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                                超音速喷涂

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                                浅析等离子喷涂系统用途和原理

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                                浅析等离子喷涂系统用途和原理

                                2022-05-12

                                赛欧电气金属喷涂厂家为您讲解等离子喷涂系统用途和原理:

                                (1)大气等离子体喷涂原理

                                等离子喷涂是热喷涂技术领域的一项重要技术。其原理是将粉末材料送入等离子体(射频放电)或等离子体射流(直流电弧)加速、熔化或部分熔化等离子体中的粉末颗粒,然后冲击基体表面使其扩散、凝固、重叠形成涂层。大气等离子喷涂是应用Z广泛的一种,主要用于制备金属、合金、金属陶瓷、陶瓷、碳化物和氮化物的复合涂层。

                                (2)高能等离子体喷涂原理

                                高能等离子体是近年来在大气等离子体基础上发展起来的一种新型等离子体喷涂技术。通过使用三阳极喷枪、将电弧拉长到75mm以上的级联装置和将电弧平均分成三等份的单电极/三阳极均匀分布模式,可以很容易地实现高电压、低电流的工作模式。电弧的均匀分布使等离子体气体得到充分的加热,火焰流动温度分布均匀,火焰速度较高,采用径向三线送粉,可以实现低功率、大送粉,形成良好的涂层。高能等离子喷涂主要用于制备高质量的陶瓷涂层、厚涂层和纳米结构涂层,也非常适合于高性能等离子涂层的大面积喷涂。

                                金属喷涂

                                二、等离子喷涂特点

                                (1)大气等离子体喷涂特性

                                1、火焰流动温度高、速度快,可喷涂多种粉状物料并形成良好的涂层。

                                2. 基体的发热小,零件的变形容易控制,基体材料的热处理状态不改变。

                                3、惰性气氛火焰流动能有效抑制粉末氧化,喷涂过程稳定。

                                (2)高能等离子喷涂特性

                                1、功率大,火焰温度更高,速度更快,涂层孔隙率、粘结强度等性能均有明显提高。

                                2、火焰流动温度区间分布均匀,在不改变涂层性能的前提下可以实现大量喷粉,提高涂层的生产效率。

                                3、喷涂工艺稳定,电极寿命是普通大气等离子体系统的3 ~ 4倍。

                                三、等离子喷涂主要指标  

                                (1)大气等离子喷涂主要指标

                                1、权力:80千瓦

                                2、火焰流量出口温度:12000℃

                                3、颗粒速度:200 ~ 300m/s

                                4、喷涂速度:2 ~ 10kg/h

                                5、涂层粘结强度:12 ~ 60MPa(硬质合金)

                                6、镀层厚度:0.05 ~ 5mm(有色合金)

                                7、孔隙率:3 ~ 8%

                                (2)高能等离子喷涂主要指标

                                1、权力:100千瓦

                                2、火焰流量出口温度:12000 ~ 16000℃

                                3、颗粒速度:250 ~ 350m/s

                                4、喷涂速度:5 ~ 20kg/h

                                5、涂层粘结强度:25 ~ 70MPa(硬质合金)

                                6、镀层厚度:0.05 ~ 5mm(有色合金)

                                7、孔隙率:1 ~ 3%

                                四、等离子喷涂系统主体结构

                                它由等离子电源、操作系统、电气控制柜、气体控制柜、冷水机、水电转移箱、给粉机、喷枪等组成。

                                五、等离子喷涂加工的典型应用

                                APS喷涂加工特别适合制备各种氧化陶瓷或金属(合金)涂层材料,广泛应用于防腐、耐磨、润滑、绝缘、密封等工业领域。

                                喷涂操作

                                等离子喷涂是一种材料表面强化和表面改性技术,可以使基材表面具有耐磨、耐腐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、抗辐射、减磨和密封等性能。等离子喷涂技术是利用直流等离子弧驱动作为热源,将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态,然后高速喷涂到预处理工件表面,形成固体表面层的一种方法。等离子喷涂也被用于医疗应用,数十微米的涂层被应用到人工骨的表面,以加强它们并提高它们的亲和力。

