熱噴涂技術(shù)適用范圍
無論是機(jī)械零件還是金屬構(gòu)件，最突出的問題就是表面磨損或腐蝕或者兩者皆之。這里簡要介紹一下美國METCO公司的涂層應(yīng)用指南
１、耐磨損——熱噴涂技術(shù)在高溫和低溫下最大的應(yīng)用領(lǐng)域。這類涂層具體分為以下幾種：
（1）耐粘著磨損或劃傷——兩個表面相對滑動， 碎屑從一個表面粘到另一個表面時，發(fā)生粘著磨損或劃傷。專用典型涂層為鈷基碳化鎢、鎳鉻/碳化鉻涂層。
（2）耐磨粒磨損——當(dāng)較硬表面在較軟表面上滑動，而且兩表面之間存在磨損時， 發(fā)生磨粒磨損。當(dāng)纖維和絲線在表面高速通過時，也發(fā)生磨粒磨損。專有典型涂層為鈷基鎳鉻合金、自熔合金混合鉬、氧化鉻涂層。
（3）耐微振磨損——重復(fù)加載和卸載產(chǎn)生周期應(yīng)力導(dǎo)致表面開裂和大面積脫落。 專用典型涂層為氧化鋁/二氧化鈦涂層。
（4）耐氣蝕磨損——液體流動在表面產(chǎn)生機(jī)械沖擊。 專用典型涂層為鋁青銅涂層。
（5）耐沖蝕磨損——?dú)怏w或液體攜帶粒子高速沖擊表面時，發(fā)生沖蝕磨損。 專用典型涂層為氧化鋁/二氧化鈦、氧化鋁涂層。
２、耐高溫抗氧化——這類涂層抗化學(xué)或物理分解，改善零件的高溫性能。這類涂層分為以下幾種：
（1）熱障涂層——在零件和高溫環(huán)境之間充當(dāng)熱屏障。 典型涂層為用氧化釔做穩(wěn)定化處理的氧化鋯涂層。
（2）抗高溫氧化涂層——保護(hù)基體抗高溫氧化。典型涂層為鎳/鉻涂層。
（3）耐熱腐蝕涂層——保護(hù)暴露在熱腐蝕性氣體中的基體。典型涂層為鎳/鉻涂層。
3、防腐蝕涂層——選擇這類涂層比較復(fù)雜，因?yàn)榱慵诜蹱顟B(tài)， 環(huán)境溫度和各種介質(zhì)對涂層材料都有一定的要求，一般采用鈷基合金、鎳基合金和氧化物陶瓷等作為涂層材料，通過提高涂層的致密性，堵住腐蝕介質(zhì)的滲透；合理選擇涂層材料與零件基材的氧化/還原電位，防止電化學(xué)腐蝕，涂敷抑制腐蝕的封孔劑。
4、導(dǎo)電涂層或絕緣涂層——這類涂層又分為以下幾種：
（1）導(dǎo)電涂層——專用典型涂層為銅涂層。
（2）絕緣涂層——專用典型涂層為氧化鋁涂層。
（3）屏蔽涂層——抗電磁干擾（EMI）或高頻干擾（RFI）專用典型涂層為銅涂層。
5、恢復(fù)尺寸涂層——這類涂層主要用于修補(bǔ)因磨損或加工超差的零件。 對涂層材料的選擇主要取決于零件的使用要求。
6、間隙控制涂層——這類涂層提供緊密的封嚴(yán)間隙， 顯著提高設(shè)備性能和運(yùn)轉(zhuǎn)效率。與配合零件接觸時，涂層優(yōu)先受控磨損。典型涂層為鎳/石墨、 聚酯鋁混合物、鋁/石墨涂層。
選擇熱噴涂的主要依據(jù)（在選擇熱噴涂以前，必須弄清以上幾個方面的問題）
（1）零件的服役情況 零件在何種介質(zhì)中工作；零件的工作溫度；零件的受力情況及負(fù)荷大??；零件的失效原因。
（2）零件的理化狀態(tài) 零件的材質(zhì)、成份、尺寸和外形；是否用過其它表面處理方法；熱膨脹系數(shù)；以及磨損的部位和面積；
（3）對涂層的技術(shù)要求 如涂層的厚度、硬度和結(jié)合強(qiáng)度；尺寸和變形極限和精度等級；機(jī)加工性能以及所需的表面粗糙度等；
（4）經(jīng)濟(jì)上的合理性 采用熱噴涂對新制件的預(yù)保護(hù)或?qū)κЪ男迯?fù)，除了技術(shù)上的必要性外，絕大多數(shù)是出于經(jīng)濟(jì)上的原因。經(jīng)計算，一般的噴涂費(fèi)用只占零件價格的20%左右，當(dāng)然也有占的比例較大的，甚至大大超過零件本身的價格，然而經(jīng)噴涂過的零件其使用壽命比未噴涂的至少要提高幾倍至幾十倍。有些大的零件或者制造周期長的零件，一旦損壞后，很難及時配購，而采用熱噴涂彌補(bǔ)了由停機(jī)帶來的損失，經(jīng)濟(jì)上還是合算的。 熱噴涂技術(shù)在我國推廣應(yīng)用情況
