理论教育 火焰喷涂与重熔的禁忌

火焰喷涂与重熔的禁忌

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:11)粉末火焰喷涂距离忌大于250mm,否则粉末的温度和速度下降,会降低涂层与基体的结合强度和涂层的致密度。

火焰喷涂与重熔的禁忌

1.线材火焰喷涂禁忌

(1)线材火焰喷涂设备选用禁忌

1)喷涂线材的火焰喷枪有多种分类,各种喷枪的特点不一样,忌随意使用:喷涂材料熔点低于750℃时,忌选用中速喷枪,否则会因为材料过熔影响喷涂层成分;喷涂材料熔点高于750℃时,忌选用高速喷枪,否则会出现材料熔化不好,喷涂层质量不高的情况。

2)不同的燃气喷枪必须用相对应的燃气,忌混用。

(2)线材火焰喷涂工艺选用禁忌

1)国产喷枪的燃气压力忌大于0.15MPa。当乙炔压力达到0.15MPa,温度达到580~600℃时,遇火就会发生爆炸。

2)燃气流量需根据喷涂的材料来决定,忌任何材料都用相同的流量。喷涂低熔点材料时,忌用大燃气流量或长火焰,否则会造成材料的烧损、蒸发及涂层中氧化物的含量增多,从而影响涂层质量;喷涂高熔点材料时,忌用小燃气流量,否则会造成喷涂效率低,雾化颗粒的温度和速度低,造成涂层的结合强度低,孔隙率高。

3)喷枪火焰形态忌不随喷涂材料的特性、涂层工作环境而变化。合金钢、不锈钢、铝等材料火焰喷涂时忌用氧化焰,否则涂层中的氧化物含量增加,耐蚀性下降;喷涂陶瓷棒、氧化铝等材料时忌用碳化焰,否则火焰的温度、稳定性和刚度下降,燃烧不完全,燃烧残余物增加,影响喷涂效率,污染涂层。

4)忌用含油水的压缩空气进行火焰喷涂,否则会使火焰燃烧不稳定,喷涂过程中粒子也可能被污染,涂层质量会下降。

5)忌用压力小于0.4MPa的压缩气体进行喷涂,否则涂层的结合强度降低。

6)喷涂距离忌太大或太小,必须在一定范围内。线材火焰喷涂距离忌小于100mm,喷涂距离过小,基体表面的热量增加,造成工件温度的迅速上升,容易引起基体的热变形,严重时导致涂层的开裂和剥落;线材火焰喷涂距离忌大于180mm,否则会降低涂层与基体的结合强度和涂层的致密度。

7)喷涂角度忌小于45°,否则会造成涂层间的粒子结合性降低,涂层组织疏松,空隙增多,涂层质量下降。

8)送丝速度必须保证喷涂材料的雾化效果,忌过快或过慢。线材火焰喷涂时,送丝速度过快,雾化的粒子比较粗大,得到的涂层表面粗糙,甚至发生整段的线材被喷涂到工件表面上的现象,此状态下的喷涂层孔隙率很高;送丝速度过低时,涂层表面比较光滑,缺点是喷涂效率非常低,而且涂层的粒子氧化现象比较严重。喷涂高熔点材料时,忌用高送丝速度,否则会造成雾化颗粒的温度和速度低,使涂层的结合强度低,孔隙率高。喷涂低熔点材料时,忌用低送丝速度,否则会造成材料的烧损、蒸发及涂层中氧化物的含量增多。

9)线材规格选用禁忌:喷涂高熔点材料,线材直径忌太大,有利于提高涂层质量和加快喷涂效率;喷涂低熔点材料时,线材直径忌太小,否则影响喷涂效率,同时使熔滴过熔氧化,影响涂层质量。

(3)线材火焰喷涂应用禁忌

1)修复、强化机械零件时,忌不分析就采用线材火焰喷涂。喷涂修复轴类零件时,轴表面下切忌过大,否则轴强度及承载能力下降过大,会影响零件正常使用。

2)曲轴修复的禁忌:忌不下切磨圆,否则难以得到均匀的喷涂层;忌需喷涂处不进行喷砂或电火花表面粗化处理,否则将出现早期损坏。

3)忌未预热就进行喷涂处理,否则容易出现气孔等缺陷;忌不喷涂结合底涂层,否则难以形成过渡应力,不利于结合强度的提高;忌喷涂后不做清理处理。

4)钢结构腐蚀防护禁忌:线材火焰喷涂涂层用作结构腐蚀防护时,忌不封闭,否则腐蚀介质可以通过通孔与基体表面作用,腐蚀基体并使涂层鼓包、起皮,最终失效;忌乱选封闭,封闭涂层选择不当,会因为耐热性、耐蚀性不佳,很快失效。

