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超音速喷涂纳米复合碳化钨

超音速喷涂纳米复合碳化钨
超音速喷涂纳米复合碳化钨

超音速喷涂纳米复合碳化钨

【摘要】本文论述了超音速喷涂纳米复合碳化钨-co材料的制备。

【关键词】超音速喷涂纳米复合碳化钨-co材料,制备

一.研究目的和意义

当超硬材料的微观结构达到纳米级别的时候,纳米晶粒可以获得类似金刚石的超高硬度(80-105gpa)。这种反常的超硬现象因在机械工程领域的巨大潜在应用引起了人们广泛的研究。如果结构中粒子粒径达到纳米级,纳米粒子的硬度将遵循hall-petch(h-p)方程是描述金属材料屈服应力?滓y与晶粒尺寸d之间关系的常用表达式,其中?滓y为材料发生0.2%变形时的屈服应力,?滓y 通常可用显微硬度hv来代替,?滓0为移动单个位错试产生的晶格摩擦阻力;k为常数;d为平均晶粒直径。h-p式也可以改写成在h-p方程中,材料硬度与d■之间为线性关系,直线斜率大于零。也就是说,材料的强度或硬度随晶粒尺寸的减小而提高。因而,获得尺寸较小的晶粒是改善材料强度的一种有效手段。

超音速喷涂(high velocity oxy-fuel),是通过特殊火焰喷枪获得高温、高速焰流用来喷涂喂料并得到优异性能涂层的方法。超音速喷涂粒子速度可达300-650m/s,因而高速火焰喷涂层致密,结合强度高,涂层的孔隙率可小于0.5%,结合强度可达150mpa,接近或达到爆炸喷涂层的质量,显著优于等离子喷涂层和电镀铬层。当超音速喷涂喂料为纳米结构时,所得涂层组织致密、结合强度高、

碳化钨喷涂设备jp5000

HV80型 JP-5000超音速火焰喷涂系统 上海楚越机械设备有限公司 上海市浦东新区栖山路465号鼎隆大厦804室电话:21- 6855 2091/2/3 传真:21- 6853 5408 邮编:200135 https://www.wendangku.net/doc/4912926040.html, E-mail: info@https://www.wendangku.net/doc/4912926040.html,

1. HV80型HVOF喷涂系统 AMT公司80系列喷涂系统操作灵活、性能可靠、性价比高,经市场的不断验证,该系统已被公认为应用成功、价位合理的喷涂系统。 HV80型HVOF喷涂系统操作界面友好、维护方便,并具有高度的灵活性和可重复性,故尤其适合生产车间及大批量生产时使用。 HV80型HVOF喷涂系统平台(例图) 1.1 HV80型HVOF控制模块 HV80控制模块适用于氧气-煤油燃烧系统的喷 涂过程控制。 HV80控制系统可应用于各种独立操作的 HVOF版本的送粉器,包括客户已有的任何 HVOF类型的送粉器。通过HV80控制模块可 直接控制送粉开/关。 经过严格的设计,HV80控制模块界面友好, 需要极少维护。其中,煤油和氧气的流量通过 浮子流量计来手动调节。 根据客户的需要,HV80控制模块可以集成控

制热交换器、喷涂工装设备、抽风除尘系统及送粉器等设备。 HV80控制模块配备有系统所必须的安全装置,如逆火防止阀等。控制模块还包含高压点火单元。喷枪直接与控制模块相连接。 其他特点 ?具有完备的可扩展的安全诊断系统,集成了外部安全特征。却水温度及流量的安全监控 ?流量预调节旋钮可设定点枪时所需的氧气和煤油的流量 ?系统对气体及燃料压力进行监控,一旦压力低于规定值,将显示报警 ?PLC控制(工业标准型)确保系统的稳定性和可靠性 ?全部喷涂参数集中显示于控制面板上,便于观察。其中包括系统状态及参数设定、冷却水温度、时间显示和点火计数器等 ?火焰熄灭状态下,使用氮气(N2)作为清吹气体。 所有HV80型HVOF喷涂系统均满足最新的CE认证要求。 HV80 HVOF控制模块 HV80控制模块适用于以下喷枪类型: ?JP5000标准喷枪或JP5000-ST喷枪 ?K2喷枪

转子超音速喷涂工艺介绍

汽轮机低压转子末级叶片水蚀部位Jet-Kote?超音速喷涂保护项目介绍

第一章概述 第一节末级叶片水蚀部位JK超音速喷涂保护简介 现役机组中,低压转子末级叶片处于特殊湿蒸汽区,在小流量、低真空工况下,叶片水蚀损伤或多或少存在。叶片水蚀后,轻者增加叶片表面粗糙程度,蒸汽效能减弱;重者在叶片水蚀部位缺损处产生裂纹,经长期运行后会导致叶片断裂,引发事故。通过多家火力发电厂多台次、不同类型机组现场超音速喷涂保护应用效果来看,JK135超音速保护涂层,能够阻止叶片水蚀或减缓水蚀速度,有效延长叶片使用寿命,降低机组检修费用,并提高机组运行的安全性。 第二节 JK超音速喷涂发展史 现代工业的发展对各类机械零件的性能提出了更高的要求,与之对应,对材料的研制及其加工工艺提出了挑战。基于对工件综合性能及性能价格比的考虑,单一材料显然无法满足要求。在这种情况下,各类硬面技术(Hardfacing)、喷涂工艺应运而生,并获得长足发展。早在上世纪70年代,美国的Browning工程公司发明了JK超音速喷涂,1983年获得美国专利。1986年该专利转到了美国Deloro Stellite (集团)公司,由美国Deloro Stellite (集团)公司统一开发、销售,并提供技术服务。1987年上海司太立有限公司从美国Deloro Stellite (集团)公司引进了这种国际上最先进的设备及相关专利技术,使之服务于中国经济。经过十几年的不懈努力,上海司太立有限公司已熟练地使用

