第五章-金属电弧喷涂快速制模技术资料课件

12/23/202212/18/20221电弧喷涂快速制模的发展：

20世纪60年代末国外我国从20世纪80年代12/23/2022电弧喷涂快速制模的发展：20世纪60年代末国外12/12电弧喷涂快速模具制造技术

基本工艺过程是将融化的金属雾化，高速喷射沉积于基体上，所获制件的形状与基体相对应，是一种集材料制备与成形于一体的制造方法。12/23/2022电弧喷涂快速模具制造技术基本工艺过程是将融化的金属雾3电弧喷涂快速制模的技术难点：

喷涂材料的选择脱模剂的选择工艺参数的确定12/23/2022电弧喷涂快速制模的技术难点：喷涂材料的选择12/18/2024一、电弧喷涂技术的原理常用的金属丝有锌、铝、铜、镍及其合金，丝径为2－3mm。12/23/2022一、电弧喷涂技术的原理常用的金属丝有锌、铝、铜、镍及其合金，512/23/202212/18/2022612/23/202212/18/20227二、工件温度工件表面的温度取决于金属丝的熔点T，金属丝尖端与被喷涂表面之间的

距离L和喷涂的持续时间t。高速压缩空气一方面使飞行中的熔融金属液滴易于散热而降温，另一方面也对涂层和基体有冷却作用。12/23/2022二、工件温度工件表面的温度取决于金属丝的熔8三、熔滴规律1.喷涂粒子的运动轨迹基本上是一条直线。

2.喷涂粒子的运动速度与位移密切相关。

3.同一截面上的速度梯度分布曲线。4.雾化气流的动态性能对电弧燃烧的稳定性有贡献12/23/2022三、熔滴规律1.喷涂粒子的运动轨迹基本上是一条12/18/29四、电弧喷涂技术的主要特点

1、生产效率高、安全可靠、喷涂工件不变形电弧喷涂的生产率正比于喷涂电流，它的高效率表现在单位时间内喷涂金属的用量大。

12/23/2022四、电弧喷涂技术的主要特点1、生产效率高、安全可靠、喷涂工10

电弧喷涂技术仅使用电源盒和压缩空气，不用氧气、乙炔等易燃气体，安全性高，喷涂工件不变形。12/23/202212/18/202211三、电弧喷涂技术的主要特点

2、涂层结合强度较高、硬度高、空隙率低熔滴加热温度和喷射速度比较高，因此粒子的动能和热能都比较高，从而获得较高的结合强度和涂层强度，以及较小的孔隙率。12/23/2022三、电弧喷涂技术的主要特点2、涂层结合强度较高、硬度高、空12三、电弧喷涂技术的主要特点

