热喷涂技术及其发展历程及应用课件

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热喷涂:利用热能将喷涂材料熔化，再借,热喷涂技术发展历史,热喷涂技术最早于,1910,年由瑞士,肖普博士发明,，当时,命名：“金属喷镀”,1943,年美,METCO,首次出版,金属喷镀,手册,1959,年美,METCO,第七次出版改名,火焰喷涂,手册,1973,年,9,月,10-14,日在伦敦召开第七届有关国际热喷涂会议,，改名“金属喷涂”,1979,年,9,月,27-10,月,1,日在美,Florida,州一著名休养地,Miami,城召开,第八届国际热喷涂会议，就采用,“热喷涂”这,一名词，这就是,“热喷涂”名词,的由来,。,热喷涂技术发展历史热喷涂技术最早于1910年由瑞士肖普博士,1910,年： 线材火焰喷涂技术；,20,年代： 电弧丝喷涂技术；,5,0,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。,热喷涂技术发展历史,1910年： 线材火焰喷涂技术；热喷涂技术发展历史,我国,热喷涂技术是从五十年代开始的，,当时由吴剑,春和张关宝在上海组建了国内第一个,专业化喷涂,厂， 研制氧,乙块,焰丝喷及电喷装置,，并,对外,开展,金属喷涂业务。我国热喷涂技术起步较早,，,50,年代,就发展了丝材电弧喷涂；,60,年代某些军工,部门,开始研究等离子喷涂：,70,年代出现,了品种和,型号,较为齐全的喷涂设备和材料， 但总的来说,进展缓慢,， 只是到了,近些年才,获得了较快的发展。,热喷涂在国内的发展,我国热喷涂技术是从五十年代开始的， 当时由吴剑,热喷涂技术原理,热,喷涂是利用热源将喷涂材料加热到熔化,或,半,熔化状态，借助于焰流或外加的推力将,熔滴,雾,化或推动熔粒成喷射的粒束，以一定,速度,喷射到经过制备的基体表面形成某种,功能的,涂层,。,热喷涂技术原理 热喷涂是利用热源将喷涂材料加热,典型热喷涂系统,典型热喷涂系统,热喷涂基本过程示意图,热喷涂基本过程示意图,热喷涂基本过程示意图,热喷涂基本过程示意图,热喷涂技术及其发展历程及应用课件,热喷涂技术及其发展历程及应用课件,热喷涂技术特点,热,喷涂技术在应用上已由制备装饰性涂层发展,为制备,各种功能性涂层， 如耐磨、抗蚀、抗氧化,、隔热,、,导电,、绝缘、减摩、润滑、防辐射等涂层,。,热,喷涂既可用于修复,，又,可用于制造。由于,涂层材料,的性能优于基体,，用,其对零件表面进行涂覆,，能,使产品质量得到大幅度提高。,热喷涂技术特点热喷涂技术在应用上已由制备装饰性涂层发展为制,热喷涂技术特点,优点：,（,1,）基,材及涂层材料广泛。,（,2,）基体,温度低。,（,3,）操作,灵活。,（,4,）涂层,厚度范围宽,。,缺点：,（,1,）热效率低。,（,2,）材料,利用率低， 浪费,大。,（,3,）涂层,与基材结合强度,低。,热喷涂技术特点优点：,热喷涂涂层,涂层材料的,选择：,（,1,）热,喷涂材料最好有较宽的液相区,，较宽的,液相区可以使涂层材料的熔滴在较长时间,内保持,液相,。,（,2,） 热稳定性,好,，在,高温焰流中不升华,，不分解。材料,在,热喷涂,温度下如果易于分解,，则,不适用于热,喷涂。