热喷涂技术现状及其发展
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我国热喷涂技术近期发展概况全国热喷涂协作组办公室(100044)刘广海、曾克里、宋希剑摘要本文叙述了热喷涂技术(包括设备、工艺、材料、科研等方面)在我国近期发展概况及应用特点和最新成就,并展望了该技术的推广应用前景。
关键词:热喷涂技术、发展、前景热喷涂技术在国民经济建设中所发挥的重大作用,越来越引起人们重视。
它作为表面技术一个重要组成部分,在国家“六五”至“九五”连续四个五年计划重点推广应用中取得了显著成绩,获得了重大经济效益。
目前,无论在设备、材料、工艺、科研等方面都在迅速发展与提高。
从去年10月在宁波举行的“第十五届全国热喷涂技术经验交流会”上国内外专家的专题报告以及宣读的论文中可以看出,我国热喷涂技术近期发展的概况及特点是:设备方面(喷枪)向高能、高速度方向发展;材料方面向系列化、标准化、商品化方向发展,以保证多功能高质量涂层的需要;工艺方面向机械化、自动化方向发展,如计算机控制、机械手操作等。
下面简要介绍如下:1. 热喷涂设备发展的新动向近期我国加快了设备研制和生产步伐,目前已形成了完整的研制和生产体系,除原有的20多个生产单位,单机品种可达100多个外,近几年来超音速喷涂、等离子喷涂、超音速电弧喷涂、冷喷涂、棒材及陶瓷软线喷涂方面都有很大进展,加之引进许多国外先进设备,使我国热喷涂设备发展达到了崭新阶段。
1.1等离子喷涂设备1.1.1超音速等离子喷涂设备国际上高能高速已成为热喷涂技术的发展方向,相继出现了爆炸喷涂(CD-GmsPrating)、超音速火焰喷涂(HVOF、HVAF)、低压等离子喷涂(LPPS)、以及超音速等离子喷涂(Plazjet)等技术。
这些技术都是通过大幅度提高喷涂粒子的速度来获得高质量涂层。
但上述设备都各自有不足之处,由美国Browning公司在1986年末推出的超音速等离子喷涂(Plazjet)具有设备投资少、材料来源广、涂层质量好、生产效率高等诸多优点。
装甲兵工程学院在引进美国PJS-80超音速等离子喷涂设备的基础上,自主设计开发高效能HEPJET超音速等离子喷涂枪,成功地研制了超音速等离子喷涂系统。
热喷涂技术论文(2)热喷涂技术论文篇二热喷涂技术的研究现状与发展趋势【摘要】热喷涂技术拥有着巨大的发展优势,且被广泛应用在工程领域方面。
综述了热喷涂技术的研究现状以及未来的发展趋势,主要介绍了超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、等离子喷涂技术、冷喷涂技术与超音速电弧喷涂技术等,并简洁了这些技术的研究发展趋势与实际应用。
【关键词】热喷涂技术;研究现状;发展趋势热喷涂技术是利用某种热源使得喷涂材料受热呈现熔融或者是半熔融状态,再将其喷射到需要涂敷的基体表面,从而可以形成一层比原基体材料涂层性能优异的涂层,使得工件的表面性能更加优异,或是使得工件形成一种或多种原基体材料不具备的表面性能膜状组织结构。
热喷涂涂层具有耐磨损、隔热以及耐高温等性能,并且能够实现对出现磨损、被腐蚀的零件以及因加工出现误差的零件进行必要的有效修复。
热喷涂技术是表面工程的重要组成部分,在工业与科学技术快速发展的今天,喷涂技术在航空航天、石油化工以及机械制造等众多的领域中应用广泛。
本文主要介绍了超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、电弧喷涂技术、等离子喷涂技术、冷喷涂技术与超音速电弧喷涂技术等,并简洁了这些技术的研究发展趋势与实际应用。
1 超音速火焰喷涂技术1.1 超音速火焰喷涂的发展超音速火焰喷涂(HVOF)是在上个世纪80年代初期由普通的火焰喷涂技术发展而来的一种新型的喷涂技术。
该项技术主要是以氢、丙烯、乙炔以及煤等作为燃料,以氧气作为助燃剂,在特殊的喷嘴中进行燃烧或者是在专门的燃烧室进行燃烧,形成温度高达2000℃-3000℃,速度快至2100m/s的超音速火焰,与此同时将各类粉末送进火焰中,使得粉末粒子呈现熔化或是半熔化状态,并高速运转撞击至基体表面从而在基体表面形成涂层,此类涂层比普通火焰喷涂的涂层更加结实紧密。
1982年在美国出现了第一代超音速火焰喷涂装置,随后超音速火焰喷涂技术得到了长足的发展。
1.2 超音速火焰喷涂原理超音速火焰喷涂以氢、丙烯、乙炔以及煤等作为燃料,利用氧气作为助燃剂,在特殊的喷嘴中进行燃烧或者是在专门的燃烧室进行燃烧产生的高温高速的火焰。
热喷涂技术应用与发展调研分析热喷涂技术是一种表面强化和修复的高温技术,通过将涂层材料加热至熔化状态并高速喷射到工件表面,形成一层致密的涂层,从而达到防腐、耐磨、隔热等表面处理目的。
本文将对热喷涂技术的应用领域、技术优势、发展趋势等方面进行调研分析。
热喷涂技术在各个领域都有广泛的应用,主要有以下几个方面:工业领域:热喷涂技术在工业领域的应用十分广泛,如石油化工、电力、制药等。
例如,在石油化工行业中,可以利用热喷涂技术对设备进行防腐处理,提高设备的耐用性和安全性。
