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超声河北火焰喷涂主要特点是什么?

来源:http://hebei.ychjsy.com/news819070.html

发布时间:2022-6-7 15:58:00

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    从未来的发展趋势来看,人们将越来越重视河北火焰喷涂系统工程的研究。目前,许多国家都加强了河北火焰喷涂系统工程的研究,即从失效分析入手,通过对表面预处理、喷涂设备、喷涂材料和喷涂工艺的优化,制定出火焰喷涂的实施工艺方案。在发展过程中,火焰喷涂技术与其他学科相互交叉、相互渗透,形成了一种新的表面处理工艺。超音速火焰喷涂系统的火焰流飞行速度高,温度相对较低,在制备耐磨涂层方面显示出独特的优势。其主要特点如下。火焰和喷射粒子的速度很高,高速区范围大,喷射粒子的冲击能量大。火焰速度可达2000米/秒,喷涂粒子速度可达450米/秒~ 650米/秒甚至更高,可操作火焰喷涂距离范围大(150毫米~ 380毫米),工艺性好。火焰喷涂火焰温度低,颗粒与周围大气接触时间短,粉末氧化烧损小。超音速火焰喷涂的火焰温度一般在2900 ~ 3300之间,低于河北等离子喷涂和电弧喷涂。而且颗粒在火焰流中飞行时间短,与周围大气接触时间短,几乎不与大气发生反应,火焰喷涂材料的微观结构变化很小,能保持其原有的特性。因此,粉末的氧化烧损小,特别适合火焰喷涂易氧化的粉末材料,如碳化物,如WC-Co、WC-Co-Cr、NiCr-Cr3C2等,超音速火焰喷涂制备的涂层结合强度高,喷涂的WC-Co涂层结合强度可达70MPa  ~ 90MPa;涂层非常致密,孔隙率低(小于1%);涂层硬度高,喷涂WC-Co涂层的显微硬度(HV)高达1600,与烧结材料相当。涂层应力为压应力,残余应力低,可喷涂厚涂层。超音速火焰喷涂与爆炸喷涂相比,也是利用燃料燃烧形成超音速气流,但后者是连续均匀的高速火焰流,而前者是脉动的,必须与惰性气体同步脉动地排除筒内残余气体。

      超声火焰喷涂涂层密度高、结合强度高、硬度高,涂层中氧化物含量低。然而,HVOF仍有以下难以克服的缺陷。适合喷涂的材料较少。超声波火焰喷涂技术具有高速、低温的特点。喷涂WC-Co、WC-Co-Cr、NiCr-Cr3C2等粉末时,高速和低温使颗粒的飞行时间短,保证了喷涂过程中粉末的氧化和失碳少,从而使涂层具有更高的硬度和更好的耐磨性。但不能熔化高熔点陶瓷粉末材料;喷涂金属或合金粉末时,成本太高,无法显示优越性。目前超音速火焰喷涂主要用于喷涂WC-Co、WC-Co-Cr、NiCr-Cr3C2等碳化物金属陶瓷涂层材料。不适合喷涂其他陶瓷涂层材料;不建议用于喷涂金属和合金粉末材料。要求喷涂粉末的粒度高。由于HVOF喷涂时颗粒飞行速度高,火焰温度低,粉末的加热时间只有千分之几秒,而粗颗粒在高速射流中的明显滞后性影响了沉积效率和涂层的均匀性,所以对喷涂粉末的粒度要求很高。热效率低,成本高,燃料高强度燃烧产生的大量热能被冷却水或冷却空气带走;高速火焰流的热能,由于粉末在火焰流中停留时间短,换热不充分,也影响了热能的利用率。这样涂层的成本增加,一般高于气体稳定等离子喷涂。沉积效率低

      沉积效率不仅影响涂层形成的速度,还直接影响生产成本。超声火焰喷涂WC-Co粉末时,沉积效率通常低于45%,而喷涂NiCr-Cr3C2时,沉积效率仅为30% ~40%左右,大大增加了涂层材料的消耗和成本。

      超音速火焰喷涂虽然形成压应力涂层,理论上可以喷涂较厚的涂层,但实际上如果喷涂一层WC-Co涂层,涂层硬度会较高,对后面喷涂的WC-Co颗粒的反弹力较大,会进一步降低沉积效率。

    供气系统庞大,操作不便。超音速火焰喷涂的气体消耗量大(一般在90m3/h以上),通常是普通火焰喷涂的几倍到10倍。即使使用煤油等液体燃料,耗氧量也很大,需要“公交”管网供气。如果使用气体燃料,供气装置会更大。

    工件受热过大。用高流量气体连续喷射工件,使得工件基体接收大量热量。筒体易结瘤。

    JP-500配有不同长度的枪管。如果选用的喷涂材料质量不好或者喷涂时间长,往往会有根瘤。超音速火焰喷枪使用压缩空气作为助燃气体,称为高速空气燃料喷涂(HVAF)。可大大降低氧气消耗和成本,简化供氧设备,降低燃烧火焰温度,无需水冷。喷涂WC-Co易氧化高耐磨涂层时,碳化物烧损减少,涂层质量较好。但是需要10m3以上的空压机。

      火焰喷涂技术有多种方法,但每种方法都有各自的优点和局限性。不同的角度会得到不同的结果。以高速火焰喷涂(简称HVOF)为例,用HVOF工艺喷涂金属、合金和金属陶瓷材料时,结合强度高(70MPa)、高密度。


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