超音速火焰喷涂工艺介绍


超音速火焰喷涂工艺介绍

 

 

超音速火焰喷涂是1981年美国的Browing发明了发明的一种新型热喷涂技术。超音速火焰喷涂(HY0F)设备的核心为喷枪,喷枪由燃烧室(使喷涂材料粒子得到充分加热加速)、Laval喷嘴(将焰流加速到超音速)和等截面长喷管(使喷涂材料粒子得到充分加热加速)三部分组成。其工作原理如下:由小孔进入燃烧室的液体燃烧,如煤油,经雾化与氧气混合后点燃,发生强烈的气相反应,燃烧放出的热能使产物剧烈膨胀,此膨胀气体流经Lava1喷嘴时受喷嘴的]束形成超音速高温焰流。此焰流加热加速喷涂材料至基体表面,形成高质量涂层。

 

  超音速火焰喷涂原理图

 

 

超音速火焰喷涂的特点

  1、焰流速度高但温度相对较低,适合喷涂含碳化物材料。

  2、涂层致密,表面粗糙度低。

  3、结合强度略低于爆炸喷涂,达70MPa以上。

  4、喷涂效率高,但燃料消耗大,喷涂成本比较高。

  5、噪音大(>120aB),需有隔音和防护装置。

  超音速火焰喷涂常用材料

超音速喷涂常见问题:

  1、砂眼

  砂眼问题是热喷涂常见问题,也是高端需求中超难以解决的问题,砂眼会严重影响涂层的质量,以及加工产品的质量。以轧辊为例,砂眼会影响产品的表面粗糙度,在产品表面形成微小凸点,而有些产品在耐腐蚀的工况中,砂眼会形成微孔腐蚀,影响产品使用寿命。本公司技术人员有多年技术积累,以严格的过程控制,确保喷涂涂层无砂眼出现。

  2、麻点

  麻点问题也是喷涂常见问题,特别是喷涂碳化铬涂层超容易出现麻点。这个问题的产生主要是设备和粉末的控制。设备不稳定,粉末质量差都容易出现麻点。我公司选用超高品质的粉末,使用超先进的P8000超音速喷涂系统,确保喷涂产品磨抛后如镜面一样。

  3、裂纹

  裂纹是喷涂中超低级的质量问题,主要是生产工艺控制不好,喷涂参数错误,喷涂设备质量太差。裂纹会严重影响产品的质量,严重降低使用寿命。我司可以保证喷涂涂层100%无裂纹。

  4、涂层不均匀

  涂层不均匀主要是因为喷涂设备不稳定,有些工厂没有机器人,全靠手工喷涂,涂层厚度无法控制,而有些公司机器人程序存在缺陷,导致喷涂涂层厚度不均匀。有些客户不清楚均匀度好的重要性,均匀度差的产品,磨抛费用高,而且在磨抛中很容易出现二次不均匀的情况,原因是涂层厚的地方磨光后会出现打滑的情况,而涂层薄的地方还没有磨光,这样涂层厚薄的不均匀会影响磨削抛光的质量。我司引进MOTOMAM机器人,臂长2. 7咪,是目前喷涂行业少有的大型机器人,依靠工程师熟练的编程技术,无论是喷涂球阀或者板阀,还是喷涂镜面辊轧辊,均匀度不超过0. 03毫米。均匀度好,可以节省大量磨削加工的费用。

  5、涂层硬度低

  这个问题是目前很多客户忽视的一一个问题,比如说:同样是喷涂碳化钨,有的喷涂厂喷涂硬度低,有的硬度高。虽然不是说硬度越高越好,但是对于碳化钨粉末来说,如果涂层正常的硬度是1200HV,而有些喷涂厂加工的涂层硬度可能连100HV都达不到,原因主要是两个方面1、喷涂设备质量差(这个是本行业绝大多数企业存在的问题)2、选用了质量低劣的粉末。而现在喷涂行业加工水平参差不齐,有很多客户盲目的选择低价,而忽略了涂层质量本身。那么问题就会出现,同样喷涂碳化钨涂层,有些涂层寿命很长,有些寿命很短,这里超主要的原因就是涂层的硬度低。选择好的供应商,就是选择好的喷涂设备及工艺。

  6、涂层孔隙大

  涂层孔隙大是一个很多客户都不懂的问题,因为这个问题是肉眼无法观察的,只能在金相显微镜下才能看到,我司所做涂层都经过了第三方检测,涂层孔隙率小于1%。下图为WC-12Co涂层金相。

 

 

在需要高压密封和耐腐蚀的情况下,涂层的孔隙率会对涂层的质量造成非常大的影响。在高压阀门广]的使用中,测压泄漏的一个很重要的原因就是涂层孔隙大。

  超音速喷涂技术在国内的应用越来越广,但是真正要做好涂层是非常不容易的,涂层的设计必须要和产品的整体设计相结合,选择合适的基体材料、选择合适的喷涂前后的机加工工艺非常重要。我们做表面处理的技术人员,不仅要懂各种喷涂材料的性能,还要懂喷涂技术与产品设计相结合的设计方案,这样才能确保涂层的性能可以充分发挥。

 

 

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