧化铝、钛、金刚砂等陶瓷颗粒,使飞机的发动机零部件、涡轮叶片、气缸等表面附加了防磨损、防腐蚀等功能。
这极大地提高了航空器的安全性、可靠性和寿命。
2. 汽车制造对于汽车的发动机零部件、变速器、氧化催化器、排放系统等其他组件,热喷涂涂层技术同样得到了广泛应用。
热喷涂涂层如陶瓷、合金,意义在于增加其机械性能,提高其使用寿命等。
3. 机械制造热喷涂涂层技术在机械制造领域也被广泛应用。
例如在制造刀具、轴承、滑动轴承时,可在零件表面涂上金属材料或氧化铝导电膜,使零件的运行更加平稳,在运动中产生的磨损减少,逐渐形成了一种全新的应用模式。
热喷涂技术与材料表面防护 一、 热喷涂技术及特点 随着现代科学技术和国民经济的发展,对材料提出了更高的要求,而且往往是要求材料兼备多种性能,比如要求材料具备足够强度的同时,还要求材料具备有耐腐蚀性、耐磨性或耐热性和隔热性等等。热喷涂技术就是为适应这些要求而逐步发展起来的。
热喷涂技术是一种表面强化技术,它可以在普通材料表面形成具有特殊性能的涂层,获得各种特殊性能的涂层,从而使制品表面获得各种特殊性能。此外,由于机械零件在长期运行中磨损、腐蚀,或因加工超差等原因而造成许多贵重零部件报废也可以通过热喷涂技术方便、有效地予以修复。
所谓热喷涂,就是利用各种高温热源,将固体材料加热至熔融或塑性状态,并利用高速气流作为载体,将熔融或塑性状态的微粒喷射到经过预先处理的制品表面而形成涂层的过程。如果将所形成涂层(必须是自熔性合金材料)用热源再进行加热熔化(或在喷涂的同时就将涂层再熔化)使之与基体的近表面形成牢固的冶金结合层,这种工艺则称为喷焊(或喷熔)。目前一般将喷涂和喷焊两种工艺统称为“热喷涂”,只有在具体施工时才指明采用喷涂法还是喷焊法。
热喷涂方法有多种,按其使用的热源来分,有气体燃焰喷涂、电弧喷涂、高频电热喷涂、等离子射流喷涂、爆炸喷涂等,最近还出现了激光喷涂。按喷涂材料的形态来分,有熔线式喷涂、熔棒式喷涂和粉末喷涂。其中气体燃焰喷涂的材料可以是线材,也可以是棒材或粉末,电弧喷涂和高频喷涂均用金属线材料,而等离子喷涂和爆炸喷涂一般均用粉末材料,激光喷涂也是采用粉末材料。
我国目前应用最广的是氧-乙炔焰粉末喷涂、氧-乙炔焰熔线喷涂(即金属喷涂)、电弧喷涂和等离子射流喷涂(简称等离子喷涂)。
无论那一种热喷涂方法,都是在材料表面形成一层所需功能的表面层。因此基于这点,热喷涂技术也是一种表面处理技术。但它与其它表面处理技术相比,又有许多自身的特点,从而逐步形成一门独立的应用技术。热喷涂技术的主要优缺点如下:
1、热喷涂法的优点 (1)热喷涂法的适应范围广,不仅适用于金属制品,也适用于非金属制品,如陶瓷制品、水泥制品、石膏制品、塑料制品,甚至木材、布匹、纸张等,均能在其表面形成涂层。
(2)可以获得种类繁多的涂层。一般来说,凡经加热能呈熔融状态或塑性状态的任何固体工程材料,无论是金属、陶瓷、玻璃或塑材均可作为喷涂材料,而且还可以根据需要将各种材料混合或制成复合材料,使所得到的涂层满足各类特殊要求。目前已经能够较方便地获得耐磨(包括高硬度、易磨削、低摩擦的各种涂层)、耐腐蚀、耐高温、隔热、绝缘、导电、防辐射、密封等性能的涂层。 (3)几乎不受尺寸和几何形状的限制,只要喷射束能到达的部位,都可以进行喷涂。 (4)能形成比任何一种表面处理方法厚得多的涂层(当然搪瓷、搪玻璃也可获得厚的表面层),其厚度可由0.05毫米至几毫米,有的材料则不限厚度。
(5)操作方法简单(特别是气体燃焰喷涂),大多可以在现场施工。 2、热喷涂法的缺点 (1)由于涂层与基体主要是靠机械结合形式(喷焊工艺除外),所以其与基体表面的结合强度,相对地较低于金属热处理,涂层自身强度一般不可能达到基体金属本身的强度。