3.喷涂质量容易保证。4.可以方便地获得“伪合金”涂层。

5.设备造价低，使用维护容易，便于现场施工。6.能源利用率高，喷涂成本低。12/23/2022三、电弧喷涂技术的主要特点3.喷涂质量容易保证。12/1813电弧喷涂快速制模对材料的基本要求在满足低熔点、低收缩率的情况下，应尽可能具有较好的力学性能和较致密的图层组织。12/23/2022电弧喷涂快速制模对材料的基本要求在满足低熔点、低收缩14若采用高熔点的材料，喷涂过程中，由于热收缩的作用，金属涂层与模型界面之间存在很大的切应力。1.使模型发生塑性变形，影响电弧喷涂模具的精度。2.削弱金属涂层与模型表面的剪切强度，使金属层剥落。3.容易烧损模型表面，影响模具表面的粗糙度。12/23/2022若采用高熔点的材料，喷涂过程中，由于热收缩的作用，金15目前市场上提供的材料有铝、锌、铜、镍、不锈钢、铝青铜、巴氏合金、复合丝等许多品种，但高熔点金属，如钢、镍、铜等在喷涂时涂层收缩率、热应力、孔隙率都比较大，涂层容易开裂、翘曲、剥落，所以目前只有低熔点的锌、铝丝材适合于模具制造。12/23/2022目前市场上提供的材料有铝、锌、铜、镍、不锈钢、铝青116锌、铝等涂层的性能比较12/23/2022锌、铝等涂层的性能比较12/18/202217纯铝：喷涂时有飞溅现象，不易在光滑表面沉积，且沉积不均匀、气孔较多，所以尽管铝涂层硬度较高，但在实际模具中很少采用。12/23/2022纯铝：喷涂时有飞溅现象，不易在光滑表12/18/2018纯锌：喷涂工艺性好，熔滴发散性小，易沉积，能形成平直细密的层状组织，是目前普遍采用的喷涂制模材料。但锌涂层的硬度偏低。12/23/2022纯锌：喷涂工艺性好，熔滴发散性小，易12/18/2019锌-铝涂层：采用锌铝合金和锌铝伪合金作为喷涂材料，可以获得较高的涂层硬度和较好的喷涂工艺性。得到的涂层力学性能接近铝，喷涂工艺性能接近锌。12/23/2022锌-铝涂层：采用锌铝合金和锌铝伪合金作为喷12/1820喷涂丝材的直径有两个系列一个是2mm系列，一个是3mm系列。喷涂丝材直径不同，对送丝机构和喷枪设计将有不同要求，同时也将影响到喷涂和涂层的性能。12/23/2022喷涂丝材的直径有两个系列一个是2mm系列，一个是3m21目前国产采用的喷涂丝材多为3mm。熔滴雾化的粗大，大颗粒熔滴沉积将使涂层组织粗大，孔隙率增加，涂层表面粗糙，3mm丝材适用于大面积的电弧喷涂作业中。3mm12/23/2022目前国产采用的喷涂丝材多为3mm。3mm12/1822喷涂涂层组织致密，涂层残余应力小，表面光洁，抛光性能好，因此在电弧喷涂制模以及零件修复等领域将显示很大的优势。2mm12/23/2022喷涂涂层组织致密，涂层残余应力2mm12/18/23采用合理的电弧喷涂工艺参数，可获得良好的喷涂效果，使涂层具有较高的结合强度和耐磨性及较小的孔隙率。12/23/2022采用合理的电弧喷涂工艺参数，可12/18/202224电弧功率：电弧功率是由电源电压所决定的，它是影响模具型腔质量的主要因素。功率过小：起弧困难，易断弧，金属丝材熔化不良，会降低涂层的结合强度。功率过大：电弧过于剧烈，金属丝过热，温度过高。降低了结合强度。还可能导致金属微滴汽化蒸发。12/23/2022电弧功率：电弧功率是由电源电压所决定的，12/18/25喷涂距离：喷涂距离是指喷嘴到模型表面的距离。直接影响到图层质量。距离过小：模型表面局部温升过快，模具型腔容易产生热变形，影响模具质量。距离过大：金属微滴的温度和速度下降，动能减小，结合强度降低，气孔率增大，组织疏松。12/23/2022喷涂距离：喷涂距离是指喷嘴到模型表面的距12/18/26喷涂角度：喷涂角度是指电弧喷涂成形时喷嘴气流轴线与被喷涂原型之间的夹角。如果喷涂角度小于45°将会出现“遮蔽效应”有些细节部分不能被喷到。12/23/2022喷涂角度：喷涂角度是指电弧喷涂成形时喷嘴12/18/27实践表明，当喷涂角度为90°时，喷涂效果最佳，喷涂金属丝利用率最高，金属沉积率最高，喷涂层组织致密。12/23/2022实践表明，当喷涂角度为90°时，12/18/202228喷涂气压：气压小：雾化粒子的尺寸大，所获得的图层表面粗糙度值较大，力学性能下降，影响喷涂质量。气压大：雾化效果好，所获图层结合强度最高，喷涂表面金属颗粒细密，机械强度高。因此，在不影响在不影响热源稳定性及雾化粒子温度的情况下，应尽量选择较高的喷涂气压。12/23/2022喷涂气压：气压小：雾化粒子的尺寸大，所获得的图层表面粗糙度值2912/23/202212/18/202230

谢谢大家！再见！Thankyou.Seeyoulater.12/23/2022谢谢大家！12/18/20223112/23/202212/18/202232电弧喷涂快速制模的发展：

20世纪60年代末国外我国从20世纪80年代12/23/2022电弧喷涂快速制模的发展：20世纪60年代末国外12/133电弧喷涂快速模具制造技术

基本工艺过程是将融化的金属雾化，高速喷射沉积于基体上，所获制件的形状与基体相对应，是一种集材料制备与成形于一体的制造方法。12/23/2022电弧喷涂快速模具制造技术基本工艺过程是将融化的金属雾34电弧喷涂快速制模的技术难点：

喷涂材料的选择脱模剂的选择工艺参数的确定12/23/2022电弧喷涂快速制模的技术难点：喷涂材料的选择12/18/20235一、电弧喷涂技术的原理常用的金属丝有锌、铝、铜、镍及其合金，丝径为2－3mm。12/23/2022一、电弧喷涂技术的原理常用的金属丝有锌、铝、铜、镍及其合金，3612/23/202212/18/20223712/23/202212/18/202238二、工件温度工件表面的温度取决于金属丝的熔点T，金属丝尖端与被喷涂表面之间的

距离L和喷涂的持续时间t。高速压缩空气一方面使飞行中的熔融金属液滴易于散热而降温，另一方面也对涂层和基体有冷却作用。12/23/2022二、工件温度工件表面的温度取决于金属丝的熔39三、熔滴规律1.喷涂粒子的运动轨迹基本上是一条直线。

2.喷涂粒子的运动速度与位移密切相关。

3.同一截面上的速度梯度分布曲线。4.雾化气流的动态性能对电弧燃烧的稳定性有贡献12/23/2022三、熔滴规律1.喷涂粒子的运动轨迹基本上是一条12/18/240四、电弧喷涂技术的主要特点

