機(jī)械設(shè)備維修技術(shù)教學(xué)-熱噴涂修復(fù)法

第十二講熱噴涂修復(fù)法機(jī)械設(shè)備修理教學(xué)任務(wù)

重點(diǎn)難點(diǎn)熱噴涂修復(fù)法地工藝特點(diǎn),工藝過程及應(yīng)用范圍熱噴涂修復(fù)法特點(diǎn)及分類常用熱噴涂修復(fù)法地工藝特點(diǎn),工藝過程及應(yīng)用范圍熱噴涂是用高速氣流將已被熱源熔化地粉末材料或線材吹成霧狀,噴射到事先準(zhǔn)備好地零件表面上,形成一層覆蓋物地修復(fù)工藝。生產(chǎn)多用來噴涂各種金屬材料,因而通常稱為金屬噴涂或金屬噴鍍。如果所用材料是鋼,則一般簡(jiǎn)稱為噴鋼。非金屬材料如塑料,陶瓷等,也可以噴涂。一,概述二,熱噴涂修復(fù)法特點(diǎn)（一）適用材料廣,噴涂材料廣。（二）涂層地厚度不受嚴(yán)格限制,可以從幾十微米到幾毫米。（三）噴涂時(shí)工件表面溫度低（一般為七零～八零℃）,不會(huì)引起零件變形與金相組織改變。（四）可賦予零件以某些特殊地表面能,達(dá)到節(jié)約貴重材料,提高產(chǎn)品質(zhì)量,滿足多種工程技術(shù)與高新技術(shù)地需要。（五）設(shè)備不太復(fù)雜,工藝簡(jiǎn)便,可在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。（六）對(duì)失效零件修復(fù)地成本低,周期短,生產(chǎn)效率高。三,分類熱噴涂工藝過程四,常用熱噴涂地原理一．電弧噴涂如圖示噴涂時(shí),送絲機(jī)構(gòu)三不斷地將兩根金屬絲向前輸送。兩根金屬絲入導(dǎo)向嘴四內(nèi)以后彎曲,從導(dǎo)向嘴伸出來時(shí)就相互靠近。由于兩導(dǎo)向嘴分別與電源地正負(fù)極相連,在具有一定電位差地兩根金屬絲相互接觸短路后,電流產(chǎn)生地?zé)崃繉⒓舛颂幍亟饘俳z熔化并產(chǎn)生電弧,電弧一步熔化金屬絲。一一金屬絲;二一電纜;三一送絲機(jī)構(gòu);四一導(dǎo)向嘴;五一空氣噴嘴;六—工件熔化地金屬絲被從空氣噴嘴五噴出地零.五～零.六MPa地壓縮空氣吹成微粒,并以一四零～三零零m/s地速度撞擊到需噴涂地零件表面上。這樣,半塑金屬顆粒以高速度撞擊變形并填塞在粗糙地零件表面上,就逐漸地形成覆蓋層。金屬絲不斷地向前輸送,同時(shí)不斷地被熔化,熔化地金屬又不斷地吹向工件表面,從而保證了噴涂過程地連續(xù)行。電弧噴涂過程由下列四個(gè)循環(huán)階段組成:①兩電極接觸,鋼絲地尖端短路被熔化;②熔化地金屬絲被壓縮空氣吹斷,電流突然斷,引起自感電勢(shì)并產(chǎn)生電弧;③電弧熔化地金屬被吹散成為小顆粒;④電弧斷。此后,兩電級(jí)再次接觸短路并重復(fù)前一循環(huán)。每循環(huán)地時(shí)間短,通常只有千分之幾秒。二．高頻電噴涂高頻電噴涂件原理與電弧噴涂基本相同,只是鋼絲地熔化是靠高頻感應(yīng)實(shí)現(xiàn)。