(2)涂层存在一定的气孔(喷焊工艺除外),这对于要求耐化学介质腐蚀的环境是不利的。但有试验表明,当涂层厚度达到一定值时,(比如镍包铝材料的等离子喷涂层,厚度达到0.3~0.5毫米以上时)其气孔已被涂层自身封闭,成为非穿透性气孔。另外,还可以对涂层进行封孔处理。然而在某些情况下气孔的存在正是我们所需要的。例如作为隔热涂层、含油轴承和人造骨骼等。
(3)某些喷涂方法(特别是等离子喷涂和喷焊工艺)要产生多种有害因素,因此在采用这类方法时,必须采取适当的防护措施。
应当指出,任何一种先进技术都不是万能的,必须根据工作条件分析其可行性、可靠性、经济性等诸因素来确定最佳方案。
二、 热喷涂材料 (一)、金属及其合金 金属及合金是热喷涂中应用最广、种类最多的材料。由于金属大多具有延展性,所以它们既可制成粉末又可制成线材。改变合金中元素的成分可以得到各种所需的物理性能和化学性能。
1、铝、锌及合金 铝和锌以及它们的合金,是应用最早的热喷涂材料,最初它们是用于熔线式喷涂。粉末式喷涂方法出现后也有制成粉末材料出现的。
铝和锌的电动顺序都在铁之前,都是比铁活泼的元素,所以将它们广泛用于钢铁构件的防腐涂层,既可耐大气腐蚀、也可以作为牺牲阳极,对钢铁基体起到电化学保护作用。国外通过对铝涂层的海水浸渍试验,证明其耐海水腐蚀性能良好,经过6年海水浸渍的试样,几乎未发现腐蚀。铝和锌涂层,如再进行封孔处理,其耐腐蚀性能会有所提高。
2、铜及铜合金 高纯度的铜可以制成导电涂层和美术装饰涂层(比如用于雕塑制品的喷涂)。在铝青铜中加入少量铁、镍、锰元素就具有很好的耐蚀性能,特别是抗海水腐蚀能力很强,难熔于硫酸和盐酸,但易溶于硝酸,此外耐蚀疲劳性和耐磨性能也很好。磷青铜具有很好的耐磨性,可用于轴承的耐磨涂层,磷青铜涂层呈美丽的淡黄色,所以也可用于装饰性涂层。
3、钼 喷涂用的钼其纯度在99.95%以上,既可是线材也可是粉末。由于钼与钢铁材料之间有良好的结合性能,所以常用作打底层材料,钼涂层还具有较好的耐磨性,而且钼还是耐热浓盐酸的唯一金属。
4、镍和镍合金 纯镍具有较好的耐腐蚀性能,是耐热浓碱液腐蚀最好金属材料,但不耐氧化性酸。 镍铬合金是目前使用极广的耐磨、耐腐蚀材料,它们既具有良好的耐酸、耐碱性、又具有良好的耐热性,其耐磨性随铬和碳量的增加而增加。
镍和铜以及少量其它元素的合金称为蒙乃尔合金,它具有良好的耐蚀性、耐氧化性,对盐水的耐蚀性和在中性或碱性盐类溶液中的耐蚀性都很强,对于非强氧化性酸的耐蚀性也较好,但与铁接触时容易产生腐蚀。下表为蒙乃尔合金与18-8不锈钢的腐蚀试验比较。
材料 腐蚀液 蒙乃尔合金 不锈钢 试验条件
30%硫酸 0.0261 0.1975 10天平均温度80℃
10%硫酸 0.0078 0.2886 31天平均温度26℃
10%盐酸 0.0381 0.3679 31天平均温度26℃ 盐酸 0.098 0.1327 20天平均温度18℃
注:表中数值为腐蚀量,单位为克/厘米2 5、自熔性合金 自熔性合金是指在铁基、镍基或钴基中加入1.5%以上的硼、硅元素所形成的超合金。加入硼、硅后可降低熔点,增加流动性,同时同硼、硅与氧的亲合力比金属成分与氧的亲合力大,熔化时它们分别与氧生成氧化硼和氧化硅,熔化后浮在涂层表面,冷却后便形成无孔的涂层,而金属成分则与基体表面形成冶金结合层。这就是上述的喷焊工艺所必须采用的材料。
自熔性合金的三种典型就是铁铬硼硅系列、镍铬硼硅系列和钴铬钨系列。 铁基合金具有很好的耐磨性和一定的耐蚀性,因其价廉而被广泛用于一般机械零件的耐磨涂层和修复零件用。其硬度范围由含铬量与含碳量而定,一般在HRC25~60或更高。
镍基合金不仅具有良好的耐磨性,还具有良好的耐腐蚀性和较好的红硬性。广泛用于既要求耐腐蚀,又要求耐磨的零部件。如阀门密封面,柱塞表面,用于有腐蚀性介质中的热电偶导管以及要求耐腐蚀的化工容器等。