2.粉末火焰喷涂禁忌

(1)普通粉末火焰喷涂禁忌

1)黏结底层材料喷涂时,忌黏结底层材料与基体材料不相容,否则会影响喷涂效果。

2)必须注意喷涂黏结底层材料的工件的适用温度范围,否则材料会因为氧化而失效。

3)忌用普通粉末火焰喷枪喷涂锡基合金粉末,否则粉末极易过熔、氧化,难以得到满足使用要求的涂层,喷涂产生的烟雾也对操作者不利。

4)忌用同一种喷嘴喷涂不同材质的粉末。

5)忌用普通金属喷嘴喷涂陶瓷粉末,否则得到的涂层疏松、与基体附着不良,不能使用。

6)喷涂陶瓷时忌喷涂距离不当。距离过短,粉末粒子加热加速不够;距离过长,喷涂粒子温度、速度下降过多。

7)喷涂陶瓷时忌喷涂粉束发散,否则很难得到致密的涂层。

8)喷涂粉末时忌送粉量过大或过小。送粉量过小,喷涂效率太低,基体易过热;送粉量过大,粉末熔化不充分,涂层孔隙率大、不致密,每一道厚度过大还容易造成涂层开裂、剥落。

9)火焰涂层常用粉末粒度范围为140~320目,忌过粗或过细。粉末太粗,得到的涂层表面粗糙,孔隙率高,沉积效率低;粉末太细,粉末易氧化,喷涂烟雾大,涂层质量同样难于保证。

10)粉末火焰喷涂距离忌小于100mm,否则容易造成基体的热变形,同时会引起涂层中产生新的应力,严重时导致涂层的开裂和剥落。

11)粉末火焰喷涂距离忌大于250mm,否则粉末的温度和速度下降,会降低涂层与基体的结合强度和涂层的致密度。

(2)塑料粉末火焰喷涂的禁忌

1)忌用普通粉末火焰喷涂枪喷涂塑料粉末,否则塑料粉末在火焰中燃烧分解,不能形成涂层。

2)忌工件不预热就进行塑料粉末火焰喷涂,否则熔融的塑料粉末会在表面微观轮廓的峰尖上凝固,导致随后黏结失效。

3)火焰预热时,忌用液化气火焰,应选择氧乙炔火焰,否则燃烧产生的蒸汽遇冷基体表面凝结成水,使喷砂火花的表面迅速生锈。

4)预热时喷枪移动速度忌太快,否则经喷砂工件表面也会在潮气作用下生锈,影响涂层结合及涂层使用。

5)火焰喷塑时,忌喷几道粉后再塑化,否则容易形成海绵状涂层;多次塑化则形成夹心涂层,甚至导致涂层失效。

6)工件表面忌不光滑,否则容易造成局部过热露底或涂层偏薄。(www.daowen.com)

7)忌用氧化焰喷塑,否则容易造成塑料粉末燃烧分解,多余的氧与涂层作用也会降低涂层的使用性能。

8)塑料粉末火焰喷涂距离忌小于150mm。喷涂距离过小,会造成涂层过温燃烧、流淌;还会由于粉末未散开造成涂层太厚使涂层开裂或厚薄不均。

9)塑料粉末火焰喷涂距离忌大于300mm。距离过大,粉末颗粒温度下降,沉积效率低,涂层塑化,流平不佳。

10)火焰喷塑时忌不用冷却加速器,否则塑料粉末会在火焰中燃烧分解。

11)火焰喷塑施工时,忌以焊缝、阴角划块,否则会使该处塑料涂层产生缺陷的机会成倍增加。

12)火焰喷塑施工时,忌忽视安全。

13)忌单独用聚乙烯层,因为聚乙烯为非极性聚合物,其与极性金属表面附着力差。

14)固热性粉末喷涂的禁忌:粉末忌太粗,粉末太粗,涂层材料加热塑化不够,形成假固化涂层,假固化涂层在使用时易开裂、甚至成片脱落;粉末忌太细,否则流动性不好,容易遇火燃烧分解,不能形成涂层;忌一道喷涂完成,应分多道喷涂,使涂层固化充分;忌不预热直接喷涂。

15)尼龙粉末喷涂禁忌:忌直接用纯尼龙树脂粉末喷涂,否则粉末与基体结合性能差,涂层易开裂。基体预热温度忌超出140~230℃。温度太低,涂层塑化流平不好;温度太高,尼龙过热老化,分子链断裂,涂层变脆、开裂。

16)特种工程塑料粉末喷涂的禁忌:忌用火焰喷涂聚四氟乙烯及其他氟塑科粉末,因为氟塑料在高温下分解会产生剧毒产物;基体预热温度忌太低,否则钢基体与塑料之间热胀系数的巨大差异将导致结合失效。

