等离子热喷涂

点击数：809发布时间：2015-05-25 08:30:52　

等离子热喷涂

等离子热喷涂的原理 1.1、热喷涂 1.2、等离子热喷涂 ? 2、等离子热喷涂在水利机械上的应用 ? 3、等离子热喷涂的关键技术

1.1、热喷涂
? 热喷涂技术是表面工程中近年来发展十分迅速的一 门技术，在表面工程领域占有十分重要的地位。所 谓热喷涂，就是利用某种热源（如火焰、电弧、等 离子弧等），把金属、非金属或复合材料（通常制 成线材、棒材或粉末）加热到熔化或半熔化状态， 再经过压缩空气（或其它高速气体）雾化和加速形 成许多微小的熔滴，并以很高的速度射向基体，在 基体表面熔滴由于撞击而成为扁平状并相互粘结， 同时和表面经过清洁和粗糙处理的http://www.lcjinheng.com/基体也形成良好 结合。随后，涂层快速冷却和不断堆积，最终形成 层状结构的涂层。

涂层结构
涂层结构一般由大小不一的扁平颗粒、未熔化的球形颗粒、 夹杂和孔隙组成。

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

1.2、等离子热喷涂
? （1）、 非转移型等离子弧
简称为非转移弧。是在接负极的钨级与接正极的喷嘴之

间形成的，工件不带电。非转移弧常用于喷涂、表面
处理及焊接或切割较薄的金属或非金属。等离子喷涂 采用的就是此类非转移弧。

（2）等离子热喷涂
? 等离子热喷涂是采用刚性非转移型等离子弧为 热源, 将欲喷涂粉末材料加热到熔融或半熔 融状态，在经过高速焰流将其雾化加速喷射 到经预处理的工件表面，形成喷涂涂层的一 种热喷涂表面加工方法。

(3)、等离子热喷涂的主要特点
? 1)喷涂过程对基体的热影响小,零件无变形，不改变基
体金属的热处理性质。 ? 2)涂层的种类多。等离子焰流的温度高，可以将各种喷

涂材料加热到熔融状态，因而可供等离子热喷涂用的材
料非常广泛，可以得到多种性能的喷涂层。 ? 3)工艺稳定，涂层质量高。等离子热喷涂层与基体金属的 法向结合强度通常为40～70MPa。涂层孔隙率3~5%。 ? 4) 涂层平整光滑,可精确控制厚度。

(4)、等离子热喷涂设备：
? 1)等离子喷枪；
? 2)电源及控制柜； ? 3)送粉器 ? 4)热交换器

（5）、等离子热喷涂技术的应用
? 1）耐磨涂层(水轮机中的气蚀问题) ? 2）耐腐蚀涂层 ? 3）热障涂层
? 4）生物医学功能陶瓷涂层

2、等离子热喷涂在水利机械上的应用
? 1）传统方法：水轮机叶片上主要存在冲蚀和气蚀。对 于这两种问题，传统的解决方式有：涂抗磨非金属有机 涂料、渗氮和电镀、堆焊、常规材料喷涂等方法，这些 方法并未能根本上解决磨蚀和气蚀问题。比如：三门峡、 小浪底、葛洲坝等均未有效解决磨蚀、气蚀问题。

? 2）等离子热喷涂：由于等离子热喷涂的涂层结 合力通常在40～70MPa之间，很难解决磨 蚀问题，但这一结合力可以很好的解决气蚀 问题，可以对水轮机叶片受沙石冲击面采用 煤油超音速喷涂，以解决磨蚀问题，对于叶 片的背面（以气蚀为主的面）采用等离子超 音速喷涂以解决气蚀问题。这样可以很好的 解决各自的主要问题，并且可以降低成本， 这是由于等离子热喷涂的成本只是煤油超音速 喷涂成本的1/3。

? 3）粉末：在国外主要采用Al2O3/TiO2粉 末结合等离子热喷涂解决潜艇上控制水流的球 阀、水泵、传动轴等的磨损问题。这种涂层 比普通涂层有更强的结合力，而且可以和基 体一起变形。可将该粉末应用到水轮机叶片 上以提高涂层的结合力，解决磨蚀、气蚀问 题。也可选用WC粉末。

3、等离子热喷涂关键技术
? (1)对等离子热喷涂的陶瓷涂层进行封孔理。 ? (2)等离子射流中温度场和速度场分布的实 验数据和理论分析的比较还有一定困难。 ? (3)涂层间的结合、涂层与基体的结合、气 孔率及未融粒子的控制等。