热喷涂技术在冶金工业中的应用

 　 1 前言 　　热喷涂技术起始于本世纪初。起初,只是将熔化的金属用压缩空气形成液流,喷到被涂敷的基体表面上,形成一层膜状组织。其喷涂温度、熔滴对基体表面的冲击速度及形成涂层的材料的性能构成了喷涂技术的核心。 2 基本概念 　　热喷涂是这样的一系列过程:以某种形式的热源将喷涂材料加热,受热的材料形成熔融或半熔融状态的微粒,这些微粒以一定的速度冲击并沉积在基体表面上,形成具有一定特性的喷涂层。 　　喷涂材料有粉、线、带和棒等不同形态,它们的成分是金属、硫铁合金、陶瓷、金属陶瓷及塑料等。粉末材料居重要地位,种类逾百种。线材与带材多为金属或合金(复合线材尚含有陶瓷或塑料);棒材只有十几种,多为氧化物陶瓷。 3 涂层功能 　　当某一个工程问题提出后,首先应明确接受施工的工件被喷涂的部位(通常是设备或设施的工作表面)处于什么样的工况条件,而涂层功能则是确定喷涂工艺及材料的主要依据,同时还要考虑在经济上是否允许。 4 热喷涂技术在冶金工业中的开发与应用 　　冶金工业生产中存在着大量的高温氧化、磨损及介质腐蚀等问题,这些问题都是一种使工作表面失效的过程,应该而且能够从热喷涂技术中寻求一种有效的解决途径。喷涂工艺既可以修复已失效的旧工件,也可以在新工件投入工作前进行强化预保护,也可以二者兼用。 　　耐磨损涂层冶金工业生产中,各种机械设备失效的*大因素是磨损问题,而热喷涂的*重要功能是提供耐磨损涂层,为大量的工程磨损进行有效的保护。这类涂层的应用范围比其他类要广泛。其磨损机理复杂,类型较多,加之冶金生产工况不一,因而这类涂层的功能与要求也不尽相同,兹分述如下: (1) 功能。这些涂层有的容许磨粒嵌入和变形(软支承表面);有的则是硬的支承材料(硬支承表面)。 (2) 对耐粘着磨损涂层的要求。这些涂层应满足: 　　1) 依软或硬支承的不同,选用不耐磨的软质材料及耐磨的硬质材料; 　　2) 对硬支承来说,涂层要适应大载荷和高速度的要求。 (3) 推荐的喷涂材料有铝青铜、磷青铜、巴氏合金、锡(以上是软支承);自熔合金与钼或铜的混合物、高碳钢、不锈钢、Co-WC合金、氧化物陶瓷等(以上是硬支承)。 (4) 推荐的喷涂方法有燃烧火焰喷涂(线材或粉材)、等离子喷涂。 (5) 应用实例包括巴氏合金轴瓦、水压机轴套、止推轴瓦、活塞导承、压气机十字滑块、铜合金衬套、防伤轴承、主齿轮轴颈。 　　耐化学介质腐蚀涂层冶金工业,特别是湿法冶金工业,常碰到介质腐蚀给设备带来危害的问题,若作业过程进行在较高温度中,这一问题更为突出。选择高级材质固然减缓这一问题,但不经济。在很多情况下,采用热喷涂技术能得到满意的结果。例如,不必采用不锈钢制作设备的整体,只须用普钢在其工作表面喷涂一层不锈钢涂层。同样,根据介质及其他工况情况,可以喷铜、铝、钼、蒙乃尔合金、镍铬合金、镍铬钼钛合金(316L)等,使设备身价倍增。当然,并非热喷涂能有效地解决所有的腐蚀问题。事实上,采用这项技术解决带有强腐蚀性问题,是一项十分慎重的工作,有些方面和某些环节还要研究与探讨。