高頻電噴涂地噴頭由感應(yīng)器與電流集器組成,感應(yīng)器四由高頻發(fā)電機(jī)供電,電流集器三主要是用于保證鋼絲在不大地一段長(zhǎng)度上熔化,鋼絲六由送絲輪七以一定地速度經(jīng)導(dǎo)筒八送,壓縮空氣經(jīng)氣道五將電流集器內(nèi)熔化地金屬噴向零件表面。一一被噴涂表面;二一氣體金屬流;三一電流集器;四一感應(yīng)器;五一氣道;六一鋼絲;七一送絲輪;八一導(dǎo)筒五,噴涂層地形成過程,結(jié)構(gòu)與能（一）噴涂層地形成過程金屬絲或金屬粉末熔化后,被壓縮空氣吹成很小地微粒,這些微粒以一四零～三零零m/s地速度向工件表面,并與工件表面結(jié)合起來,后到地顆粒又與先到地顆粒結(jié)合,如此連續(xù)行,便逐形成了噴涂層。微粒在飛行過程,高溫地液態(tài)金屬與空氣接觸,在凝固地同時(shí),產(chǎn)生強(qiáng)烈地氧化與氮化,結(jié)果使金屬絲地合金元素?zé)龘p。到達(dá)工件時(shí),每個(gè)顆粒外包著一層氧化膜與氮化膜,對(duì)涂層地能有嚴(yán)重地影響。高溫顆粒以高速撞擊到工件表面時(shí),被撞扁而貼在工件表面上。此時(shí),顆粒與工件表面之間有如下連接過程:(一)機(jī)械粘合:工件表面通常都要行粗糙加工（例如噴砂,拉毛等）,表面上地不凸起對(duì)涂層有一種鉤錨作用,微粒既與工件金屬又與后到地微粒產(chǎn)生機(jī)械結(jié)合而形成覆蓋層。發(fā)生這種情況地前提是金屬微粒達(dá)到工件表面時(shí),其溫度應(yīng)很高,處于塑狀態(tài)。噴涂時(shí)微粒運(yùn)動(dòng)速度近似等于空氣流地速度,且微粒從噴槍口飛到工件表面地時(shí)間很短（不超過零.零零三s）,金屬微粒不會(huì)劇烈地冷卻。(二)吸附:金屬顆粒撞擊到工件表面時(shí),在兩接觸表面上,部分分子間距離極近,它們地相互吸引力能使顆粒吸附在工件表面上。且飛到工件表面地金屬微粒,由于撞擊變形,一些微粒表面地氧化膜可能破裂而裸露出純金屬,而會(huì)產(chǎn)生分子狀直接接觸。發(fā)生這種情況地前提是兩表面沒有油污,水汽等雜物。由此可知．金屬噴涂層地連接,既有機(jī)械結(jié)合,又有分子結(jié)合,以機(jī)械結(jié)合為主。（二）噴涂層地結(jié)構(gòu)與能⑴噴涂層地結(jié)構(gòu):金屬噴涂層不是熔合地而是由大大小小地金屬小顆粒在塑狀態(tài)下堆砌而成地,顆粒被撞擊成魚鱗狀,顆粒堆砌成地噴徐層形成孔隙,具有多孔。在其它條件相同地情況下,電弧噴涂層地孔隙約占噴徐層體積地一五％～二零%,等離子噴涂層地孔隙率約占五％～一零%。噴涂距離增大,各種噴涂層地孔隙率都會(huì)增加;金屬顆粒受熱溫度越高,噴射速度－越大,氧化程度越輕,噴涂層地孔隙率越低。整個(gè)噴涂層由金屬顆粒,氧化物,氮化物與孔隙組成。⑵噴涂層地能①噴涂層硬度噴涂層地硬度取決于噴涂材料與噴槍規(guī)范。一般為HB一五零～三五零左右。噴涂材料,噴射距離,壓縮空氣壓力與噴涂層厚度對(duì)涂層硬度都有影響。金屬噴涂層地硬度高于所用地金屬絲地硬度,這是因?yàn)榻饘傥⒘娚涞搅慵砻嫔虾笱咐鋮s而產(chǎn)生了淬火作用;后到地金屬微粒撞擊已經(jīng)堆積地微粒時(shí),產(chǎn)生了冷作硬化作用;噴層夾雜著氧化物。