此工艺,并在航空航天、石油、电力、造纸、化工等行业广泛应用。 第二章末级叶片水蚀部位JK超音速喷涂 保护介绍 第一节 JK超音速喷涂保护工艺原理 JK超音速喷涂保护是美国DELORO STELLITE(集团)公司专利工艺。其原理是采用干净、蒸汽压高、热焓值大的丙烯气体和高压氧气,使两者通过特殊设计的喷枪,以4~5马赫的速度产生高速燃气流。在氮气引导保护下,涂层材料粒子被注入燃气流内加速,从而形成高动能粒子束。粒子与工件表面接触后实现机械嵌合,进而形成保护层。由于JK超音速喷涂系统产生的燃气流温度适中;粒子加速过程中吸收热量很少;粒子的飞行速度很高;尺寸微小,因此形成的保护层具有结合强度高、致密度高、均一性好等特点。 第二节 JK超音速喷涂保护设备构成 JK超音速喷涂保护使用美国DELORO STELLITE(集团)公司原装进口JET-KOTE?超音速喷涂系统及JK3000?型喷枪。美国DELORO STELLITE(集团)公司作为超音速喷涂的创始人,其工艺、设备、材料经过多年不断完善,制备的超音速保护涂层,性能达到国际领先水平。其JK135超音速保护涂层经美国最大的航空发

超音速火焰喷涂工艺流程

永嘉县创优喷涂技术有限公司 超音速火焰喷涂 超音速火焰喷涂工艺流程:施工前的准备工作、表面预处理、喷涂、喷涂后处理四个主要步骤: 一)准备工作: 在编制工艺前首先应该了解被喷涂工件的实际状况和技术要求半进行分析 1、确定涂层的厚度。一般来讲,喷涂后必须进行机械加工,因此涂层厚度就要预留加工余量,同时还要考虑到喷涂时的热胀冷缩等。 2、涂层材料的确定。选择依据是涂层材料应该满足被喷涂工件的材料,配合要求,技术要求及工作条件等,分别选择结合层与工作层材料 3、确定参数:压力,粉末粒度,喷枪与工件的相对运动速度 二)工件表面的预处理 表面制备,是保证涂层与基体结合强度的重要工序 1、凹切处理,表面存在疲劳层和局部严重拉伤的沟痕时,在强度允许的前提下可以进行车削处理,为热喷涂提供容纳的空间。 2、表面清理,清除油污,铁锈,漆层等,使工件表面洁净,油污油漆可以用溶剂清洗剂除去。如果油渍已经渗入基体材料,可以用火焰加热除去,对锈层可以进行酸浸,机械打磨或喷砂除去。 3、表面粗化,目的是为了增强涂层与基体的结合力,消除应力效应,常用的有喷砂、开槽、车螺纹、拉毛。 A:喷砂是最常用的,砂料可以选择石英砂、氧化铝砂、冷硬铁砂等。砂料以锋利坚硬为好,必须清洁干燥,有尖锐棱角。其尺寸,空气压力的大小,喷砂

角度、距离和时间应该根据具体情况确定。 B:开槽、车螺纹、辊花。对轴、套类零件表面的粗化处理,可采用开槽、车螺蚊处理,槽与螺纹表面粗糙度以Ra6.3—12.5为宜,加工过程中不加冷却液与滋润剂,也可以在表面滚花纹,但避免出现尖角。 C:硬度较高的工件可以进行电火花拉毛进行粗化处理,但薄涂层工件应慎用。电火花拉毛法是将细的镍丝或铝丝作为电极,在电弧的作用下,电极材料与基体表面局部熔合,产生粗糙的表面。 表面粗化后呈现的新鲜表面,应该防止污染,严禁用手触摸,保存在清洁,干燥的环境中,粗化后尽快喷涂,一般喷涂时间不超过二个小时。 4、非喷涂部位的保护 喷涂表面附近的非喷涂需要加以保护,可以用耐热的玻璃布或石棉而屏蔽起来。必要时按零件开关制作相应的夹具保护,但是要注意夹具材料要有一定的强度,且不能使用低熔点的合金,以免污染涂层。对于基体表面上的键槽、油孔等不允许喷涂的部位,可以用石墨块或粉笔堵平或略高于表面。 喷后清除时,注意要要碰伤涂层,棱角要倒钝。 三)喷涂工艺及参数 (1)粉末特性: 目前粉末供应商提供了品种繁多的碳化物粉末,而粉末特性往往因其制粉工艺方法的不同而表现出较大的差异。粉末特性包括:粉末粒度分布、颗粒形状、表面粗糙度等。 对JP8000设备来说,适宜的粉末粒度为:15μm-45μm。 (2)喷涂距离: JP8000型超音速火焰喷涂系统,当粉末粒子在距喷枪出口350-380mm以内即已达到了其最高温度,随着喷距的增加粒子温度逐渐降低,在350-380mm

喷涂碳化钨涂层

喷涂碳化钨涂层 在碳化钨中,碳原子嵌入钨金属晶格的间隙,并不破坏原有金属的晶格,形成填隙固溶体,因此也称填隙(或插入)化合物。碳化钨可由钨和碳的混合物高温加热制得,氢气或烃类的存在能加速反应的进行。若用钨的含氧化合物进行制备,产品最终必须在1500℃进行真空处理, 以除去碳氧化合物。碳化钨适宜在高温下进行机械加工,可制作切削工具、窑炉的结构材料、喷气发动机、燃气轮机、喷嘴等。 图(1)喷涂碳化钨涂层专用的北京耐默JP8000设备 钨与碳的另一个化合物为碳化二钨,化学式为W2C,熔点为2860℃,沸点6000℃,相对密度17.15。其性质、制法、用途同碳化钨。.

采用HVOF喷涂钴基炭化钨合金粉末或镍基炭化钨合金粉末还有铬基炭化钨合金粉末硬度可以达到HV1200耐高温850度,使阀门零部件,耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化。超过手工堆焊、渡铬、渗碳、调质、工艺,可使生产效率提高2倍以上,生产费用降低50%以上,使用寿命可延长数十倍。 图(2)采用JP8000喷涂碳化钨涂层后的零件

图(3)碳化钨涂层磨加工后 碳化钨涂层喷涂零部件实例:闸板、阀座、阀心、柱塞、球体、法兰、阀杆 超音速JP8000 WC-17C0喷涂的作用及特点 一、喷涂原理 采用高温热源,使粉末材料熔化,高速喷涂到工作表面,形成具有特殊性能涂层的工艺。 二、应用领域 耐磨、防腐、隔热、造纸;铁路、机械、汽车、钢铁、石油、化工、印刷、航空航天、电力煤碳。 三、作用及特点 1、应用热喷涂工艺,可以针对材料机件表面性能不同要求,采用相应的材料,使喷涂后的机件表面性能发生大的转变。 2、可使工件获得极好的耐磨耐腐、耐热隔热,绝缘等基材不具备的特性,延长使用寿命数倍至数十倍。 3、在节省大量优质材料的同时,发挥出常规及其它特殊省处理不可比拟的优良性能。 4、由于工件获得优越使用性能,可节省材料及零配件库存量,大大降低停机率,提高经济效益。

