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在等离子喷涂过程中有哪些工艺参数影响喷涂

发布时间:2019-5-8 8:25:11 | 信息来源:
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等离子喷涂过程中,有许多工艺参数会影响涂料的质量,主要是:
1等离子气体:气体选择的原理主要是基于可用性和经济性,N2气体价格便宜,离子火焰热量高,传热快,有利于粉末的加热和熔化,但对于粉末或基质容易发生氮化反应无资料。氩气具有电离电位低,等离子弧稳定,易燃,短弧火焰,适合喷涂小型或薄型部件,而氩气具有良好的保护作用,但氩气的热量低,价格昂贵。
气体流速直接影响等离子体火焰流的焓和流速,从而影响喷涂效率,涂层孔隙率和粘合力。如果流速太高,气体将从等离子体射流中带走有用的热量并增加喷射颗粒的速度,减少喷射颗粒在等离子火焰中的“停滞”时间,使颗粒到达变形所需的一半。在熔融或塑性状态下,涂层粘合强度,密度和硬度差,沉积速率也显着降低;相反,电弧电压值不合适,喷涂颗粒的速度大大降低。在极端情况下,喷涂材料可能会过热,导致喷涂材料过度熔化或蒸发,导致熔融粉末颗粒聚集在喷嘴或粉末喷嘴处,然后以相对较大的球形沉积到涂层中,形成大的空隙。
2弧功率:
电弧功率太高,电弧温度升高,更多的气体将转换成等离子体。在高功率和低工作气体流速的情况下,几乎所有工作气体都转化为活性颗粒流,并且颗粒的等离子体温度也非常高。高,可以蒸发一些喷涂材料并引起涂层组成的变化,并且喷涂材料的蒸汽在基材和涂层之间或涂层的层压材料之间冷凝,导致粘合不良。另外,可以烧蚀喷嘴和电极。
如果电弧功率太低,则获得部分离子气体和具有较低温度的等离子火焰,这反过来导致颗粒的加热不充分,并且涂层的粘合强度,硬度和沉积效率低。
3粉末供应
送粉速度必须与输入功率兼容。如果太大,将发生粉化(未熔化),导致喷雾效率降低。如果它太低,粉末将被严重氧化并且基材将过热。
进料位置也影响涂层结构和喷涂效率。通常,必须将粉末送至火焰核心以实现最佳加热和粉末的最大速度。
4喷涂距离和喷涂角度
从喷枪到工件的距离影响喷射颗粒和基板撞击的速度和温度。涂层和喷涂材料的特性对喷涂距离敏感。
如果喷涂距离太大,粉末的温度和速度将降低,粘合力,孔隙和喷涂效率将显着降低。如果它太小,则基材的温度将升得太高,并且基材和涂层将氧化,这将影响涂层的粘合。在允许主体温度升高的情况下,喷射距离适当地更小。
喷射角度:指火焰流动轴线与被喷射工件表面之间的角度。当角度小于45度时,由于“阴影效应”,涂层结构劣化形成空隙,导致涂层松散。5喷枪和工件的相对速度
喷枪的速度应使涂层平整,并且没有喷涂背面的痕迹。也就是说,每个笔划的宽度应该完全重叠。在满足上述要求的前提下,在喷涂操作中一般采用较高的喷枪移动速度,从而防止局部热点和表面氧化。
6基板温度控制
理想的喷涂工件是将工件预热到喷涂过程中达到的温度,然后使用喷射冷却方法在喷涂过程中保持原始温度。
近年来,在等离子喷涂的基础上开发了几种新的等离子喷涂技术,例如:
3.真空等离子喷涂(也称低压等离子喷涂)
真空等离子喷涂是一种可控制气氛并在4至40Kpa的密封室中喷涂的技术。
由于工作气体被等离子体化并在低压气氛中膨胀体积的同时喷射,因此喷射速度是超音速的,并且非常适合于对氧化高度敏感的材料。
4.水稳定等离子喷涂
上述等离子喷涂的工作介质均为气体,该方法的工作介质不是气体而是水。它是一种高功率或高速等离子喷涂方法,其工作原理是:
将高压水流引入喷枪中,并在筒的内壁上形成涡流。此时,在枪体后部的阴极和枪体前部的旋转阳极之间产生直流电弧,使得枪管内壁表面的一部分蒸发,分解,并且改变。在等离子体状态下,产生连续的等离子弧。由于旋转涡流水的聚束作用,能量密度增加并且燃烧稳定。因此,可以喷涂高熔点材料,特别是氧化物陶瓷,并且喷涂效率非常高。

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