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高速电弧喷涂的原理和特点

发布日期:2018-08-29 作者:耐磨材料 点击:

  超音速金属热喷涂厂家的小编给大家介绍一下高速电弧喷涂的原理和特点


  传统电弧喷涂技术由于喷涂粒子速度低,涂层受到较严重的氧化,使电弧喷涂涂层质量和应用受到一定局限。研究表明,影响电弧喷涂涂层质量的主要工艺参数除电弧电压、电流、送丝速度外,同时和压缩空气的流速、质量有着十分密切的关系,是影响涂层质量的最重要关键因素之一。高速电弧喷涂技术就是采用高压气流或燃料燃烧所产生的高速射流雾化喷涂材料熔滴,提高电弧稳定性,使喷涂粒子显著加速,减少粒子与空气的接触时间,达到减少涂层氧化、显著提高涂层质量的目的。

高速电弧喷涂的原理和特点

  1.高速电弧喷涂原理


  高速电弧喷涂原理与传统电弧喷涂完全相同,其主要区别在于提高雾化气压力和流速。通常采用拉瓦尔喷管来实现雾化空气的加速,或利用液体燃料燃烧产生的高速火焰焰流作为熔滴雾化气流,从而实现喷涂粒子的加速,又资料表明,高速电弧喷涂在距喷枪喷嘴端面轴向距离80mm范围内,其流速度可达到600m/s,金属熔滴的雾化效果显著提高,涂层粒径仅为传统电弧喷涂粒径的1/3-1/8,喷涂Al涂层和3Cr13涂层结合强度分别达到35.2MPa和42.8MPa,是传统电弧喷涂涂层的2.2倍和1.5倍。


  2.高速电弧喷涂涂层质量


  影响高速电弧喷涂涂层质量的主要因素有表面预处理质量、喷涂工艺规范、压缩空气压力、雾化气体流速、流量和喷枪结构等。


  (1)压缩空气压力、流量与质量。对高速电弧喷涂而言,压缩空气压力只要大于0.2MPa,就能实现高速电弧喷涂。实际上,压缩空气压力越高,高速射流区间越大,通常用压缩空气压力一般不低于0.5MPa;雾化气流量的增加,雾化效果明显加强,雾化颗粒越细,但确定雾化气流的大小,必须与喷枪喷嘴直径、空气压缩机流量相匹配;压缩空气质量越好,所含油分、水分、杂质越小,对涂层质量越有利。随着压缩空气压力、流量的增加,涂层越致密,结合强度越高,表面粗糙度越低,越光滑。


  (2)喷涂工艺规范。电弧喷涂工艺规范参数对雾化粒子的温度和雾化效果有较大的影响。主要有电弧电压、喷涂电流、送丝速度、喷涂距离。


  1)电弧电压、喷涂电流。当喷涂电压一定时,喷涂电流越大,熔化金属颗粒温度越高,雾化粒子越细,金属线材熔化越快,颗粒表面氧化越严重,涂层含氧量增加,结合强度降低。喷涂电流一般不超过200A为宜;喷涂电流一定时,随着电压的增加,电弧功率增加,具有和增加电流同样的影响效果。为保证电弧稳定燃烧,喷涂电压通常选用中间值,不宜太高,一般不超过36V,较高的喷涂电压对结合强度有不良影响,较低的电压有利于提高沉积效率,改善雾化效果,提高涂层的硬度和耐磨性。


  2)送丝速度。送丝速度的平稳性是维持电弧燃烧稳定性的关键因素之一,与喷涂效率和电弧电压直接相关。在相应的电弧电压条件下,送丝速度须保持两金属丝电极端面的距离为恒定值,维持喷涂电压的稳定性。


  3)喷涂距离。喷涂距离直接影响涂层的结合强度和沉积效率,高速电弧喷涂喷距通常在150-300mm之间选取,熔融颗粒具有较高的动能,有利于提高涂层的结合强度。


  (3)高速电弧喷涂特点。高速电弧工艺过程中,由于高速雾化气流的引入,在相同的喷涂工艺参数和相同的喷涂材料条件下,具有明显的特点。


  1)沉积效率高。喷涂Al线材时,沉积效率高达74.8%,比传统电弧喷涂提高15%;


  2)涂层组织致密。涂层孔隙率和孔隙尺寸明显减少,适应制备高致密性防护涂层;


  3)电弧稳定性高。高速射流强烈的雾化效果和对电弧的压缩效应,有效地减少了两金属电极之间的短路和熄弧现象;


  4)生产效率高、经济性好。


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