爆炸喷涂研究的现状及趋势

编号:SM-ZD-85421 爆炸喷涂研究的现状及趋 势 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制:____________________ 审核:____________________ 时间:____________________ 本文档下载后可任意修改

爆炸喷涂研究的现状及趋势 简介:该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查 和决策等事项,保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态,从而使整体计划目 标统一,行动协调,过程有条不紊。文档可直接下载或修改,使用时请详细阅读内容。 20世纪50年代初期,美国联合碳化物公司利德分公司发明了粉末爆炸喷涂(简称爆炸喷涂)技术,申请了专利,并于1953年投入生产。但他们只在本公司内为用户提供制备涂层的服务,而不出售该技术和设备,并且至今没有发表过关于该技术的任何论文。到上世纪60年代,前苏联乌克兰科学院材料研究所和焊接研究所开始研究爆炸喷涂技术,并研制出一系列的爆炸喷涂设备。由于此技术有一定的危险性,且技术难度大,所以其它国家没有进行该技术的研究。90年代苏联解体后,乌克兰科学院与中国钛得公司合作开发产品,使该技术公开化。俄罗斯、乌克兰材料所和焊接所开始向外出售该技术和设备。1970年,我国的航天部六二一所也成功研制出了爆炸喷涂设备,但由于性能与乌克兰的设备相差较大,所以国内使用的爆炸喷涂设备大多是从乌克兰和俄罗斯引进的。目前约有近10台爆炸喷涂设备在国内开始使用。 爆炸喷涂技术研制成功后,因其涂层比其它喷涂方法得

高效能超音速等离子喷涂系统

咼效能超音速等离子喷涂系统及其应用 作者:王海军朱胜郭永明 摘要:超音速等离子喷涂技术是当今热固更更圍 喷涂技术领域的重点发展方向之一。由 于具有焰流温度高、射流速度快等特点,超音速等离子喷涂技术几乎可以喷涂任何粉末材料,且能够制备出高质量的涂层,特别是高质量的陶瓷涂层。装甲兵工程学院自行研制的具有自主知识产权的高效能超音速等离子喷涂系统成功实现了低功率(v 80KW)、小气体流量(v5m3/h)下的超音速等离子喷涂,其各项性能指标明显优于国外同类产品。高效能超音 速等离子喷涂技术在国防、工业及航空航天等重要领域有着广泛的应用前景,已成为高科技维修、制造与再制造的关键技术。 热喷涂技术是将喷涂材料(粉末或丝材)送人某种热源(电弧?燃烧火焰、等离子体等)中加热至比较好的熔融状态,并利用高速射流或气流将其喷射到基体表面形成涂层的一种工艺。 热喷涂技术最早出现于20世纪初期的瑞士。近百年来,随着各种热喷涂设备的研制、新的热喷涂材料的开发及新技术的应用,热喷涂涂层的质量不断得到提高。特别是20世纪40 年代等离子喷涂技术产生后,热喷涂技术已广泛应用于军事、航空航天、纺织、机械、电力及生物工程等各个领域。 随着高科技的发展,现代工业要求涂层更为致密、强度更高、可靠性更好。而涂层的致密性、结合强度和可靠性在很大程度上依赖于喷射熔滴的熔化程度和速度,于是高能、高速和高效喷涂成为了当今国内外热喷涂技术的主要发展方向。 所谓超音速等离子喷涂是利用非转移型等离子弧与高速气流混合时出现的扩展弧”得到 稳定聚集的超音速等离子焰流进行喷涂的方法。与普通等离子喷涂、爆炸喷涂、高速火焰喷涂等其他喷涂技术相比,超音速等离子喷涂兼有焰流温度高和粒子飞行速度快的优点,等离子弧中心温度可达32000K,粒子速度能达到400?800m/s。超音速等离子喷涂特别 适合喷涂各种高熔点陶瓷、难熔金属和金属陶瓷等喷涂材料,获得的涂层致密性、强韧性和结合强度都有显著的提高。 国内外现状 美国从20世纪80年代中期率先投入研究,到80年代后期,国际上对超音速等离子喷涂技术的研究

喷涂涂层性能与分类

喷涂涂层性能与分类 发布时间:09-10-17 关注次数:62 简介:源于喷涂材料的多种选择、工艺参数的可控及喷涂方法的可变。喷涂粉末材质逾百种线材和棒材有数十种,不同的喷涂方法和工艺参数的变化,.. 喷涂材料喷涂而成的涂层依据它们的成分可以分为10个系列; (1) 铁、镍和钴基涂层; (2) 自熔合金涂层; (3) 有色金属涂层; (4)氧化物陶瓷涂层; (5) 碳化钨涂层; (6) 碳化铬和其他碳化物涂层; (7) 难熔金属涂层; (8) 氧化物陶瓷涂层; (9) 塑料基涂层; (10) 金属陶瓷涂层。 依据美国F.N.LONGO对热喷涂涂层的分类方法,涂层按功能可分为: (1) 耐磨损涂层:包括抗粘着磨损、表面疲劳磨损涂层和耐冲蚀涂层。其中有些情况还有抗低温(<538℃)磨损和抗高温(538~843℃)磨损涂层之分。 (2) 耐热抗氧化涂层:该种涂层包括高温过程(其中有氧化气氛、腐蚀性气体、高于843℃的冲蚀及热障)和熔融金属过程(其中有熔融锌、熔融铝、熔融铁和钢、熔融铜)所应用的涂层 (3) 抗大气和浸渍腐蚀涂层:大气腐蚀包括工业气氛、盐性气氛、田野气氛等造成的腐蚀;浸渍腐蚀包括饮用淡水、非饮用淡水、热淡水、盐水、化学和食品加工等造成的腐蚀 (4) 电导和电阻涂层:该种涂层用于电导、电阻和屏蔽。 (5) 恢复尺寸涂层:该种涂层用于铁基(可切削与可磨削的碳钢和耐蚀钢)和有色金属(镍、钴、铜、铝、钛及他们的合金)制品。 (6) 机械部件间隙控制涂层:该种涂层可磨。

