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江苏超音速火焰喷涂工艺的优点及缺点是什么?

发布时间:2022-9-23 8:50:00来源:http://js.jhclsyjx.com/news870911.html

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超音速江苏火焰喷涂工艺的优点及缺点是什么?

超声速江苏火焰喷涂系统火焰流具有较高的飞行速度和相对较低的温度,在耐磨涂层的制备中表现出独特的优势,其主要特点如下。

1)火焰及喷涂粒子速度高,高速区域范围广,喷射粒子碰撞能量大。 火焰速度可达2000m/s,喷涂粒子速度可达450m/s~650m/s或以上,可操作喷涂距离范围宽( 150mm  ~ 380mm  ),工艺性好。

2)火焰温度低,颗粒与周围大气接触时间短,粉末氧化、烧损小。 超声速火焰喷涂火焰温度一般在2900℃ ~ 3300℃之间,温度低于等离子喷涂和电弧喷涂; 另外,由于火焰中粒子的飞行时间短,与周围大气的接触时间短,所以与大气几乎没有反应,喷涂材料的微观组织变化小,能够保持本来的特征。 因此,粉末的氧化、烧损少,特别适合喷涂WC-Co、WC-Co-Cr、NiCr-Cr3C2等碳化物等容易氧化的粉末材料。

3)超声速火焰喷涂涂层结合强度高,喷涂WC-Co涂层结合强度可达70MPa~ 90MPa; 涂层非常致密,孔隙率低(小于1% ); 涂层硬度高,WC-Co涂层显微硬度( HV  )可达1600,与烧结材料相当; 涂层应力为压应力,残余应力低,可进行较厚的涂层。

4)与爆炸喷涂相比,超声速火焰喷涂也采用燃料燃烧形成超声速气流,后者是连续均匀的高速火焰流,前者是脉动的,同时脉动地必须用惰性气体清除枪管中的残余气体。


超声火焰喷涂涂层密度、结合强度、硬度高,涂层中氧化物含量低。 但是,HVOF仍然存在以下难以克服的缺点。

1 )适合涂装的材料少

超声波江苏火焰喷涂技术具有高速低温的特点,喷涂WC-Co、WC-Co-Cr、NiCr-Cr3C2等粉末时高速低温,颗粒飞行时间短,粉末喷涂过程中氧化和脱碳少,提高了涂层的硬度和耐磨性。 但是,不能熔融高熔点陶瓷粉末材料; 喷涂金属或合金粉末时,成本太高,无法体现优势。

目前超声速火焰喷涂主要用于WC-Co、WC-Co-Cr、NiCr-Cr3C2等碳化物基金属陶瓷涂层材料的喷涂; 不适合涂装其他陶瓷涂层材料; 不推荐用于金属及合金粉末材料的涂装。

2 )对喷涂粉末粒度要求高HVOF喷涂时颗粒飞行速度高,火焰温度低,粉末加热时间仅为几千分之一秒,且粗颗粒粉末在高速射流中会出现明显滞后,影响其沉积效率和涂层均匀性,对喷涂粉末的粒度要求较高。

3 )热效率低,成本高

燃料高强度燃烧产生的热能被冷却水或冷却用空气大量夺走; 高速火焰流的热能由于粉末在火焰流中停留的时间短,换热不充分,也会影响热能利用率。 这样,使涂层成本上升,一般高于气体稳定等离子喷涂的成本。

4 )沉积效率低

沉积效率不仅影响涂层的生成速度,而且直接影响生产成本。 超声火焰喷涂WC-Co粉末时,沉积效率一般小于45%,而NiCr-Cr3C2时,沉积效率在30% ~40%左右,增加了涂层材料的消耗和成本。

超声波速火焰喷涂由于形成压缩应力涂层,所以理论上可以喷涂厚的涂层,但实际上,在喷涂了一层WC-Co涂层后,由于涂层硬度高,因此对之后喷涂的WC-Co粒子的反弹力。


5 )供气系统庞大,操作不便

超声速火焰喷涂气体消耗量大,通常大于90m3/h。 通常为火焰喷涂的数倍至10倍,即使使用煤油等液体燃料,氧气使用量也较大,需要采用“公交”管网供气。 如果使用气体燃料,供气装置会更大。

6 )工件热度大

工件被大流量的气体连续喷射,给工件母材带来很大的热量。

7 )枪管易长瘤

JP-500配备了长度不同的枪管,如果选择的涂装材料质量差或长时间涂装,经常会出现驼峰。

新开发的超声速火焰喷枪使用压缩空气作为助燃气体,称为高速空气燃料喷雾( HVAF)。 这降低了氧气消耗和成本,简化了供氧设备,不需要水冷。 此外,燃烧火焰温度降低,喷涂WC-Co基易氧化高耐磨涂层时,碳化物烧损减少,涂层质量更好,但需配备10m3以上的空气压缩机。


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