熱噴涂技術(shù)是一項低投入、高產(chǎn)出的項目，通過噴涂及表面強(qiáng)化或予保護(hù)或者修舊利廢，其壽命可以成倍甚至幾十倍增長。我國目前已能生產(chǎn)三十幾個品種噴涂設(shè)備，上百種噴涂材料，上述十種噴涂方法國內(nèi)已采用，這種新的表面工程技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各部門，取得了重大經(jīng)濟(jì)效益，從“六五”開始，連續(xù)三個五年計劃被國家列為重點(diǎn)推廣項目，據(jù)不完全統(tǒng)計，“六五”取 得直接經(jīng)濟(jì)效益十七億元，“七五”為二十四億元，“八五”為三十五億元。各地區(qū)、各部門都抓住了一批量大面廣的典型件進(jìn)行推廣應(yīng)用。如：冶金部的高爐渣口；鐵道部的氣閥活塞環(huán)和鋼軌修復(fù)；煤碳部的刮板機(jī)中部槽及壓液支柱；石油行業(yè)的各種柱塞及鉆桿接頭；機(jī)械行業(yè)的閥門密封面；造紙行業(yè)的烘缸；航空部門的熱障涂層等等，目前推廣應(yīng)用在全國熱噴涂協(xié)作組的統(tǒng)一組織與協(xié)調(diào)下，已形成了網(wǎng)絡(luò)和體系，為進(jìn)一步推廣應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件，但就地區(qū)、部門之間發(fā)展還不平衡，特別一些重工業(yè)基地，還應(yīng)該大力推廣應(yīng)用。 熱噴涂技術(shù)推廣應(yīng)用的重大意義
據(jù)世界各國有關(guān)部門統(tǒng)計，發(fā)達(dá)國家每年由于磨損和腐蝕造成的損失約占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值 10 ％左右（其中磨損，腐蝕各占 5 ％）。
數(shù)據(jù)表明：
1976 年美國國家標(biāo)準(zhǔn)局公布:1975 年全國腐蝕損失700億美元,相當(dāng)于國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值 4 ％，磨損斷裂損失每年預(yù)計 1400 億美元。
英國： 1971 年僅不列顛島磨損為 13.65 英磅。
瑞士： 1969 年僅對二百萬輛汽車統(tǒng)計，損失 5 億克朗。
我國： 1981 年腐蝕為 100 － 150 億元人民幣， 1980 年對十個大化工企業(yè)統(tǒng)計，腐蝕直接經(jīng)濟(jì)損失為 3.97% 。煤碳部每年磨損腐蝕為 17 億元（其中磨損 8 億元，腐蝕為 9 億元）。冶金部 1989 年統(tǒng)計，由于磨損腐蝕到造成的損失，目前采用熱噴涂技術(shù)挽回只占可節(jié)約值的 6.9% 。
從上述數(shù)據(jù)看，我國“六五”熱噴涂產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益為 17 億元，“七五”二十四億元，由此可見，“十一五”繼續(xù)廣泛深入地推廣應(yīng)用熱噴涂技術(shù)，有重大的潛在經(jīng)濟(jì)效益和相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。今后永久性推廣應(yīng)用該項技術(shù)意義重大。 |
