[服務項目]主題： 高速火焰噴涂詮釋-超音速噴涂 ... 發布者： 超音速噴涂
03/28/2018
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高速火焰噴涂詮釋-超音速噴涂
高速火焰噴涂是在土崩瓦解噴涂的基礎上發展起來的一項新的熱噴涂技術，是在上世紀八十年代初期，由美國Browning公司至先研制成功，并推出名為JET-KOTE的商用噴涂設備。軸類修復加工廠家指出，高速火焰噴涂技術一經問世，就以其超高的焰流速度和相對較低的溫度，在噴涂金屬碳化物和金屬合金等材料方面顯現出了明顯優勢。在世界各大熱噴涂公司的積極推動下，該技術發展很快，目前高速火焰噴涂技術在噴涂金屬碳化物、金屬合金等方面，已逐步取代了等離子噴涂和其它噴涂工藝，成為熱噴涂的一項重要工藝方法。
1．高速火焰噴涂原理 ——超音速噴涂廠家來為大家娓娓道來
高速火焰噴涂是將助燃氣體與燃燒氣體在燃燒室中連續燃燒，燃燒的火焰在燃燒室內產生高壓并通過與燃燒室出口聯接的膨脹噴嘴產生高速焰流，噴涂材料送入高速射流中被加熱、變化噴射到經預處理的基體表面上形成涂層的方法?？墒褂靡胰?、丙烷、丙烯、氫氣等作為燃氣，也可使用柴油或煤油等液體燃料。 煤油、氧氣通過小孔進入燃燒室后混合，在燃燒室內穩定、均一地燃燒。有監測器用來監控燃燒室內壓力，
以確保穩定燃燒，噴涂粉末的速度與燃燒室內壓力成正比。燃燒室的出口設計使高速氣流急劇擴展變化，形成超音速區和低壓區。粉末在低壓區域沿徑向多點注入，粉末均一混合，在氣流中變化噴出。高速火焰噴涂焰流速度高達1500m/s-2000m/s，一般可觀察到5-8個明顯的馬赫錐，粒子流速度高達300-650m/s。
2.涂層和工藝特點
高速火焰噴涂工藝因其鮮明的特點：碳化鎢噴涂廠家指出，超高的焰流速度和相對較低的溫度，使其涂層性能和噴涂工藝具有許多特點：
（1）火焰及噴涂粒子速度高?；鹧嫠俣冗_到1800m/s以上，粒子速度：300-650m/s。
（2） 粉粒受熱均勻。噴涂粉粒沿軸向或徑向注入燃燒室，使粉末在火焰中停留時間相對較長，熔融充分，產生集中的噴射束流。
（3）粉粒與周圍大氣接觸時間短，粉末粒子飛行速度高，和周圍大氣接觸時間短，很少與大氣發生反應，噴涂材料中活潑元素燒損少。這對碳化物材料尤為有利，可避免分解和脫碳。
（4）噴涂粉末細微，涂層光滑 用于高速火焰噴涂的粉末粒度一般為：10-45μm，屬于細粒度粉末，同時噴涂粒子速度高，熔融充分，形成涂層時變形充分，使得涂層表面粗糙度小。
（5）涂層致密，結合強度高 一般高速火焰噴涂涂層的孔隙率＜2%，結合強度＞70MPa。
3.主要工藝參數
以DJ型高速火焰噴涂系統為例，介紹工藝參數對涂層性能的影響。
（1）粉末特性。目前粉末供應商提供了品種繁多的碳化物粉末，而粉末特性往往因其制粉工藝方法的不同而表現出較大的差異。粉末特性包括：粉末粒度分布、顆粒形狀、表面粗糙度等。對DJ2700設備來說，適宜的粉末粒度為：15μm-40μm。
（2）氧-燃氣流量和比例。高速火焰噴涂（陶瓷噴涂）的焰流溫度及特性取決于氧-燃氣流量和混合比例。高速火焰噴涂時，首先應按照設備的規定要求確定氧氣和燃氣的流量，以保證噴槍焰流達到設計的功率水平。實際生產過程中有多種因素可導致氧-燃氣比例的波動，而氧-燃氣比例對確定至終的涂層組織十分重要。理論上，丙烷完全燃燒要求氧與丙烷的比例為5∶1（C3H8+5O2=4H2O+3CO2），這一燃燒比例產生的是中性焰（即，燃燒時氧與燃氣分子全部耗盡）。若燃氣比例下降，焰流中未消耗盡的氧分子將產生“氧化”氣氛，導致熔融粉末粒子的過度氧化，涂層中氧化物含量增多?；旌蠚庵腥細膺^多會產生低溫貧氧的火焰，所得涂層中未熔粒子和孔洞增多，而氧化物含量降低。事實上，中性焰是不存在的，在高溫，燃燒過程不是完全可逆的，反應物與反應產物以熱平衡和化學平衡方式共存。研究結果表明：對DJ型高速火焰噴涂系統，當氧-燃氣比例在4.2-5.6之間時，可獲得高性能的涂層。
（3）噴涂距離。研究表明：DJ型高速火焰噴涂系統，當粉末粒子在距噴槍出口100mm以內即已達到了其至高溫度，隨著噴距的增加粒子溫度逐漸降低，在100-230mm范圍內，粒子溫度大約降低了60℃，其降低幅度并不大，粒子仍可保持約1775℃的高溫；而粒子速度在距噴槍出口大約190mm內是一個逐漸變化的過程，在距噴槍出口190-200mm左右達到480m/s以上的至高速度，在170-230mm噴距上，粒子速度基本維持在480m/s以上。 考慮到高溫焰流對基體傳熱的不利影響，噴距在可能的情況下應盡量增大，故對DJ型高速火焰噴涂系統來說，適宜的噴距應為：190-230mm。與其它噴涂工藝相比，高速火焰噴涂噴距的可調整范圍是比較大的，這得益于粒子的高速度。較大的噴距可調范圍對實際生產十分有利，因為可以根據工件的形狀、大小、涂層厚度等要求選擇適宜的噴距，以得到綜合性能至好的涂層。
（4）送粉量。對任何熱噴涂工藝來說，送粉量都是影響涂層性能的一個重要參數。某種粉末在某一具體的噴涂工藝條件下，都對應有一適宜的送粉量范圍。 若送粉量過小，可能的不利影響有：
1）被噴涂粉末過熔，粉末燒損，煙霧大，易污染涂層。
2）每一遍噴涂不能完全復蓋其掃過的路徑，造成涂層孔隙率增大。
3）延長了噴涂時間易造成工件過熱涂層開裂和生產成本的增大。 若送粉量過大，可能的不利影響有：
1）粉末熔化不充分，涂層結合強度降低，孔隙率增大。
2）涂層應力增大，導致涂層開裂。
3）粉末沉積率下降，生產成本提高。
研究表明：使用DJ系統，噴涂WC-Co涂層時，當送粉量在38-60g/min之間變化時，涂層孔隙率在1.12-2%之間，顯微硬度在HV1000-1300, 粉末沉積率為40-50%，涂層性能優。噴涂CrC-NiCr涂層時：當送粉量在27-45g/min之間變化時，可獲得令人滿意的涂層質量。
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最后更新: 2018-03-28 09:45:26
