热喷涂氧化铝陶瓷涂层失效分析及对策

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1、纺织机械年第期制造技术热喷涂氧化铝陶瓷涂层失效分析及对策李海涛徐宗宁恒天重工股份有限公司中国恒天集团有限公司丨摘要热喷涂氧化铝涂层技术被大量应用在纺织机械行业，而其结构特点决定了这种涂层塑形变形能力差，对应力集中和裂纹敏感。本文通过对氧化铝涂层常见失效形式进行分析，并提出对策，以期提高工件使用寿命、减少生产成本。关键词热喷涂氧化铝陶瓷涂层涂层失效热喷涂技术是采用某种高温热源，将欲涂拟的材料熔化软化后，利用高速射流使之雾化成微细液滴或高温颗粒，喷射到经过预处理表面形成涂层甚体腐蚀，是热喷涂工件涂层失效的最常见形式。⑴的技术具有离子键

2、或共价由于在热喷涂过程中一。由于大多数陶瓷材料部分熔融状态和雾状的键结构键能高’原子结合力强赋予了陶瓷涂层高微粒与卷人的空气发生氧化，这些氧化物随即堆积熔点、高化学稳定性、摩擦系数小等特点。而热喷涂在涂层上，加之已拟盖上的涂层也会被空气部分氧陶瓷涂层技术因其沉积效率高加工场地限制小喷化必然使涂层与基体之间夹杂着氧化物以及各种涂材料局限少等特点、、，被广泛应用在能源交通纺缺陷。再则由于涂层边界上喷涂微粒与基体表面粘织、航天等工业领域。氧化铝类陶瓷是陶瓷材料中合不紧密，存在空穴，也会使涂层内产生孔隙。而由最重要最广泛应用的一类陶瓷，也

3、是热喷涂技术中涂层表面直至基体的孔隙称为贯通性孔隙。常州的类铋化物陶瓷材料。这类陶瓷的特征是熔点高、、硬度高、化学性能稳定、绝缘性能好热导率低，但与金属材料相比，塑形变形能力差，对应力集中和裂纹敏感后加工较細难。恒天重工从年起开始将热喷涂技术运用到了纺织机械零件加工中，大大提高了使用寿命创造了较为可观的经济效益。但是在生产中，部分件涂层因错误辦、難舰等原目规，她产带来了一定损失。本文通过对氧化铝陶瓷涂层常见失效形式进行分析并提出一些建议希望对控制生产，成本起到有益的作用。工件在服役时，由于环境因索的影响，腐蚀性液为了盛液管在冲孔加

4、工过程中方便插人、抽盛液管冲模的使用结论出、，在四模座结合件模座结合件的麵管插人端设计有倒角导向一。设计的盛液管冲模在首次冲切时现场次性另外除凹模座结合件要有流废料孔，注意试模就顺利地达到丫预期效果。模座结合件也应设计苻流废料孔（因为在冲孔加工该盛液管冲孔模在冲孔时，不仅满足了实际生过程中废料一直在凹模庵结合件中当盛液管袖出产的要而且提高了生产效率通的操作工在首，，，普”丨丨模座结合件吋，废料只能通过模庵结合件的流疲次加工后只要参照样管便能进行操作加工大料孔排出）。大的降低了生产成本。42?制造技术纺织机械总第期体、气体由涂层表面

5、渗入，通过贯通性孔隙到达基避免非耐热涂层升温过高；体、，与基体金属材料发生化学或者电化学反应导致设计涂层时考虑先喷涂粘接性好热膨胀系体积改变，表面涂层被拱起造成陶瓷涂层的破坏，数和基体金诚接近的底层材料再双组分材料逐渐直接导致涂层失效。图白色痕迹即为基体腐蚀过渡至陶瓷涂层即做成阶梯涂层，尽：减小热膨胀后：，陶瓷涂层被拱起形成小泡。反应如下系数差距。碰撞失效—因为热喷涂工艺的特点，陶瓷涂层与工件的结合力较差，由于喷涂过程中产生的应力集中其本身—。另外，由于腿職层无細足請賴陳、力的作用下涂层中的微裂纹会迅速扩展用条件，陶瓷，导致’陶瓷

6、层会与腐蚀介质发生化学反应引发涂层裂纹的产生或表面剥落最终失去使用价值。以在工件边缘处，尖角部位存在应力集中尤为常用的氧化招涂层为例反应如下：著，通常工件涂层的破损都是由尖角边缘处开始。〇，〇（强酸）“为工件安装时强碱’操作不当，致使涂层破损。）对策：严格执行工艺避躺碰報层产生；对在腐蚀工况下工作的工件涂层进行封孔处按照工件服役情况设计涂层。当工件受力较大超过了金属的承受极限后工图件发生变形，此时，涂覆在工件表面的陶瓷涂层由于塑形差，抗变形能力很弱，并最终发生脱落，从而导“工件上避尤尖』出现设计为隱过渡，应；致陶瓷涂层失效‘。图中

7、的工件明显变形导致涂运输时应注意包装防护操作时避免磕，应。碰。接触疲劳失效陶瓷涂层粗糙涂层表面的微凸体在卯切力的作■下被去除去除的微凸体充当磨粒挤人工作区域。涂层粒子在微粒和摩擦副循环往复的作用下发生疲劳剥离在涂层表面形成点蚀坑，点蚀坑周围的涂层好糊顿稀關肖，；到大量的点图蚀坑导致精度丧失，不能满足生产需要。一般的热喷涂陶瓷涂层与基体结合力较低通、常使用于低应力载荷工况条件。当载荷所产生的应力高于隨涂层与金丨細粘结强贼陶瓷涂层‘膨胀系数差别越产裂纹其至剥落的丨就颗粒七笋气间的粘结强度吋，陶瓷涂层幵裂、剥落或愤散，越大’局部升温过高

8、可能导細聽层的失效。会雜大歸硬細硬翻歸料丨，急動丨速摩擦表面的磨料磨损从而导致涂层的失效。按照工况选取工件基材；纺织机械年第期制造技术驱动摩擦焊在卷绕头长套生产中的应用张轲北京中丽制机工程技术有限公司一种高效的焊接方法它具有焊接质量高、成本低、生产