汽车领域:汽车行业是热喷涂技术的重要应用领域,主要用于发动机、底盘、车身等部位的防腐、耐磨和隔热处理。
机械领域:机械设备在运转过程中会产生磨损和腐蚀,热喷涂技术可以为机械设备提供有效的表面保护。
例如,在矿冶设备中,利用热喷涂技术可以提高设备的耐磨性和耐腐蚀性。
高效:热喷涂技术可以快速高效地完成大面积表面处理,提高生产效率。
耐磨:热喷涂材料具有高硬度、高耐磨性等特点,可以延长设备的使用寿命。
防腐:热喷涂技术可以形成致密的涂层,有效防止腐蚀,提高设备的耐久性和安全性。
隔热:热喷涂技术可以形成一层隔热材料,有效降低设备表面的温度,提高设备的使用安全性。
经济:热喷涂技术成本较低,可以降低生产成本,提高经济效益。
随着科学技术的不断进步,热喷涂技术也在不断发展创新。
未来,热喷涂技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:新材料的应用:随着新材料的不断涌现,热喷涂技术的材料选择范围也越来越广,未来将会有更多新型、高性能的材料应用于热喷涂技术中。
高能束技术的应用:高能束流技术如激光、等离子等在热喷涂技术中的应用将更加广泛。
这些技术的应用可以提高热喷涂层的结合强度和致密性,进一步提高表面处理的质量和效率。
智能化技术的应用:智能化技术在热喷涂技术中的应用将成为未来的发展趋势。
通过引入机器人和自动化技术,可以实现热喷涂过程的自动化和智能化控制,提高生产效率和产品质量。
资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载热喷涂技术的发展和应用地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容表面工程学(论文)班级:材科101学生姓名:宋俊伟学号:201001524125指导教师:汤峰热喷涂技术的发展和应用【摘要】主要介绍了热喷涂的基本方法、设备、材料和涂层特性;以及当前的发展动态和应用情况;并简要介绍了应用研究的前景。
【关键词】热喷涂加工技术、加工原理、应用现状、发展前景。
引言热喷涂是一种迅速发展的表面强化新工艺新技术。
它采用专用设备,利用各种热源将金属或非金属材料加热到熔化或半熔化状态,用高速气流将其吹成微小微粒并喷射到机件表面,形成覆盖涂层,以提高机件耐磨、耐蚀、耐热等性能。
热喷涂技术最早出现在上世纪早期的瑞士,随后在苏联、德国、日本、美困等圉得到了不断的发展,各种热喷涂设备的研制,新的热喷涂材料的开发,新技术的不断应用,使热喷涂涂层质量得到了不断的提高,并不断开拓新的应用领域。
目前,以火焰喷涂、超音速喷涂、电爆喷涂、电容放电喷涂、等离子喷涂为代表的热喷涂技术与设备,以及一系列喷涂喷焊粉末新材料,各种热喷涂技术趋于成熟,喷涂装置日益完善,不仅能喷金属、合金、陶瓷,还能喷涂塑料和复合材料。
近几年来电子计算机在等离子喷涂系统中的应用,使热喷涂技术达到了相当完善的地步,不仅使应用范嗣大为扩展,而且使涂层质量有了质的飞跃。
热喷涂技术不仅涉及到材料学、表面物理化学、流体力学、传热学、等离子物理等,还涉及到机械,计算机和新材料等学科,是一门交叉边缘学科。
热喷涂技术简介热喷涂技术是通过某种热源将某些材料表面加热至熔融或半熔融状态,然后喷射到涂敷的基体表面,形成一层性能优于原来基体的涂层,从而使原工件具有更加优异的表面性能,或者是使工件获得一种或几种原来基体材料不具备的表面性能膜状组织。
热喷涂技术的现状和发展
热喷涂技术是一种将粉末或线材材料喷涂在基材表面形成涂层
的技术。
目前,热喷涂技术已经广泛应用于航空航天、汽车、能源、建筑等各个领域。
热喷涂技术的发展主要体现在以下几个方面:
1. 材料的发展。
热喷涂技术需要高质量的喷涂材料,因此,随着材料科学的不断发展,热喷涂材料也在不断更新换代。
2. 技术的改进。
热喷涂技术的精度和效率越来越高,这主要得益于各种新的热喷涂设备的研发和改进。
3. 应用领域的扩展。
除了传统的航空航天、汽车、能源、建筑等领域,热喷涂技术还被应用于医疗、军事、电子等领域,应用领域不断扩展。
4. 环保性和可持续性。
热喷涂技术的环保性和可持续性越来越受关注,相关的研究也在不断进行。
总体来说,热喷涂技术在现代工业中占据着重要地位,并且在不断的发展和完善。
随着科技的不断进步,热喷涂技术的应用领域和发展前景将会更加广阔。
- 1 -。
热喷涂应用简介热喷涂是一种表面强化技术,是表面工程技术的重要组成部分,一直是我国重点推广的新技术项目,随着科技发展,热喷涂技术目前在国内已取得了比较广泛的推广应用,近年来发展的趋势和特点是:(1) 大面积长效防护技术得到了广泛应用,对于长期暴露在户外大气的钢铁结构件,采用喷涂铅、锌及其合金涂层代替传统的刷油漆方法,实行阴极保护进行长效大气防腐,近年来得到迅速发展。
如电视铁塔、桥梁、公路设施、水闸门、微波塔、高压输电铁塔、地下电缆支架、航标浮鼓、竖井井筒等大型工程都采用了喷涂铅、锌及其合金方法进行防腐。
目前国内有几十个专业喷涂厂从事这方面工作,喷涂面积每年达几百万平方米以上。
