表面工程技术简介.doc

表面工程技术喷涂项目简 介表面工程技术是将材料表面通过表面覆膜、覆层式焊层（如热喷涂、堆焊、热浸镀、电镀等）或表面改性（如离子注入、渗透渗氮、激光处理等），或者兼有之复合处理，从而达到改变金属、非金属工件表面形态、化学成分或组织结构，使其获得所需的如耐磨、耐蚀、抗高温氧、绝热、导电、减摩、绝缘等各种功能特性，同时能有效改善使用性能与延长使用寿命。它具有二大特点：一是高度实用性；二是具有显著的优质、高效与低耗性与环保效益。 表面工程技术不仅应用于一般设备工件的表面强化、防护或修复再制造，而且还为高新技术的发展提供了材料与工艺支持。它已成为一门具有高新技术特色的、相对独立的新兴学科，并不断完善自身的学科体系。我国自“六.五”计划起，连续五个五年计划，将表面工程技术，特别是其中的热喷涂、堆焊技术列为国家重点推广应用项目。作为节能、节材的重大措施之一，表面工程技术早已被列为我国2005年长远发展规划的重要内容之中。热喷涂、堆焊在钢铁、石油、电力、煤炭、矿山、航空航天、水泥、化工、轻工机械等方面具有广泛的应用市场和应用前景，不但是整个表面工程技术中的重要组成部分，而且也是表面工程发展的重要基础。JP-8000型超音速火焰喷涂系统一套，按标准配置。该系统可喷涂辊形及平板类型工件。辊形工件最大尺寸20006000mm、平板工件最大尺寸1500（高）3000（宽）mm，工件最大重量为60吨。喷枪配置5220喷枪、8100CORONA控制柜、1264送粉器、PC35AC制冷式热交换器、5300型大流量氧气调压阀、1000小时损件备件以及配用管路、电缆等。该系统主要辅助设备有：具备水平、垂直、框形及平面四种行走模式喷涂机械手，双动力工件转台承托车，隔音喷涂房及控制室，48滤芯反吹滤芯式除尘系统等。JP-8000型喷涂系统所用材料为氧气和航空煤油，其中氧气耗用量很大，每小时约12瓶。因此需配置液氧供气装置一套。如果将该系统隔音喷涂房由单开门改为双开门（可在订购合同注明），则可喷涂现代化大型造纸厂中长度800015000mm各类精密纸辊。JP-8000是性能十分优秀的新一代超音速喷涂系统，独特的枪体结构产生3093高压燃气，经收缩/扩张燃烧喷最后的燃气焰流速度高达2194m/s。喷涂粉末在燃烧喷嘴下低压部位注入，因而使粉末混合更好，加热更均匀，氧气更少且一致，粉末粒子在燃气焰流中飞行速度可高达10001200m/s。JP-8000特别适合喷涂WC-Co、WC-Ni、WC-Co-Cr、Cr2C3-NiCr、MoB-Co-Cr以及金属和合金粉末，并可获得致密、结合强度高，而且生产结果重现性和稳定性非常好的高质量图层。超音速喷涂：冷轧板连退炉（CAPL）与热镀锌生产线（CGL）立式炉低温段（520）和中温段（520815）各种规定炉内辊：冷轧板、CAPL以及CGL生产线中各类工艺辊（张力辊、张紧辊、纠偏辊、夹道辊、转向辊、拉矫辊与去毛利辊等）；热镀锌生产线锌锅中沉浸辊与稳定辊；板坯结晶面铜板；拉丝盘、拉丝塔轮以及风机叶片、卷取机扇形板、高精度精度轴类工件等。此外，目前在钢厂中大量适用的镀络辊，超音速喷涂钴铬碳化钨涂层是其最佳替代更新产品，而且肯定是一个合乎情理的发展趋势。另外超音速喷涂可用于超音速喷涂：造纸厂卷纸轴、卷纸辊、引纸辊、压榨辊等纸辊以及瓦楞纸刀瓦楞辊；塑料挤螺杆、石油化工用各类球阀和阀闸、螺旋泵蛇形转子；飞机涡轮部件、水轮机叶片、核发电燃料芯棒、压塑机连杆和轴，田井下高磨损零件；飞机起落架注受力面支承表面；火箭和喷气式引擎零件等。其它在机械制造行业需要增加耐磨、耐蚀、耐高温的部件等。其技术参数：燃烧焰流800-1500m/s；粉末颗粒飞行速度1200m/s-2400m/s；气孔率1%；结合强度高70MPa;涂层的致密度和硬度可控，其硬度可达HRC80以上；涂层厚度12.7mm（因粉末飞行速度高。喷涂时焰流压力高，涂层中的残余应力呈为压应力状态，适应大多涂层对厚度的要求，金属粉末的厚度可达1/2英寸），并且是连续喷涂，克服了爆炸喷涂的非连续缺陷，涂层结合强度均匀；喷后涂层表面光洁，符合CE。