钴基合金(司太立系合金)的最大特点是在高温下的耐腐蚀性和耐磨性十分突出,抗气蚀性能好,因此可用于高温排气阀、高温高压阀门、高温模具、汽轮机叶片等的修复或预保护。
自熔性合金是专为喷焊工艺生产的,但它们也可以直接用于喷涂工艺,然而用于喷涂工艺的材料却不一定能用于喷焊工艺。
金属和合金的种类很多,不可能一一列举,选用时可参考有关材料手册。 (二)、陶瓷材料 陶瓷通常是指各种氧化物、硼化物、硅化物、碳化物的总称,它们的熔点都很高,大多在2000℃以上,化学稳定性良好。其中氧化物应用较多,它们在氧化性气氛中有优良的化学稳定性,熔点很高,还具有很好的耐磨性和电绝缘性能。因而多作为耐高温、耐隔热、绝缘、耐磨、耐腐蚀涂层。应用较多的氧化物陶瓷有氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化铬、氧化锆等。金属碳化物的熔点比其化合物中金属元素的熔点高,在高温下有良好的机械性能,所以适宜于耐热涂层。几乎所有碳化物都是电和热的良导体。典型的碳化物是碳化钨,它还具有很高的硬度,因而有良好的耐磨性,常用于机械密封和要求耐磨的轴颈等。其它陶瓷也都可作为热喷涂材料。所有陶瓷都有一个共同的缺点,就是材料没有延展性,硬而脆,因此不可能制成线材,绝大多数是以粉末材料出现,也有将其制成棒材用于熔棒式喷涂的。 (三) 、复合材料 近几年复合材料的发展很快,所谓复合材料目前有二种形成。一种是包复型材料,它们是在某种核心材料微粒的外表面用化学或其它方法再包裹一层它种材料而形成的。被包裹材料一般都是金属,常用的包裹材料有镍、镍铬合金、钴、铜等。另一种复合材料是粘结型的,即在一种微粒的外表面再粘结上它种材料。这种材料制作工艺简单,成本低,目前已有较好的产品。
复合材料的出现,大大增强了涂层的功能,扩大了热喷涂的应用范围。目前国内外的许多科研、生产部门都在努力从事复合材料的科研工作。国内已生产出了数十种复合粉,供不同工艺要求选用。
(四) 、塑料 用于热喷涂的塑料是一些具有热塑性和热固性的材料。不同塑料具有不同的耐化学腐蚀性能,特别是耐酸、碱的腐蚀性能。因而塑料早被广泛用于化工防腐中。但塑料在被用作热喷涂材料之前,它是作为衬里材料使用,或者直接将塑料制成容器,但塑料的强度均比金属低,这就是限制了它的应用。
由于塑料的熔点都很低,因此不能用通常的热喷涂方法形成涂层,否则会使它们分解或碳化。长诚热喷涂技术有限责任公司(原长城喷涂技术研究所)近年来研制成功既能喷金属又能喷塑料的多功能气体燃焰粉末喷涂装置,为将塑料涂层用于化工防腐开辟了新的途径。
典型的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯和尼龙等,典型的热固性塑料有环氧树脂和酚醛树脂等。
三、热喷涂技术的应用 (一)、耐腐蚀涂层 用氧乙炔焰或电弧进行金属线材的喷涂是化工行业应用最早的热喷涂技术。其中铝和锌已被广泛用于一般钢铁构件、管道、水闸门、塔设备的防护涂层,直至现今仍在采用,如果在这些涂层上面再涂刷一层封孔剂(一般是有机涂料)会使使用寿命大大提高。这方面的成功经验已经有许多介绍,这里不再重述。
至于直接用于化学腐蚀介质中的情况,目前各国还不多。随着等离子喷涂的出现,使涂层性能大大提高,如结合强度的提高、气孔率的降低都为热喷涂的应用创造了条件。若在此基础上再进行处理,那将使其耐腐蚀性能大为提高。
对涂层进行重熔处理(即采用喷焊工艺 )是有效的封孔方法,经重熔处理后就形成无气孔的涂层,并与基体表面层形成冶金结合层。一些单位对柱塞采用喷焊工艺,既提高了耐腐蚀性能又提高了耐磨性能,使柱塞的寿命大大提高。例如在三柱塞高压注水泵柱塞上喷焊镍基合金,使寿命比原38CrMoAl离子氨化柱塞提高寿命5~9倍,而盘根寿命可提高2~3倍,这一工艺已在一些油田普遍采用,并取得了很大的经济效益。