这项技术不仅在国内大量推广应用,而且在援外工程中也得到了较好的推广应用。
(2) 采用热喷涂技术修复与强化大型关键设备及进口零部件国产化,近年来这方面已有许多成功应用实例。
如:一米七轧机、高速风机转子、大型挤压机栓塞、大型齿轮、电极挤压成型喷、大功率汽车曲轴等,这些工作的进行,一是解决了生产急需;二是节约了大量外汇。
(3) 超音速火焰喷涂技术的应用随着我国热喷涂技术的发展与提高,对喷涂层质量要求也越来越高。
近年来美国等国家发展起来的高速燃气(HVOF )法是制备高质量涂层的一种新的工艺方法。
由于超音速火焰喷涂方法具有很多优点,目前国内已先后从国外引进了近十台设备,在各工业部门发挥着重要作用。
(4)气体爆燃式喷涂技术进一步得到了应用,该项喷涂技术由于粒子飞行速度可达800M /S 以上,涂层与基体结合强度可达100MPa 以上,孔隙率< 1 %,在某些领域里应用,优于其他喷涂方法。
目前国内已安装10 台以上。
(5)氧乙炔火焰塑料粉末喷涂技术发展迅速如前所述,国内近年来已有多家生产制造氧乙炔火焰塑料粉末喷涂设备,采用该项工艺技术,已在化工贮藏、管道、陶瓷行业、沪泥机板框、印染行业的导布辊、煤炭行业带式运输机铸件(铸铁)托轮、石油行业注塑设备,以及表面装潢。
热喷涂技术在冶金行业的应用及其发展热喷涂技术是通过某种热源将某些材料加热至熔融或半熔融状态,然后喷射到涂敷的基体表面,形成一层性能优于原来基体的涂层,从而使原工件具有更加优异的表面性能,或者是使工件获得一种或几种原来基体材料不具备的表面性能膜状组织.这些表面性能包括耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、消毒、防微波辐射以及其他各种特殊的物理化学性能。
目前,包括航空、航天、原子能设备、电子等尖端技术在内的很多领域内,热喷涂技术都得到了广泛应用,并取得了良好的经济效益。
喷涂材料包括金属、陶瓷和塑料等。
喷涂层的形成包括喷涂材料的加热熔化阶段、熔滴的雾化阶段、粒子的飞行阶段和粒子的喷涂阶段。
涂层与基体的结合有机械结合、扩散结合、物理结合和冶金结合。
在使用放热型喷涂材料或采用高温热源喷涂时,熔融态的喷涂材料粒子会与熔化态的基体产生焊接现象,形成微区的冶金结合,提高涂层与基体的结合强度。
喷涂层内的粒子之间的结合以机械结合为主,而扩散结合、物理结合、冶金结合等也共同起作用。
1、热喷涂技术特点热喷涂方法大体可分为火焰喷涂法、爆炸喷涂法、超音速喷涂法、电弧喷涂法、等离子喷涂法等。
1.1火焰喷涂利用火焰为热源,将金属与非金属材料加热到熔融状态,在高速气流的推动下形成雾流,喷射到基体上,喷射的微小熔融颗粒撞击在基体上时,产生塑性变形,成为片状叠加沉积涂层,这一过程称为火焰喷涂。
火焰喷涂法是目前喷涂技术中使用较广泛的一种工艺。
采用火焰喷涂法技术,可以制备各种纯金属、合金、陶瓷等涂层。
1.2爆炸喷涂爆炸喷涂是先将一定比例的氧气和乙炔由供气口送入冷喷枪的燃烧室,经火花塞点火,氧气和乙炔混合气体发生爆炸式燃烧,然后由送粉器将喷涂粉末送入燃烧室,其热能将喷涂粉末加热到一定状态,最后在爆炸冲击波的作用下把粉末颗粒喷向工件表面而形成涂层。
爆炸喷涂法是一项技术难度较大、工艺性能较强的新技术,也是一种高能喷涂方法。
与一般火焰喷涂相比,必须提供足够高的气体压力,气体的消耗也很大。
热喷涂技术市场分析报告1.引言文章1.1 概述部分的内容:热喷涂技术作为一种先进的表面涂覆技术,已经在工业领域得到了广泛的应用。
本报告旨在对热喷涂技术的市场进行深入分析,探讨其现状和发展趋势,以及市场竞争情况和未来发展的建议。
通过对热喷涂技术的介绍和工业应用的探讨,本报告将为相关行业的投资者、决策者和从业人员提供有益的参考和指导,促进热喷涂技术市场的健康发展。
文章结构部分的内容如下:"1.2 文章结构":本报告分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括对热喷涂技术的概述、文章结构的介绍、以及撰写本报告的目的。
正文部分包括热喷涂技术的介绍、在工业领域的应用以及市场现状的分析。
结论部分包括市场发展趋势的分析、市场竞争分析以及针对热喷涂技术市场的建议与展望。
通过对这些内容的详细论述,本报告将全面分析热喷涂技术在市场中的地位和发展趋势,为相关行业提供有益的参考和建议。
1.3 目的目的:本报告旨在对热喷涂技术市场进行深入分析,探讨其在工业领域的应用及市场现状。
通过对市场发展趋势和竞争分析的研究,旨在为相关企业提供合理的建议和展望,以促进热喷涂技术行业的健康发展和持续增长。
同时,本报告也旨在为行业内部和外部的相关人士提供有关热喷涂技术市场的详尽信息,从而为相关人员提供决策参考和战略规划。
1.4 总结通过本文的介绍,我们了解了热喷涂技术在工业领域的广泛应用和市场现状。
随着工业领域的不断发展和技术的不断进步,热喷涂技术的市场需求也在不断增长。
在市场发展趋势方面,热喷涂技术将会在更多领域得到应用,成为工业制造中不可或缺的一部分。