                                等离子喷涂技术是在火焰喷涂之后发展起来的一种新型多用途精密喷涂技术。它具有以下特点:(1)超高温,容易喷涂熔点高的材料。喷涂粒子速度高,涂层致密,粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体,所以喷涂材料不易氧化。

                                等颗粒喷涂是通过等离子弧进行的,离子弧是压缩弧,与自由弧相比,其弧柱更小,电流密度更大,气体电离度更高,因此具有温度高、能量集中、电弧稳定等特点。

                                根据电连接的方法,等离子体电弧有三种形式:

                                非转移电弧:指阴极与喷嘴之间产生的等离子体电弧。在这种情况下,正极连接喷嘴,工件不带电,在阴极和喷嘴内壁之间产生电弧。工作气体通过阴极与喷嘴之间的电弧加热,造成全部或部分电离,然后被喷嘴喷射形成等离子火焰(或等离子射流)。

                                这种等离子弧用于等离子喷涂。

                                (2)转移电弧:将电弧从喷枪转移到被加工件的等离子弧上。在这种情况下,喷嘴未连接电源,工件连接正极,电弧飞越阴极和阳极(工件)之间的喷枪,工作气体被送绕电弧,然后从喷嘴喷出。

                                等离子切割、等离子弧焊、等离子电弧熔炼是这类等离子电弧的主要应用。

                                (3)组合电弧:非传递电弧点燃传递电弧,加热金属粉末,传递电弧加热工件,在工件表面产生熔池。在这种情况下,喷嘴和工件连接到正极。

                                等离子弧用于等离子喷涂焊接。电弧将进口的工作气体加热电离成高温等离子体,从喷嘴喷出形成等离子体火焰。等离子体火焰的温度非常高,和等离子体火焰的中心的温度可以达到30000°K,喷嘴出口的温度可以达到15000 ~ 20000°K .火焰流的速度可以达到1000 ~ 2000 m / s的喷嘴出口,但它迅速减少。粉末由送粉器送入火焰中熔化,并由火焰流动加速至150m/s以上,喷到基体材料上形成薄膜。

                                发展前景

                                在等离子喷涂的基础上,发展了几种新的等离子喷涂技术,如:

                                1. 真空等离子喷涂(又称低压等离子喷涂)

                                真空等离子喷涂是一种在大气可控、4 ~ 40Kpa密闭的室内进行喷涂的技术。

                                由于工作气体被电离,是在低压大气中侧面膨胀体积侧面喷出的,所以射流速度是超音速的,非常适合于高敏感材料的氧化。

                                2. 水稳定等离子喷涂

                                上述等离子喷涂的工质是气体,而这种方法的工质不是气体而是水。它是一种大功率或高速等离子喷涂的方法,其工作原理是:

                                高压水流入喷枪,漩涡形成的内壁桶,这时,之间的直流电弧阴极的枪体和旋转阳极在枪体的前面,这部分桶内壁的表面蒸发、分解,变成一个等离子体状态,产生连续的等离子弧。由于旋转涡流水的聚束效应,提高了其能量密度,燃烧稳定。因此,可以喷涂熔点高的材料,特别是氧化陶瓷,喷涂效率非常高

                                3.气体稳定等离子喷涂

                                气体稳定等离子喷涂的原理是等离子喷枪(等离子电弧发生器)产生等离子射流(电弧火焰流)。喷枪的电极(阴极)和喷嘴(阳极)分别连接整流电源的正极和负极,向喷枪提供工作气体(Ar、N2等),并通过高频火花点燃电弧。电弧将气体加热到很高的温度并使其电离。电弧在热收缩效应、自磁收缩效应和机械效应的作用下被压缩,形成不可转移的等离子体电弧。高温等离子体气体从喷嘴内迅速膨胀,形成高温高速等离子体射流。粉末进入等离子体射流后,被迅速加热至熔融或半熔融状态,并加速等离子体射流,形成飞基板的喷雾离子束,连续撞击预处理基板表面,形成涂层。在大气等离子体喷涂中,氩、氮、氢作为等离子体气体。

                                以上就是赛欧电气超音速喷涂公司为您带来的相关资讯,希望对您有所帮助。

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