超音速热喷涂工作原理

热喷涂技术在是石油化工中应用：机械密封采用在金属基体上喷涂复合陶瓷和金属碳化钨涂层制造机械密封动、静环，具有优异的耐磨耐腐蚀性能，摩擦性系数小，能耗低，对静环磨耗少，使用寿命均高于镀硬铬层和堆焊CoCrW焊层的4~5倍。与烧结的硬质合金环比，有成本低、机械性能好、不会产生崩裂的优点。另外，与之配副的密封静环，如：铝青铜、M106K石墨、L516改性聚四氟乙烯等；由于摩擦系数特低，达0.033~0.11，故与陶瓷涂层配副的静环使用寿命均高于与镀硬铬配副的静环3~4倍。在热喷涂过程中，需要严格控制温度和距离等参数，以避免涂层开裂、脱落等问题。超音速热喷涂工作原理

热喷涂金属基防滑耐磨涂层：NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层具有硬度高、孔隙率低、断裂韧性高、抗高温氧化及循环氧化性好等优点，在低温和高温条件下均保持高摩擦系数，表现出良好的摩擦学性能，被用作海洋环境防滑耐磨防腐涂层。涂层在满足防滑系数要求的前提下应具备较长的使用寿命，在NiCr基防滑涂层中加入稀土氧化物（La2O3或CeO2）能大幅提高涂层的耐磨损性能。采用超音速等离子喷涂制备了稀土氧化物La2O3和CeO2含量不同的NiCr-Cr3C2涂层，摩擦系数在0.6~0.7之间。稀土元素容易与氧反应形成稀土氧化物，可以增加晶核数量，Ce2O3和CeCrO3相会阻碍晶粒生长，达到细化晶粒、致密涂层组织的作用，提高涂层的耐磨及抗氧化性能，但对涂层防滑系数的影响较小。以氧化铝为对磨球的高温球磨试验中发现，添加了WC颗粒的NiCr基涂层具有很高的摩擦系数，并且在450℃时磨损率*为原来的五分之一。WC颗粒的加入会增强涂层的摩擦系数，NiCoCr-Cr3C2-WC涂层的室温干摩擦系数为0.7。涂层显示出优异的性能，无论在干磨还是盐雾条件下，涂层的摩擦系数均在0.9以上，表现出极好的防滑性能。江苏表面热喷涂粉末热喷涂涂层可以提高材料的表面硬度和抗磨损性能。

该技术以自动电弧热喷涂设备为设备，辅以其他通用设备，经过退镀、表面处理、热喷涂、表面精磨、封孔等工序，可使损坏的柱塞杆、中缸外壁恢复其尺寸，并且拥有良好的粗糙度、耐磨耐腐蚀性能等，市场反馈良好，其性价比超过电镀与激光熔覆。经该技术再制造的柱塞杆、中缸特点有：①修复能力强，可修复尺寸超差及划伤腐蚀、弯曲等缺点，修复厚度为较大2mm；②耐磨性好，表面硬度达HV800（HRC65）以上，不容易被划伤及磨损；③耐腐蚀性能好，采用自主研发的涂层材料能很好的承受矿井下的高湿腐蚀环境；④使用寿命长，质保期超过三年以上。

汽轮机主轴的轴承油档位置、发电机主轴的轴瓦部位因震动和供油问题容易产生主轴的拉槽磨损。采用热喷涂方法对超差的轴类进行修复，不只可以恢复其使用性能，而且因喷涂层的高耐磨性而使喷涂件的使用寿命超过新件3～5倍〔3〕，从而使电厂获得可观的安全和经济效益。吉林热电厂500t/h磨煤机主轴，轴长3.5m,直径300mm,投产5年后，磨煤机隔板与主轴之间磨损严重而产生强烈振动，被迫停止运行。该厂采用热喷熔办法，花费不到1万元即将这根价值12万元的轴修复，且比原新轴的年磨损量小了3倍。武汉钢电股份有限公司火电站2台水泵轴轴承位置处单边磨损深度在0.5mm以上，该轴长4m,每根轴2个轴承位，轴承位的尺寸为200150mm。热喷涂技术在航空、能源、汽车等领域有较广应用。

等离子喷涂时采用刚性非转移型等离子弧为热源，以喷涂粉末材料为主的热喷涂方法。产生等离子弧的设备是等离子喷呛，它由钨电极、前呛体、后呛体、送粉器、工作气体和气管、电源和控制器等部分组成。进行喷涂时，喷呛的钨电极和喷嘴分别接电源的负极和正极，工作气体经进气管进入喷呛，在弧柱区发生电离而形成等离子体。但是，前呛体和钨电极之间是有一段距离隔开的，故电源的空载电压加上后并不能立即产生电弧，而是要在前呛体和后呛体之间并联一个高频电源，接通后在钨电极与前呛体发生火花放电，才能引燃电弧。电弧引燃后，再把高频电路切断。工作气体在引燃后电弧的弧柱区被加热到高温而发生电离，形成等离子体；同时电弧收到压缩作用，温度升高，喷射速度增大，形成高温高速等离子射流从喷嘴喷出。此时从送粉管送入粉状喷涂材料，使其在等离子焰流中被加热到熔融或半熔融状态，并被加速而向经预处理的工件表面喷射和撞击，发生流散、变形和凝固，沉积于工件表面而形成涂层。热喷涂涂层具有优异的粘附力和密封性，能够有效保护基材。徐汇区绝缘热喷涂技术

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热喷涂技术在工程机械中的应用：热喷涂技术作为表面工程重要的技术手段，可以在机械关键零件表面制备耐磨、耐腐蚀涂层，延长金属材料的使用寿命。此外，热喷涂技术在修复磨损、磨蚀零件尺寸，实现关键零件的再制造方面也发挥着重要作用。因此，在现有材料体系基础上，利用热喷涂技术延长机械工程材料的服役寿命有着重大的经济效益和社会效益。我国排灌泵站中，由于叶片出现气蚀、磨损现象，导致水泵性能下降，能耗增加。采用氧-乙炔火焰喷焊高硬度的镍、铬、钨、钴金属合金粉末材料，在水泵叶片表面制备防护涂层。喷焊处理后，叶片的抗气蚀寿命普遍提高了10～15倍，效率提高了2%～3%。超音速热喷涂工作原理