,（,3,）,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,。,（,4,）,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。,热喷涂涂层涂层材料的选择：,热喷涂,涂层,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。,热喷涂涂层涂层形成过程：,热喷涂工艺流程,热喷涂的工艺流程包括：,（,1,）表面预处理,（,2,）热,喷涂,（,3,）后处理,（,4,）机,加工,等,热喷涂工艺流程热喷涂的工艺流程包括：,基材表面预处理,(1,）净化处理： 清除表面污垢。,(2,）粗化处理： 提高涂层与基体之间的结合牢度。,粗化处理可提高涂层结合强度的理由是：,1,）提供表面压应力：,2,）提供与涂层颗粒互锁机会；,3,）增大结合面积；,4,）净化表面。,基材表面预处理(1）净化处理： 清除表面污垢。,表面粗化处理,（,1,）表面喷砂,（,2,）开槽,（,3,）电火花拉毛,（,4,）喷涂粘结底层,表面粗化处理（1）表面喷砂（2）开槽（3）电火花拉毛（4）喷,热喷涂,工件,表面处理好之后要在尽可能短的时间内进行喷涂。,为,增加涂层与基体的结合强度,，一般,在喷涂工作之前,，先喷涂,一层厚度约,0.10,0.15 mm,的放热型,的镍包,铝或铝,包镍粉末,作为打底层,，打底,层不宣过厚,，如,超过,0.2mm,不但,不经济,，而且,结合强度下降。,喷涂,镰铝复合粉末时应使用中性焰或轻微碳化焰,，另外选用,的粉末粒度号在,180,250,为直,，以,避免产生大量烟雾,导致,结合强度下降。,热喷涂工件表面处理好之后要在尽可能短的时间内进行喷涂。,后处理（封孔处理）,封孔处理的目的：,(1,）防止或阻止涂层界面处的腐蚀；,(2),在某些机械部件中防止液体和压力的密封池露；,(3),防止污染或研磨碎屑碎片进入涂层；,(4),保持陶瓷涂层的绝缘强度。,封孔处理是在喷涂之后、机加工之前进行。,后处理（封孔处理）封孔处理的目的：,主要几种热喷涂技术,火焰喷涂材料及应用,主要几种热喷涂技术火焰喷涂材料及应用,粉末火焰喷涂,广泛,用于机械部件和化工容器,、辊筒表面,制备耐蚀、,耐磨涂层,。对,喷枪喷嘴部分,作适当变动后， 可用,于喷涂,塑料粉末,火焰喷涂,粉末火焰喷涂广泛用于机械部件和化工容器、辊筒表,电弧喷涂,的,用途,1),在钢铁构件上喷涂特、铝涂层,，对,构件进行长效防护。,2,）在钢铁件上喷铝可防止高温氧化。,3,）在钢铁件上喷不锈钢或其它耐磨金属,，用于,耐磨蚀防护。,4,）在机械零件上啧涂碳钢、青铜等材料,，用于,修复零部件。,5,）在,塑料制品上喷涂屏蔽涂层等。,6,）用电弧喷铝或喷铸生产复合铜板。,电弧喷涂,电弧喷涂的用途电弧喷涂,等离子喷涂,等离子,弧焰流温度高，适合喷涂高熔点材料。涂层密度可达,85-98%,，结合强度高达,35,70Mpa,，喷涂质量远优于火焰喷涂层。主要用于：,1,）耐磨、减磨涂层；,2,）耐蚀涂层；,3,）抗高温氧化、抗高温气流冲刷、热障涂层；,4,）制造金属、陶瓷类高烙点复合材料。,等离子喷涂 等离子弧焰流温度高，适合喷涂高熔点材料,爆炸喷涂,将,粉末注入喷枪,，同时,引入,氧,乙炔混合,气,，点燃,引爆,气体产生,3300,高温， 粉末被加热并以,2,倍音速以上速度喷射到,工件表面，形成,20mm,直径，,8m,厚的高结合强度和高致密度的,涂层,。