熱噴涂工藝選擇

熱噴涂工藝選擇

       為了獲得滿足零件使用要求的涂層，應結合零件使用工況條件及第3章中所述各種噴涂材料的成分、性能、工藝特性、涂層性能及適用的使用環境等綜合考慮，確定合適的噴涂材料，謹慎選擇熱噴涂工藝。
      熱噴涂工藝的選擇原則如下：
      熱噴涂工藝方法較多，但每一種方法都有其自身的優點和局限性，從不同的角度進行熱噴涂工藝選擇，會得出不同的結果。以高速火焰噴涂（簡稱HVOF）為例，當采用HVOF工藝噴涂金屬、合金及金屬陶瓷類材料時，可獲得結合強度高（>70MPa）、致密度高（孔隙率<1%）、氧化物含量少的高質量涂層，但該工藝也存在運行成倍較高、對基體輸入熱量較大、不能噴涂氧化物陶瓷（注：個別系統能夠噴涂Al2O3、Al2O3-TiO2等低熔點陶瓷，如HV2000超音速火焰噴涂）等缺點。因此，在選擇熱噴涂工藝時，應針對具體需求進行具體分析，下文分別從涂層性能、噴涂材料類型、涂層經濟性及現場施工等四個方面進行了分析。
      1. 以涂層性能為出發點進行選擇時，一般考慮如下幾點：
     （1）涂層性能要求不高，使用環境無特殊要求，且噴涂材料熔點低于2500℃，可選擇設備簡單、成本較低的氧乙炔火焰噴涂工藝。如一般工件尺寸修復和常規表面防護等。
     （2）涂層性能要求較高、工況條件較惡劣的貴重或關鍵零部件，可選用等離子噴涂工藝。相對于氧乙炔火焰噴涂來講，等離子噴涂的焰流溫度高，熔化充分，具有非氧化性，涂層結合強度高，孔隙率低。
      （3）涂層要求具有高結合強度、極低孔隙率時，對金屬或金屬陶瓷涂層，可選用高速火焰（HVOF）噴涂工藝；對氧化物陶瓷涂層，可選用高速等離子噴涂工藝（如PlazJet等離子噴涂）。如果噴涂易氧化的金屬或金屬陶瓷，則必須選用可控氣氛或低壓等離子噴涂工藝，如Ti、B4C等涂層。

       2．以噴涂材料類型為出發點進行選擇時，基本原則如下：
      （1）噴涂金屬或合金材料，可優先選擇電弧噴涂工藝。
      （2）噴涂陶瓷材料，特別是氧化物陶瓷材料或熔點超過3000℃的碳化物、氮化物陶瓷材料時，應選擇等離子噴涂工藝。
      （3）噴涂碳化物涂層，特別是WC-Co、Cr3C2-NiCr類碳化物涂層，可選用高速火焰噴涂工藝，涂層可獲得良好的綜合性能。
       （4）噴涂生物涂層時，宜選用可控氣氛或低壓等離子噴涂工藝。
       3．以涂層經濟性為出發點進行選擇時。應盡可能選用電弧噴涂工藝。
        在噴涂原材料成本差別不大的條件下，在所有熱噴涂工藝中，電弧噴涂的相對工藝成本最低，且該工藝具有噴涂效率高、涂層與基體結合強度較高、適合現場施工等特點。幾種主要熱噴涂工藝的涂層特征及相對成本

4．以能否進行現場施工為出發點進行工藝選擇時，應首選電弧噴涂，其次是火焰噴涂，便攜式HVOF及小功率等離子噴涂設備也可在現場進行噴涂施工。目前，還有人將等離子噴涂設備安裝在可以移動的機動車上，形成可移動的噴涂車間，從而完成遠距離現場噴涂作業。

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