您的位置:网站首页 > 公司新闻 > 正文

我国热喷涂材料的现状与将来开展

作者:admin 来源: 日期:2011/7/13 10:17:12 人气: 文章关键词:

喷涂资料是热喷涂技巧的重要组成局部。它与热喷涂工艺及热喷涂装备独特造成热喷涂技巧的主体。全部热喷涂技巧的发

展,实践上受装备与资料的停顿而被推进与牵引的。 一、历史的回忆 迄今,热喷涂资料的开展大体跨分三个阶段。第一阶段是以金属和合金

为重要成份的粉末和线材,重要包含铝、锌、铜、镍、钻和铁等金属及它们的合金。这些资料制成粉末,是通过破碎及混杂 等高级制粉方法生

产的,而线材则是用拉拔工艺制造出肯定线径的金属丝或合金丝。这些资料重要供火焰粉喷、线喷及电弧喷涂等工艺运用,涂层功用较繁多,

大体是防腐和耐磨损,运用面绝对较小;第二阶段始于五十年代中期。人们发明,要处理工业装备中存在的少量磨损问题,非常有必要改良工

艺,制取更耐磨的涂层。经过几年的尽力,自熔合金问世并开展了火焰喷焊工艺,这就是知名的“硬面技巧”。自熔合金是在Ni、Co和Fe基的

金属中参加B、Si、Cr这些能造成低熔点共晶合金的元素及抗氧化元素,喷涂后再加热重熔,取得硬面涂层。这项技巧在某种水平上是受焊接堆

焊工艺的启示。因为这些涂层具备高硬度、高冶金联合及很好的抗氧化性,从而在耐磨及抗氧化性方面迈出了一大步。自熔合金的涌现,对热

喷涂技巧起了伟大的推举措用。这一阶段另一项技巧打破是等离子喷涂装备的问世。等离子焰高达1万度,简直能够喷涂所有资料。于是,人们

关上了思绪,先后开展了一系列的陶瓷资料和金属陶瓷资料。实践上,只要进入七十年代中期,1976年迈阿密第八届国内热喷涂会议之后,在

航空工业敏捷开展的需求与推进下,这些资料才真正找到了用武之地,相继涌现了高性能、高技巧的耐磨、耐低温、抗燃气腐蚀及隔热等外表

工程涂层资料,使热喷涂技巧开端从繁难的培修车间步入宇航和飞机等高技巧产业范畴,并处理了少量令冶金工程师头痛的资料问题。不只使

那些担忧采取这项技巧会使飞机从天上掉下来的飞机设计师放下了心,而且自那时起,一架航空发起机有成百件以上的零件归入了技巧标准,

必需采取热喷涂技巧才得以到达设计师们的请求。第三阶段是以七十年代中期涌现了一系列的复合粉和自粘一次喷徐粉末,直至八十年代夹芯

焊丝作为电弧喷涂资料进入市场为重要标记。其特性是资料在成份与构造的“复合”,到达喷涂工艺的改良和涂层性能的强化。镍包铝和铝包

镍复合粉代替了传统的Mo丝,改良了打底层粘结性;自粘一次粉综合了打底粉与任务粉双重功用,简化了喷涂工艺。不少怕氧化或氮化的金属

或陶瓷被Ni或Co这些金属包裹之后,不只掩护了中心成份,同时又会与中心发作化学或冶金方面的反映,赋于涂层更好的性能。复合资料不局

限于粉末,在线材方面也涌现了复合喷涂丝。尤其是填充型复合线材,已开端拥入市场,这些复合丝能够用火焰线材喷枪,但重要用电弧喷枪

喷涂,使这些本来只能造成金属一合金涂层的工艺,能够喷涂带有陶瓷一类的硬质耐磨资料,使涂层的运用面大为拓展。二、传统的制粉方法

居重要喷涂粉末在全部热喷涂资料中占领非常重要的位置。除电弧和线材火焰喷涂外,其它所有喷涂工艺都是以粉末为喷涂资料的。粉末资料

包罗万象、适应性强、工艺牢靠,供给各种涂层功用,在高技巧范畴中运用成熟,这些特性是其它情势的资料无法比较的。经过多年的开展与

翻新,对各种化学组成的资料都树立了相称完美的制粉方法:金属、合金、自熔合金通常采取雾化法,即水雾化-水冷,气雾化-气冷和善雾化-

水冷三种方法。雾化工艺自六十年代初问世以来,给热喷涂资料首创了新局势,同时当两种或两种以上的粉末在比重上相近的状态下,混非法

仍不失为一种经济而适用的制粉手腕,至今,仍有不少消费厂家供给各种混杂粉。第三种,是熔炼一烧结再经破碎与筛分的制粉工艺,它是制

造陶瓷或金属陶瓷的重要方法;第四种是团圆法与喷雾枯燥法,此法是消费团圆型复合粉的手腕,包含某些陶瓷粉,如A12O2-TiO2,ZrO-Y2O:

