4.4.3  氧乙炔焰粉末喷涂工艺

4.4.3 氧乙炔焰粉末喷涂工艺

1.零件表面准备

待喷零件表面用汽油或碱水清洗干净后,再进行处理。如加热、除油、化学除锈、喷砂、喷丸、砂纸打磨和机械加工等。圆形零件多用车削或磨削;对于大型零件,特别是机械加工困难者可用喷砂法;局部小面积可采用砂纸打磨或手砂轮局部磨削。车粗螺纹或滚花,工艺同前。

2.涂层设计

根据零件的工作要求及本身的材质选择粉末,进行烘干待用。对于喷涂面积及厚度(包括加工余量)需预先计算好。一是用卡钳边喷边测量,一是先计算好喷涂面积及厚度所需的粉末,将粉末装入粉斗(考虑喷敷效率)喷完为止。

有的零件需满足几个方面的要求,如耐磨和耐蚀,一种粉末往往不能满足多种要求,需几种粉末混合或几种粉末涂层叠加。

3.喷涂工艺

(1)工件预温 预热的目的是驱除表面潮气以提高结合强度。可采用火焰或烘箱将工件待喷表面预热80~100℃,也可以在转胎上用火焰预热120~150℃,然后车去表层。此时,剩余温度大约80℃左右。这样的好处是能避免表层氧化。对于铜及其合金预热温度可提高到300℃左右。

(2)打底涂层 用两用枪或外给粉喷枪喷涂镍包铝粉末,涂层厚度0.1mm左右,最厚不超过0.2mm。喷涂时采用中性焰,火焰功率不必过大。喷涂距离150mm。粒度采用150~200目/in(25.4mm),粉末过细易氧化冒烟。在喷涂镍包铝时,用抽风装置将烟尘吸去,避免粘附在零件上,影响涂层结合强度。

(3)喷涂工作层粉末 当喷完镍包铝后更换粉末,接续喷涂工作层粉末,采用中性焰,喷到所需厚度为止。注意留有0.5mm的加工余量。如喷涂较厚涂层可分几次喷完,注意零件温度不超过250℃。在喷枪点火时应禁止对着工件,防止粘附炭黑造成夹渣物。喷涂工艺参数如下:

氧气压力:0.3~0.5MPa;

乙炔压力:0.04~0.08MPa;

喷涂距离:100~150mm;

粉末粒度:160~250目/in(25.4mm);

工件线速度:20~30m/min;

喷枪移动:3~5mm/r。

(4)喷后加工 待涂层冷却至室温后,多数件可在车床上加工到所需要尺寸,用硬质合金刀具,刀尖为圆弧形,切削角为90°,切削速度为50~80m/min,进给量0.1~0.2mm/r,精加工时为0.05mm/r。磨削时采用绿色碳化硅砂轮,砂轮线速度25~35m/s,工件线速度30m/min,砂轮移动速度1m/min。

(5)涂层处理 对于特殊用途的涂层,如防腐蚀、耐热的涂层等可采用水玻璃或合成树脂封闭,国外采用专门的封闭液。对于耐磨涂层,孔隙中存油可增加耐磨性,封闭处理并无好处。

(6)喷涂层缺陷及原因

1)喷不上或脱落。表面有油污,锈痕,或表面未经喷砂或机械处理;预热温度高使表面氧化,火焰功率太小,粉末熔点过高;喷涂距离过短或过长,使颗粒未能在最好塑性状态时冲击表面。

2)结合强度低。喷涂距离与粉末粒度等工艺参数不对;工件预温低,表面处理不干净或粗糙度不够;没用打底材料或打底材料失效;涂层中有氧化物或灰分,粉末成分不对或涂层过厚等均会降低结合强度。

3)裂纹。涂层过厚、温度过高、冷却过快、粉末成分不对都可导致裂纹。

4)夹渣。粉末不纯有杂质、粉末过细、燃烧产物沉积于涂层之中或被炭化焰中炭粒沾污等。