超音速喷涂工艺流程如下：工件预检磨削或冲砂缺陷修补数磨加工预热喷砂喷涂砂带抛磨封孔处理动平衡测试检验。工件预测后的磨削与冲砂，主要是针对带有原喷涂层的返修旧辊而言。如能通过冲砂将其去除，则不需进行磨削加工。将原涂层清除后，如辊面有气孔，裂纹等缺陷，一般采用TIG焊修补。如辊颈磨损而超差，则宜通过气保护焊或手工焊修复。修补、 修复后，应进行精车加工。确认辊面无缺陷、辊颈无超差后，在喷涂作业前须按图进行数磨加工。数磨加工很重要，无论平辊还是梯形辊，都是在高速运行条件下的高精度棍子（爆喷涂的炉辊也是如此），所以数磨加工实际上就是等于成品加工。对直径较大的棍子，喷砂粗化前应适当预热，其目的一是给棍子一定的预膨胀量，最大限度地减小涂层应力；二是尽可能避免辊子表面吸附水气，以免影响涂层结合强度。砂带抛磨工序主要是将涂层粗糙度抛磨至图纸或用户要求范围之内。砂带抛磨粗糙度在Ra1.6以上容易做到，若要求达到Ra0.8则比较困难。此时，需用振动研磨抛光机将涂层光洁度进一步加工到位。对处于氧化或腐蚀环境条件下的喷涂辊，例热镀锌生产线中锌锅内的沉浸辊与稳定辊，需要采用相应的封孔剂进行封口处理。封孔处理后，还要相应地进行烘焙干燥和固化处理。如动平衡试验结果超标，则按图纸指定部位进行配重。同堆焊材料一样，超音速、爆炸、等离子与电弧喷涂材料，基本上在国内均能生产供货。但是，也有象在钢厂中使用的WC-12Co，CrC3-NiCr、WC-10Co4Cr、MoB-CoCr以及特殊的耐锌液腐蚀，WC-Co等超音速喷涂的金属陶瓷粉末，在涂层质量及粉末喷涂收得率上存在着一定的差距，目前需要大部分或全部通过国内代理从国外进口解决。完全可以相信，无需几年国产粉将大部分或全部取代进口粉，充分满足对各种喷涂粉末的市场需求。表面工程技术的最大优势在于，能够以多种技术工艺方法制备出优于本体材料性能的表面功能涂层，其厚度最薄时只需要几微米，仅为结构尺寸的几十分之一至几百分之一，都可获得比本体材料更加优良、甚至无法获得的所需特性。有些零部件制备表面涂层是唯一的选择。表面工程技术的最大特点：一是高度实用性，二是灵活性，三是有显著快速优质的重复性，四是高效率与低耗性。国际国内大量的实践证明，经表面技术处理后的设备工件，无论在技术指标的可靠性、产品质量的优良性、服役的长期性、价值的经济性等方面都是最佳的选择。表面工程技术不仅仅应用于一般的工矿企业设备工件的强化预防护或修复再制造，而且还为高新技术的发展提供了材料与工艺的支持。大量事实表明，通过表面工程技术已解决了一系列工业、国防工业上的重大关键技术和高新技术发展所遇到的特殊技术难题。表面工程技术现在已经成为一门具有高新技术特色（集材料技术装备、技术工艺于一体，应用极其广泛）相对独立的新兴学科，并不断完善自身的学科体系。正因如此，国外专家、国内学者纷纷预言，表面工程技术将成为二十一世纪工业发展现代化、可持续发展的关键技术。我国政府高度重视这一技术的研发与使用，几代高层领导亲自过问并指导。自“六五”起，连续五个五年计划，将表面工程技术，特别是其中的喷涂、堆焊技术列为国家重点推广应用项目。表面工程技术作为节能、节材的重大技术措施之一，已经列入我国科技发展长期规划中。本项目提出的技术范畴，归属于表面工程技术学科，系其中的表面覆层、覆膜技术。由于热喷涂、推焊技术相对于其它表面技术，在解决钢铁生产、石油化工、煤炭、海洋石油、电力、交通运输、矿山机械、航天航空、轻工机械、造纸、塑料机械等工程企业中的设备部件具有更为广泛、实用的效果和应用前景。因而，它不但是整个表面工程技术中的重要组成部分，更是表面工程发展的重要基础和技术的核心。山东义豪重工科技股份有限公司引进美国普莱克斯公司的超音速喷涂设备和技术，美国美勒堆焊设备及俄罗斯大重型设备引进国内高端技术拔尖技术人才，建立了省内第一家工艺方法齐全、技术装备先进、质保系统完善，并且具有自主创新、研发能力的：大（大、重型）精（精致工艺辊）特（特异性轧辊）轧辊堆焊以及超音速喷涂、爆炸喷涂等高端表面工程技术的专业性加工生产企业，填补省内空白。 山东义豪重工科技股份有限公司