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聊城（山东）金恒防腐工程有限公司

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涂层故障的判断及解决方法

点击数：1254发布时间：2022-06-17 00:00:00　

热喷涂涂层的故障一般有：剥离、裂纹、孔隙率超标、氧化物含量超标、结合强度超标、界面污染物超标、喷后工件严重变形、涂层在加工后剥离或龟裂等等。

热喷涂涂层的故障一般均与下述因素有关：

材料选择	材质是否恰当，规格（丝材的线径，粉末的粒度）是否合理。
涂层结构	涂层结构设计是否正确，复合涂层的组分选择及它们的配比是否恰当，多层结构的设置及各层厚度分布是否科学。
零件结构	零件的结构设计，特别是边角处的结构设计是否合理、是否适应喷涂要求。
喷涂表面的喷前预处理	工件的预加工、表面的清洁和除脂是否能满足喷涂要求。喷砂处理的砂粒材质和粒度的选择及喷砂的工艺参数设定是否合适。
工艺的各项参数	热喷涂工艺的各项参数是否正确、得当。
后处理工艺	涂层的后处理工艺是否科学。
如果涂层能满足使用要求，则以上各项工作是合格的。如果不是，则以上每一项都有可能影响到涂层的最终质量。

若涂层出现剥离，产生的原因可能是：

原因	改进方法
工件表面的预加工不当，造成涂层覆盖困难，局部应力过大。	修改工件的结构设计以适应喷涂要求。
工件表面预处理不当，表面粗糙度不足或被污染。	改进表面预处理工艺。
涂层材料选择不当或涂层结构不合理，涂层的内应力过大。	如有必要可设置粘接底层。改进涂层结构，分散层间热应力；改进喷涂工艺。
喷涂距离、角度不当或冷却不当，或造成涂层过热。	喷涂过程中加强冷却，使工件温度不超过一定值（如不高于150℃）。
喷涂过程中涂层材料沉积过快。	调整工件喷涂表面与喷枪的相对速度或送粉（丝）量。

若涂层出现裂纹，产生的原因一般认为是涂层内部的应力过大，涂层通过开裂来释放其内应力。一般压应力为主的涂层（如JP5000/8000 HP/HVOF涂层及爆炸喷涂涂层）不易产生裂纹。

涂层内应力过大的原因	解决方法
涂层结构不当，造成涂层层间的热应力过大。	选择恰当的喷涂方法，尽量减少每遍的喷层厚度，尽可能减少涂层内应力。
喷涂时冷却不当，喷涂距离过小，致使涂层过热，并造成涂层中集中大量的内应力。	加强喷涂过程中对工件的冷却。喷后受热工件进行适当保温，使之缓冷。

涂层孔隙率超标。孔隙率超标是指孔隙率过大或过小。

影响孔隙率的因素一般是：
若是粉末喷涂	可能是粉末的粒度不当，或粒度分布不合理。
	喷涂功率设定不当，粒子不能获得的适当的能量（热能和动能）。
	喷涂距离过大或过小，造成粒子速度及温度不合适。

若是电弧喷涂	电压设定不当。
	压缩空气压力设定不合适造成雾化不合理。
	送丝速度设定不当。
	喷涂距离过大或过小，造成粒子速度及温度不合适。
另注：这里须要说明的是气孔率的要求应科学、合理，过高的气孔率要求将导致涂层的高成本。一般认为当气孔率小于5%时，每降低一个百分点其成本将大幅度增加。

喷后工件产生严重变形

原因	改进方法
工件自身强度太差，是薄壁工件，细长工件或是柔性工件。	对涂层工件进行优化设计，提高其强度
由热喷涂引起的变形原因可能是：
喷砂过于强烈	改进喷砂工艺。可适当增大喷砂距离，或可将压力式喷砂改为吸入式喷砂装置。
工件过热	加强喷涂过程中的冷却。必要时可采用间歇式作业。
喷涂工装的设计不利于工件的散热	改变工装设计或更换制作工装的材料。

涂层在加工后发生剥离或龟裂

原因	解决的方法
加工的刀具及加工参数不当	尽可能选用磨削方法来加工涂层
磨削用砂轮的材质及规格不对，磨削的冷却液不当，磨削的参数不当。	尽量别用刚玉材质的砂轮，应采用碳化硅砂轮及金刚石砂轮。正确选择砂轮的粒度和冷却液种类
不当的刀具和砂轮对涂层不能形成切削，只能对涂层造成挤压和刮蹭，从而损伤涂层。进刀量过大会使切削力增加，当此力大于涂层的结合力或内聚力时，涂层就会剥离。	磨削参数（如工件转速，进刀量，走刀速度等）要选择恰当，并经过试磨来确定磨削参数。
由于涂层都具有淬硬性，磨削时应使用恰当的冷却液冷却。否则加工产生的大量热能会使涂层烧损。	磨削参数（如工件转速，进刀量，走刀速度等）要选择恰当，并经过试磨来确定磨削参数。