(7) 耐化学腐蚀涂层:化学腐蚀包括各种酸、碱、盐,各种无机物和各种有机化学介质的腐蚀。

超音速火焰喷涂工艺流程

超音速火焰喷涂工艺流程: 施工前的准备工作、表面预处理、喷涂、喷涂后处理四个主要步骤: 一)准备工作: 在编制工艺前首先应该了解被喷涂工件的实际状况和技术要求并进行分析 1、确定涂层的厚度。一般来讲,喷涂后必须进行机械加工,因此涂层厚度就要预留加工余量,同时还要考虑到喷涂时的热胀冷缩等。 2、涂层材料的确定。选择依据是涂层材料应该满足被喷涂工件的材料,配合要求,技术要求及工作条件等,分别选择结合层与工作层材料。 3、确定参数:压力,粉末粒度,喷枪与工件的相对运动速度。 二)工件表面的预处理 表面制备,是保证涂层与基体结合强度的重要工序 1、凹切处理,表面存在疲劳层和局部严重拉伤的沟痕时,在强度允许的前提下可以进行车削处理,为热喷涂提供容纳的空间。 2、表面清理,清除油污,铁锈,漆层等,使工件表面洁净,油污油漆可以用溶剂清洗剂除去。如果油渍已经渗入基体材料,可以用火焰加热除去,对锈层可以进行酸浸,机械打磨或喷砂除去。 3、表面粗化,目的是为了增强涂层与基体的结合力,消除应力效应,常用的有喷砂、开槽、车螺纹、拉毛等。 A:喷砂是最常用的,砂料可以选择石英砂、氧化铝砂、冷硬铁砂等。砂料以锋利坚硬为好,必须清洁干燥,有尖锐棱角。其尺寸,空气压力的大小,喷砂角度、距离和时间应该根据具体情况确定。 B:开槽、车螺纹、辊花。对轴、套类零件表面的粗化处理,可采用开槽、车螺蚊处理,槽与螺纹表面粗糙度以RA6.3—12.5为宜,加工过程中不加冷却液与滋润剂,也可以在表面滚花纹,但避免出现尖角。 C:硬度较高的工件可以进行电火花拉毛进行粗化处理,但薄涂层工件应慎用。电火花拉毛法是将细的镍丝或铝丝作为电极,在电弧的作用下,电极材料与基体表面局部熔合,产生粗糙的表面。

碳化钨喷涂涂层特点

碳化钨喷涂涂层特点 涂层制备的特点: 1、焰流速度非常高,一般是音速的5倍。 2、喷涂粉末的速度也非常高,的可达2000米/秒。 3、涂层高度致密,结合强度高,气孔率能小于1%,结合强度可大于70Mpa。 4、涂层材料氧化程度低。失碳少,涂层硬度高。 5、粉末颗粒在高速焰流中获得了极大的动能,对基材和已沉积颗粒的撞击效果显著北京勤合科技公司而且沉积颗粒中只有一小部分粒子存在液/固相凝固和收缩过程,绝大多数为固相变形,涂层中生成有利于提高涂层可靠性的压应力。 6、某些特定材料,满足修复场合,北京勤合科技。 7、高速的撞击和强烈的变形使材料的晶格产生畸变,增加了材料的活性,从而增加了与相邻的颗粒或基体材料生成物理结合的可能,涂层的可靠性极高。8、工件不变形。 操作流程: 客户提供零件,我们进行喷涂加工,完成后客户验收。 应用领域, 主要从事陶瓷涂层、目前为电力、钢铁、水泥等企业提供集防护涂层、个性化防护方案设计、工程技术服务一体的综合防护解决方案。服务客户涉及航空航天、石油化工、造纸印刷、包装、电子、交通运输等多个领域。服务范围包括各种轴类、泵阀、密封环、溅射靶材、瓦楞辊、各类阀门、轧辊、风机叶轮、拉丝塔轮等高耐磨产品等零部件及构件的耐磨、耐高温、耐腐蚀、导电、绝缘等多种涂层

的热喷涂。 耐磨、防腐、隔热、造纸;铁路、机械、汽车、钢铁、石油、化工、印刷、航空航天、电力煤碳。 等离子喷涂热障涂层和电绝缘涂层:如ZrO2、Al2O3涂层等。 等离子喷涂金属氧化物耐磨涂层:如Cr2O3、Al2O3/Ti涂层等,用于泵类柱塞、密封环、轴套、导丝辊等。 超音速喷涂耐磨耐蚀涂层:如WC-Co、WC-Co-Cr、NiCr-Cr3C2,碳化物,碳化钨喷涂,wc喷涂等,用于汽轮机叶片、风机叶轮、阀体、阀座等。 制备高温辐射涂层:特种金属氧化物 涂层制备的特点: 1、焰流速度非常高,一般是音速的5倍。 2、喷涂粉末的速度也非常高,的可达2000米/秒。 3、涂层高度致密,结合强度高,气孔率能小于1%,结合强度可大于70Mpa。 4、涂层材料氧化程度低。失碳少,涂层硬度高。 5、粉末颗粒在高速焰流中获得了极大的动能,对基材和已沉积颗粒的撞击效果显著北京勤合科技公司而且沉积颗粒中只有一小部分粒子存在液/固相凝固和收缩过程,绝大多数为固相?? 变形,涂层中生成有利于提高涂层可靠性的压应力。 6、某些特定材料,满足修复场合,北京勤合科技。 7、高速的撞击和强烈的变形使材料的晶格产生畸变,增加了材料的活性,从而增加了?? 与相邻的颗粒或基体材料生成物理结合的可能,涂层的可靠性极高。 8、工件不变形。

