等离子喷涂的工艺流程

等离子喷涂的概述~

等离子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法,它具有:①超高温特性,便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高,涂层致密,粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体,所以喷涂材料不易氧化。 (以N2为例):0°k时,N2分子的两个原子呈哑铃形,仅在x,y,z方向上平动;大于10°k时,开始旋转运动;大于10000°k时,原子间产生振动,分子与分子间碰撞,则分子会发生离解变为单原子:N2+Ud——>N+N 其中 Ud为离解能温度再升高,原子会发生电离: N+Ui——>N++e 其中 Ui为电离能气体电离后,在空间不仅有原子,还有正离子和自由电子,这种状态就叫等离子体。等离子体可分为三大类:①高温高压等离子体,电离度100%,温度可达几亿度,用于核聚变的研究;②低温低压等离子体,电离度不足1%,温度仅为50~250度;③高温低压等离子体,约有1%以上的气体被电离,具有几万度的温度。离子、自由电子、未电离的原子的动能接近于热平衡。热喷涂所利用的正是这类等离子体。 等离子喷涂原理如图5-9所示。等粒子喷涂是利用等离子弧进行的,离子弧是压缩电弧,与自由电弧相比较,其弧柱细,电流密度大,气体电离度高,因此具有温度高,能量集中,弧稳定性好等特点。按接电方法不同,等离子弧有三种形式:①非转移弧:指在阴极和喷嘴之间所产生的等离子弧。这种情况正极接在喷嘴上,工件不带电,在阴极和喷嘴的内壁之间产生电弧,工作气体通过阴极和喷嘴之间的电弧而被加热,造成全部或部分电离,然后由喷嘴喷出形成等离子火焰(或叫等离子射流)。等粒子喷涂采用的就是这类等离子弧。②转移弧:电弧离开喷枪转移到被加工零件上的等离子弧。这种情况喷嘴不接电源,工件接正极,电弧飞越喷枪的阴极和阳极(工件)之间,工作气体围绕着电弧送入,然后从喷嘴喷出。等离子切割,等离子弧焊接,等离子弧冶炼使用的是这类等离子弧。③联合弧:非转移弧引燃转移弧并加热金属粉末,转移弧加热工件使其表面产生熔池。这种情况喷嘴,工件均接在正极。等离子喷焊采用这种等离子弧。进行等粒子喷涂时,首先在阴极和阳极(喷嘴)之间产生一直流电弧,该电弧把导入的工作气体加热电离成高温等离子体,并从喷嘴喷出,形成等离子焰,等离子焰的温度很高,其中心温度可达30000°k,喷嘴出口的温度可达; 15000~20000°k。焰流速度在喷嘴出口处可达1000~2000m/s,但迅衰减。粉末由送粉气送入火焰中被熔化,并由焰流加速得到高于150m/s的速度,喷射到基体材料上形成膜。图5-10 等离子焰流温度分布。等粒子喷涂设备:等离子喷涂设备主要包括:①喷枪:实际上是一个非转移弧等离子发生器,是最关键的部件,其上集中了整个系统的电,气,粉,水等。②电源:用以供给喷枪直流电。通常为全波硅整流装置。③送粉器:用来贮存喷涂粉末并按工艺要求向喷枪输送粉末的装置。④热交换器:主要用以使喷枪获得有效的冷却,达到使喷嘴延寿的目的。⑤供气系统:包括工作气和送粉气的供给系统。⑥控制框:用于对水,电、气、粉的调节和控制。等粒子喷涂工艺:

等离子喷涂:包括大气等离子喷涂,保护气氛等离子喷涂,真空等离子喷涂和水稳等离子喷涂。等粒子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法,它具有:①超高温特性,便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高,涂层致密,粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体,所以喷涂材料不易氧化。

