热喷涂在机电设备修复中的应用

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1、利用热喷涂修复和改造废旧机电设备山东科技大学材料学院无机非金屈材料10・1班王立洋0901130620摘要：利用热喷涂技术对废I口机械电子设备进行修复和改造，能有效延长零部件磨损严垂的设备的使用寿命，冃避免了频繁更换的昂贵费用，符合可持续发展理念。本文比较全面的总结了热喷涂技术在设备修复和改造中的应用，主要围绕等离了喷涂技术、高速火焰喷涂技术与高速电弧喷涂技术三种工艺展开介绍，并对其发展前景作了展槊。关键词：热喷涂技术、修复和改造、涂层、应用前景修复和改造废旧机电产品进行的一系列技术措施或工程活动，又称为再制造工程，是废I口装备高技术修复、改造升级的产业化［1、

2、2］。装备再制造已成为国家人力发展战略性新兴产业的核心内容Z-o国外将再制造产业称为“朝阳产业”。热喷涂修复和改造以“尺寸恢复和性能提升”为特色，具有喷涂材料广泛、基休形状与尺寸不受限制、涂层厚度容易控制、工艺操作简单、基体受热影响小、能赋予零件表而特殊性能等特点，已经作为一种再制造修复成形技术在国防工业、印刷、航空航天、石油化工、矿山机械、电力等领域得到广泛重视和应用13-51，木文围绕等离了喷涂、高速火焰喷涂与高速电弧喷涂三种技术，介绍工艺的基木原理、特点、发展以及在再制造领域的一些典型应用，并对热喷涂技术在再制造领域的发展前景作了展望。I基于等离子喷涂技术

3、的再制造等离子喷涂技术始于上世纪50年代末期，是利用等离子弧对喷涂材料进行加热、加速,最终形成涂层的工艺方法，是热喷涂技术小热源温度最高、能量最集小的工艺方法，具有焰流温度高、射流速度快的特点，理论上可以喷涂所有具有物理熔点的材料。等离子喷涂技术多用于解决航空、航天领域等高温部件的修复再制造。基于以上技术工艺的发展，等离了喷涂技术不但更多的应用于金属零部件表面抗常温腐蚀、冲蚀、磨损的再制造，而且在新型热障涂层、I占I休氧化物燃料电池、人工关节涂层、半导体绝缘涂层等领域也有着极大的应用前景［6、7］o1、用于重载履带车辆薄壁零部件的再制造重载履带车辆传动、行动和操

4、纵部分表面损伤的零件中有许多薄樂零件，约占60%,这类薄壁零件的内表面通常都承受磨料磨损。例如，主离合器总成中的压缩轮盘的内表面,与耐磨铸铁制造的2个密封环相配合，服役时，重载履带车辆扬起的灰尘、砂土等侵入该部位而形成SiO2沙粒的磨料磨损。上世纪70、80年代国内首次应用普通等离子喷涂技术修复重载履带车辆的薄壁零件，选用牒包铝作喷涂底层材料，面层材料主要以铁基、磔基合金为主。对经等离子喷涂修复的重载履带车辆的薄壁零件，分两批共6辆车进行了装车考核试验。结果表明，对于密封环配合表面，喷涂修复层比新品的耐磨性能提高了2.13倍;对于自压油挡配合表面，喷涂层的耐磨性

5、比新品提高7.34倍。报废零件经过等离子喷涂处理，不仅恢复了尺寸，而且延长了使用寿命。2、重载车辆发动机活塞裙部的再制造活塞裙部是活塞组的重要组成部分，它主耍起导向、传热作用，并承受来自曲柄连杆机构的侧向推力。铝合金活塞在使用过程中，因活塞与缸套的非止常配合运动，致使活塞裙部产生划伤、磨损，进而影响缸套的寿命。针对活塞的工况和磨损形式，考虑到基体材质采用超音速等离子喷涂AlSi+Ni/Al复合涂层对活塞裙部进行修复强化。涂层与基体结合强度大于55MPa,显微皱度比基体提高2倍以上，经过llOOh的台架考核试验，得到了活塞裙部的耐磨损性能比基体提高1倍以上,实现了

6、活塞裙部再制造。3、印刷机械网纹辗的再制造雕刻网纹辐通常应用在柔性印刷、凹版印刷、高品质的涂布及层压复合机械上。传统加工基材一般选用优质碳素钢管，钢管的壁厚为7〜lmmo辘体结构均采用带轴辘体形式,即用法兰盘和芯轴与钢管连接在一起。通过在金属基辘体农面电镀铜或电镀銘处理后，屯刻蚀网纹（着墨孔）。在卬刷过程中，刮墨刀的作用会对网纹辗产生一定的磨损，使着墨孔的开口度逐渐变小，同时深度逐渐变浅，网纹馄的传墨性下降。针对网纹辘表面高耐磨性的要求，可采用等离子喷涂陶瓷涂层（如Cr2O3、A12O3涂层）修复传统镀钮失效辘，然后用激光雕刻制成陶瓷网纹辘。采用等离子喷涂技术再

7、制造后的陶瓷网纹辘硬度高（1100〜130（）HV）,在耐儒损、耐腐蚀、亲水性能方面都有大幅度提升,卬刷图像清晰、逼真。4、航空航天发动机高温部件的再制造随着航空发动机技术的不断发展与性能提升，发动机的工作温度也逐步升高。口前先进发动机的压气机出口温度己达到650°C,燃烧室及加力燃烧室的工作温度接近200CTC,涡轮进口温度达到1650〜1750°C。这些部位的零件多采用钛合金、银合金等材料制造，承受的温度有限，往往因高温疲劳而失效。研究表明，通过调整基体材料的方法提高零部件的使用温度已经很难有所突破。热障涂层是航空、航天领域应用比较成熟的一项强化修复技术，它

8、是通过采用等离子喷涂技术