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热喷涂工艺选择与热喷涂工艺性能及成本比较!

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热喷涂工艺选择与热喷涂工艺性能及成本比较!

2019-11-04

为了满足零件使用要求的涂层,应结合零件使用工况条件及各种涂层材料的成分、性能、工艺特点、涂层性能及适用的使用环境等综合考虑,确定合适的喷涂材料,谨慎选择喷涂工艺。

热喷涂工艺方法较多,但每种方法都有其自身的优点和局限性,从不同的角度进行热喷涂工艺选择,会得出不同结果。以高速火焰喷涂为例,当采用HVOF工艺喷涂金属。合金、及金属陶瓷类材料时,可获得结合强度高(70MPa)、致密度高(空隙率《1%)、氧化物含量少的高质量涂层,但该工艺存在运行成本较高、对基本数人热量较大、不能喷涂氧化物陶瓷等缺点。因此,在选择热喷涂工艺时,应针对具体需求进行具体分析,下面分析从涂层性能、喷涂材料类型、喷涂经济性能及现场施工适应性等四个方面进行分析。

以涂层性能为出发点的选择原则

1)喷涂性能要求不高、使用环境无特殊要求,且喷涂材料熔点低于2500℃,可选择设备简单、成本较低的氧-乙炔火焰喷喷涂工艺。如一般工件尺寸修复和常规表面防护等。

2)喷涂性能要求较高。工况条件较恶劣的贵重或关键部件,可选用等离子喷涂工艺。相对于氧乙炔火焰喷涂来讲,等离子喷涂的焰流温度高,溶化充分,具有非氧化性,涂层结合强度高,空隙率低。

3)涂层要求具有高结合强度、极低空隙率时,对金属或金属陶瓷涂层,可选用高速火焰(HVOF)喷涂工艺;对氧化物陶瓷涂层,可选用高速等离子喷涂工艺。如果喷涂易氧化的金属或金属陶瓷,则必须选用可控气氛或低压等离子喷涂工艺,如 Ti、B4C等涂层。

以喷涂材料类型为出发点的选择原则

1)喷涂金属或合金材料,可优先选择电弧喷涂工艺。

2)喷涂陶瓷材料,特别是氧化物陶瓷材料或熔点超过3000℃的碳化物、氮氧化物陶瓷材料时,应选择等离子喷涂工艺。

3)喷涂氧化物涂层,特别是WC-Co、Cr3C2-NiCr类氮化物涂层,可选用高速火焰喷涂工艺,涂层可获得良好的综合性能。

4)喷涂生物涂层时,宜选用可控气氛或低压等离子喷涂工艺。

以涂层经济行为出发点的选择原则

在喷涂原料成本差别不大的条件下,在所有热喷涂工艺中,电弧喷涂的相对工艺成本低,且该工艺具有喷涂效率高、涂层与基体饥结合强度较高、适合现场施工等特点,应尽可能选用电弧喷涂工艺。几种主要热喷涂工艺的涂层特征及相对成本见表。 几种热喷涂工艺性能及成本比较

4.以现场施工为出发点的选择原则

以现场施工为出发点进行工艺选择时,应选择电弧喷涂,其次是火焰喷涂,便捷式HVOF及小功率等离子喷涂设备也可在现场进行喷涂施工。目前,还有人将等离子喷涂设备安装在可以移动的机动车上,形成可移动的喷涂车间,从而完成远距离现场喷涂作业。

 

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