等离子喷涂设备主要包括:
①喷枪:实际上是一个非转移弧等离子发生器,是最关键的部件,其上集中了整个系统的电,气,粉,水等。②电源:用以供给喷枪直流电。通常为全波硅整流装置。③送粉器:用来贮存喷涂粉末并按工艺要求向喷枪输送粉末的装置。④热交换器:主要用以使喷枪获得有效的冷却,达到使喷嘴延寿的目的。⑤供气系统:包括工作气和送粉气的供给系统。⑥控制框:用于对水,电、气、粉的调节和控制。

在等粒子喷涂过程中,影响涂层质量的工艺参数很多,主要有:
①等离子气体:气体的选择原则主要根据是可用性和经济性,N2气便宜,且离子焰热焓高,传热快,利于粉末的加热和熔化,但对于易发生氮化反应的粉末或基体则不可采用。Ar气电离电位较低,等离子弧稳定且易于引燃,弧焰较短,适于小件或薄件的喷涂,此外Ar气还有很好的保护作用,但Ar气的热焓低,价格昂贵。
气体流量大小直接影响等离子焰流的热焓和流速,从而影响喷涂效率,涂层气孔率和结合力等。流量过高,则气体会从等离子射流中带走有用的热,并使喷涂粒子的速度升高,减少了喷涂粒子在等离子火焰中的“滞留”时间,导致粒子达不到变形所必要的半熔化或塑性状态,结果是涂层粘接强度、密度和硬度都较差,沉积速率也会显著降低;相反,则会使电弧电压值不适当,并大大降低喷射粒子的速度。极端情况下,会引起喷涂材料过热,造成喷涂材料过度熔化或汽化,引起熔融的粉末粒子在喷嘴或粉末喷口聚集,然后以较大球状沉积到涂层中,形成大的空穴。
②电弧的功率:
电弧功率太高,电弧温度升高,更多的气体将转变成为等离子体,在大功率、低工作气体流量的情况下,几乎全部工作气体都转变为活性等粒子流,等粒子火焰温度也很高,这可能使一些喷涂材料气化并引起涂层成分改变,喷涂材料的蒸汽在基体与涂层之间或涂层的叠层之间凝聚引起粘接不良。此外还可能使喷嘴和电极烧蚀。
而电弧功率太低,则得到部分离子气体和温度较低的等离子火焰,又会引起粒子加热不足,涂层的粘结强度,硬度和沉积效率较低。
③供粉
供粉速度必须与输入功率相适应,过大,会出现生粉(未熔化),导致喷涂效率降低;过低,粉末氧化严重,并造成基体过热。
送料位置也会影响涂层结构和喷涂效率,一般来说,粉末必须送至焰心才能使粉末获得最好的加热和最高的速度。
④喷涂距离和喷涂角
喷枪到工件的距离影响喷涂粒子和基体撞击时的速度和温度,涂层的特征和喷涂材料对喷涂距离很敏感。
喷涂距离过大,粉粒的温度和速度均将下降,结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降;过小,会使基体温升过高,基体和涂层氧化,影响涂层的结合。在机体温升允许的情况下,喷距适当小些为好。
喷涂角:指的是焰流轴线与被喷涂工件表面之间的角度。该角小于45度时,由于“阴影效应”的影响,涂层结构会恶化形成空穴,导致涂层疏松。
⑤喷枪与工件的相对运动速度
喷枪的移动速度应保证涂层平坦,不出线喷涂脊背的痕迹。也就是说,每个行程的宽度之间应充分搭叠,在满足上述要求前提下,喷涂操作时,一般采用较高的喷枪移动速度,这样可防止产生局部热点和表面氧化。
⑥基体温度控制
较理想的喷涂工件是在喷涂前把工件预热到喷涂过程要达到的温度,然后在喷涂过程中对工件采用喷气冷却的措施,使其保持原来的温度。



等离子喷涂的概述
答:等离子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法,它具有:①超高温特性,便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高,涂层致密,粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体,所以喷涂材料不易氧化。 (以N2为例):0°k时,N2分子的两个原子呈哑铃形,仅在x,y,z方向...

