火焰喷涂的方法

1.火焰喷涂的方法

根据喷涂材料的不同,可分为丝材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。

(1)丝材火焰喷涂

1)丝材火焰喷涂是利用氧乙炔燃烧的热源,将连续、均匀送人火焰中的喷涂丝材加热、熔融,再通过高压气体雾化成微粒状,直接喷射到预先处理过的工件表面,连续沉积形成金属、合金涂层。这种工艺方法是日前国内最常用的热喷涂技术之一,主要喷涂锌、铝、锌铝合金材料,用于大型钢结构件的长效防腐蚀。

图示

图9-11 丝材火焰喷涂枪进行喷涂

1—丝材 2—燃气和助燃气体 3—空气 4—火焰 5—熔丝 6—压缩空气 7—涂层 8—工件

2)丝材火焰喷涂由丝材火焰喷涂枪进行喷涂。喷涂源为喷嘴,金属丝经过喷嘴中心,通过围绕喷嘴和气罩形成的环形火焰,金属丝的尖端连续地被加热到其熔点,然后,由通过气罩的压缩空气将其雾化成喷射粒子,依靠空气流加速喷射到模具基体材料上,从而熔融的粒子冷却到塑性或半熔化状态,也发生一定程度的氧化。粒子与基体撞击时变平并粘接到基体上,随后与基体撞击的粒子也变平并粘接到基体的粒子上,从而堆积成涂层,如图9-11所示。

3)丝材的传送靠喷枪中的空气涡轮或电动机旋转,其转速可以调节,以控制送丝速度。采用空气涡轮的喷枪,送丝速度的微调比较困难,而且其速度受压缩空气的影响而难以恒定,但喷枪的质量轻,适用于手工操作:采用电动机传送丝材的设备,虽然送丝速度容易调节,也能保持恒定,喷涂自动化程度高,但喷枪笨重只适用于机械喷涂。

4)丝材火焰喷涂效率高,但喷出的熔滴大小不均,使得涂层结构不均匀,孑L隙率也较大,且拉丝喷涂材料的成形工艺受到限制。,

(2)粉末火焰喷涂

1)粉末火焰喷涂是以氧乙炔火焰为热源,把自熔剂合金粉末喷涂在经过预处理的工件表面上,在保证工件不熔化的前提下,加热涂层,使其熔融并润湿工件,通过液态合金与同态工件表面的相互溶解、扩散,形成呈冶金结构并具有特殊性能的表面熔覆层,其装置如图9-12所示。

2)粉末火焰喷涂与丝材火焰喷涂的原理基本相同,而且设备装置也基本与丝材火焰喷涂相类似。不同之处是喷涂材料不是丝材而是粉末。粉末火焰喷涂只是将送丝机构改为与喷枪同定规格的送粉装置,粉末材料可以是金属粉、合金粉、复合粉、碳化物粉、陶瓷粉。(https://www.daowen.com)

3)粉末火焰喷涂装置中一般没有压缩空气输入。喷涂粉末由送料罐内自由落下或由送粉装置送入,通常是利用送粉气流产生的负压,将粉末吸到喷嘴中流经喷枪内孔到达喷嘴端部的燃烧火焰中,被加热和加速,成为熔融粒子,高速度地被喷射到基材表面,沉积形成喷涂层。为了进一步提高粉末的飞行速度,也可以像线材喷涂那样,在火焰外围附加压缩空气。粉末火焰喷涂一般采用氧乙炔焰,在喷涂塑料时,也可用氧丙烷焰。粉末火焰喷涂的原理示意图如图9-13所示。

图示

图9-12 粉末火焰喷涂的典型装置图

1—气瓶 2—燃气 3—氧气 4—气体流量表 5—空气控制器 6—压缩空气 7—喷枪

图示

图9-13 粉末火焰喷涂的原理示意图

1—喷嘴 2—氧气和燃气 3—气体 4—粉末 5—火焰 6—涂层 7—基体

4)粉末火焰喷涂中一般没有压缩空气参与雾化、加速,喷涂粒子的推动力直接来自燃料气的作用,故喷涂粒子飞行速度较小,涂层结合强度较低,孔隙率较高。

5)中性焰是最常用的热喷涂火焰,中性焰喷涂时,喷涂材料既不易被氧化,也不会由于过剩乙炔的分解而带来增碳,能较好地保证喷涂层的质量,适用于任何金属及其合金的喷涂。

6)粉末火焰喷涂喷枪喷出的颗粒速度较高,火焰温度低,因此涂层的结合强度及涂层本身的综合强度都比较低,且比其他喷涂方法得到的孔隙率高。