超音速电弧喷涂技术

防磨防腐新材料超音速电弧喷涂技术 一、超音速电弧喷涂的原理 电弧喷涂原理是利用两根连续送进的金属丝作为自耗电极,在其端部产生电弧作为热源,用压缩空气将熔化了的丝材雾化,并以超音速喷向工作件形成一种结合强度高、孔隙率低、表面粗糙度低的涂层的热喷涂方法。其工作原理与普通电弧喷涂(亚音速雾化)一样,超音速电弧喷涂是一个不断连续进行的熔化-雾化-沉积的过程。但在雾化方式上,超音速电弧喷涂与普通电弧喷涂有根本的区别,即超音速电弧喷涂是采用超音速雾化。其优点是:雾化效果好,雾化后的粒子细小均匀,速度高,有利于获得高质量的涂层。超音速电弧喷涂采用拉伐尔喷嘴,将气流的速度从亚音速提高到超音速,加强了气流对粒子的加速效果,从而提高了粒子速度。粒子速度对涂层的性能有很大的影响。粒子速度高,粒子沉积时对基体的撞击作用就强,粒子变形就充分。有利于粒子与基体、粒子与粒子之间的结合,从而提高涂层的结合强度和内聚强度;粒子速度高,粒子沉积前在空气中的飞行时间短,飞行中产生的氧化物就少,有利于粒子的结合,从而提高涂层的内聚强度,降低涂层的孔隙率。粒子速度越高,越有利于获得高质量的涂层。随着热喷涂设备的更新换代,粒子速度在不断提高,涂层的质量也不断得到改善。 超音速雾化减小了粒子的粒度,降低了涂层的粗糙度。粗糙度是涂层的一项重要性能指标,它取决于雾化后粒子的粒度。超音速雾化加强了气流对丝材端部熔化金属间的作用,雾化的粒子细小均匀,大大降低了涂层的粗糙度。同时,粒子粒度的减小,也降低了粒子扁平化过程中的飞溅,有利于降低涂层的孔隙率。 超音速雾化是超音速电弧喷涂的出发点,是其与普通电弧喷涂的根本区别。 超音速电弧喷涂设备包括电源、喷枪、送丝机构及其附件,关键设备是超音速电弧喷枪。我公司采用进口喷嘴,并且喷涂电流稳定,能在保证丝材雾化效果、涂层质量的前提下,一天的喷涂面积达到20m2。 电弧喷涂时,弧区的温度高达5000-6000℃,用气冷的方式对喷嘴进行冷却。 二、超音速电弧喷涂的技术优点 超音速电弧喷涂与普通火焰喷涂相比,有以下技术优点: 1、热效率高。火焰喷涂产生的大部分热量散失到大气和冷却系统中了,热能的利用率仅为8-15%。而电弧喷涂是直接用电能转化为热能来熔化丝材,热能利用率高达70-80%。

超音速火焰喷涂

超音速火焰喷涂 超音速火焰喷涂系统,工作原理: 超音速火焰喷涂又称作高速氧燃料喷涂(High Velocity Oxygen Fuel-HVOF)。超音速火焰喷涂是将气态或液态燃料与高压氧气混合后在特定的燃烧室或喷嘴中燃烧,产生的高温、高速的燃烧焰流被用来喷涂。由于燃烧火焰的速度是音速的数倍,目视可见焰流中明亮的“马赫节”,因而一般都称HVOF为超音速火焰喷涂。超音速火焰喷涂是在20世纪80年代研发成功的,与常规火焰喷涂不同的是超音速火焰喷涂采用特殊设计的燃烧室和喷嘴,驱动大流量的燃料并用高压氧气助燃,从而获得了极高速度的燃烧焰流。采用液态燃料的喷枪,又称作高压超音速火焰喷涂(HP-HVOF),其燃烧压力可达8.2巴,火焰速度7倍音速以上。这类产品的代表是以航空煤油为燃料的JP5000型超音速火焰喷涂系统。 该设备由美国TAFA公司出品,性能特点如下: 1、能量输入巨大,热焓输出相当于普通氧乙炔火焰的20余倍,火焰速度>7玛赫,温度约2600~3200℃,熔融粉末飞行速度>720米/秒,涂层性能卓越,适合喷涂碳化钨及部分合金。 2、涂层结合强度高,理论研究认为,涂层结合强度与喷涂速度成正比,JP-5000实现了这个热喷涂界多年的追求,且能与基体产生部分微区冶金结合相,克服了碳化钨涂层易脱落的固疾。 3、涂层呈压应力状态,熔融粉末高速撞击机件后,粉末颗粒形状改变,在JP-5000条件下近球形颗粒改变后,其长短轴比例可达>1/20,

远大于普通火焰喷涂,这些形状改变后的颗粒的叠加所形成的涂层,具备了涂层应力状态由张应力向压应力转化的先决条件—理论研究认为—颗粒长短轴之比大于1/20时将出现压应力效果。 4、综合性能优异,涂层孔隙率更低,硬度更高,耐磨性能更强,使用寿命显著提高。 喷涂材料:为了克服WC高温性能欠佳缺点,美国研制了一种改良型WC,即在WC中加入一定量的CrC+Ni熔炼再结晶改性,使之在保持WC典型的耐磨粒磨损和硬面磨损性能的基础上,同时具备CrC高温性能优异和耐蚀性强的特点,所以,它比其它碳化钨基材料抗氧化和腐蚀性能优越,耐化学腐蚀性能好,耐磨性能优良,涂层更致密光滑,使用温度高达1400oF(760oC)。尤其是这种粉末材料制造工艺十分讲究,近球形的颗粒和粒度分布特别针对JP5000。我公司依此所喷涂球阀类产品最多开合次数超过5000次。 Plazjet高能等离子喷涂系统(目前在烟台) 该设备由美国TAFA公司出品,性能特点如下: 1、能量巨大,最大输入功率320KW,最大输出功率270KW,相当于7把普通等离子枪的能量总和,火焰速度>2900米/秒,温度约13000~15000℃,熔融粉末飞行速度>700米/秒,涂层性能卓越,适合喷涂氧化物陶瓷和部分合金。 2、涂层结合强度高,原理与JP-5000近似,所获得的陶瓷涂层非常值得信赖。 3、涂层呈压应力状态,原理与JP-5000近似。

