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等離子噴塗工藝特點應用及設備工作原理

發布時間:2019-05-08 17:18  信息來源:蝶恋花APP免费下载破解版新材料(蘇州)有限公司

  等離子噴塗技術是熱噴塗技術中的一種,其主要特點是以等離子體火焰流作為噴塗熱源。等離子火焰具有溫度高、能量濃度高、噴塗氣氛可控等特點,是各種耐火材料的良好熱源,粉末材料在火焰流中的飛行速度非常快。因此,它為獲得粘結性好、結構致密的噴塗層提供了條件。
 
等離子噴塗工藝特點應用及設備工作原理
 

  一、等離子噴塗的工藝特點

 
  (1)可噴塗各種噴塗材料,特別是高熔點耐火材料,如難熔金屬、陶瓷、金屬陶瓷等特殊功能材料;
 
  (2)可選擇惰性氣體作為工作介質,以減少飛行過程中噴射顆粒的氧化反應;
 
  (3)塗層結合強度高,孔隙率低;通過控製工藝參數可以製備精細塗層。
 

  二、等離子噴塗技術的應用

 
  隨著航空發動機向高性能、高翻修壽命、高可靠性、低耗油率和低成本的方向發展,熱噴塗技術也得到了迅速發展。一台新型發動機有上千個零部件的3000多處表麵需要采用熱噴塗技術塗層,由此可見,熱噴塗技術已被廣泛地應用於航空工_業。其中,由於等離子噴塗具有成本低、效率高、操作簡單、塗層質量好以及適合規模化大批量生產等諸多優點,已經占到航空發動機所有噴塗零件的80%以上。
 
  航空發動機的熱噴塗塗層主要包括耐磨塗層、熱障塗層、封嚴塗層和高溫防護塗層。
 

  1.耐磨塗層

 
  由於航空發動機零件的工作條件很惡劣(高溫、高轉速、振動及高負荷),又受到粘附、磨粒、腐蝕和疲勞等幾種類型的磨損,使發動機的性能和使用壽命受到影響。
 

  2.封嚴塗層

 
  航空燃氣渦輪發動機都有比較完整的氣路封嚴係統。係統由介於軸、鼓簡、轉動葉片葉尖、壓氣機和渦輪等各級之間的40~60處封嚴裝置組成,封嚴裝置的好壞直接影響發動機的功率、推力和效率。如渦輪外環(即葉尖徑向間隙)的封業,按設計要求,葉尖間隙與葉片長度的比值每增加1%,渦輪效率損失就增加1%~3%。可見,氣路封嚴是提高效率和性能的重要途徑之一。為此,在設計上常采用可磨耗封嚴塗層來達到氣路封嚴的目的。
 
  熱噴塗封嚴塗層分為兩大類,即主動磨削塗層和可磨耗塗層(被動)。
 
  (1)主動磨削塗層(磨料)一般是堅硬的抗磨損灰色氧化鋁塗層,噴塗在封嚴篦齒上。隨著轉子的高速旋轉,像砂輪一樣磨削與其對應的金屬蜂窩密封團,並盡量使本身不受磨損。這就要求塗層結合強度高,硬度高,隔熱性能好。
 
  (2)可磨耗塗層要求塗層軟而易磨,並具有潤渭“性能、抗衝擊性能、抗熱振性能,以及與基體有良好的結合性能
 
等離子噴塗工藝特點應用及設備工作原理
 

  三、等離子噴塗設備與工作原理

 

  1.噴槍:


  它實際上是一種非轉移電弧等離子發生器,它是最關鍵的部件,它集中了整個係統的電,氣,粉,水等。
 

  2.電源:


  用於供給噴槍直流電。通常是全波矽整流器。
 

  3.粉末進料器:


  用於存儲噴霧粉末並根據工藝要求將粉末輸送到噴槍的裝置。
 

  4.換熱器:


  主要用於實現噴槍的有效冷卻,以延長噴嘴的使用壽命。
 

  5.供氣係統


  包括工作氣體和送粉氣體的供應係統。6控製箱:用於調節和控製水,電、氣體、粉末。
 
等離子噴塗工藝特點應用及設備工作原理
 

  等離子噴塗應用工藝過程

 

  1、選擇等離子氣體

 
  從天然氣的可利用性和經濟性來看,氮氣的選擇更為合適。它不僅價格便宜,而且它的離子火焰熱量更高,傳熱也更快。然而,對於容易氮化的材料,將使用稍貴一些的Ar。
 

  2、電弧功率

 
  在工藝過程中,對電弧功率的要求也非常嚴格,既不太高也不太低。當電弧功率過高時,電弧溫度升高,氣體轉變為等離子體,等離子體火焰溫度也隨之升高,從而導致塗層性能的變化。但電弧功率過低,會導致等離子體溫度過低,也會引起塗層性質的改變。
 

  3、送粉速度

 
  也是必需的,它必須與輸入功率相適應。否則,會降低噴塗效率,使塗層過熱。而喂食的位置也是要注意的,一定要把火焰送到心裏才是最合適的。
 

  4、噴塗距離和噴塗角度

 
  噴槍的距離和角度會影響工作效率,也會影響塗層的質量。
 

  5、基板溫度控製

 
  在進行等離子噴塗工藝之前,首先要對材料進行一定的預熱,使其達到噴淋工藝要求的溫度,才能使工藝很好地進行。