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鍋爐防磨噴涂的有哪些優點

2021-11-19

鍋爐防磨噴涂具有以下優點:

(1)基體受熱少,零件不變形,熱處理狀態不改變。

由于鍋爐噴涂時零件不帶電,母材不熔化,所以等離子火焰雖然溫度高,但能量非常集中,等離子弧軸向溫度梯度非常大。一般零件的溫升不超過200℃,零件就不會變形,這對薄壁零件、細長桿和一些精密零件的修復非常有利。由于母材的熱處理性能在200℃以下不會發生變化,所以可以噴涂一些高強度鋼。(2)可以噴涂的材料范圍很廣,涂層種類也很多。

由于等離子火焰流的高溫,可以將各種噴涂材料加熱到熔融狀態,因此鍋爐的抗磨噴涂材料種類繁多,可以獲得各種性能的噴涂涂層,如耐磨涂層、隔熱涂層、高溫抗氧化涂層、隔熱涂層等。就涂層的廣泛性而言,氧-乙炔火焰噴涂、電弧噴涂、高頻感應噴涂、爆炸噴涂不如鍋爐耐磨噴涂。(3)工藝穩定,涂層質量高。

鍋爐防磨噴涂工藝參數可定量控制,工藝穩定,涂層重現性好。在鍋爐抗磨噴涂中,熔融顆粒的飛行速度可達180 ~ 480 m/s甚至更高,遠高于氧-乙炔火焰粉噴涂45 ~ 120 m/s的顆粒飛行速度,當熔融顆粒與零件碰撞時,變形充分,涂層致密,與基體結合強度高。鍋爐耐磨涂層與母材的正常結合強度通常為30 ~ 70兆帕,而氧-乙炔火焰噴涂的結合強度通常為5 ~ 20兆帕。由于鍋爐防磨噴涂時可以通過改變氣體來控制氣氛,因此可以大大降低涂層中的氧含量或氮含量。

鍋爐耐磨噴涂的工藝參數主要包括電弧功率、送粉量、氣體流量和噴涂距離、噴槍移動速度、母材溫度等。1送粉量和電功率

送粉量和電功率是噴涂過程中比較重要的參數,需要經常更換。而且,這兩個參數是相互關聯的。在確定這兩個工藝參數時,關鍵是要保證它們的適當匹配。送粉量和功率的適當匹配意味著在不同的送粉量下,對某一品牌、某一粒度組成的粉末應施加不同的電功率,通過調節氫氣流量可以保證射流所需的工作電壓和焓,通過調節電流可以調節輸入功率。在送粉量不變的情況下,如果電功率過小,粉末會熔化不良,涂層中會含有較多的生粉末,粉末在撞擊工件時不會充分變形,會有較多的粉末反彈損失,導致沉積效率低,涂層質量較低。相反,如果電力過大,雖然粉末的熔化和沖擊變形良好,但加熱會使粉末嚴重氧化和燒蝕,涂層中會有更多的煙灰,熔融顆粒飛濺嚴重,也會降低沉積效率和涂層質量。因此,對于一定品牌、一定粒徑的粉體,輸送的粉體量應與電功率值相適應。在生產中,送粉量與電功率的適當匹配方法是采用噴霧沉積效率試驗。通常,沉積效率曲線中至高點的電功率值是較佳值。

鍋爐耐磨噴涂

2噴涂距離

粉末在等離子火焰流中被加熱和加速需要一些時間,因此應該有合適的噴射距離。噴涂距離過近,粉末受熱不良、沖擊變形不足會影響涂層質量,零件會被等離子火焰流嚴重氧化,同時基體溫度升高過高,導致熱變形。如果噴涂距離太遠,已經加熱到熔融狀態的粉末與零件接觸時會冷卻下來,飛行速度開始下降,也會影響涂層質量,噴涂效率會明顯下降。

3主要氣體、二次氣體和送粉氣體的流量

被引入噴槍以壓縮電弧和電離的氣體稱為主要氣體。Ar氣等是鍋爐防磨噴涂中常用的主要氣體。為了提高等離子弧的焓,通常在離子氣體中加入N2和H2,稱為二次氣體或二次氣體,用于驅動粉末的氣體稱為送粉氣體。主氣體流量是重要的工藝參數之一,直接影響等離子火焰流的焓和流量,進而影響噴涂效率和涂層孔隙率等。如果流量過大或過小,噴涂效率會降低,涂層孔隙率會增加。如果氣體流量過大,離子濃度會降低,過量的氣體會冷卻等離子火焰流,降低焓和溫度,不利于粉末的加熱,粉末熔化不均勻會降低噴涂效率,使涂層結構疏松,孔隙率增加。另一方面,如果空氣流量過小,噴槍的工作電壓會下降,使火焰流動變弱,容易造成噴嘴燒蝕。送粉氣體的流量對涂層質量也有很大影響,尤其是送粉噴槍。送粉氣體流量過小,會使粉末難以到達火焰流中心,而過大,會使粉末通過射流中心,造成嚴重的“邊界效應”,使涂層疏松,粘結強度降低。

鍋爐噴涂

4.噴槍移動速度

噴槍移動速度在一定范圍內對涂層質量和噴涂效率的影響不明顯。噴槍的移動速度或一定送粉量下噴槍與工件的相對速度是慢是快,是指工件的面積或每單位時間被噴槍掃過的每一噴涂層的厚度,所以調節噴槍的移動速度實際上就是控制每一噴涂層的厚度。每次噴涂的厚度不應太厚。一般每次噴涂的涂層厚度不要超過0.25毫米,噴涂兩次0.25毫米以上的涂層較好。此外,噴槍的移動速度對工件的溫升也有影響。為了不致因基板局部溫升過高而造成過大的熱變形或熱應力,也希望在保證覆蓋的前提下,選擇更快的噴槍移動速度。

5.基體金屬溫度

金屬基底的溫度是噴涂工藝的一個重要參數。大多數工件在噴涂前需要預熱,以去除水分和活化表面,有利于涂層與基體的結合,控制基體相對于涂層的熱膨脹。對于一些薄壁零件,可以減少噴涂后冷卻過程中零件和涂層收縮不一致而產生的應力,有利于涂層與基體的結合。噴涂前預熱也可以減少噴涂后零件疲勞強度的下降。但當金屬零件預熱溫度超過200℃時,零件表面開始出現嚴重的氧化膜,導致涂層結合強度明顯下降。預熱溫度一般為100~150℃。噴涂碳化鎢鈷粉末時,基體應保持較低的溫度,以減少碳的燃燒損失。


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