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热喷涂涂层的缺陷与预防措施

在涂层形成过程中,受喷涂条件的影响,有时会产生孔隙等缺陷,影响涂层的抗拉、抗扭以及抗剪切性能。研究喷涂涂层的缺陷形成机理,发展预防措施至为重要。

一、热喷涂层的缺陷预防措施

1、涂层脱壳、剥离
①表面粗糙程度不够或有灰尘吸附,使喷涂层附着力减小;应加强工件表面粗化及喷前清理工作。
②工件含有油脂,喷涂时油脂溢出,如球墨铸铁的曲轴等;喷前严格清除油污,并进行适当烘烤。
③压缩空气中有可见的油和水;尽量减少压缩空气中的油与水,必要时维修或更换压缩空气装置。
④喷枪离工件太远,金属微粒未与工件充嵌合;应缩短喷枪与工件的距离。
⑤车削与拉毛、拉毛与喷涂各道工序相隔时问太长,待喷涂工件表面有氧化现象;应缩短表面预加、表面粗化、喷深等工序间隔时间。
⑥喷涂层在磨削机加工时,采用了氧化铝砂轮,因而使涂层局部过热而氧化;应正确选用砂轮做好冷却措施。
⑦喷枪火焰不集中或偏斜,造成金属微粒不能有力地粘着在工件表面;应捡修喷枪或更换之。
⑧工件的线速度和喷枪移动速度太慢,在喷涂过程中的夹杂物飘浮于工件表面,降低了附着强度;应调整工件的线速度,控制喷涂间间飘浮物。

2、涂层分层
①采用间隙喷涂,在将达到标准尺寸时没有一次喷完,停喷时间太长;注意在间隙喷涂时,每次停喷时间要短。
②喷涂时压缩空气中的油和水溅在工件表面上;检查空压泵及附件气路工作是否正常,常放水,特别是油水分离器应工作正常。
③每一层喷涂后有大量的灰尘吸附在工件表面上,使层与层之间有隔离或部分隔离现象;喷涂时应注意保持清洁,并作必要的防尘措施。

3、涂层碎裂
①喷涂时喷枪移动太慢,使一次喷涂的涂层太厚,并出现过热现象;应保持正常的喷枪移动速度,一次不要喷得过厚。
②喷涂时喷枪离工件表面太近,使涂层过热;应适当拉开喷枪与工件表面的距离。
③喷涂材料收缩率太大或含有较多的导致热裂纹的元素(如S、P等);应选择合适的喷涂材料,并注意尽量减少有害元素的含量。
④电弧喷涂时电流过大,火焰喷涂时使用氧化焰,使涂层厚氧化;应合理造择喷涂参数和喷涂火焰。
⑤喷好后的涂层快速冷却而导致碎裂;在喷厚的涂层时应注意冷却速度。
⑥压缩空气中有油雾和水,降低了深层的结合强度;应及时解决压缩空气中的油和水。
⑦工件回转中心不准,喷涂层有厚有薄,冷却时收缩不均;应维修调正工件回转中心的同心度。

4、涂层不耐磨
①喷枪离工件太远,金属微粒温度低,与工件表面结合力小,其在工作时部分微粒脱落;应合理选择喷涂距离。
②搭削时有大量砂粒嵌入涂层;应合理选择磨削砂轮。
③金属丝送进太快;应合理选择送丝速度。
④金属丝材料本身不耐磨;应选择合格的喷涂材料。
⑤空气压力过低,喷枪离工件表面过远,使结合强度降低;应合理选择喷涂参数。

二、喷熔层缺陷及防止措施

1、剥离
①重熔时母材金属温度过低;重熔时,应先加热母材金属,待接近粉末熔化温度时,再对涂层进行重熔。
②工件表面制备不符合要求;按规定要求进行表面制备。
③熔化厚的涂层时,火焰移动太快;在熔化厚的涂层时,火焰稍作停留,使表里都能熔化。
④重熔温度太低,铁基粉末熔化时“镜面”反光不明显,此镍基粉末难积区别是否熔化;应加强练习,提高技术水平。

2、裂纹
①喷粉前工件的预热温度太低;应提高预热温度,为了防止氧化,可先在工件表面喷一层合金粉,然后再提高预热温度至400——500℃。
②重熔后冷却速度太快或喷熔层与母材金属线膨胀系数相差太大;应喷熔后缓慢冷却或进行等温处理。

3、夹渣
①重熔时,火焰移动速度太快,熔渣来不及浮出;应掌握好正确的重熔速度,使熔渣完全浮出。
②合金粉末自熔性差,熔点高、粘度大、粒度粗等;应合理选择喷熔粉末,喷熔前认真准备,了解合金粉末的性能。

4、气孔
①工件表面有油、污、锈、垢等;应认真做好工件制备。
②工件表面或合金粉末已被氧化;应注意预热温度不要太高,用二步法喷熔的粉末不要太细,回收的粉末已被氧化,不要用在重要的工件上。
③乙炔气体中有水份;查明原因,除去乙快气体中的水份。
④熔化时间过长,温度过高引起喷熔层翻泡;应正确撑握重熔的时间与温度。

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