热喷涂施工工艺

1. 喷涂设备
    CP-1000型亚音速喷枪是氧-乙炔作燃烧焰、以压缩空气作送粉气、加速气和冷却气的一种便携式高速氧-燃料（HVOF）粉末喷涂枪。特殊的气体加速和冷却结构使热能得到充分的利用，它能将粒子的飞行速度提高到300~350m/s，甚至更高，即比普通氧-乙炔粉末喷涂的速度（40m/s左右）提高7~8倍。因未超过当地音速，故将其称为亚音速。CP-1000型喷枪具有与HVOF喷涂装置相似的特点，涂层的结合强度高，可达6.5kgf/mm2;气孔率低，喷涂镍基合金仅为1％左右，喷涂常用陶瓷的金属陶瓷仅为2％左右；喷涂过程中材料不易氧化，故特别适合碳化物类金属陶瓷的喷涂。虽然粒子的飞行速度相对超音速喷涂较低，但却带来如下优点：由于粒子在火焰中停留的时间相对较长，因此可以喷涂较高熔点的材料，除α-Al2O3、ZrO2外的大多数常用陶瓷，均能获得良好的涂层质量；使用粉末的粒度范围也有所扩大；便携式的喷枪操作非常方便灵活，可在复杂环境作业。
2. 高压空气的制备
    为了防止涂层中产生气孔等缺陷、增大涂层孔隙率和降低涂层结合强度，必须保证喷砂和喷涂用的压缩空气干燥、清洁。
    将空压机产生的压缩空气，通过高压气管，接入空气过滤系统（包括冻干式空气干燥器、初级过滤器和精密过滤器），得到干燥、清洁的压缩空气，然后通过高压橡胶管接入高效喷砂机和CP－1000型亚音速火焰粉末喷枪。
3. 工件喷砂处理
    热喷涂涂层结合机理以机械结合为主，为了保证涂层的质量，喷涂前的预处理致关重要。必须严格执行《表面粗糙度参数及其数值》（GB1031-95）、《热喷涂金属件表面预处理通则》（GB8923-88）等标准。
1） 净化表面处理
    采用10-20＃石英砂粗化工件表面，使基体表面达到Sa3级（GB8923），即应该彻底清除基体表面油污、氧化皮、锈和杂质等。
2） 毛化表面处理
    采用10-20＃石英砂打磨经过净化处理钢结构表面，喷砂表面粗糙 度应达到Ra40～80μm，呈现出一致的金属本色。
    喷砂之前，必须保证选用的砂粒清洁，满足国家标准的要求，粒度在0.5～2.0mm之间。
    喷砂过程中，喷砂枪操作方向为钢结构表面夹角为70～80°。
    喷砂结束后，技术人员认真检查工件表面的喷砂质量，如果有局部漏喷或者局部未彻底清理干净，必须立即补喷或重喷。
4. 亚音速火焰喷涂处理
    金属陶瓷复合涂层的热喷涂施工应该符合GB9795的规定。
    喷砂结束后，立刻进行亚音速火焰喷涂金属陶瓷复合涂层。由于客观原因造成热喷涂过程停止，则喷砂与喷涂工艺的间隔时间在天气状况良好时不超过6小时；当相对温度为70％～80％时，最长间隔时间为3小时，当相对湿度为80％～85％时，最长间隔时间为2小时；当相对湿度大于85％时，不允许喷涂。否则，喷砂表面氧化或者吸附空气里的水分和灰尘将降低涂层结合力，故应该重新进行喷砂处理。
1）热喷涂底层：
    采用CP-1000型亚音速高能火焰喷枪喷涂自放热金属材料（CP－N/A）粉末，涂层厚度要求达到0.1—0.2㎜。
2）热喷涂工作层：
    采用CP-1000型亚音速高能火焰喷枪喷涂金属陶瓷复合材料镍铬碳化铬（CP-NC/Cr3C2）或者镍铬合金粉末，涂层厚度要求达到0.4～0.6㎜,浇注面与水冷壁管连接部位50㎜位置喷涂厚度应达到0.8～1㎜。
    喷涂施工时，保持喷距200～300mm；喷幅150～400mm，喷枪喷射角为30～80°；喷幅搭接宽度为幅宽的1/6～1/4；喷枪运行速度为70cm/s。
    喷涂过程中，技术人员应监控喷涂的整个过程，按照GB9795和GB9796等标准进行检验并达到以下标准；
100％工件做外观质量检查，如果涂层出现表面粗颗粒、起皮、裂纹等缺陷，应立即停止喷涂，找出原因，并立即进行返修。
5、 涂层的后封闭处理：
    由于涂层中存在一定的孔隙率，如果不立即进行封闭处理，腐蚀介质将通过涂层的孔隙直接腐蚀母材，或者减少涂层的有效厚度，降低涂层的寿命。因此，热喷涂结束后应立刻进行封孔处理。
    本技术方案中，涂层采用专用高温无机封孔剂对工作层进行表面封闭处理，要求涂刷两遍，对喷涂层进行完全覆盖以消除气孔。由于封孔剂具有一定的流动性和渗透性，因此能有效的形成复合涂层，提高涂层的性能