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热喷涂表面预处理的步骤及技巧

更新时间  2018-09-12 14:25:56 阅读

热喷涂的表面预处理一般分成表面预加工(Processing),表面净化和表面粗化(或活化)三个步骤(procedure)来进行。氧化铝喷涂工业氧化铝是由铝矾土(Al2O3·3H2O)和硬水铝石制备的,对于纯度要求高的Al2O3,一般用化学方法制备。Al2O3有许多同质异晶体,目前已知的有10多种,主要有3种晶型,即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中结构不同性质也不同,在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。

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1、表面预加工(Processing)
其目的:一是使工件表面适合于涂层沉积(sedimentation),增加结合面积;二是有利于克服涂层的收缩应力。氧化铝喷涂氧化铝化学式Al2O3。是一种高硬度的化合物,熔点为2054℃,沸点为2980℃,在高温下可电离的离子晶体,常用于制造耐火材料。对工件的某些部位作相应预加工(Processing)以分散涂层的局部(part)应力,增加涂层的抗剪能力。常用的方法(method)是切圆角和预制涂层槽。工件表面粗车螺纹也是常用的方法之一,尤其在喷涂大型工件时常用车削螺纹来增加结合面积。车削螺纹应注意二个问题,首先是螺纹截面要适合于喷涂,矩形截面或半圆型截面不利于涂层的结合。此外,螺纹不宜过深,否则将喷涂过厚,成本(Cost)增加。也可对涂覆表面进行“滚花”或将车削螺纹和滚花结合起来。
2、表面净化
常采用溶剂清洗,碱液清洗和加热脱脂等方法,以除去表面油污,保持清洁度。常用的清洗溶剂有:汽油、二甲酮(Propanone)、四氯甲烷(carbon tetrachloride)和三氯已烯。对大型修复工件常采用碱液清洗。碱液一般用氢(Hydrogen)氧化(oxidation)钠(化学式:NaOH) 或碳酸(Acerbity)钠等配制,这是一种较廉价(解释:指便宜的价钱)的方法。

3、超音速喷涂粗化处理(processing)
喷涂可使清洁的表面形成均匀而凹凸(āo tū)不平的粗糙面,以利于涂层的机械结合。超音速喷涂是1981年美国的Browing发明了发明的一种新型热喷涂技术。超音速火焰喷涂(HVOF)设备的核心为喷枪,喷枪由燃烧室(使喷涂材料粒子得到充分加热加速)、Laval喷嘴(将焰流加速到超音速)和等截面长喷管(使喷涂材料粒子得到充分加热加速)三部分组成。用干净的压缩(compression)空气驱动清洁的砂粒对工件表面喷射,可使基材表面产生压应力,去除(qùchú)表面氧(Oxygen)化(oxidation)膜,使部分表面金属产生晶格畸变,有利于涂层产生物(Organism)理结合。基材金属在喷涂后可获得干净、粗糙和高活性的表面。这是重要的预处理(processing)方法。
超音速喷涂常用的磨料是:白刚玉(纯三氧化二铝(Al)),棕刚玉(氧化铝+氧化铁),硅砂等。白刚玉砂硬度(Hardness)高,破碎率低,喷涂效果(effect)好。棕刚玉也是一种常用磨料,价格适中,硅砂硬度高但破碎率也高,冷硬铁砂或钢砂也可用来喷涂,砂粒必须干净,以免二次污染表面,砂粒的粒度应根据工件的具体形状来选择(Select)。在超音速喷涂操作中应注意喷涂距离和角度,距离一般在100~300mm范围内选择,对于薄壁工件和柔性工件应特别注意不得强力喷涂。超音速喷涂时应避免垂直喷涂,角度控制在45°~70°间。对表面硬度低的材料(Material),如铜、铝、锌等质软的、延展性好的金属,尤其要注意喷涂距离和角度的控制,否则会使较多的砂粒碎片嵌入(to insert)基材。喷涂后的表面具有较高的活性,在大气中极易氧化,应妥加保护,并尽快进行喷涂,一般不得超过4h。


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