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热喷涂工艺及注意事项

 

 热喷涂工艺及注意事项如下:
(1)粉末特性:
 目前粉末供应商提供了品种繁多的碳化物粉末,而粉末特性往往因其制粉工艺方法的不同而表现出较大的差异。粉末特性包括:粉末粒度分布、颗粒形状、表面粗糙度等。
 对ZB-2700设备来说,适宜的粉末粒度为:15μm-40μm。
(2)氧-燃气流量和比例
 喷涂的焰流温度及特性取决于氧-燃气流量和混合比例。喷涂时,首先应按照设备的规定要求确定氧气和燃气的流量,以保证喷枪焰流达到设计的功率水平。实际生产过程中有多种因素可导致氧-燃气比例的波动,而氧-燃气比例对确定最终的涂层组织十分重要.
 理论上,丙烷完全燃烧要求氧与丙烷的比例为5∶1(C3H8+5O2=4H2O+3CO2),这一燃烧比例产生的是中性焰(即,燃烧时氧与燃气分子全部耗尽)。若燃气比例下降,焰流中未消耗尽的氧分子将产生“氧化”气氛,导致熔融粉末粒子的过度氧化,涂层中氧化物含量增多。混合气中燃气过多会产生低温贫氧的火焰,所得涂层中未熔粒子和孔洞增多,而氧化物含量降低。事实上,中性焰是不存在的,在高温,燃烧过程不是完全可逆的,反应物与反应产物以热平衡和化学平衡方式共存。
 ZB-2700型超音速火焰喷涂系统,当氧-燃气比例在4.2-5.6之间时,可获得高性能的涂层。
(3)喷涂距离:
 ZB-2700型超音速火焰喷涂系统,当粉末粒子在距喷枪出口100mm以内即已达到了其最高温度,随着喷距的增加粒子温度逐渐降低,在100-230mm范围内,粒子温度大约降低了60℃,其降低幅度并不大,粒子仍可保持约1775℃的高温;而粒子速度在距喷枪出口大约190mm内是一个逐渐加速的过程,在距喷枪出口190-200mm左右达到580m/s以上的最高速度,在170-230mm喷距上,粒子速度基本维持在580m/s以上。 考虑到高温焰流对基体传热的不利影响,喷距在可能的情况下应尽量增大,故对ZB-2700型超音速火焰喷涂系统来说,适宜的喷距应为:190-230mm。
 与其它喷涂工艺相比,喷涂喷距的可调整范围是比较大的,这得益于粒子的高速度。较大的喷距可调范围对实际生产十分有利,因为可以根据工件的形状、大小、涂层厚度等要求选择适宜的喷距,以得到综合性能最好的涂层。
(4)送粉量:
 对任何热喷涂工艺来说,送粉量都是影响涂层性能的一个重要参数。某种粉末在某一具体的喷涂工艺条件下,都对应有一适宜的送粉量范围。 若送粉量过小,可能的不利影响有: 1)被喷涂粉末过熔,粉末烧损,烟雾大,易污染涂层。 2)每一遍喷涂不能完全覆盖其扫过的路径,造成涂层孔隙率增大。 3)延长了喷涂时间易造成工件过热涂层开裂和生产成本的增大。 若送粉量过大,可能的不利影响有: 1)粉末熔化不充分,涂层结合强度降低,孔隙率增大。 2)涂层应力增大,导致涂层开裂。 3)粉末沉积率下降,生产成本提高。     使用ZB系统,喷涂WC-Co涂层时,当送粉量在38-60g/min之间变化时,涂层孔隙率在0.55—1.2%之间,显微硬度在HV1000-1300, 粉末沉积率为40-50%,涂层性能优。喷涂CrC-NiCr涂层时:当送粉量在27-45g/min之间变化时,可获得令人满意的涂层质量。

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