热喷涂氧化铝_碳化钨涂层性能研究

试验研究 文章编号:1000 7466(2010)增刊1 0001 04 热喷涂氧化铝、碳化钨涂层性能研究 任 武1,李晓明2,石成刚1 (1.江汉机械研究所,湖北荆州 434000; 2.甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司,甘肃兰州 730070) 摘要:采用爆炸喷涂、超音速喷涂工艺制备了氧化铝、碳化钨涂层,并对2种涂层基本性能以及腐蚀、摩擦磨损特性进行比较分析。结果表明,超音速喷涂碳化钨涂层具有低孔隙率、高硬度、高结合强度、低表面能特点以及优异的耐蚀、耐磨性能。由于在喷涂过程中发生相变,爆炸喷涂氧化铝涂层产生了亚稳定相 Al2O3,在酸性环境下遭到腐蚀,其综合性能比碳化钨涂层差。 关键词:氧化铝涂层;碳化钨涂层;腐蚀;磨损 中图分类号:TG174 452 文献标志码:A Study of Thermal Spray Alumina and Tungsten Carbide C oating Properties REN Wu1,LI Xiao ming2,SHI C heng gang1 (1.Jianghan Petroleum M achinery Research Institute,Jing zhou434000,China; https://www.wendangku.net/doc/4912926040.html,npec T echno logies Lim ited,Lanzhou730070,China) Abstract:Deto nation spr ay ing and high velocity o xy fuel(H VOF)thermal spraying are used fo r alumina and tungsten carbide co ating.T hen the basic proper ties o f the coating ar e analyzed,as w ell as their corro sion,friction and w ear character istics.T he results show ed that,hig h velocity ox y fuel thermal spraying tung sten car bide coatings have low porosity,high hardness,high adhe sion strength,lo w surface energ y character istics and ex cellent corro sion resistance,and w ear re sistance,due to the cr eation of a m eta stable phase A l2O3during the spr ay,the detonation spraying aluminum co ating is eroded in the acidic environment.So its pr operty is w orse than the tungsten car bide coating. Key words:alumina co ating;tungsten carbide coating;corrosion;w ear characteristic 陶瓷材料的化学结构式中一般为共价键或者离子键结构,键能高,原子间结合力强,表面能低。因此,陶瓷涂层具有化学稳定性高、硬度高、熔点高、摩擦因数小以及独特的电、磁性能,可被广泛应用于特殊的工况环境,改善和提高机械零部件的使用可靠性。利用热喷涂技术在工件表面制备陶瓷功能性涂层,能以较低的成本和便利的操作实现工业化生产。目前,热喷涂氧化铝涂层和碳化钨涂层作为常用的耐蚀、耐磨陶瓷涂层在各个行业得到了广泛的应用[1~9],但关于这2种涂层之间的性能比较尚未见报道。有鉴于此,笔者通过摩擦磨损试验对这2种陶瓷涂层的综合性能进行比较,以便为其选用提供试验依据。 1 摩擦磨损试验 1.1 试验材料 试验用氧化铝粉末中T iO2的质量分数为 第39卷 增刊1 石 油 化 工 设 备 V ol 39 Supplement1 2010年8月 P ET RO CH EM ICAL EQ U IPM EN T A ug 2010 收稿日期:2010 03 25 作者简介:任 武(1982 ),男,陕西西安人,工程师,硕士,从事材料表面处理及腐蚀防护方面的研究和应用工作。

超音速喷涂

高速火焰喷涂 高速火焰喷涂国内习惯上称为超音速火焰喷涂,它的英文缩写为HVOF(High Velocity Oxygen Fuel的首写字母)。高速火焰喷涂是在爆炸喷涂的基础上发展起来的一项新的热喷涂技术,是在上世纪八十年代初期,由美国Browning公司最先研制成功,并推出名为JET-KOTE的商用喷涂设备。高速火焰喷涂技术一经问世,就以其超高的焰流速度和相对较低的温度,在喷涂金属碳化物和金属合金等材料方面显现出了明显优势。在世界各大热喷涂公司的积极推动下,该技术发展很快,目前高速火焰喷涂技术在喷涂金属碳化物、金属合金等方面,已逐步取代了等离子喷涂和其它喷涂工艺,成为热喷涂的一项重要工艺方法。 1.高速火焰喷涂原理 高速火焰喷涂是将助燃气体与燃烧气体在燃烧室中连续燃烧,燃烧的火焰在燃烧室内产生高压并通过与燃烧室出口联接的膨胀喷嘴产生高速焰流,喷涂材料送入高速射流中被加热、加速喷射到经预处理的基体表面上形成涂层的方法。可使用乙炔、丙烷、丙烯、氢气等作为燃气,也可使用柴油或煤油等液体燃料。 煤油、氧气通过小孔进入燃烧室后混合,在燃烧室内稳定、均一地燃烧。有监测器用来监控燃烧室内压力,以确保稳定燃烧,喷涂粉末的速度与燃烧室内压力成正比。燃烧室的出口设计使高速气流急剧扩展加速,形成超音速区和低压区。粉末在低压区域沿径向多点注入,粉末均一混合,在气流中加速喷出。高速火焰喷涂焰流速度高达1500m/s-2000m/s,一般可观察到5-8个明显的马赫锥,粒子流速度高达300-650m/s。2.设备构成 高速火焰喷涂设备一般由喷枪、送粉器、控制系统、喷枪冷却系统、气体供应系统五部分构成。目前我国在用的高速火焰喷涂设备绝大部分是进口的,使用最多的型号为:Sulzer Metco公司的DJ-2700和Praxair 公司的JP-5000,JP-5000 是原Hobart Tafa公司研制成功的,后该公司并入了Praxair公司。这两种设备在国外应用也最为广泛,代表了当今世界高速火焰喷涂技术的发展水平。 (1)Praxair JP-5000型。该设备以煤油作为燃料,其特点是燃烧室压力高(>10bar),功率大、焰流出口速度高(2100m/s);粉末由燃烧嘴低压区沿径向注入,使得粉末受热均匀、充分。相比其它工艺,其适宜喷涂的粉末粒度较粗,这有利于降低成本。目前为止,JP-5000喷制的WC-Co涂层性能略优于其它HVOF 方法,但其氧气和煤油的消耗量十分惊人。 (2)Sulzer Metco DJ-2700 。该设备由Sulzer Metco公司生产,以丙烷或丙烯作为燃气,国内大多用丙烷作燃气。该设备分手动控制型和自动控制型两种,手动型设备仅由喷枪、送粉器、流量控制器三部分构成,具有很好的机动性,可用于现场喷涂生产。同JP-5000相比,DJ-2700具有配置简单实用,操作方便、氧-燃气耗量低的特点。 3.涂层和工艺特点 高速火焰喷涂工艺因其鲜明的特点:超高的焰流速度和相对较低的温度,使其涂层性能和喷涂工艺具有许多特点: (1)火焰及喷涂粒子速度高。火焰速度达到1800m/s以上,粒子速度:300-650m/s。 (2)粉粒受热均匀。喷涂粉粒沿轴向或径向注入燃烧室,使粉末在火焰中停留时间相对较长,熔融充分,产生集中的喷射束流。 (3)粉粒与周围大气接触时间短,粉末粒子飞行速度高,和周围大气接触时间短,很少与大气发生反应,喷涂材料中活泼元素烧损少。这对碳化物材料尤为有利,可避免分解和脱碳。 (4)喷涂粉末细微,涂层光滑用于高速火焰喷涂的粉末粒度一般为:10-45μm,属于细粒度粉末,同时喷涂粒子速度高,熔融充分,形成涂层时变形充分,使得涂层表面粗糙度小。 (5)涂层致密,结合强度高一般高速火焰喷涂涂层的孔隙率<2%,结合强度>70MPa。 4.主要工艺参数 以DJ型高速火焰喷涂系统为例,介绍工艺参数对涂层性能的影响。 (1)粉末特性。目前粉末供应商提供了品种繁多的碳化物粉末,而粉末特性往往因其制粉工艺方法的不同