整个涂层由小圆形薄片重叠而成,。,爆炸喷枪示意图,爆炸喷涂 将粉末注入喷枪，同时引入氧乙炔混合气,1),航空发动机铁合金风扇叶片阻尼台上用爆炸喷涂,0.25mn,厚的,WC,，寿命,提高,10,倍：,2,）,燃烧室的定位卡环上喷一层,0.12mm,厚,Cr,3,C,2,，寿命,提高,7,倍,。,3),目前爆炸喷涂主要用于制备优质耐磨涂层。,1) 航空发动机铁合金风扇叶片阻尼台上用爆炸喷涂0.25mn,超音速火焰喷涂,燃料,气体（氢气,、丙烷、,丙烯或,MAPP,）和助燃,剂（,0,2,）,以一定的比例导入燃烧室内混合，爆炸式燃烧，高温,燃气经燃烧室上部燃烧头内的四根倾斜喷管进入铜喷嘴，粉末由送粉气（,Ar,或者,N,2,）定量沿燃烧头内碳化物中心套管送入高温燃气中，由高温高速燃气带出喷嘴，高速喷嘴到工件上形成涂层，整个喷枪由循环水冷却。,超音速火焰喷涂 燃料气体（氢气、丙烷、丙烯或MA,各种喷涂方法比较,各种喷涂方法比较,热喷涂的应用范围,航天,航空、机械、电子、冶金、能源、交通,、石油,、化工、食品、轻纺等， 并在高新技术,领域也,得到了应用。,1.,抗腐蚀,/,氧化涂层,2.,抗磨损涂层,3.,热障涂层,4.,可磨密封涂层,5.,修复,/,装饰涂层,6.,电,/,磁,/,光涂层,7.,特殊功能涂层,热喷涂的应用范围 航天航空、机械、电子、冶金、能源,热喷涂应用实例,石油行业,防护区域：杆表面， 油泵等。,工作状态：介质腐蚀,、磨粒,磨损等。,解决方法： 火焰喷焊、,超音速喷涂,、,电弧喷涂,。,涂层材料,：镍基,合金、金属陶瓷粉末、蒙乃尔合金粉等。,技术规范： 涂层厚度,0.4,1.0mm,钻井抽油装置耐磨抗腐蚀喷涂,热喷涂应用实例石油行业钻井抽油装置耐磨抗腐蚀喷涂,发电系统,防护区域： 锅炉四管（水冷壁营、过热器营、再热器营和省煤,器管）、风机,肘轮、风机轴承、风机轮毅等。,工作状态： 高温庸蚀、高速磨粒磨损、海水侵蚀等。,解决方法：喷涂耐磨耐蚀涂层。,涂层材料： 复合芯丝、金属陶瓷、高耐蚀合金。,喷涂工艺,：电弧喷涂、,超音速喷涂,、喷焊。,使用效果：提高耐蚀耐磨寿命,3-8,倍。,电厂,锅炉四壁抗,磨损腐蚀,风能发电机组防腐,喷涂,混,流式,水轮机,发电系统电厂锅炉四壁抗磨损腐蚀风能发电机组防腐喷涂混流式水轮,航空领域,防护区域,： 高温燃气接触部位。,工作状态： 物料磨损、介质腐蚀等。,解决方法： 等离子喷涂、,超音速喷涂,。,涂层材料： 陶瓷、金属陶瓷、高温合金,航空领域,印刷行业,防护区域：,辊、,烘缸、储料槽。,工作状态： 物料磨损、介质腐蚀。,解决方法： 超音速喷涂,WC-CoCr,涂层、火焰喷涂,金属钼涂层、电弧喷涂,耐蚀合金,印刷,设备辊耐磨防腐,喷涂,印刷行业印刷设备辊耐磨防腐喷涂,钢结构防腐,东方明珠电视塔钢结构,天线喷铝,东海大桥桥墩支架喷铝,桥梁防腐及维,妒,三峡永久闸门,喷锌,钢结构防腐东方明珠电视塔钢结构天线喷铝东海大桥桥墩支架喷铝桥,钢铁冶金行业,瓦楞辊,炉辊喷涂,钢铁冶金行业瓦楞辊炉辊喷涂,装饰,装饰,汽车行业,汽车中热喷涂部件示例,汽车行业汽车中热喷涂部件示例,热喷涂技术的应用领域和市场,热喷涂技术的应用领域和市场,谢谢大家！,热喷涂技术及其发展历程及应用课件,