re第六章热喷涂、喷焊及堆焊技术ppt课件.ppt

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1、第六章热喷涂、喷焊与堆焊热喷涂、喷焊与堆焊技术的共同点就是利用喷枪或者焊枪将涂层材料熔化以后涂敷在工件上的技术。共同特点：涂层较厚，0.1-10mm.因此经常用来修复零件。徐滨士院士徐滨士（1931.3.12－）。装备维修工程、表面工程和再制造工程领域知名专家，教授，博导。哈尔滨市人。1954年毕业于哈尔滨工业大学。我国表面工程学科和再制造工程学科的倡导者和开拓者之一。在国内率先将等离子喷涂技术用于解决车辆薄壁磨损零件修复的重大难题；研制的电刷镀设备、各种镀液及纳米电刷镀技术，为现场修复大型设备及关键零件提供先进技术；近年开发的高效能超音

2、速等离子喷涂技术，为制备高温热障涂层提供了关键技术；开发研究新型履带板换代材料并推广应用，获得2003年国家技术发明二等奖；研究纳米自修复添加剂新技术，解决了重载荷、极端苛刻环境下的润滑、抗磨、防腐等重大难题。先后获得国家科技进步一等奖1项、二等奖3项、三等奖1项，国家技术发明二等奖1项，军队科技进步一等奖6项、二等奖5项，获国家发明专利11项。发表学术论文300多篇，出版著作17部。1996年获得中国机械工程学会科技成就奖，2004年6月获中国工程院光华工程科技工程奖，2004年10月获得国际表面工程与热处理联合会最高学术成就奖。199

3、5年当选中国工程院院士。第一节热喷涂技术热喷涂技术是一种用专用设备-喷枪，把某种材料熔化并加速喷射到工件表面，形成一特制薄层。以提高工件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的一种新兴材料科学技术。热喷涂技术发展史瑞士的肖普（Schoop)博士于1910年发明了第一台金属喷涂设备，它是将低熔点金属熔液注入到经过加热的压缩空气气流中，使金属溶液雾化并喷射到基体表面形成涂层。该设备体积庞大，效率不高，涂层质量很差，但它开创了热喷涂技术领域。1912年肖普博士制成了线材火焰喷枪，1916年制成了实用型的电弧喷枪，开始了铝锌线材的火焰喷涂和电弧喷涂，涂层用于表

4、面装饰。30年代英国首先研制出粉末火焰喷枪，而火焰线材喷涂和电弧线材喷涂的设备和工艺不断完善，热喷涂技术从表面装饰应用发展到用于钢铁构件的表面防护以及机械零件的的尺寸恢复，热喷涂技术得到了广泛的应用。50年代末期美国联合碳化物公司研制成功爆炸喷涂和等离子喷涂，克服了火焰和电弧温度和能量密度低的缺点，获得了高质量的陶瓷涂层和难熔金属涂层，解决了空间技术发展中航天飞机制造中耐高温和绝热层的制备问题。20世纪80年代以来，新喷涂技术如低压等离子喷涂、超音速火焰喷涂等(HVOF)的出现和计算机的应用，使热喷涂层向高质量和精密化方向发展。HVOF喷

5、涂技术一出现，就在要求非常苛刻的航空发动机制造领域获得重要的应用，而且应用领域迅速扩展，表明了它的竞争能力。十多年来，它一直是热喷涂领域的最受重视技术。这是热喷涂技术的最重要新进展。到本世纪末，HVOF可能发展成为仅次于等离子的重要方法。热喷涂工艺分为燃烧法和电热法两大类燃烧法：火焰喷涂、爆炸喷涂。电加热法：电弧喷涂和等离子喷涂。目前常用的是粉末火焰喷涂、线材火焰喷涂、电弧喷涂等技术。一、热喷涂的技术原理与特点1.原理热喷涂是采用各种热源使涂层材料加热熔化或者半熔化，然用高速气体使涂层材料分散细化并高速撞击到基体表面形成涂层的工艺。喷涂过

6、程:（1）喷涂材料的加热熔化阶段粉末或者线材在热源产生的高温区被加热熔化成液滴。（2）熔滴的雾化阶段熔滴在外加压缩气流或者热源自身射流的作用下，被雾化成细小的熔粒随射流向前喷射。（3）粒子的飞行阶段这些粒子在飞行的过程中，飞行速度从小变大，到达一定距离后飞行速度逐渐变小。这些具有一定温度和飞行速度的粒子到达基体表面就进入喷涂阶段（4）粒子的喷涂阶段到达基体的粒子具有一定的温度和速度，粒子尺寸范围为几十-几百um,速度高达几十-几百m/s，未碰撞前粒子温度为熔点温度。碰撞瞬间，粒子将动能转化成热能传给基体，粒子变形，变形成扁平状粒子，并在基

7、体表面迅速凝固而形成涂层。涂层的形成过程：粒子在基体或者已形成的涂层表面不断地发生着碰撞——变形——冷凝收缩的过程，变形的颗粒与基体或涂层之间互相交错而结合在一起2.涂层结构涂层由扁平颗粒、未熔化的球形颗粒、夹杂和孔隙组成。孔隙（0.025%——50%），产生原因：未熔化颗粒的低冲击动能，没有很好展开。喷涂角度不同的遮蔽效应，凝固收缩和应力释放效应。害处：损坏耐蚀性，降低涂层结合强度、硬度耐磨性。好处就是能储存润滑剂。附图:热喷涂涂层结构示意图1-涂层;2-氧化物夹杂;3-孔隙或空洞;4-颗粒间的粘接;5-变形颗粒;6-基体粗糙度;7-涂

8、层与基体结合面3.热喷涂中的相变熔滴撞击基体冷却凝固形成涂层，冷却速度很快，实际上就是有点象制非晶、纳米晶的甩带，所以热喷涂后会形成非晶态或亚稳态，不同于常规铸造组织。4.涂层应力熔滴撞击基体