超音速火焰喷涂

超音速火焰喷涂 超音速火焰喷涂工艺流程:施工前的准备工作、表面预处理、喷涂、喷涂后处理四个主要步骤: 一)准备工作: 在编制工艺前首先应该了解被喷涂工件的实际状况和技术要求半进行分析 1、确定涂层的厚度。一般来讲,喷涂后必须进行机械加工,因此涂层厚度就要预留加工余量,同时还要考虑到喷涂时的热胀冷缩等。 2、涂层材料的确定。选择依据是涂层材料应该满足被喷涂工件的材料,配合要求,技术要求及工作条件等,分别选择结合层与工作层材料 3、确定参数:压力,粉末粒度,喷枪与工件的相对运动速度 二)工件表面的预处理 表面制备,是保证涂层与基体结合强度的重要工序 1、凹切处理,表面存在疲劳层和局部严重拉伤的沟痕时,在强度允许的前提下可以进行车削处理,为热喷涂提供容纳的空间。 2、表面清理,清除油污,铁锈,漆层等,使工件表面洁净,油污油漆可以用溶剂清洗剂除去。如果油渍已经渗入基体材料,可以用火焰加热除去,对锈层可以进行酸浸,机械打磨或喷砂除去。 3、表面粗化,目的是为了增强涂层与基体的结合力,消除应力效应,常用的有喷砂、开槽、车螺纹、拉毛。 A:喷砂是最常用的,砂料可以选择石英砂、氧化铝砂、冷硬铁砂等。砂料以锋利坚硬为好,必须清洁干燥,有尖锐棱角。其尺寸,空气压力的大小,喷砂角度、距离和时间应该根据具体情况确定。

B:开槽、车螺纹、辊花。对轴、套类零件表面的粗化处理,可采用开槽、车螺蚊处理,槽与螺纹表面粗糙度以Ra6.3—12.5为宜,加工过程中不加冷却液与滋润剂,也可以在表面滚花纹,但避免出现尖角。 C:硬度较高的工件可以进行电火花拉毛进行粗化处理,但薄涂层工件应慎用。电火花拉毛法是将细的镍丝或铝丝作为电极,在电弧的作用下,电极材料与基体表面局部熔合,产生粗糙的表面。 表面粗化后呈现的新鲜表面,应该防止污染,严禁用手触摸,保存在清洁,干燥的环境中,粗化后尽快喷涂,一般喷涂时间不超过二个小时。 4、非喷涂部位的保护 喷涂表面附近的非喷涂需要加以保护,可以用耐热的玻璃布或石棉而屏蔽起来。必要时按零件开关制作相应的夹具保护,但是要注意夹具材料要有一定的强度,且不能使用低熔点的合金,以免污染涂层。对于基体表面上的键槽、油孔等不允许喷涂的部位,可以用石墨块或粉笔堵平或略高于表面。 喷后清除时,注意要要碰伤涂层,棱角要倒钝。 三)喷涂工艺及参数 (1)粉末特性: 目前粉末供应商提供了品种繁多的碳化物粉末,而粉末特性往往因其制粉工艺方法的不同而表现出较大的差异。粉末特性包括:粉末粒度分布、颗粒形状、表面粗糙度等。 对ZB-2700设备来说,适宜的粉末粒度为:15μm-40μm。 (2)氧-燃气流量和比例 喷涂的焰流温度及特性取决于氧-燃气流量和混合比例。喷涂时,首先应按照设备的规定要求确定氧气和燃气的流量,以保证喷枪焰流达到设计的功率水平。实际生产过程中有多种因素可导致氧-燃气比例的波动,而氧-燃气比例对确定最终

碳化钨喷涂技术要求

1.目的和范围 1.1本规范规定了本公司生产阀门时,对闸板和阀座喷涂以钴铬为基本成份 的碳化钨表面硬化的基本要求。适用于碳钢和低合金钢、马氏体、奥氏体、镍钴合金、以及Inconel合金、和蒙乃尔合金。 1.2若喷涂处理时不能超过基体材料的最低临界温度,通过高能控制技术对 零件表面进行碳化钨喷涂处理符合NACE MR0175标准要求。 2.责任 公司质量管理代表、质保部经理、制造部经理和其他相关人员负责对此 规范的实施。 3. 供应商资格 3.1 当顾客有要求时,供应商的碳涂加工流程(MPP)应由我公司质保部门批 准。 3.2 若依照相应流程进行碳化钨喷涂的零件通过我公司的测试合格,相应的 供应商流程应视为己核准。 4. 技术要求 4.1 警告对碳化钨硬化表面绝不允许进行酸洗,磷化或渗氮。 4.2 依照本规范进行表面的碳化钨喷涂应满足表1、表2、表3所示的特性要 求。表1中的特性不应用于基体以及基体与涂层表面的接合部分。 4.3 化学成份比重应为重量百分比“%”: 4.4 涂层特性