等罕见粉末,也可采取此法消费。第五种是加压氧复原法,源于加拿大一家镍公司开展的提镍工艺,演化为包覆型复合粉的消费方法,包覆金

属为Ni、Co或Cu,而中心资料能够是各种固体资料。以上这些工艺是当今热喷涂粉末的重要消费方法。只管还有等离子雾化法、气相沉积法、

置换法、铝热法、机械融化法、化学沉积法、共积淀法等技巧,但没有造成消费范围,其中起因有技巧问题,也有经济问题。 三、质量掌握日

趋完美热喷涂资料的质量检测是得到及格涂层的重要关口,其重要性已渐被人所熟悉。早在1926年就有人指出对热喷涂各环节进行评价的重要

性。至今,对某些喷涂资料及涂层已树立了相应的方法与标准,以保障最终涂层质量。粉末质量检测,重要是化学性能、物感性能和工艺性能

。这些触及到化学成份、熔点(硬化点)、放热性能、松装比重、粒度散布、活动性、颗粒外形与构造等。诚实说,粉末质量掌握比线材要难,

通过拉拔或挤压轻易消费均一产品,但粉末则难于做到批量之间的完整一致。这从另一角度解释粉末质量掌握的必要性。 四、资料的多样性扩

充了涂层的功用热喷涂资料开展到今日,从类别、规格和性能等方面,差不多到达“包罗万象”的水平。以世界知名的热喷涂技巧的威望公司

——SULZERMETCO为例,该公司集拢了本来的METCO、PT和AMDRY三家公司的资料产品,此前经几十年的钻研开发,尤其是七十年代中期之后,相

继与世界知名航空发起机制造厂家联手,投入了少量物力和人力,先后开展了一系列高性能、高质量、高技巧含量的喷涂资料。其中粉末资料

计有六大类约220余种;线材近30种。有119种已归入PWA、GE、MSRR等知名航空发起机制造厂家的技巧标准。这些资料采取不同的喷涂方法并实

施不同的工艺参数喷涂出约六百余种性能各异的涂层,掩盖涂层的全部功用,运用面触及到多门高科技和简直各个工业部门,显示了热喷涂技

术的神通与威力。五、开展趋向 从近几年所宣布的技巧文献,纵观热喷涂资料的开展趋向,大体可归纳以下几点: 1.耐低温的陶瓷资料遭到

注视近年来,有不少文献报道了某些陶瓷和金属间化合物等低温资料。其中最受注重的应属MoSi2。这种资料有足够高的熔点(Tm2030℃)、适中

的比重和极好的抗低温氧化性,任务温度可达1700℃,是优异的抗低温氧化涂层。同时又耐无机酸和熔融金属的腐蚀,作为航空、燃气涡轮机

的低温部件涂层资料,是最新的钻研热门。 2.轻微级粉进入市场通常喷涂粉的粒度范围为-140~+325目,有些陶瓷粉可细到5微米左右。细致

的粉末会发作烧损和飞腾等问题,送粉加大艰难,沉积效力也受影响。近些年,因为HVOF和高功率等离子喷涂(HPPS)的涌现,使喷涂向轻微级

接近。其起因是,HVOF和HPPS焰流和颗粒航行速度极高,延长了颗粒在焰流中的受热时光,使之在未融化之前就已到达基体外表,不能造成涂

层。而粉末细级化,可改良这一状态。以后,有些公司已推出专门用于HVOF喷涂的系列粉,粒度范围常在-270~+500目之间。 3.涂层功用多

元化耐磨损、耐热、抗氧化和耐腐蚀等工程技巧请求,是热喷涂涂层的重要功用。尤其是耐磨损涂层,是热喷涂技巧的劣势所在。近年来,热

喷涂技巧试图在生物工程、超导和复合资料等高科技方面施展专长,甚至锋芒毕露,进入适用阶段。 4.打底粉家族涌现新成员在航空和汽车

工业中,用工程塑料替代金属,因分量加重而进步效力,这是当今资料反动的新效果,在电子工业、机械工业和油汽制造业也有相似请求。利

用热喷涂技巧完成这些请求,确是一条捷径,但很多喷涂资料不能间接喷涂在塑料基体上。为此,SULZERMETCO专门钻研了一种喷涂塑料基体表

面的打底层粉,联合强度高、外表形态好、剩余应力低,深受市场喜爱。 5.复合资料喷涂有增大的趋向有人钻研出纤维强化的等离子喷涂涂

层,即喷涂碳化硅晶须加强的铝,抗张强度比纯铝高90%,而用VPS喷McrAlY-AlO:复合资料,其耐磨性明显进步;用激光一等离子喷涂工艺,

在N2氛围中喷Ti,得到TiN涂层,相似方法还制得氧化物、碳化物、氮化物和硅化物等陶瓷涂层;也有人用碳黑包裹TiC,使TiC在喷涂中增加失

C,以保存TiC的高熔点、低原子数、优异的抗热震性、抗化学腐蚀等特性。

 

本文网址: