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单螺杆泵转子陶瓷喷涂三种工艺分析
来源:互联网    作者:长虹泵业   发布时间:2017/12/19 14:27:55

目前单螺杆泵转子陶瓷喷涂工艺已经比较成熟, 应用较活跃的技术

主要是等离子喷涂、火焰喷涂及电弧喷涂。

( 1) 等离子喷涂陶瓷涂层

等离子喷涂是以电弧放电产生的等离子体作高 温热源, 将送入的陶瓷喷涂粉末迅速熔化、并随高 速射流喷射到阀门的工件表面上, 形成耐磨、耐腐蚀覆盖层。以等离子弧为热源的热喷涂, 其特点是零件形变小、涂层种类多、工艺稳定。近十几年
来, 等离子喷涂技术有了飞速的发展, 已开发出了气稳等离子喷涂、低压等离子喷涂、水稳等离子喷涂、超音速等离子喷涂和计算机控制等离子喷涂, 根据需要可选用不同的设备来满足涂层性能的需要。

等离子喷涂所需的粉末粒度通常是30~ 100 Lm, 这种方法温度高, 喷枪出口处等离子射流区 中部温度达20 kK。它可熔化所有金属、合金及陶 瓷材料, 射流速度快, 在喷嘴出口处可达750 m/s。只要将一些喷涂参数控制合理, 例如喷嘴到工件的距离、粉末粒度和类型、粉末的引入位置、弧 电压和电流、输送粉末的气体种类等可得到高质量、性能均匀一致的涂层。

考虑到陶瓷材料具有极高的硬度和稳定性等特点, 研究表明只要陶瓷涂层 与基体的结合强度超过一定的数值就可满足阀门的多数工况, 可见, 等离子喷涂工艺在阀门的密封面 强化上有较大的潜力和优势。

 ( 2) 火焰喷涂

涂层与基体的结合强度是保证涂层优良性能在产品使用过程中得到充分发挥的前提。提高涂层与基体的结合强度和改善涂层质量的途径主要有两点: 一是提高热流密度( 即提高热能) , 这一点在等离子喷涂工艺中被运用; 二是提高粒子的运行速度( 即提高动能) 。

超音速火焰喷涂( HVOF) 是提高粒子运行速度的有效方法。利用一种特殊火焰喷枪获得高温、高速焰流用来喷涂陶瓷粉末等难熔材料并得到优异性能的喷涂层。以氧- 燃料气体为热源, 将喷涂材料加热到熔化或半熔化状态, 并以高速气流喷射到经过预处理的基体表面, 形成满足设计要求性能的涂层。与等离子喷涂工艺相比较, 超音速火焰喷涂技术较新, 其特点是喷嘴出口射流速度大于1 370m/ s, 合理调整喷嘴出口的射流速度和温度, 可控制涂层与基体结合强度和孔隙率。

超音速火焰喷涂技术有如下优点。¹ 由于有较高的冲击速度, 因而涂层的结合强度高。º 可得到低孔隙率的喷涂层, 降低了磨损率, 提高了寿命,加强了密封。» 工艺简单, 控制容易, 能得到更均匀一致和重现性好的涂层。¼涂层硬度高, 一般为 70~ 72RC (WC/ Co) 或46~ 48HRC ( N i 基合金) 。

其缺点为喷涂粉末尺寸要求严格, 喷射速度高, 噪音大, 粉末进入点处火焰温度约为2 800 e , 较等离子喷涂低, 但火焰长, 易使基体材料过热, 对于 阀门的喷涂处理温度不能超过阀门基体材料回火温度。可见, 此项技术在阀门密封面的强化上有一定
的局限性。

爆炸喷涂是将一定比例的氧气和乙炔气送入到喷枪内, 然后再由另一入口将喷涂粉末用氮气混合 送入。在枪内充有一定量的混合气体和粉末, 电火花塞点火, 使氧- 乙炔混合发生爆炸, 产生热量和压力波。喷涂粉末在加速过程中被加热, 撞击在工件表面, 形成致密的涂层。该项技术主要应用在零件的大面积修复上, 在阀门密封面上形成特定的形状不易保证, 从而影响密封性能。

( 3) 电弧喷涂技术

普通电弧喷涂 以电弧为热源, 将熔化的丝状的金属基陶瓷材料用高速气流雾化, 并以高速喷射到工件表面形成涂层的一种工艺。其特点表现为, 涂层性能优异, 效率高, 节能经济, 使用安全。

超音速电弧喷涂 在普通电弧喷涂技术基础上, 通过改进电弧喷枪和电源, 新开发的一种表面 处理技术。它不但具有普通电弧喷涂技术的主要特点, 而且由于其喷涂速度的提高, 达到并超过音速, 从而使涂层质量明显改善, 结合强度显著提高, 孔隙率大大降低, 在耐磨防腐等表面防护、表面处理领域有明显优于普通电弧喷涂的应用前景。 这两种喷涂技术对喷涂材料有一定限制, 涂层材料主要为金属基材料、而且材料形状为丝状, 大多数陶瓷材料不导电, 实施较困难。

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