4.5表面平面度要求 碳化钨涂层用于高压液态和气态介质作业中,因此经喷涂处理后的涂层必须保证液态和气态介质的密封要求。 5.表面无损检验验收标准 对抛光/硬化产品表面的液体渗透检测(3级灵敏度水平)应符合以下要求: ●无裂缝 ●密封区无显示(密封面部分,无论在关闭、打开或通过位置) ●通孔边缘,以及阀板与阀座表面(外围区域)外边缘无显示 ●外围区域内主要直径大于0.010英寸(0.25mm)的点状显示不能超过2 处。 6.碳化钨喷涂程序批准 6.1供应商应具备碳化钨喷涂的书面规程,详述喷涂的流程参数,包括人员 培训、操作安全以及环境危害,并通过完成试棒和冶金分析,证明符合本规范表1,2,3所示的特性,以对程序进行评定。 6.2书面规程的复印件连同测试结果应一同提交给我公司进行审核。如测试结 果满足本规范要求,只要不改变流程中的参数就不需进行其他检测。改变流程中的任何限定参数都要求重新评定。不必对每一批产品都检测试棒。 6.3供应商提交有代表性的样品至我公司,以依照本规范3.2 部分进行资格评 定。 7.碳化钨喷涂前质保要求 7.1供应商应对零件进行尺寸检测,以确保零件在碳化钨喷涂后可以达到加工 或完成后的尺寸要求。任何不符合要求的尺寸应拒绝接受并退回我公司处置。 7.2供应商应依照我公司零件技术表EDC要求,进行目视和表面检测,以确保 零件的碳化钨喷涂可接受。目视和表面无损检测标准应与API 6A 标准一致。发现任何不符合要求的情况应拒绝接受并退回我公司处置。 7.3供应商应保证喷涂材料符合我公司相应的材料标准。 7.4供应商应具备加工工单或加工流程卡,详细描述加工流程中从材质到终检 和发运/装箱的各方面要求。 8.碳化钨喷涂过程中的质保要求 8.1供应商应监控加工流程(MPP)的各个方面,以及流程参数。发现任何不 合格项应拒收并依照供应商的不合格系统进行处理。 8.2供应商的质量控制人员应对加工流程计划的重点项目签字确认,以表明该 项成功完成。

超音速火焰喷涂工艺流程

工艺流程 超音速火焰喷涂工艺流程: 施工前的准备工作、表面预处理、喷涂、喷涂后处理四个主要步骤: 一)准备工作: 在编制工艺前首先应该了解被喷涂工件的实际状况和技术要求半进行分析 1、确定涂层的厚度。一般来讲,喷涂后必须进行机械加工,因此涂层厚度就要预留加工余量,同时还要考虑到喷涂时的热胀冷缩等。 2、涂层材料的确定。选择依据是涂层材料应该满足被喷涂工件的材料,配合要求,技术要求及工作条件等,分别选择结合层与工作层材料 3、确定参数:压力,粉末粒度,喷枪与工件的相对运动速度 二)工件表面的预处理 表面制备,是保证涂层与基体结合强度的重要工序 1、凹切处理,表面存在疲劳层和局部严重拉伤的沟痕时,在强度允许的前提下可以进行车削处理,为热喷涂提供容纳的空间。 2、表面清理,清除油污,铁锈,漆层等,使工件表面洁净,油污油漆可以用溶剂清洗剂除去。如果油渍已经渗入基体材料,可以用火焰加热除去,对锈层可以进行酸浸,机械打磨或喷砂除去。 3、表面粗化,目的是为了增强涂层与基体的结合力,消除应力效应,常用的有喷砂、开槽、车螺纹、拉毛。 A:喷砂是最常用的,砂料可以选择石英砂、氧化铝砂、冷硬铁砂等。砂料以锋利坚硬为好,必须清洁干燥,有尖锐棱角。其尺寸,空气压力的大小,喷砂角度、距离和时间应该根据具体情况确定。 B:开槽、车螺纹、辊花。对轴、套类零件表面的粗化处理,可采用开槽、车螺蚊处理,槽与螺纹表面粗糙度以RA6.3—12.5为宜,加工过程中不加冷却液与滋润剂,也可以在表面滚花纹,但避免出现尖角。 C:硬度较高的工件可以进行电火花拉毛进行粗化处理,但薄涂层工件应慎用。电火花拉毛法是将细的镍丝或铝丝作为电极,在电弧的作用下,电极材料与基体表面局部熔合,产生粗糙的表面。 表面粗化后呈现的新鲜表面,应该防止污染,严禁用手触摸,保存在清洁,干燥的环境中,粗化后尽快喷

超音速火焰喷涂制备WC-12Co涂层实验

HV-80超音速火焰喷涂制备WC-12Co涂层实验 1.实验材料及方法  1.1实验材料  喷涂材料我们选择章源钨业生产的WC-12Co粉末,其中WC颗粒分布呈多峰分布(颗粒平均尺寸为0.2μm占30wt.%,颗粒平均尺寸为2.4μm占70wt.%),粉末的颗粒尺寸为15~45μm。粉末的表面和截面形貌如图1所示,可以看出,粉末的球形度较好,单个喷涂粉粒子内的孔隙较均匀。喷涂试样的基体材料为16Mn钢,磨粒磨损对比试样的材料也是16Mn钢。                      图1 多峰WC-12Co粉末的形貌  1.2涂层制备  采用郑州立佳的HV-80型HVOF设备进行喷涂,使用航空煤油作为燃料,氧气作为助燃气,送粉载气采用氮气。结合以往喷涂经验,选择四因素三水平L9(34)喷涂工艺参数如表1所示。  表1 HVOF制备WC-12co涂层的工艺参数  Level 2 24.6 55.22 75 353  Level 3 26.5 59.47 90 380    喷涂前,对试样进行除锈、除油、然后采用240μm(60目)白刚玉砂进行粗化处理,将待喷涂的试样在特制的风冷夹具上装夹、喷涂,为了使基体温度低于200°C,没喷涂8道次停枪一次,直至涂层厚度达到300~350μm。  1.3相结构测试   用线切割加工出尺寸为10mm×10mm×5mm的带有涂层的试样,在SIEMENSD 5000型X射线衍射仪上对涂层进行相结构测试,阳极靶为Cu 靶,扫描角度从10~90°(本文中取30~85°,),管压35KV,管流30mA,积分时间0.2秒,采样间隔0.02秒。

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