电弧喷涂技术的发展及应用.pdf

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1、2010年第3期(总第224期)农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGNo．32010(TotaIly224)doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2010．03．007电弧喷涂技术的发展及应用王有喜，张勇，张春明，王超(山东理工大学机械工程学院，山东淄博255049)摘要：介绍了电弧喷涂技术的工艺过程和防腐机理。论述了该技术的主要特点、应用和研究进展。关键词：电弧喷涂；防腐机理；应用；进展中图分类号：1．G174．442文献标识码：A文章编号：1673-3142(2010)03-0026-04TheDe

2、velopmentandApplicationofArcSprayingTechnologyWANGYou-xi，ZHANGYong，ZHANGChun-ruing，WANGChao(SchoolofMechanicalEngineering，ShandongUniversityofTechnology，Zibo255049，China)Abstract：Thetechnologicalprocessandantisepsismechanismofarcsprayingtechnologywasintroduced．Themaincharacteristic．applicationa

3、ndresearchdevelopmentofthetechniqueWasdiscussed．Keywords：arcspraying；antisepsismechanism；application；development电弧喷涂技术(简称AS)是热喷涂技术的一个重要分支，它是以两根金属丝材作为电极，在喷枪端部相交短路产生的电弧为热源，使金属丝材熔化。金属雾化成微熔滴．并将微熔滴加速喷射到工件表面上。继而沉积、冷却而形成涂层的一种工艺【11。从原理上讲，它可以喷涂除极易升华的物质外的任何材料。具有施工灵活、节省材料、能源等特点。在高温、高压、重载及腐蚀介质等环境下，大多数材料表面易

4、产生腐蚀及氧化等。电弧喷涂作为表面技术之一．在其容易产生安全隐患的部位进行防护．可以大大减少事故出现的几率，提高设备运行效率。尤其是近几年各种新丝材的研发和超音速以及大功率二次雾化喷涂技术的应用，使其得到了快速发展，部分取代了火焰喷涂和等离子涂[21。性。当两根丝材端部接触时，由于短路产生电弧。其温度约为6000。C，可使丝材端部瞬间熔化。用压缩空气将电弧熔化的金属雾化成微熔滴．熔化的金属液滴在丝材喷端被压缩气体带走、雾化，然后在基体表面冷却、沉积而形成涂层。喷射沉积时。熔粒的喷射速度可达200m／s。图1电弧喷涂工艺示意图1电弧喷涂工艺过程分析2电弧喷涂技术的防腐机理下图1所示为电

5、弧喷涂的工艺示意图。在喷涂时。两根丝状喷涂材料经送丝机构均匀、连续地送进喷枪的两个导电嘴内，导电嘴分别接喷涂电源的正、负极．并保证两根丝材端部接触前的绝缘收稿日期：2009—12-06作者简介：王有喜(1981一)，男，硕士研究生，山东菏泽人，研究方向：新型金属材料的研究。一26—2．1钢铁腐蚀机理钢铁腐蚀的机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀以及多种因素共同作用．化学腐蚀是钢铁在干燥气体(如氧、氯、硫化氢等)和非电解质溶液中进行化学反应的结果，在腐蚀过程中不产生电流。电化学腐蚀是钢材和腐蚀介质发生电化学反应而引起的腐蚀，在腐蚀过程中有阳极和阴极区．电流可以通过金属在一定的距离内流动，钢材

6、在各种电王有喜等：电弧喷涂技术的发展及应用2010年3月介质溶液(如海水、酸、碱等)中的腐蚀多属于电化学腐蚀。2．2电弧喷涂防腐机理由于锌、铝金属涂层的自腐蚀电位都比钢结构低，因此涂层具有牺牲阴极的保护作用，锌、铝涂层在腐蚀介质中属于去氧腐蚀，铝涂层还有很强的钝化作用．因此锌、铝及其合金涂层在腐蚀介质中腐蚀比较缓慢，腐蚀电流小。具有良好的耐腐蚀性能，使复合涂层的耐腐性能大大提高。具有其它涂层无法比拟的长效防腐功能。在电弧喷涂锌、铝的工艺中，锌、铝与钢材基体形成机械和冶金相结合的涂层，金属铝、锌在雾化过程中，与气流中的氧气反应。在涂层中形成化学性能稳定的致密保护膜．能有效地把环境介质与

7、钢铁基体隔离开来，起“帘栅屏蔽”作用[31。同时，从理论上分析锌的自腐蚀电位比铝低，能与钢材基体构成较大的腐蚀电位差，防腐蚀效果较为理想。但人吸入过量锌粉后，会造成锌中毒，同时污染环境。因此电弧喷涂铝更为常见。3电弧喷涂技术的特点和应用3．1电弧喷涂技术的特点电弧喷涂具有下述特点：效率高．电弧喷涂单位时间内喷涂金属的重量大．电弧喷涂的效率正比于电弧电流，比火焰喷涂提高2_6倍问；涂层性能优异，喷涂层与基体结合强度可以达到25．6MPa，为火焰喷涂的2．5倍