為了獲(huò)得滿足零件使用要求的塗(tú)層,應結合零件使用(yòng)工況條件各種噴塗材料的成分、性能、工藝特性、塗(tú)層性能及適(shì)用的使用環境等綜合考慮,確定合(hé)適(shì)的噴塗材料,謹慎選擇熱噴塗工藝。
熱噴塗工藝(yì)的選(xuǎn)擇原則如(rú)下:
熱噴塗(tú)工藝方(fāng)法較多,但每一種(zhǒng)方法都有(yǒu)其自身的優點和局限性,從不同的角度進行熱噴塗工藝選擇,會得出不同的結果。以高速火焰噴塗(簡稱HVOF)為例,當采用HVOF工藝噴(pēn)塗金屬、合(hé)金及金屬陶瓷類材料時,可(kě)獲得結合強度(dù)高(>70MPa)、致密度高(孔隙率(lǜ)<1%)、氧化物含量少的高質量塗層,但該工藝也存(cún)在運(yùn)行成倍較高、對基體輸入熱量較大、不能噴塗氧化物陶瓷(注:個別係統能夠(gòu)噴塗Al2O3、Al2O3-TiO2等低熔點陶瓷,如HV2000超音(yīn)速火(huǒ)焰噴塗)等缺點。因此,在選擇熱噴塗工藝時,應針對具體需(xū)求進行具體分析,下文(wén)分別從塗層性能(néng)、噴(pēn)塗材料類型、塗層經濟性及現場施工等四個方麵進行了分析。
1. 以(yǐ)塗層(céng)性能為出發點進行選擇時,一般(bān)考慮如下幾點:
(1)塗(tú)層性能要求不高,使用環(huán)境無特殊要求,且噴塗材料熔點低於2500℃,可選擇設備簡單、成本較低的氧乙(yǐ)炔火(huǒ)焰噴塗工藝。如(rú)一般工件(jiàn)尺寸修複和常規表麵防護等。
(2)塗層性(xìng)能要求較高、工況條件較惡劣的貴重或關鍵零部件,可選(xuǎn)用等(děng)離子(zǐ)噴塗工藝。相對於氧乙炔火焰噴塗來講,等離子噴塗的焰流溫度高,熔化充分,具(jù)有非氧化性(xìng),塗層結合強度高,孔隙率低。
(3)塗層要求具有高結合強度、極低孔隙率時,對金屬或金屬陶瓷塗層,可選用(yòng)高速火焰(HVOF)噴塗工藝;對氧(yǎng)化物陶瓷塗層(céng),可選(xuǎn)用高速等離子噴塗工藝(如PlazJet等離子噴塗)。如果噴(pēn)塗易氧化的金屬或金屬陶(táo)瓷(cí),則必須選用可控氣氛或低壓等離子噴塗工藝,如Ti、B4C等塗層。
2.以噴塗材料類型為出發點進行選擇(zé)時,基本原則如下:
(1)噴塗金屬或合金材料,可優(yōu)先選擇(zé)電弧噴塗工藝。
(2)噴塗(tú)陶瓷材料,特別是氧化物陶瓷材料或熔(róng)點超(chāo)過3000℃的碳化物、氮化物(wù)陶(táo)瓷材料時,應選擇等離子噴塗工藝。
(3)噴塗碳化物塗(tú)層,特別是WC-Co、Cr3C2-NiCr類碳(tàn)化物塗層,可(kě)選用高速火焰噴塗(tú)工藝,塗層可獲得良好的綜(zōng)合性能。
(4)噴塗生(shēng)物(wù)塗層(céng)時,宜選用可控氣氛或低壓等離子噴塗工藝。
3.以塗層(céng)經(jīng)濟性為出發點進行選擇時。應盡可能選用電弧噴塗工(gōng)藝。
