模具表面處理第三節(jié)熱噴涂

1、模具的表面工程技術(shù)模具的表面工程技術(shù)熱噴涂本節(jié)重點熱噴涂技術(shù)的原理；涂層形成過程；熱噴涂方法；噴涂材料；熱噴涂工藝流程；熱噴涂的應(yīng)用。 一、 熱噴涂技術(shù)的原理與特點 1.熱噴涂原理熱噴涂原理 利用熱能將噴涂材料熔化，再借助高速氣流將其霧化，并在高速氣流的帶動下粒子撞擊基材表面，冷凝后形成具有某種功能的涂層。2.2.涂層形成過程涂層形成過程（1） 噴涂材料被加熱到熔融狀態(tài)。（2） 噴涂材料被霧化成微小熔滴并高速撞擊基體表面，撞擊基體的顆粒動能越大和沖擊變形越大，形成的涂層結(jié)合越好。（3） 熔融的高速粒子在沖擊基材表面后發(fā)生變形，冷凝后形成涂層。二、熱噴涂技術(shù)的分類及其特二、熱噴涂技術(shù)的分類及其特

2、點點分類依據(jù)：熱源的種類、噴涂材料、涂層結(jié)合方式和涂層功能等熱噴涂技術(shù)的特點熱噴涂技術(shù)的特點（1） 噴涂材料廣泛；（2） 適用于各種基體材料的零件；（3） 操作程序少，速度快，生產(chǎn)效率高 ；（4） 操作靈活，可在不同尺寸和形狀的工件上噴涂；（5） 可賦予普通材料以特殊的表面性能；（6） 成本低，經(jīng)濟效益顯著。 絲材火焰噴涂（直徑1.8mm-4.8mm線材）線材火焰噴涂設(shè)備示意圖線材火焰噴涂設(shè)備粉末火焰噴涂粉末火焰噴涂設(shè)備示意圖粉末火焰噴涂設(shè)備火焰噴涂的優(yōu)點火焰噴涂的缺點一般金屬、非金屬基體均可噴涂，對基體的形狀和尺寸通常也不受限制，不過小孔現(xiàn)在尚不能噴涂；涂層材料廣泛，精密鑄件金屬、合金、陶瓷

3、、復(fù)合材料均可為涂層材料，可使表面具有各種性能，如耐腐蝕、耐磨；耐高溫、隔熱等；火焰噴涂對基體影響小，基體表面受熱溫度為200250，整體溫度約7080，故基體變形小，材料組織不發(fā)生變化。不銹鋼鑄件噴涂層與基體結(jié)合強度較低，不能承受交變載荷和沖擊載荷；基體表面制備要求高；火焰噴涂工藝受多種條件影響，涂層質(zhì)量尚無有效檢測方法。等離子噴涂利用非轉(zhuǎn)移等離子弧作為熱源對噴涂材料進行加熱、加速、涂敷。等離子焰流溫度高、流速快，因此噴涂效率高、涂層致密、結(jié)合強度高、基材表面熱影響區(qū)小。（1）等離子噴涂設(shè)備）等離子噴涂設(shè)備（噴槍）（送粉器）（2 2）等離子噴涂工藝）等離子噴涂工藝等離子氣體的選擇： 氮氣：熱

4、焓高，價格低廉，是等離子噴涂主要工作氣體。 氬氣：易于引弧，等離子弧穩(wěn)定，有很好的氣體保護作用。 氫氣：可作為輔助氣體起到提高熱焓和防氧化的作用。輸入功率和電參數(shù)：確保粉末熔化良好，防止出現(xiàn)生粉。 供粉速率：速率過大使熔化不良的粉粒增多，涂層組織疏松、氣孔率增大；速率過低則降低噴涂效率。噴涂距離和噴涂角：噴涂金屬粉末時噴距為75130mm；噴涂陶瓷粉末時噴距為50100mm。噴涂角度以90為最佳。噴槍與工件的相對移動速度：移動速度快些為好，可防止一次噴涂過厚導(dǎo)致涂層內(nèi)應(yīng)力過大，還可避免局部過熱。（3 3） 等離子噴涂的應(yīng)用等離子噴涂的應(yīng)用等離子弧焰流溫度高，適合噴涂高熔點材料。涂層密度可達 8

5、598，結(jié)合強度高達3570Mpa，噴涂質(zhì)量遠優(yōu)于火焰噴涂層。主要用于：1） 耐磨、減磨涂層；2） 耐蝕涂層；3） 抗高溫氧化、抗高溫氣流沖刷、熱障涂層；4） 制造金屬、陶瓷類高熔點復(fù)合材料。1 噴涂耐腐蝕涂層(1) 鋁、鋅及其合金涂層：鋅、鋁的腐蝕電極電位高于鐵，涂層有保護作用，可用于橋梁、鐵塔等大型部件的防腐處理(在鋅中加鋁可提高涂層的耐蝕性能，若鋁的質(zhì)量分數(shù)為30，則耐蝕性最佳) 。(2) 不銹鋼涂層：不銹鋼電極電位比鐵高，易在涂層孔隙處產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，所以噴涂后必須封孔處理。(3) 塑料涂層：用于化工、食品等行業(yè)。熱噴涂的應(yīng)用熱噴涂的應(yīng)用2 用于耐磨的涂層：1) 涂層硬度超過磨料硬度：如氧化鋁陶瓷涂層或鎳基、鈷基碳化鎢涂層。用于軋輥、螺旋送料器等部件。(2) 用于修復(fù)的涂層：噴涂鐵基或鎳基耐磨合金涂層 。3 噴涂耐高溫涂層(1) 抗高溫氧化的涂層：如