同时,市场竞争也将随之加剧,各家企业需要加强技术研发和市场营销,以保持竞争优势。
因此,我们建议相关企业应加大对热喷涂技术的研发投入,提高技术水平和产品质量,拓展市场渠道,以适应市场竞争的压力,抢占更多的市场份额。
同时,政府和行业协会也应加大对热喷涂技术的支持和鼓励,促进技术创新和产业发展,为行业的可持续发展提供更多的支持和保障。
热喷涂技术的最新研究应用现状摘要提高热喷层的致密性,减少其孔隙,可以防止涂层过早腐蚀,延长其使用寿命。
简述了热喷涂层孔隙出现的原因;介绍了减少热喷涂层孔隙率、提高涂层耐腐蚀性能的方法;指出了提高热喷涂层耐腐蚀性能的发展方向。
通过系统介绍钢桥防腐蚀的必要性、热喷涂防腐蚀主要方法、国内外热喷涂技术的主要标准,列举了一些国内外钢桥热喷涂防腐蚀应用实例,希望可以为我国钢桥的设计、建造、维修、养护工作提供一定的参考。
关键词:钢桥;防腐蚀;热喷涂;技术;应用;涂层致密性;重熔处理;喷涂工艺;封孔处理一、前言热喷涂技术能赋予材料表面一些特殊的性能,如提高耐腐蚀性、电绝缘性、耐磨减摩、抗高温氧化性及电磁屏蔽吸收等功能。
热喷涂层材料可以是金属、金属合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料以及复合材料等,其涂层广泛应用于航空航大、石油化工、机械制造、冶金、交通运输、建筑等领域。
但是,热喷涂层的表面和内部会存在一定数最的孔隙,服役于腐蚀环境时,腐蚀介质会通过这些孔隙穿过涂层,直至基体,对基体产生腐蚀。
腐蚀产物会在涂层/基体界ICI积累,其疏松的结构特征以及体积膨胀会导致涂层龟裂、脱落,以致涂层失效比习;同时,涂层孔隙还会降低涂层与基体之间和涂层内部的结合强度,影响涂层使用寿命。
因此,如何减少或消除涂层中的孔隙己成为完善热喷涂层制造技术的一个重要研究方向。
二、提高热喷涂层致密性技术的研究现状及发展方向1、热喷涂层孔隙出现的原因热喷涂层是由无数熔融或半熔融的变形粒子互相交错呈波浪式堆叠在一起而形成的层状组织结构。
在常规大气环境喷涂过程中,这些变形粒子与周围介质发生氧化反应,而使涂层中出现氧化物。
变形粒子在交错堆叠的过程中,由于飞行速度和温度不同,使得不断堆叠起来的涂层呈现出明显的不规则状,导致堆叠粒子之间存在缝隙或孔洞。
在冷却凝固过程中,若熔融粒子间析出的气体来不及从粒子堆内逸出,就会在涂层中形成气孔。
同时,变形粒子随温度的不断降低而产生收缩,若得不到液相的及时补充,也会在涂层中形成孔洞。
热喷涂材料的应用与发展一、热喷涂材料与技术热喷涂技术是表面工程领域中的十分重要的技术,在过去的十年中,热喷涂技术发展迅速(每年增长5 ̄10%),1997年全球热喷涂产值已高达13.5亿美金。
在各种新型、优质热喷涂技术不断涌现的情况下,热喷涂材料已成为制约热喷涂技术应用和发展的关键。
热喷涂材料分类,通常按材料形态有喷涂粉、丝材、粉芯丝材等;按材料种类有金属及特殊金属材料、有机聚合物材料、陶瓷材料、生物材料;按涂层结构有纳米涂层材料、合金涂层材料、非晶态涂层材料以及由这些材料复合构成的复合涂层材料。
目前,为了满足对材料多功能、高性能等的要求,多种材料的复合、纳米材料、新型合金或非晶材料的使用成为热喷涂材料发展的主要趋势。
二、热喷涂材料的现状与发展热喷涂技术的完善和发展,热喷涂技术的应然而,热喷涂技术的突出特点又使其应用极具潜力。
主要表现在:①表面工程和多种复合材料的结合在材料设计中具有明显的优势;②可方便地调整材料的化学成分;③能够动态形成具有特殊结构性能的复合材料;④多种材料和多种技术的复合可获得优异的性能。
因此热喷涂材料的研究是21世纪热喷涂发展的决定性因素,也是热喷涂技术发展的动力。
1、特殊金属材料锌、铝金属是最常用的热喷涂材料,此类材料已广泛应用于钢构件在苛刻环境条件下的腐蚀保护。
目前,热喷涂金属材料研究较多的是一些合金材料。
英国 Leater T等学者最新开发的线材电弧喷涂Zn-15wt%A1 合金涂层的抗红锈能力明显优于单一金属的涂层。
结果表明,由锌丝、铝丝同时喷涂制备的“伪”合金涂层所具备的抗盐雾能力与其传统的合金层相似,“伪”合金中双相显微弥散是很重要的。
热喷涂用金属合金材料主要有Ni基合金(Ni-20%Cr,Ni-50%Cr、625合金)、Ni 基自熔剂合金(Nil8Crl3MoFeCuBSi:Nil8Cr4MoFeCuBSi,Ni26CrBSi)、Cr基合金(Cr -38%Ni-2.5%Mo-0.5%B-1.0%Si),新近开发的这种Cr基合金在85%V205- 15 % NaCl熔盐槽中900 ℃下进行该合金抗腐蚀试验表明该合金具有极好的抗腐蚀性能,该合金的腐蚀失重约为Ni-20%Cr合金失重的1/7。
热喷涂技术及其在中国钢铁行业的应用
热喷涂技术是用熔融金属、合金或其他材料(称为热喷涂材料)通过吹射、喷射或扩散在固定结构表面来实现均匀涂覆的一种先进技术。
近年来,热喷涂技术在中国钢铁行业应用越来越广泛,引发了人们关注,为当前钢铁行业发展做出了重要贡献。
首先,热喷涂技术可以有效提高钢铁表面外观效果。
许多钢铁建筑在长期的服役过程中会因环境条件的变化而损坏。
