在HVOF之后,美國和日本相繼開發了一種用于氣體-空氣燃燒的高速火焰噴涂系統,稱為HVAF,以進一步減少粉末材料的氧化和碳化鎢噴涂期間的氧氣消耗。然而,由于低粉末沉積速率和安全隱患,當時的HVAF系統沒有預期的效果。在2001年前蘇聯科學研究成果的基礎上,美國TSR(UniqueCoat)公司成功開發出AC-HVAF高速火焰噴涂系統,使HVAF噴涂技術顯示出其獨特的涂層和工藝特性。
1.AC-HVAF噴涂工藝原理
該過程類似于HVOF噴射原理,因為由氣體燃料和空氣燃燒形成的超音速氣流的能量用于加速和加熱被噴射的材料。與傳統的HVOF相比,AC-HVAF工藝火焰流速高,但溫度低,噴涂顆粒速度高達700-800m/s,顆粒溫度一般低于熔點,當熱軟化的顆粒撞擊基座時。塑料表面充分地塑性變形以形成致密涂層。丙烷通常用作燃料氣體。當噴射高熔點材料時,可以使用丙烷代替丙烷來提高火焰流的溫度。槍由壓縮空氣冷卻
2.設備組成
AC-HVAF噴涂系統由噴槍、控制臺、氣化爐、粉末進料器和輔助裝置組成
(1)噴槍有兩種類型的噴槍,手持式和機載式。機槍配備專門設計用于噴涂自熔合金的噴嘴組件。軸向送粉器、內部火花塞點火器、風冷噴槍。輔助噴嘴設計成不同的長度,以允許系統噴涂多種材料
(2)控制臺觸摸屏自動控制,操作簡單可靠
(3)氣化器在預定的壓力和溫度下用電加熱器對液體丙烷和丙烯進行氣化
(4)送粉器連續輸送噴槍粉末,送粉速度可達40Kg/h,工作壓力可達1.2MPa。
3.涂層和工藝特性
(1)涂層特性
(1)涂層密度高,孔隙率小于0.5%。
(2)氧化物含量低,接近真空噴涂水平
(3)粘接強度高,與碳鋼的粘接強度大于75MPa
(4)涂層外觀光滑,可拋光成光學鏡
3.工藝特性
(1)設備配置簡單,無需氧氣,無水冷卻和熱交換系統,生產成本低
(2)工作穩定,碳化鎢噴涂涂層,生產效率可達30Kg/h
(3)涂層氧含量低,可噴涂銅、銀、鈦等金屬涂層;與活性金屬良好結合
(4)工作過程中必須嚴格控制工藝參數,粉末粒度要求特別嚴格。