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            電弧噴涂的原理
            作者:管理員    發布于:2018-05-14 21:51:59    文字:【】【】【
            摘要:電弧噴涂是利用兩根連續送進的金屬作為自耗電極,在其端部產生電弧作為熱源,利用壓縮空氣將熔化了的絲材霧化,并以高的速度噴向工件表面形成涂層的一種熱噴涂方法。

            電弧噴涂的原理

             

            1電弧噴涂是利用兩根連續送進的金屬作為自耗電極,在其端部產生電弧作為熱源,利用壓縮空氣將熔化了的絲材霧化,并以高的速度噴向工件表面形成涂層的一種熱噴涂方法。噴涂時兩根絲狀金屬噴涂材料通過送絲裝置均勻連續的分別送進電弧噴涂槍中的導電嘴內,導電嘴分別接電源的正負極并保證兩根絲材在未接觸前的可靠絕緣。當兩根金屬絲材端部由于送進而相互接觸時,發生短路而產生電弧,使絲材端部瞬間熔化,壓縮空氣將熔融金屬熔化成微熔滴,以很高的速度噴射到工件表面,形成電弧噴涂層。

             

            2電弧噴涂工藝的特點

            電弧噴涂作為一種新型的熱噴涂方法,有許多顯著的優點。

             2.1涂層結合強度較高、硬度高、孔隙率低電弧噴涂時,熔滴溫度可達6000℃以上,微熔滴加熱溫度、噴射速度都比火焰噴涂時高,因此粒子的動能和熱能都比較高,從而獲得較

            高的結合強度和涂層強度。試驗證明,電弧噴涂的結合強度約是火焰噴涂層的2.5倍。電弧噴涂形成的涂層硬度要比噴涂材料高30%-80%。電弧噴涂涂層的孔隙率小于8%,低于火焰噴涂所得的涂層的孔隙率。

            2.2生產率高、安全可靠,噴涂工件不變形 電弧噴涂的原理電弧噴涂是利用兩根連續送進的金屬作為自耗電極,在其端部產生電弧作為熱源,利用壓縮空氣將熔化了的絲材霧化,并以通過送絲裝置均勻連續的分別送進電弧噴涂槍中的導電嘴內,導電嘴分別接電源的正負極并保證兩根絲材在未接觸前的可靠絕緣。當兩根金屬絲材端部由于送進而相互接觸時,發生短路而產生電弧,使絲材端部瞬間熔化,壓縮空氣將熔融金屬熔化成微熔滴,以很高的速度噴射到工件表面,形成電弧噴涂層。

             電弧噴涂材料主要包括有色金屬絲材鋁、鋅、銅、鎳等金屬及其合金、黑色金屬絲材(碳鋼不銹鋼)。目前,國內外試用2-3mm的粉芯絲材,在其中填充所需的合金粉末,以獲得合金噴涂層。

              (1)

            鋁及鋁合金鋁用作防腐噴涂層時,作用與鋅相似。它與鋅相比,比重輕,價格低廉,在含有二氧化硫的氣氛中耐腐蝕效果比較好。在鋁及鋁合金中加入稀土元素不僅可以提高涂層的結合強度而且可以降低孔隙率。鋁還可以用作耐熱噴涂層。鋁在高溫作用下,能在鐵基體上擴散,與鐵發生作用生成抗高溫氧化的Fe3A1,從而提高了鋼材的耐熱性。鋁涂層己廣泛應用于貯水容器、硫磺氣體包圍中的鋼鐵構件、食品貯存器、燃燒室、

            船體和閘門等。

              (2)

            銅及銅合金

            純銅主要用作電器開關和電子元件的導電噴涂層及人像、工藝品、水泥等建筑表面的裝飾噴涂層。黃銅噴涂層廣泛用于修復磨損及加工超差的零件,修補有鑄造砂眼、氣孔的黃銅件,也可作為裝飾噴涂層使用。鋁青銅涂層的結合強度高,抗海水腐蝕能力強,并具有很好的耐腐蝕疲勞和耐磨性。主要用于噴涂水泵葉片、氣閘閥門、活塞、軸瓦表面。

              (3)

            鋅及鋅合金

             鋅為銀白色金屬,在大氣或水中具有良好的耐腐蝕性,對鋼鐵基材還具有電化學保護作用。而在酸、堿、鹽中不耐腐蝕,當水中含有二氧化硫時,它的耐腐蝕性能很差。在鋅中加入鋁可以提高噴涂后的耐腐蝕性能,因此目前大量使用Zn-A1合金噴涂材料。鋅噴涂層已廣應用于室外露天的鋼鐵構件,如水門閘、橋梁、鐵塔和容器等。

              (4)

            粉芯絲材

              國內外已采用粉芯絲材作為電弧噴涂材料,我國已應用

            3Crl3、4Crl3、7Crl3等絲材作為耐磨噴涂材料,同時具有良好的抗高溫穩定性。

              (5)

            鎳及鎳鉻合金

              鎳合金中用作噴涂材料的主要為鎳鉻合金,這類合金具有很好的抗高溫氧化性能,可在

            800℃高溫下使用,是日前應用很廣的熱阻材料。鎳鉻涂層可以耐水蒸氣、二氧化碳、一氧化碳、氨、醋酸及堿等介質的腐蝕,因此,鎳鉻合金被大量用作耐腐蝕及耐高溫噴涂層。例如,美國采用45CT(45Cr、4Ti,其余為Ni)絲材電弧噴涂鍋爐管道取得了良好效果。

              (6)

            碳鋼和低合金鋼

              碳鋼和低合金鋼是廣泛應用的電弧噴涂材料。它具有強度較高、耐磨性好、價格低廉等特點。電弧噴涂過程中碳和合金元素易燒損,易于造成涂層多孔和氧化物夾渣,使涂層性能下降,因此采用碳元素較高的碳鋼,以彌補碳元素的燒損。

             

            3電弧噴涂工藝在模具制造中的應用

             

            金屬噴涂制模法是模具快速制造的新技術電弧噴涂在模具制造中的應用主要體現在模具的快速制造,也可用于模具的修復。西安交通大學2003年通過鑒定的金屬噴涂快速模具 。

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