1、生产效率高、安全可靠、喷涂工件不变形电弧喷涂的生产率正比于喷涂电流，它的高效率表现在单位时间内喷涂金属的用量大。

12/23/2022四、电弧喷涂技术的主要特点1、生产效率高、安全可靠、喷涂工41

电弧喷涂技术仅使用电源盒和压缩空气，不用氧气、乙炔等易燃气体，安全性高，喷涂工件不变形。12/23/202212/18/202242三、电弧喷涂技术的主要特点

2、涂层结合强度较高、硬度高、空隙率低熔滴加热温度和喷射速度比较高，因此粒子的动能和热能都比较高，从而获得较高的结合强度和涂层强度，以及较小的孔隙率。12/23/2022三、电弧喷涂技术的主要特点2、涂层结合强度较高、硬度高、空43三、电弧喷涂技术的主要特点

3.喷涂质量容易保证。4.可以方便地获得“伪合金”涂层。

5.设备造价低，使用维护容易，便于现场施工。6.能源利用率高，喷涂成本低。12/23/2022三、电弧喷涂技术的主要特点3.喷涂质量容易保证。12/1844电弧喷涂快速制模对材料的基本要求在满足低熔点、低收缩率的情况下，应尽可能具有较好的力学性能和较致密的图层组织。12/23/2022电弧喷涂快速制模对材料的基本要求在满足低熔点、低收缩45若采用高熔点的材料，喷涂过程中，由于热收缩的作用，金属涂层与模型界面之间存在很大的切应力。1.使模型发生塑性变形，影响电弧喷涂模具的精度。2.削弱金属涂层与模型表面的剪切强度，使金属层剥落。3.容易烧损模型表面，影响模具表面的粗糙度。12/23/2022若采用高熔点的材料，喷涂过程中，由于热收缩的作用，金46目前市场上提供的材料有铝、锌、铜、镍、不锈钢、铝青铜、巴氏合金、复合丝等许多品种，但高熔点金属，如钢、镍、铜等在喷涂时涂层收缩率、热应力、孔隙率都比较大，涂层容易开裂、翘曲、剥落，所以目前只有低熔点的锌、铝丝材适合于模具制造。12/23/2022目前市场上提供的材料有铝、锌、铜、镍、不锈钢、铝青147锌、铝等涂层的性能比较12/23/2022锌、铝等涂层的性能比较12/18/202248纯铝：喷涂时有飞溅现象，不易在光滑表面沉积，且沉积不均匀、气孔较多，所以尽管铝涂层硬度较高，但在实际模具中很少采用。12/23/2022纯铝：喷涂时有飞溅现象，不易在光滑表12/18/2049纯锌：喷涂工艺性好，熔滴发散性小，易沉积，能形成平直细密的层状组织，是目前普遍采用的喷涂制模材料。但锌涂层的硬度偏低。12/23/2022纯锌：喷涂工艺性好，熔滴发散性小，易12/18/2050锌-铝涂层：采用锌铝合金和锌铝伪合金作为喷涂材料，可以获得较高的涂层硬度和较好的喷涂工艺性。得到的涂层力学性能接近铝，喷涂工艺性能接近锌。12/23/2022锌-铝涂层：采用锌铝合金和锌铝伪合金作为喷12/1851喷涂丝材的直径有两个系列一个是2mm系列，一个是3mm系列。喷涂丝材直径不同，对送丝机构和喷枪设计将有不同要求，同时也将影响到喷涂和涂层的性能。12/23/2022喷涂丝材的直径有两个系列一个是2mm系列，一个是3m52目前国产采用的喷涂丝材多为3mm。熔滴雾化的粗大，大颗粒熔滴沉积将使涂层组织粗大，孔隙率增加，涂层表面粗糙，3mm丝材适用于大面积的电弧喷涂作业中。3mm12/23/2022目前国产采用的喷涂丝材多为3mm。3mm12/1853喷涂涂层组织致密，涂层残余应力小，表面光洁，抛光性能好，因此在电弧喷涂制模以及零件修复等领域将显示很大的优势。2mm12/23/2022喷涂涂层组织致密，涂层残余应力2mm12/18/54采用合理的电弧喷涂工艺参数，可获得良好的喷涂效果，使涂层具有较高的结合强度和耐磨性及较小的孔隙率。12/23/2022采用合理的电弧喷涂工艺参数，可12/18/202255电弧功率：电弧功率是由电源电压所决定的，它是影响模具型腔质量的主要因素。功率过小：起弧困难，易断弧，金属丝材熔化不良，会降低涂层的结合强度。功率过大：电弧过于剧烈，金属丝过热，温度过高。降低了结合强度。还可能导致金属微滴汽化蒸发。12/23/2022电弧功率：电弧功率是由电源