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    等離子噴涂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:雷锘特新材料(蘇州)有限公司

      等離子噴涂技術是熱噴涂技術中的一種,其主要特點是以等離子體火焰流作為噴涂熱源。等離子火焰具有溫度高、能量濃度高、噴涂氣氛可控等特點,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???。因此,它為獲得粘結性好、結構致密的噴涂層提供了條件。
     
    等離子噴涂工藝特點應用及設備工作原理
     

      一、等離子噴涂的工藝特點

     
     ?。?)可噴涂各種噴涂材料,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;
     
     ?。?)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;
     
     ?。?)涂層結合強度高,孔隙率低;通過控制工藝參數可以制備精細涂層。
     

      二、等離子噴涂技術的應用

     
      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,熱噴涂技術也得到了迅速發展。一臺新型發動機有上千個零部件的3000多處表面需要采用熱噴涂技術涂層,由此可見,熱噴涂技術已被廣泛地應用于航空工_業。其中,由于等離子噴涂具有成本低、效率高、操作簡單、涂層質量好以及適合規?;笈可a等諸多優點,已經占到航空發動機所有噴涂零件的80%以上。
     
      航空發動機的熱噴涂涂層主要包括耐磨涂層、熱障涂層、封嚴涂層和高溫防護涂層。
     

      1.耐磨涂層

     
      由于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.封嚴涂層

     
      航空燃氣渦輪發動機都有比較完整的氣路封嚴系統。系統由介于軸、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%??梢?,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涂層來達到氣路封嚴的目的。
     
      熱噴涂封嚴涂層分為兩大類,即主動磨削涂層和可磨耗涂層(被動)。
     
      (1)主動磨削涂層(磨料)一般是堅硬的抗磨損灰色氧化鋁涂層,噴涂在封嚴篦齒上。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,并盡量使本身不受磨損。這就要求涂層結合強度高,硬度高,隔熱性能好。
     
      (2)可磨耗涂層要求涂層軟而易磨,并具有潤渭“性能、抗沖擊性能、抗熱振性能,以及與基體有良好的結合性能
     
    等離子噴涂工藝特點應用及設備工作原理
     

      三、等離子噴涂設備與工作原理

     

      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,它集中了整個系統的電,氣,粉,水等。
     

      2.電源:


      用于供給噴槍直流電。通常是全波硅整流器。
     

      3.粉末進料器:


      用于存儲噴霧粉末并根據工藝要求將粉末輸送到噴槍的裝置。
     

      4.換熱器:


      主要用于實現噴槍的有效冷卻,以延長噴嘴的使用壽命。
     

      5.供氣系統


      包括工作氣體和送粉氣體的供應系統。6控制箱:用于調節和控制水,電、氣體、粉末。
     
    等離子噴涂工藝特點應用及設備工作原理
     

      等離子噴涂應用工藝過程

     

      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,對于容易氮化的材料,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,從而導致涂層性能的變化。但電弧功率過低,會導致等離子體溫度過低,也會引起涂層性質的改變。
     

      3、送粉速度

     
      也是必需的,它必須與輸入功率相適應。否則,會降低噴涂效率,使涂層過熱。而喂食的位置也是要注意的,一定要把火焰送到心里才是最合適的。
     

      4、噴涂距離和噴涂角度

     
      噴槍的距離和角度會影響工作效率,也會影響涂層的質量。
     

      5、基板溫度控制

     
      在進行等離子噴涂工藝之前,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。
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