热喷涂技术可以在短时间内重新修复金属表面,提供更加完美的外观效果。
此外,热喷涂也可以抑制金属表面的腐蚀,有效延长使用寿命,提高资源的利用率。
其次,热喷晶技术可以大大提高处理效率,并节约能源。
热喷涂技术具有非常高的节能效益,其加工速度极快,且最低消耗资源量大大减少,整体处理成本非常低。
此外,热喷涂技术还可以去除金属表面的尘埃和碎屑,减轻加工人员的劳动强度,使钢铁行业有效改善作业环境。
最后,热喷涂技术具有一定的安全性,可以有效减少钢铁行业安全事故的发生率。
热喷技术提供的涂层具有良好的附着性能、耐腐蚀性和耐冲击性,能在一定程度上提高工件外形稳定性,从而帮助钢铁行业减少事故风险。
综上所述,热喷涂技术可以为中国钢铁行业创造更多价值。
它能提高外观效果,防止金属表面蚀及抑制工件变形,还可以大大提高处理效率及减少能耗,同时也提高了相关安全措施,有助于延长钢铁产品使用寿命,大大提升钢铁行业的生产效率及经济社会效益。
热喷涂技术的现状及应用(总6页)本页仅作为文档页封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March热喷涂技术的现状及在锅炉管道方面的应用摘要:热喷涂技术作为材料表面强化、保护和尺寸恢复的新技术,在设备维修、机械制造中得到广泛应用,尤其在电厂部件的修复和维护中得到充分体现。
本文对热喷涂技术进行了简单介绍,综述了该技术在锅炉管道部件的应用。
大力提倡和发展热喷涂技术,在电力工业中具有巨大的应用价值和广阔的市场前景,必将带来愈来愈大的社会和经济效益。
关键词:热喷涂技术;材料表面强化;锅炉管道1 引言电力工业是国民经济的基础,承担着为各行各业和人民生活提供高效、清洁能源的重要任务。
近年来,随着国民经济的飞速发展,使我国对电力的需求日益剧增,特别是南方一些经济发达城市,在炎暑的用电高峰期拉闸限电现象频频发生。
为满足国民经济发展对电力的需求,全国各地兴建了不少电厂,旧电厂也纷纷进行扩容改造。
随着越来越多的高参数、大容量机组投入运行,锅炉受热面的运行工况更为苛刻。
我国目前还是一个以火电发电为主的国家,为使煤炭资源得以充分合理的利用,在电站锅炉中大量使用高含灰量的劣质煤,随着灰分不断升高、热值不断降低,锅炉受热面产生磨损、积灰、结渣、腐蚀等一系列问题,受热面使用寿命降低,锅炉管道爆漏现象频繁。
因此,我们必须尽快找到解决锅炉“四管”爆漏问题的可行方法。
表面处理工艺是指在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。
它运用物理、化学或物理化学等技术手段来改变材料及其制件表面成份和组织结构,其特点是保持基体材料固有的特征,又赋予表面化所要求的各种性能,从而适应各种技术和服役环境对材料的特殊要求。
最大的优势在于能以极少的材料和能源消耗制备出基体材料难以甚至无法获得的性能优异的表面薄层,从而获得最大的经济效益。
所以我们选用表面处理的方法来解决锅炉“四管”爆漏问题。
2023年热喷涂技术行业市场环境分析热喷涂技术是一种高温下将材料喷涂到工件表面上的加工技术。
它适用于各种不同类型的材料和表面处理,如薄膜涂层、硬质合金涂层、陶瓷涂层、金属涂层和焊接等等。
热喷涂技术在许多领域中广泛应用,如航空、航天、汽车、电力、化工、建筑等。
本文将对热喷涂技术行业市场环境进行分析。
一、行业市场规模热喷涂技术行业随着各行各业技术水平的提高和对表面处理要求的提高,市场需求不断增加。
据市场研究机构预测,到2025年热喷涂技术市场规模将达到1000亿美元以上。
行业市场规模巨大,发展潜力巨大。
二、行业市场竞争状况热喷涂技术行业市场竞争状况主要由行业参与者和技术水平决定。
目前热喷涂技术不断向智能化、高效、环保、节能方向发展。
发展热喷涂技术的企业一方面需要具备先进设备和技术,同时还需具备创新能力和市场开拓能力。
在这样的市场情况下,市场竞争激烈,企业需不断提高自身技术水平和市场开拓能力以保持活力和竞争力。
三、行业市场机遇和挑战随着国家对环境保护的重视和要求的提升,热喷涂技术将得到广泛应用。
在市场环境机遇中,热喷涂技术将会在清洁能源、新能源开发和环境保护等方面得到广泛应用。
同时,与热喷涂技术相竞争的传统表面处理技术,如电镀、化学镀、喷涂等技术,已经不适应市场需求,因此尤其需要加强热喷涂技术的更新换代,发展更高效、环保、节能的热喷涂工艺和设备。
在市场挑战方面,技术壁垒比较高、市场开拓难度大和竞争激烈是主要的问题,需要创新思维和技术积累才能突破。
四、行业市场发展趋势热喷涂技术行业市场的趋势将从以下三个方面发展:1.技术发展趋势。
随着新材料、新技术的不断出现,热喷涂技术将不断向高品质、高精度、多功能的方向发展。
2.应用领域的拓展。
热喷涂技术已不仅仅应用于航空、航天、汽车等传统领域,而且涉及化工、电力、环保等新兴领域。
3.环保节能方向。
环保节能是当前和未来的主要趋势,热喷涂技术具有低能耗、低发射、环保等优点,优势将日益突出。
