如何正确选择涂层材料及喷涂工艺
点击数:958发布时间:2021-03-03 00:00:00
热喷涂涂层的性能和涂层的质量主要是由您所选择涂层材料、喷涂工艺及其工艺参数所决定的。
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选择涂层材料应根据以下原则进行:
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首先要满足涂层的应用需求,即满足涂层实际运行工况的要求,满足对涂层使用寿命的要求。
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综合考虑材料的应用性、工艺性和经济性,即材料既能满足应用需求,又能满足喷涂工艺的要求,而且又比较经济。
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单一材料不能满足时可采用多种材料复合和多层涂层复合的原则。在某些工况下可采用多种材料复合,形成复合涂层;单一结构的涂层不能满足时,可采用多层式结构。
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由于复合涂层在整个涂层厚度上都应具有相同的功能,因此复合涂层材料的选择应注意:
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多种材料的综合性能要满足使用要求。
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既能与基体材质相容,涂层中的各种材料之间又具较好的相容性。
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应考虑喷涂时不同材料的沉积效率。
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多层结构的涂层在进行材料选择时,应注意:
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根据材料的不同性能要求进行选择。
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粘接底层材料要考虑其结合性能和再覆盖性能;面层材料主要依据工件对涂层要求的功能进行选择。
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底层材料和面层材料的相容性。
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材料选择中应用性、工艺性和经济性的综合分析:
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由于材料的应用需求往往是多方面的,在材料选择时应突出主要应用需求,兼顾其他性能要求。例如,要求耐磨损的涂层往往也要求耐腐蚀。选择时以满足主要功能耐磨损为主,兼顾耐腐蚀要求。
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工艺性好,流动性好易输送,可控制,沉积效率高。
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不必片面强调涂层的使用寿命,能与工件等寿命的为最好。
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涂层材料选择还应考虑到喷涂工艺对材料的影响:
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材料经喷涂工艺后会发生变化。如材料会产生氧化、失碳和相变等。其性能也会改变。例如,碳钢喷涂后会氧化及失碳,氧化钛类材料喷后会失氧,碳化物陶瓷材料会失碳和相变,使硬度降低。氧化锆喷涂后会产生可逆的相变,并伴有一定的体积变化等。
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不同材料的沉积效率是不同的。对于复合涂层,其中的成份配比会在喷涂后发生变化。
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与铸造、锻造等常规方法制成的材料不同,涂层是由无数个变形粒子组成的层状结构组织,含有一定的孔隙、材料呈各向异性、涂层中存在着多种复杂的应力。
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当涂层材料确定以后,应根据使用要求确定喷涂工艺。喷涂工艺的选择原则:
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根据涂层的使用要求和涂层材料确定喷涂工艺。
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选定的喷涂工艺应能适合于涂层工件本身。
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当有二种以上的工艺方法都能满足要求时,应选择成本低的。
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选择喷涂工艺时一般可作如下选择:
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根据涂层的使用要求确定喷涂工艺。只要能满足要求,优先选择低成本工艺。若对涂层的技术要求并不苛刻,熔点低于2000℃的金属或合金材料,可选择火焰喷涂。
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对于高熔点陶瓷材料,如氧化锆,氧化铬等,涂层的工况又较为恶劣,工件又是较贵重的关键部件,可考虑选择等离子喷涂。因为等离子喷涂的材料适应面较广,材料的熔点不受限制,热源具有非氧化性,工艺参数可以精细控制,涂层的再现性较好。
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对于量大面广的大型金属喷涂工程,可选用电弧喷涂工艺。如大面积喷铝喷锌防腐工程均采用电弧喷涂工艺。由于电弧喷涂的效率高,成本低,质量相对较好,因此在锅炉“四管”喷涂镍铬合金,造纸机烘缸的不锈钢喷涂中得到广泛应用。
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对于要求高结合强度、低气孔率的金属、合金及某些金属陶瓷涂层,可选用超音速火焰喷涂(HVOF)或爆炸喷涂。
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