第八讲-热喷涂的原理和特点

1、第八讲第八讲 热喷涂的原理和特点热喷涂的原理和特点主要内容主要内容 一、热喷涂的定义一、热喷涂的定义 二、热喷涂基本原理二、热喷涂基本原理 三、三、热喷涂的分类和特点热喷涂的分类和特点 四、四、热喷涂的应用热喷涂的应用一、热喷涂的定义一、热喷涂的定义 热喷涂是利用热喷涂是利用热源热源将喷涂材料加热到将喷涂材料加热到熔化熔化或半熔化或半熔化状态，用状态，用高速气流高速气流将其将其雾化并喷射雾化并喷射到到基体表面形成涂层的技术。基体表面形成涂层的技术。说明：说明： 喷涂热源可用喷涂热源可用燃气火焰、电弧、等离子弧或激光束燃气火焰、电弧、等离子弧或激光束等。等。 喷涂材料可为喷涂材料可为金属、合金、

2、金属氧化物和碳化物、陶金属、合金、金属氧化物和碳化物、陶瓷和塑料瓷和塑料等，材料形态可为线材、棒料或粉末。等，材料形态可为线材、棒料或粉末。 喷涂的基体可为喷涂的基体可为金属、陶瓷、玻璃、塑料、石膏、木金属、陶瓷、玻璃、塑料、石膏、木材、布、纸材、布、纸等固体材料。等固体材料。 喷涂的涂层厚度为喷涂的涂层厚度为几十微米至数毫米几十微米至数毫米。二、热喷涂基本原理二、热喷涂基本原理1.1.热喷涂的基本过程热喷涂的基本过程 从喷涂材料进入热源到形成涂层，喷涂过程一般从喷涂材料进入热源到形成涂层，喷涂过程一般经历四个阶段：经历四个阶段： （1 1）喷涂材料被加热到）喷涂材料被加热到熔化或半熔化熔化或

3、半熔化状态状态 （2 2）喷涂材料的熔滴）喷涂材料的熔滴被雾化被雾化 （3 3）雾化或软化的微细颗粒）雾化或软化的微细颗粒喷射飞行喷射飞行 （4 4）微细颗粒）微细颗粒撞击基体撞击基体表面形成涂层表面形成涂层2.2.涂层的结构涂层的结构 由由无数变形粒子无数变形粒子互相交错呈互相交错呈波浪式堆叠波浪式堆叠在一起而在一起而形成的形成的层状组织层状组织结构。结构。 组成：组成：变形颗粒、氧化物、气孔和未熔化颗粒变形颗粒、氧化物、气孔和未熔化颗粒3.3.涂层的结合方式涂层的结合方式 （1 1）涂层的结合）涂层的结合涂层内聚涂层内聚涂层与基体表面涂层与基体表面（2 2）涂层的结合方式）涂层的结合方式

4、1 1）机械结合机械结合 撞成扁平状的颗粒和凸凹不平的基材表面互相嵌撞成扁平状的颗粒和凸凹不平的基材表面互相嵌合合( (即抛锚效应即抛锚效应) )而结合在一起。而结合在一起。 2 2）物理结合物理结合 熔融粒子的原子与基材表面原子之间距离达到晶熔融粒子的原子与基材表面原子之间距离达到晶格常数范围时，产生范德华力。格常数范围时，产生范德华力。 3 3）冶金结合冶金结合 熔融粒子撞击基材表面时释放出的能量使喷涂材熔融粒子撞击基材表面时释放出的能量使喷涂材料与基材之间发生局部扩散和焊合料与基材之间发生局部扩散和焊合 热喷涂的涂层与基材的结合主要以热喷涂的涂层与基材的结合主要以机械结合机械结合为主，为

5、主，结合强度较差结合强度较差(70MPa)(70MPa)。三、三、热喷涂的分类和特点热喷涂的分类和特点1.1.热喷涂的分类热喷涂的分类喷涂喷涂喷焊喷焊2.2.热喷涂的特点热喷涂的特点 工艺灵活，适用范围广。工艺灵活，适用范围广。 热喷涂施工对象可大可小，小的可到热喷涂施工对象可大可小，小的可到 10mm10mm内孔内孔( (线爆喷涂线爆喷涂) )，大的可到桥梁、铁塔，大的可到桥梁、铁塔( (火焰线材喷涂或电火焰线材喷涂或电孤喷涂孤喷涂) )，可在室内喷涂，也可在野外现场作业；可整，可在室内喷涂，也可在野外现场作业；可整体喷涂，也可以局部喷涂。体喷涂，也可以局部喷涂。 喷涂层的厚度可调。喷涂层的

6、厚度可调。 工件应力变形小。工件应力变形小。 基体可保持较低的温度，工件产生的应力变形很基体可保持较低的温度，工件产生的应力变形很小。小。 生产效率高。生产效率高。 每小时喷涂材料重量从几千克到几十千克，沉积每小时喷涂材料重量从几千克到几十千克，沉积效率很高。效率很高。局限性：局限性： 热效率低热效率低 材料利用率低，浪费大材料利用率低，浪费大 涂层与基体结合强度较低涂层与基体结合强度较低四、四、热喷涂的应用热喷涂的应用 防腐蚀防腐蚀 主要用于大型水闸钢闸门、造纸机烘缸、煤矿井主要用于大型水闸钢闸门、造纸机烘缸、煤矿井 下钢结构、高压输电铁塔、电视台天线、大型钢桥梁、下钢结构、高压输电铁塔、电视台天线、大型钢桥梁、化工厂大罐和管道的防腐喷涂。化工厂大罐和管道的防腐喷涂。 防磨损防磨损 通过喷涂修复已磨损的零件，或在零件易磨损部通过喷涂修复已磨损的零件，或在零件易磨损部位预先喷涂上耐磨材料，如风机主轴、高炉风口、汽位预先喷涂上耐磨材料，如风机主轴、高炉风口、汽车曲轴、机床主轴、机床导轨、柴油机缸套、油田钻车曲轴、机床主轴、机床导轨、柴油机缸套、油田钻杆、农用机械刀片等。杆、农用机械刀片等。 特殊功能层特殊功