热喷涂耐高温涂层研究现状及发展趋势无机非金属12-2班,祝超锋1201130633摘要:热喷涂技术,高温可磨耗封严涂层的研制,以及对喷涂层技术的发展及展望。
1热喷涂技术的发展情况1.1热喷涂技术的发展热喷涂是通过火焰、电弧或等离子体等热源将某种线状或粉末状的材料加热至熔化或半熔化状态, 通过气流吹动使其雾化, 并高速喷射到经过预处理的基体表面, 以形成喷涂层的表面加工技术。
热喷涂技术的产生和应用已有近百年[ 3] , 最早的热喷涂技术始于1882年, 德国人用一种简单的装置将熔融态金属喷射成粉体。
真正的热喷涂技术则产生于1910年, 在瑞士被V.SCHOOP博士研究出来, 他发明了固定式坩埚熔融喷射装置。
20世纪后期, 热喷涂技术的基础研究越来越受到重视, 主要集中于喷涂过程中的粒子状态及其影响因素的研究。
在其应用研究中, 涂层与基体的结合技术是一个热点。
进入21世纪, 纳米技术的研究为热喷涂一个研究的热点, 其引入为改善涂层的性能开拓了新途径。
可磨耗封严涂层发展趋势随着新型航空发动机使用温度的不断提升以及航空发动机材料的更新换代,对可磨耗封严涂层的综合使用性能提出了越来越高的要求,因此亟需在国内现有可磨耗封严涂层研究的基础上,开发研制具有更高使用温度和适应更新一代发动机材料的新型可磨耗封严涂层。
2.1 高温可磨耗封严涂层的研制随着航空涡轮发动机向高流量比、高推重比和高进口气体温度方向的发展,对高温部件的耐高温能力提出了越来越高的要求。
目前,发动机叶片的使用温度已经从20 世纪70 年代的960~1100℃发展到现在商用飞机的1500℃以及军用飞机的1700℃[24]。
随着压缩空气温度的逐级升高,可磨耗密封涂层的使用温度也从300℃提高到1100℃,目前其使用的最高温度已经达到1200℃以上[25]。
因此,研制适用于1100℃以上的新型高温可磨耗封严涂层材料已成为可磨耗封严涂层领域的重要研究方向之一。
表面工程与热喷涂技术及其发展摘要:国内外的喷涂技术得到了非常快地发展,应用也非常广泛。
各种新能源、新技术的发展以及高新技术的要求,会使热喷涂技术得到迅猛发展,促进表面工程的进步。
热喷涂技术在我国现代化的进程中,对实施国民经济的可持续发展战略,节约资源以及环境保护等方面有着非常重要的作用。
关键词:表面工程;热喷涂技术表面工程是经过表面预先加工后,通过表面涂覆等技术进行处理,改变固体金属表面的形态以及应力状态,以得到所需要的表面性能的工程。
改良材料的表面性能,能够很好地延长它的使用时间。
1 高速火焰喷涂爆炸喷涂因为焰流速度非常高,使得涂层和基体的结合强度非常高,涂层性能非常好,在航天航空领域得到了普遍的应用,虽然高速火焰喷涂已经发明出来,但直到82年才实现了商业化。
当前,高速火焰喷涂关键是指超音速火焰喷涂,虽然有的时候也会把爆炸喷涂看作是GVOF的一种。
超音速火焰喷涂,因为火焰速度非常高,能够达到1500m/s以上,把喷涂粒子加热到熔化或半熔化的状态,并加速到300~500m/s,甚至更高的速度,这样可以得到结合强度高、非常致密的涂层。
和等离子弧比较,超音速火焰因为温度不高,速度大,对于WC-Co系硬质合金,能够很好地抑制WC在喷涂时候的分解。
涂层不仅结合强度非常高,能够达到150MPa,且涂层非常致密,非常耐磨,有着非常广泛的应用。
随着Jet-Kote的应用,超音速火焰喷涂层性能的优越性渐渐凸显出来。
所以,在90年代初期,先后又有很多HVOF喷涂系统研制出来,在这些超音速喷涂系统中,TOP-gun系统可以使用压力不高的燃气,如乙炔气体。
通过使用乙炔气体,提高火焰的温度,能够实现高熔点材料如氧化物陶瓷,难熔金属如钼的喷涂。
通过提高燃烧室的压力,能够提高WC-CO涂层的硬度以及致密度。
这关键是通过提高粒子的速度来实现的,但燃烧室压力的提高对于喷涂系统提出了耐高压的要求,还会使操作非常困难,高速火焰撞击熔融喷涂要求喷涂材料加热到接近熔点,通过把部分动能变成热能来进行喷涂,但应该严格掌握粒子的温度。
热喷涂技术现状及其发展林安川摘要:近年来金属表面工程发展很快,尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展。
热喷涂是一种用专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上,形成特制薄层,以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的新兴材料表面科学技术。
由于采用热喷涂技术,可以使基体材料在耐磨性、耐蚀性和绝缘性等方面的性能得到改善。
因此热喷涂技术都得到了广泛的应用,并取得了良好的经济效益[1]。
热喷涂成为金属表面科学领域中一个十分活跃的学科。
本文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。