3.火焰喷熔及重熔禁忌

(1)火焰熔喷及重熔预处理的禁忌

1)火焰喷熔前,工件表面忌无预处理。

2)非金属材料(如陶瓷、塑料等)忌进行火焰喷熔处理。

3)基体材料中,钨和钼的质量分数忌高于3%,铝、镁、钛、锆等总质量分数忌大于0.5%。否则会影响熔融合金对基材表面的润湿,会降低结合强度及其他性能,甚至在涂层中产生空隙,并可能使基体材料产生应力开裂倾向。

4)工件预热的禁忌:预热温度忌过高或过低,一般为250~300℃,温度过高将导致基材表面急剧氧化;忌用氧化焰预热,否则会增加预热过程中工件表面的氧化。

5)火焰喷熔涂层厚度不要超过2mm,厚度越大则残余应力也越大。

(2)火焰熔喷及重熔工艺的禁忌

1)火焰喷熔材料选择的禁忌:熔点忌过高,自熔合金粉末熔点必须低于基体金属。自熔性忌太差,否则涂层中的氧及工件表面的氧化物难以形成硼硅酸盐玻璃碴,同时也会使喷熔层进一步氧化,致使喷熔及重熔时产生气孔或夹渣,从而影响喷熔层质量及使用性能。含氧量不要太高,忌有渣,含氧量及渣含量提高,粉末自熔性下降,从而影响喷熔层质量。液固相线温度忌太窄,一般50~150℃较为合适。润湿性忌太差,否则将影响形成合金与基体溶解和扩散的条件。粉末粒度忌太粗或太细,粉末太粗,加热不足;粉末太细,易出现过烧、氧化严重等现象。

2)一步法喷熔忌选择粗粒度粉末,否则粉末难以充分熔化,影响喷涂效率。

3)二步法喷熔忌选择细粒度粉末,否则细粉末易在喷涂火焰中氧化,造成自熔性能下降,致使重熔时产生气孔或夹渣,影响喷熔层的质量及使用性能。

4)重熔功率忌不足,否则将导致涂层因重熔时间太长而产生氧化,甚至重熔失败。

5)二步法喷熔时忌选择氧化焰,以防止喷涂材料氧化。

6)二步法喷熔时忌选择硬火焰,否则高速火焰使熔化表面吹皱,甚至把熔融合金吹散,造成露底。

7)二步法喷熔时忌预热不充分、不均匀,否则就会出现重熔时粉末涂层局部熔化不完全或冷却时涂层出现裂纹。

8)重熔枪移动速度忌过快及过慢,否则造成重熔温度不足或过熔,影响重熔涂层的质量。

9)火焰重熔时忌从端部开始,以避免接头处收缩和疏松。

10)不喷时,预热温度忌低于670~700℃,否则粉末中的硼、硅无法使重熔层表面的氧化镍还原。

11)火焰重熔开始时忌重熔枪口与工件距离太近,否则涂层温度剧增,膨胀比基体大得多,易使涂层与基体表面分离。

12)当喷熔层很厚时,忌一次完成喷涂重熔,因为一层重熔厚涂层会出现涂层淌流等问题。

13)几种零件火焰喷熔的禁忌:在较大的零件上进行局部火焰喷熔时,忌小面积急剧加热,否则会造成涂层不润湿,涂层与基体剥落、开裂等现象;爪类带尖的零件火焰喷熔,忌从底部开始重熔,应从尖部开始;壁厚有变化的零件火焰喷熔时,忌从厚壁向薄壁方向进行;火焰喷熔时,忌忽视变形的影响。

14)铸铁零件火焰喷熔的禁忌:忌采用硬度高、塑性差的自熔合金粉末;加热温度忌超过铸铁熔点,否则将会使基体局部熔化,易产生裂纹和形成白口,致使喷熔失败。

15)重熔方法选择禁忌:不允许氧化的零件忌用火焰重熔或普通炉内重熔;形状复杂的修复类零件忌用火焰重熔;不允许变形的零件忌使用喷熔强化。

(3)火焰熔喷及重熔后处理的禁忌

1)火焰喷熔后工件忌在空气中自然冷却,否则易使工件和喷焊层产生应力、变形,甚至裂纹等缺陷。

2)奥氏体不锈钢零件忌长时间保持在430~840℃的温度下或在这个范围内逐渐冷却,否则会使得工件的耐蚀性和耐热性下降。

3)工具钢、马氏体不锈钢零件,喷熔后忌放在温度低于500℃的炉内缓冷,否则喷熔层极易产生裂纹。

4)长度大的轴类零件喷熔后忌立即停止工件转动,否则工件冷却时极易变形。

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