设备维修 - 热喷涂层的结构与特性
热喷涂的缺点:
①喷涂层与基体结合强度较低,不能承受交变载荷和冲击载荷;②基体表面制备要求高;
③热喷涂工艺受多种条件影响,涂层质量尚无有效检测方法。
常用热喷涂方法有乙炔一氧焰粉末喷涂、乙炔一氧焰线材喷涂、电弧线材喷涂及等离子喷涂等。乙炔·氧焰粉末喷涂用的设备简便,可在现场施工,适用于设备维修。
从喷涂材料一次沉积在基体上的分布状态看,中心密集,外部疏散,形成中厚外薄的沉积层。由于散状物料喷射时,焰流中心至外围的温度、密度、速度呈递减规律,导致涂层与基体结合强度相应地由内向外降低。
当喷枪与工件相对位移时,由于喷涂中心位移,使前面的疏散沉积层被后面的密集层覆盖,形成沉积状态和结合强度都不均匀一致的涂层。熔滴在喷射过程中与工作气体和空气接触,产生氧化杂质物和孔隙。
这样,最终的涂层含有氧化杂质物和孔隙,孔隙约占涂层体积的15%。可见涂层的组织结构是不均匀的,并有难以避免的缺点。
涂层与基体的结合主要是机械结合。结合强度的大小与基体表面形态和温度有关。在工件表面加工出凹槽或螺纹,对消除残余应力和改善结合强度均有较好效果。
采用自粘接镍铝复合材料作与基体的黏结层(基层),既能提高结合强度,又为工作层提供了活性表面,有利于工作层的结合。
热喷涂的力学性能如下:
①涂层与基体结合抗拉强度只有30~50N/m㎡,不适于承受拉伸载荷。抗剪强度也低,不宜用于过盈配合的零件。
②一般抗压强度为抗拉强度的3~4倍。薄涂层比厚涂层更适合承受压力载荷。
③热喷涂层多孔、质脆,宏观硬度通常为130~450HB。
④热喷涂层具有较好的抗磨损性。
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