关键词:热喷涂涂层分类应用发展Thermal spraying technology status and developmentL-in Anchuanabstract:Metal surface engineering develops very fast in recent years, Especially the thermal spraying technology was a great progress. Thermal spraying is a kind of melt a solid materials with special equipment and to accelerate the jet to the mechanism on the surface, forming special thin layer, in order to improve the parts such as corrosion resistance, abrasion resistance, high temperature resistant performance of the emerging science and technology, material surface. Due to using thermal spraying technology, can make the base material in terms of wear resistance, corrosion resistance, and insulation performance improving.Therefore the thermal spraying technology has been widely used, and achieved good economic benefits [1]. Thermal spraying metal in the field of surface science become a very active subject.Characteristics of thermal spraying technology was introduced in this paper, the types of spraying method and its general situation of the application technology and thermal spraying technology, and give the development direction of thermal spraying technology were discussed.Key word:The thermal spraying coating classification application development1 概述热喷涂是一种表面强化技术,是表面工程技术的重要组成部分,一直是我国重点推广的新技术项目。
它是利用某种热源(如电弧、等离子弧或燃烧火焰等)将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态,然后借助焰留本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面,沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。
这在高速气流的作用下使之雾化成微细熔滴或高温颗粒,以很高的飞行速度喷射到经过处理的工件表面,形成牢固的覆盖层,从而使工件表面获得不同硬度、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、消毒、防微波辐射以及其他各种特殊物理化学性能。
它可以在设备维修中修旧利废,使报废的零部件“起死回生”;也可以在新产品制造中进行强化和预保护,使其“益寿延年”。
喷涂粉末在整个热喷材料中占据十分重要的地位。
热喷涂合金粉末包括镍基、铁基和钴基合金粉,按不同的涂层硬度,分别应用于机械零部件的修理和防护。
当前又面临高性能结构材料成本逐年上升的问题,为同时解决这两个方面的问题,近年来金属表面工程发展很快,尤其是热喷涂技术获得了巨大的进展。
热喷涂是一种用专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上,形成特制薄层,以提高机件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的新兴材料表面科学技术[1,2]。
由于采用热喷涂技术,可以使基体材料在耐磨性、耐蚀性和绝缘性等方面的性能得到改善。
因此目前,包括航空、航天、原子能设备、电子等尖端技术在内的几乎所有领域内,热喷涂技术都得到了广泛的应用,并取得了良好的经济效益[3]。
热喷涂成为金属表面科学领域中一个十分活跃的学科。
2 热喷涂技术原理与特点热喷涂技术从上世纪初开始出现到现在已有几十年的历史:1910年线材火焰喷涂技术,20年代电弧丝喷涂技术,50年代爆炸喷涂和等离子喷涂技术,60年代自熔性合金粉末火焰、等离子喷涂和喷焊技术,80年代超音速火焰喷涂技术,90年代激光熔覆技术。