在噴塗(tú)原材料成本差別不大的條件下,在所有熱噴塗工藝中,電弧噴塗的相對工藝成(chéng)本低,且該工藝具有噴(pēn)塗效率(lǜ)高(gāo)、塗層與基(jī)體結(jié)合強度較高、適(shì)合現場施工等特點。
熱噴塗工藝(yì)的選(xuǎn)擇原則如(rú)下:
熱噴塗(tú)工藝方(fāng)法較多,但每一種(zhǒng)方法都有(yǒu)其自身的優點和局限性,從不同的角度進行熱噴塗工藝選擇,會得出不同的結果。以高速火焰噴塗(簡稱HVOF)為例,當采用HVOF工藝噴(pēn)塗金屬、合(hé)金及金屬陶瓷類材料時,可(kě)獲得結合強度(dù)高(>70MPa)、致密度高(孔隙率(lǜ)<1%)、氧化物含量少的高質量塗層,但該工藝也存(cún)在運(yùn)行成倍較高、對基體輸入熱量較大、不能噴塗氧化物陶瓷(注:個別係統能夠(gòu)噴塗Al2O3、Al2O3-TiO2等低熔點陶瓷,如HV2000超音(yīn)速火(huǒ)焰噴塗)等缺點。因此,在選擇熱噴塗工藝時,應針對具體需(xū)求進行具體分析,下文(wén)分別從塗層性能(néng)、噴(pēn)塗材料類型、塗層經濟性及現場施工等四個方麵進行了分析。
1. 以(yǐ)塗層(céng)性能為出發點進行選擇時,一般(bān)考慮如下幾點:
(1)塗(tú)層性能要求不高,使用環(huán)境無特殊要求,且噴塗材料熔點低於2500℃,可選擇設備簡單、成本較低的氧乙(yǐ)炔火(huǒ)焰噴塗工藝。如(rú)一般工件(jiàn)尺寸修複和常規表麵防護等。
(2)塗層性(xìng)能要求較高、工況條件較惡劣的貴重或關鍵零部件,可選(xuǎn)用等(děng)離子(zǐ)噴塗工藝。相對於氧乙炔火焰噴塗來講,等離子噴塗的焰流溫度高,熔化充分,具(jù)有非氧化性(xìng),塗層結合強度高,孔隙率低。
(3)塗層要求具有高結合強度、極低孔隙率時,對金屬或金屬陶瓷塗層,可選用(yòng)高速火焰(HVOF)噴塗工藝;對氧(yǎng)化物陶瓷塗層(céng),可選(xuǎn)用高速等離子噴塗工藝(如PlazJet等離子噴塗)。如果噴(pēn)塗易氧化的金屬或金屬陶(táo)瓷(cí),則必須選用可控氣氛或低壓等離子噴塗工藝,如Ti、B4C等塗層。

(1)噴塗金屬或合金材料,可優(yōu)先選擇(zé)電弧噴塗工藝。
(2)噴塗(tú)陶瓷材料,特別是氧化物陶瓷材料或熔(róng)點超(chāo)過3000℃的碳化物、氮化物(wù)陶(táo)瓷材料時,應選擇等離子噴塗工藝。
(3)噴塗碳化物塗(tú)層,特別是WC-Co、Cr3C2-NiCr類碳(tàn)化物塗層,可(kě)選用高速火焰噴塗(tú)工藝,塗層可獲得良好的綜(zōng)合性能。
(4)噴塗生(shēng)物(wù)塗層(céng)時,宜選用可控氣氛或低壓等離子噴塗工藝。
3.以塗層(céng)經(jīng)濟性為出發點進行選擇時。應盡可能選用電弧噴塗工(gōng)藝。
在噴塗(tú)原材料成本差別不大的條件下,在所有熱噴塗工藝中,電弧噴塗的相對工藝成(chéng)本低,且該工藝具有噴(pēn)塗效率(lǜ)高(gāo)、塗層與基(jī)體結(jié)合強度較高、適(shì)合現場施工等特點。