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超音速喷涂原理工艺优化二

更新时间  2018-06-06 14:39:05 阅读

1.超音速喷涂过程优化程序

采用诊断传感器对喷雾过程进行监测,测量喷雾流中颗粒表面的温度和速度。将设备与喷雾流正确地放置在一起是非常重要的.通过控制气体流量、燃料氧比或室内背压,形成不同的颗粒状态。为了更详细地检查涂层的形成,可以在使用诊断工具的同时对单个的碎片进行喷涂。通过对抛光基片的碎片研究,可以分析颗粒的熔化状态,从而获得更多关于不同涂层形成过程的信息。通过Splat分析表明,上篇文章就有说明:超音速喷涂原理工艺优化之一,当粒子温度较高时,较小的NiCr颗粒会受到更多的氧化。在基片上沉积高速粒子时,通常会形成气囊,特别是当粒子未完全熔化时。与原料材料相比,完全熔融的NiCr颗粒形成了较小的颗粒碎片。铝碎片实例2O3在显示了不同喷涂参数导致的喷射粒子的不同熔化状态。涂层的微观表征及喷涂后涂层的厚度、孔隙率、片状结构、扁平率、氧化水平、结合度、硬度、弹性模量的测试等等。可以链接到过程变量。当工艺变量、涂层组织和性能之间存在联系时,也可以进行反向推导。当某个属性是目标时,可以通过进程映射向后退,并确定正确的过程参数以实现所需的属性。

超音速喷涂原理工艺的优化过程

喷涂Al在不同熔炼、平缓和飞溅行为中的SEM图2O3粒子可以被检测到。使用的喷雾参数如下:a)776升/分钟H2/272升/分氧2/20升/分钟N2(燃油比2.85),150毫米离地距离,(b)776/272/20(2.85)200毫米,(c)699/349/20(2.00)150毫米d)747/301/20(2.48)150毫米。

可以使用三个操作气/液流量变量来控制超音速喷涂过程:(一)使用过的气体/液体的选择;(二)气体/液体的总体积流量;(三)它们之间的比率(氧/燃料)。这些因素对颗粒速度(腔内背压)和颗粒温度都有影响。超音速喷涂的独立运行参数可以是氧气、燃料、氮气和空气流量。其他重要的变量包括喷雾距离和沉积速率(如进给速度和机器人速度的组合)。气体流量控制可以作为颗粒状态测量(T,V)的工具,也可以作为使用不同燃料、燃烧室和喷嘴的工具,从而显著改变颗粒状态。

必须对喷涂过程进行校准,以防止或估计测量中的误差。在流程中使用反馈控制可以实现这一点。在执行过程图过程中重复某一条件,表明数据的散布和误差,无论是对温度和速度的测量。由于输入参数(发射率)、仪器、气体流量和进料速度的控制以及喷嘴和注射磨损的退化效应而产生误差这可能会影响在较长时间内获得的温度-速度值,因此在整个喷涂过程中需要计算、重新计算和重新调整喷涂参数。

以超音速喷涂NiCr粉末为例,说明了富氧火焰的影响,导致了较高的温度和较低的喷涂速度。当使用富燃料火焰时,温度降低(随着火焰能量的降低),颗粒速度增加。传递给粒子的动能和热能取决于火焰能量(所用燃料的焓、燃料密度和燃料与氧的比率)。火焰的能量越高,粒子的动能和热能就越高。气流对火焰的增加通过增加颗粒对火焰的阻力和缩短停留时间,使火焰温度降低,颗粒速度略有增加。燃料-氧混合物的变化会引起更大的影响。进料率对动能和热能也有影响。提高NiCr粉末的进料速度可观察到火焰淬灭效应,在[1]中超音速喷涂碳化钨喷涂工艺简介

涂层的氧化物含量主要由反应过程决定.较长的火焰通过缩短与周围环境的相互作用和燃烧火焰中的氧气来保护粒子不受氧化,这是一种所谓的屏蔽效应。因此,富燃料条件下产生的金属涂层氧化较少。较高的粒子速度可减少颗粒过热,从而防止碳化物的氧化和脱碳另一方面,较高的粒子温度会导致较高的氧化物含量。

2.超音速喷涂过程映射

颗粒状态受燃气化学(燃料/氧比)、总气体流量和能量输入的影响,影响颗粒的温度、速度,进而影响涂层的形成动力学和性能。工艺-结构-性能关系可用工艺图表示,可作为涂层加工的设计工具。过程映射是过程变量和输出响应之间的相互关系工艺映射优化工具在等离子喷涂工艺中得到了广泛的应用,但它也可以成功地应用于超音速喷涂过程。


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