热喷涂工艺、设备、喷涂材料及施工都有了突飞猛进的发展,从早期制备一般装饰性和防护性表面,发展到制备各种功能的功能性涂层;由旧件的修复工艺发展成新产品的强化工艺;由单一涂层发展到多层的包括产品失效分析、涂层设计、工艺设计和施工以及质量检测和控制在内的系统工程,成为像铸、锻、焊、热处理一样的、独立的热加工工艺。
2.1 热喷涂原理利用热能将喷涂材料熔化,再借助高速气流将其雾化,并在高速气流的带动下粒子撞击基材表面,冷凝后形成具有某种功能的涂层(图1)。
图1 热喷涂原理示意图Fig.1 Thermal spraying principle diagram热喷涂技术的基本特点是它具有真正的叠加效果。
也就是说,多种成分及变量在同时作用和正在应用时所产生的效果,远远比这些成分或变量在单独状况下所产生的效果要大[2]。
热喷涂技术与其他各种表面技术相比,有其自身的特点:a.几乎适用于各种材料对零件表面的喷涂,如金属、陶瓷、金属陶瓷、玻璃、有机化合物等。
b.零件的尺寸大小及形状不受限制,均可以对其表面进行喷涂。
c.被喷涂的零件表面受热的影响小,不易变形。
d.工艺操作程序简单、效率高。
e.被喷涂零件的材质广泛,可以是金属、陶瓷和其他非金属等。
f.喷涂厚度较易控制。
g.可赋予普通材料以特殊的表面性能。
h.成本低,经济效益显著。
2.2涂层形成过程(1)喷涂材料被加热到熔融状态。
(2)喷涂材料被雾化成微小熔滴并高速撞击基体表面,撞击基体的颗粒动能越大和冲击变形越大,形成的涂层结合越好。
(3)熔融的高速粒子在冲击基材表面后发生变形,冷凝后形成涂层。
图2涂层形成过程示意图Fig.2 Coating forming process diagram2.2涂层结构(1)涂层是由无数变形粒子互相交错堆叠在一起,形成一层堆积而成的层状结构;涂层性能具有方向性,垂直和平行涂层方向上的性能不一致;涂层中伴有氧化物等夹杂,存在部分孔隙,孔隙率4%-20%。
(2)涂层内有一定比例的孔隙,产生原因是:喷涂角度不同造成的遮蔽效应;涂层材料凝固收缩时形成的空隙;孔隙将降低涂层的硬度、耐磨性和耐蚀性; 涂层内的氧化夹杂物含量及涂层的致密度取决于加热源、喷涂材料及喷涂工艺。
2.3涂层应力涂层冷凝收缩时,涂层外层的拉应力、涂层内层的压应力、组织转变产生的微观应力,结果使涂层产生残余张应力,应力大小与涂层厚度成正比,当张应力超过涂层与基材之间结合强度时,涂层就会发生破坏。
残余应力限制了涂层的厚度。
减少涂层残余应力措施:(1)调整喷涂工艺参数;(2)致密涂层的残余应力要比疏松涂层大;(3)采用梯度过渡层缓和涂层内应力。
2.4涂层的结合强度包括涂层与基材之间、涂层中颗粒与颗粒之间的结合,结合形式有:(1)机械结合:撞成扁平状的颗粒和凸凹不平的基材表面互相嵌合(即抛锚效应)而结合在一起;(2)物理结合:熔融粒子的原子与基材表面原子之间距离达到晶格常数范围时,产生范德华力,形成物理结合;(3)冶金-化学结合:熔融粒子撞击基材表面时释放出的能量使喷涂材料与基材之间发生局部扩散和焊合,形成冶金结合。
如喷涂镍包铝复合粉末时的放热反应。
热喷涂的涂层与基材的结合主要以机械结合为主,结合强度较差(<70MPa)。
3 热喷涂技术的分类及其特点热喷涂是将喷涂材料加热熔化并雾化,然后高速喷射到基材表面,形成具有足够粘着强度的所需涂层的工艺,完成工件热喷涂的一般工艺流程为:工件的表综述面准备→工件的喷涂→工件的喷涂后处理。
整个过程除与设备类型有关外,还涉及喷涂材料、热源和喷射速度。
喷涂材料包括金属、陶瓷和塑料等。
热源主要有氧燃料火焰、直流电弧等离子和激光等几种。
粉粒的速度决定着热喷涂层的密度,粉粒速度越快,涂层越致密。
基于这些因素,大体上可以把热喷涂方法分为火焰喷涂法、爆炸喷涂法、超音速喷涂法、电弧喷涂法、等离子喷涂法和激光喷涂法等。
热喷涂技术的特点:(1)可在各种基材上制备各种涂层;(2)基材温度低(30 ~200℃),热影响区浅,变形小;(3)涂层厚度范围宽(0.5 ~5mm);(4)操作灵活,可在不同尺寸和形状的工件上喷涂;(5)加热效率低,喷涂材料利用率低,(6)涂层与基体结合强度低。
热喷涂材料按材料的形态分线材、棒材和粉末三大类。
热喷涂材料的要求:(1)热稳定性好,在高温焰流中不升华,不分解(复合粉末)。
(2)有较宽的液相区,使熔滴在较长时间内保持液相。
(3)与基材有相近的热膨胀系数,以防止因膨胀系数相差过大产生较大的热应力;(4)喷涂材料在熔融状态下应和基材有较好的浸润性,以保证涂层与基材之间有良好的结合性能。
热喷涂工艺流程包括基材表面预处理、热喷涂、后处理和精加工等过程。
3.1火焰喷涂法火焰喷涂法工艺流程:工件表面预处理→预热→喷涂打底层→喷涂工作层→后处理。
它利用氧和可燃性气体的燃烧火焰,把焊丝、焊棒或粉末状的喷涂材料加热,使其在熔融或接近熔融的状态下喷向基体材料表面而形成涂层。
火焰喷涂具有设备简单、工艺成熟、操作灵活、投资少、见效快等优点。
采用火焰喷涂法技术,可以制备各种纯金属、合金、陶瓷及塑料等涂层,是目前喷涂技术中使用较广泛的一种工艺。