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电弧喷涂

一:电弧喷涂的定义 :
电弧喷涂是利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧来熔化金属,用高速气流把熔化的金属雾化,并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层的技术。
电弧喷涂是钢结构防腐蚀、耐磨损和机械零件维修等实际应用工程中最普遍使用的一种热喷涂方法。
电弧喷涂系统一般是由喷涂专用电源、控制装置、电弧喷枪、送丝机及压缩空气供给系统等组成。
电弧喷涂长效防腐复合涂层是指电弧喷涂金属涂层外加封闭涂层的复合涂层,
电弧喷涂金属涂层主要有电弧喷涂锌、铝及其合金涂层,封闭涂层包括封闭底层、封闭中间层和封闭面层。
电弧喷涂长效防腐复合涂层对钢铁基体的防腐原理是物理屏蔽和阴极保护联合作用,封闭涂层的主要作用是物理隔离各种腐蚀介质对金属喷涂层和钢铁基体的侵蚀,电弧喷涂金属涂层对钢铁基体提供牺牲自己保护钢铁的阴极保护作用。喷锌或铝后封闭处理所形成的复合涂层,其耐蚀性比喷锌或铝涂层和封闭涂层两者单独耐蚀寿命值之和要高出50~130%。这种效应被称为最佳协同效应(Synergy Effect电弧喷涂长效防腐复合涂层的寿命推算公式为:复合涂层防腐寿命=(喷铝涂层寿命+封闭涂层寿命)×1.5~2.3。

 
二:喷涂材料
电弧喷涂材料一般为线材,如锌丝,铝丝,铝合金丝(Ac 铝,AS铝),铜丝等。粉末材料主要用于火焰喷涂.
1、电弧喷涂涂层的多样性
涂层的多样性源于喷涂材料的多种选择、工艺参数的可控及喷涂方法的可变。喷涂粉末材质逾百种,线材和棒材也有数十种,不同的喷涂方法和工艺参数的变化,能使同一材质形成不尽相同的涂层。如此,这些变数的组合就可得到一组"菜单式"的涂层系列,当你需要具有某种特性的涂层时,只需从中择取即是。
2、涂层类别
喷涂材料喷涂而成的涂层依据它们的成分可以分为10个系列;
(1)铁、镍和钴基涂层;
(2)自熔合金涂层;
(3)有色金属涂层;
(4)氧化物陶瓷涂层;
(5)碳化钨涂层;
(6)碳化铬和其他碳化物涂层;
(7)难熔金属涂层;
(8)氧化物陶瓷涂层;
(9)塑料基涂层;
(10)金属陶瓷涂层。
3、涂层功能
依据美国F.N.LONGO对热喷涂涂层的分类方法[4],涂层按功能可分为:
(1)耐磨损涂层
包括抗粘着磨损、表面疲劳磨损涂层和耐冲蚀涂层。其中有些情况还有抗低温(<538℃)磨损和抗高温(538~843℃)磨损涂层之分。
(2)耐热抗氧化涂层:该种涂层包括高温过程(其中有氧化气氛、腐蚀性气体、高于843℃的冲蚀及热障)和熔融金属过程(其中有熔融锌、熔融铝、熔融铁和钢、熔融铜)所应用的涂层。
(3)抗大气和浸渍腐蚀涂层:大气腐蚀包括工业气氛、盐性气氛、田野气氛等造成的腐蚀;浸渍腐蚀包括饮用淡水、非饮用淡水、热淡水、盐水、化学和食品加工等造成的腐蚀。
(4)电导和电阻涂层:该种涂层用于电导、电阻和屏蔽。
(5)恢复尺寸涂层:该种涂层用于铁基(可切削与可磨削的碳钢和耐蚀钢)和有色金属(镍、钴、铜、铝、钛及他们的合金)制品。
(6)机械部件间隙控制涂层:该种涂层可磨。
(7)耐化学腐蚀涂层:化学腐蚀包括各种酸、碱、盐,各种无机物和各种有机化学介质的腐蚀。

 
三:喷涂方法
以提供热源的不同,可分为燃烧法及电热法。前者包括燃烧火焰喷涂、爆炸喷涂及高速火焰喷涂(HVOF);后者包括电弧喷涂及等离子喷涂(又分常压等离子喷涂、低压等离子喷涂与水稳等离子喷涂)。
在进行火焰喷涂和电弧喷涂前需做预前处理,即喷砂处理(抛丸处理对于某种特殊的工件特殊情况可能达不到一定程度的效果),以达到一定的结合强度,避免喷涂层掉落。
喷涂工艺对涂层产生重要影响的是喷涂温度(严格点说,是熔滴冲击基体表面时的温度)和熔滴冲击基体表面的速度。

 
四:涂层的形成及其评价
喷涂材料经过具有某种热源形式的喷涂设备喷射之后,在到达被喷涂的基体表面之前,其飞行时间只有几千分之一秒或更少。在如此之短的时间内,它被加热、熔化或半熔化,形成细小而分散的熔滴,冲向基体表面,被击成扁平的叠状小片,先前生成的扁片又被后来者所覆盖,很快就形成由很多扁平罗叠而成的覆盖层,即为喷涂层。热源温度越高,熔滴冲击速度越大,形成的涂层越致密。
涂层性能与诸多因素有关,表明了涂层性能与喷涂方法及材质之间的关系。

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