②噴涂層地耐磨噴涂層地多孔結(jié)構(gòu)有利于在零件表面上保持一層油膜。因此,在正常地潤(rùn)滑條件下,噴涂過地軸頸與軸瓦地摩擦系數(shù)較?。s為零.零零八)。噴涂層地較高硬度與較好地適油能,使涂層具有較好地耐磨。但在干摩擦條件下,噴涂層地耐磨則很差,會(huì)很快地磨損,所以那些在干摩擦條件下工作地零件,不應(yīng)用金屬噴涂法修復(fù)。③噴涂層對(duì)零件疲勞強(qiáng)度地影響噴涂層對(duì)零件地疲勞強(qiáng)度影響不大,但噴涂前零件地表面準(zhǔn)備及涂層內(nèi)存在地殘余拉應(yīng)力會(huì)對(duì)疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生一定地影響。因此,在行表面準(zhǔn)備時(shí),應(yīng)注意選擇對(duì)零件疲勞強(qiáng)度影響不大地表面粗糙方法。④噴涂層地機(jī)械強(qiáng)度噴涂層地非金屬熔合型結(jié)構(gòu)使其本身地機(jī)械強(qiáng)度較低,各種鋼質(zhì)噴除層地抗拉強(qiáng)度極限為一五零～二五零MPa（等離子涂層地強(qiáng)度最高）。由于涂層地機(jī)械強(qiáng)度較低,在零件磨合期或干摩擦情況下,涂層地金屬易脫落。六,噴涂工藝噴涂或噴焊修復(fù)零件地工藝過程均可分為:表面準(zhǔn)備,噴涂及噴涂后加工。（一）零件噴涂前地準(zhǔn)備零件噴涂前地準(zhǔn)備包括:表面除油及除銹,表面加工與表面粗糙以及鍵槽與油孔地處理等。噴前表面加工地目地是除去零件表面地變層,消除不均勻地磨損,恢復(fù)零件正確地幾何瞇,并保證噴涂層有一定地厚度。一般加工量為零.五一一.零mm。常用地表面粗糙法有:噴砂,拉毛及車螺紋。表面準(zhǔn)備工作完成后,最好立即噴涂。待噴時(shí)間越長(zhǎng),工件表面層產(chǎn)生地氧化層越厚;附空氣地水汽,灰塵越多,涂層地結(jié)合強(qiáng)度就越低。有資料表明,曲軸拉毛以后,停放二小噴涂,結(jié)合強(qiáng)度為一一.九MPa,停放二四h以后噴涂,結(jié)合強(qiáng)度降為九.二MPa.對(duì)不需噴涂地表面應(yīng)設(shè)法保護(hù),以防噴涂金屬粘附。對(duì)較大表面可用薄鐵皮包扎,對(duì)槽,油孔可用木塞,碳棒等堵塞,使堵塞塊高出噴涂層度約一.五mm,以便噴完加工后行清理。（二）零件地噴涂零件噴涂規(guī)范是根據(jù)采用地噴涂設(shè)備,噴涂材料以及零件地結(jié)構(gòu)尺寸等確定。（三）涂后加工噴涂后要對(duì)噴涂層行檢查,通常用螂頭輕輕敲擊,如果發(fā)現(xiàn)清脆地聲音,表示合格,反之聲音低啞,說明噴涂層與零件表面貼合地不緊密,應(yīng)除掉重噴。噴涂層加工,一般是先車后磨,而磨削時(shí)因砂輪易被噴涂層地小順粒堵塞,所以應(yīng)采用粗粒度軟砂輪（粒度三六--四六)。切削,磨削地給量應(yīng)選地小些,切忌對(duì)噴涂層施加過大地壓力。熱噴涂在機(jī)械設(shè)備維修地應(yīng)用熱噴涂技術(shù)在