详细信息
超音速火焰喷涂技术是热喷涂领域中先进技术之一,通常被称作HVOF(High velocity oxygen fuel),是燃气经过特制的燃烧室及喷嘴形成高温高速射流将粉末熔化打到基体上,瞬时形成致密的优质涂层。
HVOF发展非常迅速,从1982 年美国的 James.A.Browning开发 出*代超音速火焰喷涂装置JetKoteI以来,仅10 余年 HVOF工艺及装置取得了长足的进展,其优异的涂层质量及与自动控制系统的结合使用,代表了现代热喷涂技术发展的方向。
超音速火焰喷涂(HVOF)的原理是使用高压水冷反应室和细长的喷射管将燃料与氧气一起送入反应室燃烧,从而产生高压火焰,然后燃烧的火焰在喷射管的作用下被压缩并加速喷射,可以沿轴向或从喷射管的侧面轴向喷射喷粉。
另一种方法是通过高压喷射燃料和氧气,使其在喷嘴外部燃烧,然后注入热喷涂粉末,并用高压气体将其从喷嘴轴向喷入火焰中,最后通过喷嘴外部空气罩中的压缩气体压缩燃烧火焰,加速熔化热喷涂粉末并将其喷向基材。
技术特点
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2200m/s以上,比普通热喷涂工艺快5--10倍。
(2)在高速火焰的带动下,粉末粒子携带强大的动能击打在基体表面上,使涂层致密度极高,可达到98%--99.8%,而其他热喷涂工艺只能达到85%--95%。
(3)在粒子击打基体的瞬间,动能几乎全部转化为热能,使粒子再一次获得加热的机会,部分地补偿了焰流温度的不足,使获得的结合强度更高,可达70Mpa—90Mpa。
(4)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,能有效地防止粉末涂层材料的氧化和分解,特别适合碳化类涂层(钴基碳化钨和镍基碳化钨等)的喷涂。
(5)涂层耐磨损、抗腐蚀性能好,通常表面磨光平滑,也可以被磨光和/或超磨光。
(6)设备操作简单灵活、易于保养。可喷涂各种规格和形状的物体,特别适合于大面积涂层。
实际案例1
陶瓷阀内壁,阀板,采用7轴机器人手臂程序联动
采用超音速火焰热喷涂耐腐蚀耐高温金属基碳化物涂层
厚度100-150μm
显微硬度hv600-1300
耐磨性能小于20㎎
耐酸碱性能
5%盐酸+5%氯化钠168小时
5%液碱不低于720hR
盐雾试验不低于4500HR
耐高温800-1200o
实际案例2高硬度渗碳压力机模块钢表面 采用超音速火焰HVOF热喷涂钴基碳化钨超硬耐磨耐高温冶金涂层
厚度200-500μm
显微硬度hv1100-1300
阿克隆磨耗小于20㎎
耐酸碱
5%盐酸+5%氯化钠168小时
盐雾试验时间不低于4000HRC
耐高温800-1200o
表面粗糙度SA2.5
涂层厚度100-300μm
显微硬度hv1100-1300
阿克隆磨耗小于20㎎
涂层结合强度90MPA
耐酸碱
5%盐酸+5%氯化钠168小时
盐雾试验时间不低于4000HRC
耐高温800-1200o
应用领域
超音速火焰喷涂广泛应用于:农业、机械纺织行业;离心泵、轴流泵、蒸汽锅炉及搅拌机转轴密封套等零部件修复;水轮机叶片抗气蚀及耐磨涂层;燃气轮机叶片、火焰筒、过渡段抗高温防护涂层;风机叶轮、球磨机等磨损件耐磨涂层;门芯、门杆、球阀阀芯、阀门配件;挤出机螺杆、螺杆钻具;玻璃器皿、各类模具;钢厂各类工艺辊;瓦楞辊;液压柱塞等。