超音速喷涂技术在再制造中的应用

2021-09-14 10:06:37

再制造工程通过采用先进的修复技术、严格的产品质量控制和精确的成本核算,使费旧产品得以再利用,并达到良好的技术经济指标,再制造工程以优质、节能、节材、环保为目标,符合国家可持续发展战略。再制造工程以先进的维修技术为基础,其中,热喷涂技术由于其工艺的灵活性、涂层质量的可控性和成本优势,在再制造中有广泛的应用。由热喷涂的原理可知,粒沉积前的状态决定涂层的性能,包括粒子的速度、粒子的温度及粒子的熔化状态。粒子的速度对涂层的性能具有重要的作用,当粒子撞击基体表面时,高速可形成大的冲量,粒子的变形能力强,有利于涂层结合力和致密度的提高,超音速喷涂优异的涂层性能得益于极高的粒子速度,近年来研究的热门,冷喷涂技术,则完全依靠高速粒子的动能来沉积形成涂层。根据空气动学和火箭发动机原理,先后成功研制了超音速电弧喷涂 技 术 (HVAS) 、 多功能超音速火焰喷涂 技术(HVO/AF),能制备高性能的金属、合金、金属陶瓷和无氧化物金属涂层,在工业中获得了广泛的应用。

超音速电弧喷涂技术

电弧喷涂具有生产效率高、生产成本低、工 件受热小等优点,在长效防腐和耐磨涂层方面应 用广泛,在热喷涂中占有重要的地位,但是,与 等离子喷涂和超音速火焰喷涂相比,普通电弧喷 涂的涂层质量较低,结合强度 20 MPa 左右,孔 隙率为 3 %-10 %,限制了电弧喷涂的应用。超音 速电弧喷涂技术以提高粒子的速度为出发点,采 用拉伐尔喷咀,改善了喷枪的雾化效果,增强了 气流对粒子的加速作用,粒子的速度被提高到超 音速,制备的涂层结合强度高、孔隙率低、表面 粗糙度低,与普通电弧喷涂相比,涂层质量有 了很大程度的提高,接近等离子喷涂的水平,全面提高了电弧喷涂层的质量。

超音速电弧喷涂的原理是:燃烧于丝材端部 的电弧将均匀送进的丝材熔化,经拉伐尔喷咀加 速后的超音速气流将熔化的丝材雾化为粒度细小 分布均匀的粒子,喷向工件形成涂层。与普通电 弧喷涂一样,超音速电弧喷涂是一个不断重复进 行的熔化—雾化—沉积的过程,但在雾化方式上, 超音速电弧喷涂与普通电弧喷涂有差别,普通电 弧喷涂采用亚音速雾化,而超音速电弧喷涂采用 超音速雾化,雾化后的粒子细小均匀,速度高,有利于获得高质量的涂层。

超音速电弧喷涂在再制造中的应用

超音速电弧喷涂层结合强度高、孔隙率低、 表面粗糙度低、耐磨耐蚀性能好,在工业中有广 阔的应用前景,特别是在长效防腐和耐磨涂层方面。超音速电弧喷涂工艺灵活,在相当大的工艺 参数范围内都能得到性能优异的涂层,设备研制 成功后,获得了广泛的应用。

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