第22教学单元热喷涂技术4—电弧喷涂

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1、冶金与建筑工程系教案第22教学单元课题：热喷涂技术4—电弧喷涂教学目标知识目标1.掌握电弧喷涂和等离子弧喷涂的工艺参数及流程2.熟悉电弧喷涂和等离子弧喷涂的工艺流程能力目标能够对某种材料制定电弧喷涂及等离子喷涂工艺参数职业素质目标爱岗敬业诚实守信技能过硬自主创新教学重点电弧喷涂和等离子弧喷涂的工艺参数制定教学难点电弧喷涂和等离子弧喷涂的工艺参数制定辅助教学手段采用实物、标本、模型、图表、幻灯和录像等手段教学准备准备教学目标、准备学生情况、准备教学材料、准备教学心理、准备教学过程、准备教学评价授课班级授课日期月日月日月日月日月日教学进程教学方法及时间

2、分配复习提问：常用的电弧喷涂材料？以一种电弧喷涂技术10冶金与建筑工程系教案为载体，采用任务教学法、案例教学法、引导文教学法、现场教学法，通过教师讲解、示范，引导学生学习。2学时导言：新课内容:一、电弧喷涂1.电弧喷涂原理电弧喷涂（ArcSpraying）是将两根金属丝不断地送入喷枪，经接触产生电弧将金属丝熔化并借助压缩空气把熔融的金属雾化成细小的微粒，以高速喷射到零件表面形成涂层。电弧喷涂一般采用18～40V直流电源，直流喷涂操作稳定，涂层组织致密，效率高。只要两根喷涂线材末端保持合适距离，并使送丝速度保持恒定，即可得到稳定的电弧区，温度可达42

3、00℃。2.电弧喷涂特点电弧喷涂与线材火焰喷涂相比，具有以下一些特点：ü热效率高火焰喷涂时，燃烧火焰产生的热量大部分散失到空气中和冷却系统中，热能利用率只有5%～15%。而电弧喷涂是将电能直接转化为热能来熔化金属，热能自用率可高达60%～70%。ü涂层结合强度高一般来说，电弧喷涂比火焰喷涂粉末粒子含热量更大一些，粒子飞行速度也较快，因此，熔融粒子打到基体上时，形成局部微冶金结合的可能性要大的多。所以，涂层与基体结合强度较火焰喷涂高1.5～2.0倍。ü可方便地制造合金涂层或“伪合金”涂层通过使用两根不同成分的丝材和使用不同进给速度，即可得到不同的合金

4、成分。如铜-钢的合金具有较好的耐磨性和导热性，是制造刹车车盘的理想材料。ü喷涂效率高，成本低电弧喷涂与火焰喷涂设备相似，同样具有成本低，一次性投资少，使用方便等优点，电弧喷涂成本比火焰喷涂可降低30%以上。由于是双根同时送丝，所以喷涂效率也较高，电弧喷涂的高效率使得它在喷涂Al、Zn及不锈钢等大面积防腐应用方面成为首选工艺。但是，电弧喷涂有明显的不足10冶金与建筑工程系教案，喷涂材料必须是导电的焊丝，因此只能使用金属，而不能使用陶瓷，限制了电弧喷涂的应用范围。电弧喷涂可喷涂铝丝、锌丝、铜丝、不锈钢丝、粉芯不锈钢丝、蒙乃尔合金等金属丝材，其直径和成分

5、应均匀。近些年来，为了进一步提高电弧喷涂涂层的性能，国外对设备和工艺进行了较大的改进，公布了不少专利。例如，将甲烷等加入到压缩空气中作为雾化气体，以降低涂层的含氧量。日本还将传统的圆形丝材改成方形，以改善喷涂速率，提高了涂层的结合强度。3.电弧喷涂的设备与工艺电弧喷涂设备系统由电弧喷枪、控制箱、电源、送丝装置和压缩空气系统组成。电弧喷涂装置：4.电弧喷涂工艺电弧喷涂的工艺参数包括线材直径、电弧电压、电弧电流、线材输送速度、压缩空气压力及喷涂距离等。喷涂材料线直径/mm电弧电压/V电弧电流/A送丝速度/（kg/h）钢1.6351858.5锌2.035

6、8513电弧喷涂所用丝材的线径一般为0.8～3.0mm，电弧电压一般不低于15～30V10冶金与建筑工程系教案。因为太低时，丝端部不能出现闪光；电压较高时，才可产生电弧，但过高会断弧。电弧电流一般为100～400A。为使电弧维持一定长度、电流调节一定要准确，以保证线材熔化速度及输送速度平衡。压缩空气压力0.4～0.7MPa，喷涂距离为100～250mm。为防止工件变形，工件温度一般应控制在150℃以下。涂层厚度通常为0.5～1.0mm。5.发动机曲轴电弧喷涂工艺实例曲轴是发动机的重要零件，发动机发出的功率通过曲轴传递到工作部件，它的转速很高并承担繁

7、重的交变载荷。在使用中经常产生的缺陷是轴颈产生疲劳裂纹和轴颈表面磨损等，这些缺陷对发动机的工作和寿命有很大的影响。5.1修前检查曲轴在修复前应当检查轴颈和圆角的裂纹、轴颈的磨损等。喷涂修复曲轴只能恢复尺寸，不能恢复强度。有裂纹的曲轴只能在用焊接的方法消除裂纹后，才能用喷涂法修复。因此，曲轴在喷涂修复前必须采用探伤法仔细检查是否有裂纹。圆角处有裂纹的曲轴不能修复；轴颈上长度不大于30mm、并且未延伸到圆角处的裂纹用手砂轮将裂纹磨掉，再用手工堆焊将坡口堆满，车削后再进行喷涂。5.2表面预处理表面预处理包括表面除油与表面粗化，首先将喷涂部位及周围表面的油

8、渍彻底清洗干净，然后用特制的加长刀杆车刀，车去轴径表面疲劳层0.25mm，最后用60°螺纹刀在轴颈表面车出螺纹。5.3电弧