热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态,并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法,赋予基体表面特殊功能的目的。1、主要的表面涂层应用工艺表1是主要的涂层工艺、可达到的涂层厚度、常用的涂层材料和典型的应用。需要考虑的因素较多,比如一些工艺不一定适合某些材料,或者某些工艺无法获得需要的涂层厚度,或者一些工艺需要的设备非常复杂,因此成本较高。成本的分析一般决定了涂层的实际使用方案,同时,还需要考虑环境因素符合生态标准。热喷涂是一种常见的表面涂覆技术,可以用于改善材料的性能和延长使用寿命。奉贤区金属热喷涂加工
热喷涂技术在石油化工中应用:钻头、钻杆、钻杆接头,HVAF喷涂WC-Co涂层成功地用于钻头,提高了钻头的抗磨损、抗腐蚀和抗冲蚀能力,也可采用等离子喷涂工艺在人造金刚石钻头表面制备复合合金涂层。石油钻杆接头采用等离子喷焊高铬铸铁型材料,涂层厚度大于2mm,宽度大约25mm,使用寿命提高8倍以上。柱塞和活塞杆表面上喷涂陶瓷涂层,采用等离子喷涂或超音速喷涂技术,在各种液压缸、往复泵中的柱塞和活塞杆表面上喷涂陶瓷涂层或镍基和金,其突出特点在于:(1)摩擦系数低、能耗小、减少摩擦能耗;(2)使用寿命比镀铬件提高3~5倍,属环保涂层技术。主要技术指标:涂层厚度0.3~0.5mm,结合强度15~70Mpa,喷焊层冶金结合;涂层硬度HV800~1300;磨削粗糙度Ra<0.63µm。(3)对密封填料或对偶件的磨耗小,减少维修。徐汇区超音速热喷涂厂商热喷涂技术能够在金属表面形成坚固的涂层保护。
热喷涂技术在石油化工中应用:接箍表面上喷焊镍基合金涂层,目前,超过80%的油井需要有杆泵的偏磨中,有90%的偏磨发生在接箍上。止因此造成的作业费用、材料费用、作业占产等直接损失每年据估计高达30亿元人民币(有杆泵抽油井开井数,中石油约10万余次,中石化约5万余次,中海油约2万余次)。通过喷焊镍基合金涂层后,平均检泵周期增加3.5倍。接箍表面涂层少量磨损,经测定磨损厚度为0.10-0.15mm;较普通接箍的耐磨性能提高12倍。油管内壁的磨损较以前同等修井周期相比减少2.5倍。生产过程中地面负荷降低5%~10%。。
热喷涂在造纸烘缸现场喷涂施工技术在国外大型造纸机械制造商美卓、维美德、福伊特等公司制造的烘缸表面获得了广阔应用。烘缸喷涂就是在烘缸表面覆盖一层具有特殊性能的金属合金涂层,其目的是改变缸表面因材料质疏松硬度低不耐磨、抗腐蚀性能差以及烘缸表面因铸造等原因所产生的砂眼、气孔等缺点。烘缸经喷涂后,在其表形成的合金涂层,合金涂层的组织结构致密度远大于原烘缸的铸铁组织结构。喷涂后烘缸表面硬度大于HRC35-46(HB330-420),使得烘缸表面光洁度得到提高、磨擦系数减小、耐磨性、耐蚀性提高,纸与烘缸贴合紧密,干燥热效率提高,经喷涂后烘缸表面光滑度硬度提高,喷涂层材料磨擦系数小,使得刮刀磨损减少,缸面不易被刮刀刮伤,消除缸疤,消除了纸面洞眼,提高纸面平整度、光洁度,纸纹细度,降低抄纸回抄率、产量可提高30%。由于喷涂层材料硬度高、耐磨性好,烘缸喷涂前后烘缸面因不均匀磨损而需研磨烘缸的周期由喷涂前半年延期至喷涂后的三~四年。以上所述烘缸经喷涂后纸质量、产量提高,设备,能源的损耗降低,效益大增。热喷涂技术的应用前景广阔,随着科技的不断进步和创新,热喷涂技术将会在更多领域得到应用和发展。
热喷涂纳米结构耐磨涂层在摩擦磨损过程中,与微米涂层相比,纳米结构涂层基于具备更高的断裂韧性、显微硬度和抗疲劳性,具有更优异的耐摩擦磨损性能。热喷涂纳米机构Al2O3/TiO2陶瓷涂层的强韧耐磨机制。纳米结构Al2O3/TiO2涂层具有纳米和亚微米尺度三维网络状显微组织特征,使纳米结构Al2O3/TiO2涂层的韧性较商用微米结构的Al2O3/TiO2涂层高出1倍的韧性和高出1~2倍的结合强度;加入纳米稀土使纳米结构Al2O3/TiO2陶瓷涂层的耐磨性大幅度提高,与商用微米结构的Al2O3/TiO2涂层相比,耐磨性可提高4~8倍。采用超音速火焰喷涂法分别在Q235钢基体制备了纳米和微米结构WC-12Co涂层,并研究了两种涂层的纤维硬度即耐冲蚀耐磨性能,结果表明,纳米结构WC-12Co涂层的显微硬度是普通涂层的1.5倍,比较高达到1610HV,纳米涂层中WC颗粒的分布更均匀,冲蚀率是微米级涂层的1/2左右;纳米结构涂层的晶粒比普通结构的晶粒细小,分布更均匀,晶粒界面细化。柔韧性较好、抗开裂、覆盖细微裂纹,可延长墙体使用寿命。浙江热喷涂工艺
热喷涂可以提高材料的耐磨、耐腐蚀和耐高温性能。奉贤区金属热喷涂加工
热喷涂技术用于制备表面尺寸恢复涂层-再制造技术,发动机在恶劣环境下使用,载荷较大且振动严重,曲轴易发生磨损。由于曲轴更换的成本较高,多对磨损曲轴进行修复。随着电弧喷涂技术的发展,利用高速电弧喷涂修复发动机曲轴和缸体(打底层材料镍铝复合丝,工作层材料为Fe-Cr-Al丝材),维修后发动机运转正常。液压齿轮泵轴、轴套、泵壳和齿轮常发生磨损,间隙变大,发生泄露,供油量减少。由于时间的限制,损坏后急需在短时间内修复,而且还必须考虑维修后齿轮泵的二次使用寿命、维修成本、维修工作的现场可操作性等情况。使用电弧喷涂3Cr13修复YCB-30/0.6型齿轮泵轴。实践表明,该工艺可行。吉林石化公司动力厂进口的德国德斯兰KB-75双螺杆压缩机,由于转子轴承受损发生震动,使轴线发生偏移,进而使主动转子和从动转子啮合发生变化,造成壳体磨损,产气量发生变化。在磨损壳体表面采用等离子喷涂METCO404镍包铝和氧化铝混合粉末。修复后,一次试机成功,36个月后仍正常工作。奉贤区金属热喷涂加工