电弧喷涂的喷涂方法
答:以提供热源的不同,可分为燃烧法及电热法。前者包括燃烧火焰喷涂、爆炸喷涂及高速火焰喷涂(HVOF);后者包括电弧喷涂及等离子喷涂(又分常压等离子喷涂、低压等离子喷涂与水稳等离子喷涂)。在进行火焰喷涂和电弧喷涂前需做预前处理,即喷砂处理(抛丸处理对于某种特殊的工件特殊情况可能达不到一定程度的效果),以...

喷涂工艺流程
答:表面处理和喷涂工艺是影响喷涂质量的重要因素。本文将介绍喷涂工艺流程,帮助读者更好地了解喷涂工艺。粒表面处理用压缩空气机吹去所有可见灰尘等,保证表面洁净美观。喷底漆在干燥条件下施工,按相关要求喷漆,一次底漆保证无漏喷、露底、粘漆等缺陷。喷面漆在干燥条件下施工,每道角、边等隐蔽区域必须在大面积喷...

什么是三氧化二铝热喷涂?和铝融面是一回事吗?其工艺流程
答:由于通常工件是采用金属或合金制成,而二氧化铝与金属或合金的热膨胀系数差别较大,容易造成结合力低而使涂层脱落,故一般在喷涂二氧化铝等氧化物陶瓷涂层时要在二氧化铝与金属或合金间喷涂一层过渡层(如镍铝等)以增强涂层的结合强度。具体的工艺流程是:工件表面清洗-遮蔽掉不需喷涂的部分-工件表面...

等离子喷涂设备的工作原理是什么?
答:等离子喷涂设备主要包括:①喷枪:实际上是一个非转移弧等离子发生器,是最关键的部件,其上集中了整个系统的电,气,粉,水等。②电源:用以供给喷枪直流电。通常为全波硅整流装置。③送粉器:用来贮存喷涂粉末并按工艺要求向喷枪输送粉末的装置。④热交换器:主要用以使喷枪获得有效的冷却,达到使喷嘴...

等离子喷涂的介绍
答:等离子喷涂是一种材料表面强化和表面改性的技术,可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能。 等离子喷涂技术是采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源,将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态,并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的...

摩托车头盔喷漆工艺流程是什么?
答:摩托车头盔的喷漆工艺:1.退火:塑料在成型过程中易形成内应力,喷涂后应力作用会使得导致涂层裂开,一般处理的方式是通过退火处理等消除应力。2.除尘及除静电:塑料易产生静电,静电会导致空气中的细小灰尘等吸附于塑料制品的表面,使用常规的吹气处理会较难清除,因此可采用高压等离子化气流去除静电及除尘。

焊工喷涂各种陶瓷材料的最好方法是
答:3、工艺稳定,涂层质量高。等离子喷涂的各工艺参数都可定量控制,工艺稳定,涂层再现性好。在等离子喷涂中,熔融状态粒子的飞行速度可达180~480m/s甚至更高,远比氧-乙炔焰粉末喷涂时的粒子飞行速度45~120m/s高。熔融微粒在和零件碰撞时变形充分,涂层致密,与基体的结合强度高。等离子喷涂层与基体金属...

简述热喷涂技术的原理,种类和技术特点以及主要的应用领域
答:成.下图为等离子喷涂的设备配置图.三. 热喷涂工艺热喷工艺过程如下:工件表面预处理 → 工件预热 → 喷涂 → 涂层后处理1. 表面预处理为了使涂层与基体材料很好地结合,基材表面必须清洁及粗糙, 净化和粗化表面的方法很多, 方法的选择要根据涂层的设计要求及基材的材质、形状、厚薄、表面原始状况以及施工条件等因素...

电弧喷涂工艺及其在模具制造的应用?
答:2.3能源利用率高,喷涂成本低 电弧喷涂的节能效果十分突出,能源利用率显著高于其他喷涂方法,而能源费用降低50%以上。除它的能源利用率很高外,加之电能的价格又远低于氧气和乙炔,其费用通常仅为火焰喷涂的1/5~1/10,等离子喷涂成本的1/5~1/20,而其喷涂效率却提高了近一倍。更多关于工程/服务...

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