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等离子喷涂加工工艺的基本原理

更新时间  2021-03-04 16:54:17 阅读

等离子喷涂加工工艺是一种较为新的热喷涂技术性,等离子喷涂加工工艺的基本原理是更改原材料的表层特性,用某类热原将喷涂原材料加温到熔融或半熔融情况,将其吹出细微颗粒物,根据岛速气旋将其喷涌到基材原材料的表层,产生一种各种各样涂层的涂层生产加工方式,等离子喷涂不但具备与别的喷涂方式同样的规格,并且具备零件规格不受到限制、基材原材料宽、生产加工边沿小、一般基件表层的喷涂加强等优势。

等离子喷涂是一种原材料表层加强和表层改性材料的技术性,能够使基材表层具备耐磨损、耐腐蚀、耐热空气氧化、绝缘、隔热保温、防电磁辐射、减磨和密封性等特性。等离子喷涂技术性是选用由直流电源驱动器的等离子电弧做为热原,将瓷器、铝合金、金属材料等原材料加温到熔化或半熔融状态,并以髙速喷向历经预备处理的产品工件表层而产生粘附坚固的表层的方式。等离子喷涂亦有用以诊疗主要用途,在人工合成人体骨骼表层喷涂一层数十μm的涂层,做为加强人工合成人体骨骼及提升其感染力的方式。

等离子喷涂技术性是继火苗喷涂以后大力推广起來的一种新式多功能的高精密喷涂方式,它具备:①高温高压特点,便于开展高溶点原材料的喷涂。②喷涌颗粒的速率高,涂层高密度,粘接抗压强度高。③因为应用稀有气体做为工作中汽体,因此 喷涂原材料不容易空气氧化。

喷涂基本原理

等粒子喷涂是运用等离子弧开展的,正离子弧是缩小电弧,与随意电弧相较为,其弧柱细,电流强度大,汽体电离度高,因而具备溫度高,动能集中化,弧可靠性好等特性。

按接电源方式不一样,等离子弧有三种方式:

①非迁移弧:指在负极和喷嘴中间所造成的等离子弧。这类状况正级接在喷嘴上,产品工件不感应起电,在负极和喷嘴的内腔中间造成电弧,工作中汽体根据负极和喷嘴中间的电弧而被加温,导致所有或一部分水解,随后由喷嘴喷出来产生等离子火苗(或叫等离子水射流)。

等离子喷涂

等离子喷涂选用的便是这类等离子弧。

②迁移弧:电弧离去喷漆枪迁移到被生产加工零件上的等离子弧。这类状况喷嘴不插线,产品工件接正级,电弧飞跃喷漆枪的负极和阳极氧化(产品工件)中间,工作中汽体紧紧围绕着电弧送进,随后从喷嘴喷出来。

等离子激光切割,等离子弧电焊焊接,等离子弧冶炼厂应用的是这类等离子弧。

③协同弧:非迁移弧点燃迁移弧并加温金属粉,迁移弧加温产品工件使其表层造成溶池。这类状况喷嘴,产品工件均接在正级。

等离子喷焊选用这类等离子弧。开展等颗粒喷涂时,最先在负极和阳极氧化(喷嘴)中间造成一直流电弧,该电弧把导进的工作中汽体加温水解成高溫等离子体,并从喷嘴喷出来,产生等离子焰,等离子焰的溫度很高,其管理中心溫度达到30000°k,喷嘴出入口的溫度达到15000~20000°k。焰流速率在喷嘴出入口达到1000~2000M/s,但快速衰减系数。粉末状由送粉器送进火苗中被熔融,并由焰流加快获得高过150m/s的速率,喷涌到基材原材料上产生膜。

发展前途

在等离子喷涂的基本上又发展趋势了几类新的等离子喷涂技术性,如:

1.真空泵等离子喷涂(又叫底压等离子喷涂)

真空泵等离子喷涂是在氛围可控性的,4~40Kpa的密封性房间内开展喷涂的技术性。

由于工作中汽体等离子化后,是在底压氛围中边澎涨容积边喷出来的,因此 射流速率是亚音速的,并且特别适合于对空气氧化高宽比比较敏感的原材料。

2.水稳层等离子喷涂

前边说的等离子喷涂的工作中物质全是汽体,而这类方式的工作中物质并不是气只是水,它是一种大功率或髙速等离子喷涂的方式,其原理是:

喷漆枪内进入髙压流水,并在枪筒内腔产生涡旋,这时候,在枪身后侧的负极和枪身前侧的转动阳极氧化间造成交流电电弧,使枪筒内腔表层的一部分挥发、溶解,变为等离子态,造成持续的等离子弧。因为转动涡旋水的聚束功效,其比能量提升,点燃平稳,因而,可喷涂高溶点原材料,尤其是金属氧化物瓷器,喷涂高效率十分高

3.气稳等离子喷涂

气稳等离子喷涂的基本原理是由等离子喷漆枪(等离子弧产生器)造成等离子水射流(电弧焰流)。喷漆枪的电级(负极)和喷嘴(阳极氧化)各自接整流电源的正、负级,向喷漆枪提供工作中汽体(Ar、N2等),根据高频率火苗点燃电弧。电弧将汽体加温到很高的溫度,使汽体水解,在热收缩膜效用、自磁收拢效用和机械设备效用的功效下,电弧被缩小,造成非转移癌等离子弧。高溫等离子汽体从喷嘴喷出来后,容积快速澎涨,产生高溫髙速等离子水射流。送分气旋促进粉末状进到等离子水射流后,被快速加温到熔化或半熔融状态,并将等离子水射流加快,产生翱翔板材的喷涂电子束,相继撞到经预备处理的板材表层,产生涂层。空气等离子喷涂用氩气、N2、氡气做为等离子气。

等离子喷涂优势

1、基材遇热小、零件不形变,不更改热处理工艺情况。

因为喷涂时零件不感应起电,基材金属材料不熔融,因此 虽然等离子焰流的溫度较高,但动能十分集中化,等离子弧的径向温度场非常大,一般零件升温不超过200℃,则零件不容易产生形变,这针对厚壁件、长细杆及其一些高精密零件的修补十分有益。因为在200℃下列基材金属材料的热处理工艺特性不容易产生变化,能够对一些高韧性不锈钢板材执行喷涂。

2、加工工艺平稳,涂层品质高。

等离子喷涂的各加工工艺主要参数都可以定量分析操纵,加工工艺平稳,涂层重现性好。在等离子喷涂中,熔融状态颗粒的飞出速度达到180~480M/s乃至高些,远比氧-乙炔气体焰粉末状喷涂时的颗粒飞出速度45~120M/s高。熔化粒子在和零件撞击时形变充足,涂层高密度,与基材的融合抗压强度高。等离子喷涂层与基材金属材料的反向融合抗压强度一般为30~70MPa,而氧-乙炔气体焰喷涂一般为5~20MPa。因为等离子喷涂时能够根据更换汽体来操纵氛围,因此涂层中的氧含量或氮成分能够大大减少。

3、可以喷涂的原材料普遍,涂层的类型多。

因为等离子焰流的溫度高,能够将各种各样喷涂原材料加温到熔融状态,因此可供等离子喷涂应用的原材料十分普遍,进而还可以获得多种多样特性的喷涂层,如耐磨损涂层,隔热保温涂层、抗高溫空气氧化涂层、绝缘层涂层这些。就涂层的丰富性而言,氧-乙炔气体焰喷涂、电弧喷涂、高频率磁感应喷涂和发生爆炸喷涂都不如等离子喷涂。



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