送粉器是熱噴涂、冷噴涂、熔敷、粉末球化等粉末加工設(shè)備的核心部件,送粉過(guò)程的連續(xù)性和均勻性將直接影響粉末加工過(guò)程的穩(wěn)定性。目前常用的送粉器大致可分為轉(zhuǎn)盤(pán)式送粉器、沸騰床式送粉器、螺桿式送粉器、刮盤(pán)式送粉器、鼓輪式送粉器和電磁振動(dòng)式送粉器。我們以較常見(jiàn)的轉(zhuǎn)盤(pán)式送粉器為例,不同熱噴涂設(shè)備對(duì)于氧化物而言,送粉率在35-50g/min.;對(duì)于打底粉而言,送粉率15-25g/min.這個(gè)參數(shù)比較安全:在不提高功率的情況下,涂層的硬度是理想的。如果大幅提高或降低送粉率,會(huì)造成粉材熔化不充分或過(guò)熔,導(dǎo)致涂層缺陷增多,尤其是硬度表現(xiàn)不達(dá)標(biāo)。
另一方面,針對(duì)不同粒度、流動(dòng)性的粉體,也要選擇匹配的送粉器:
1、轉(zhuǎn)盤(pán)式送粉器就無(wú)法適用于粉末粒度細(xì)小、流動(dòng)性較差的微納米粉末;
2、沸騰床式送粉器因?yàn)榭繗怏w輸送粉材,故適用性較寬,但送粉精度不高;
3、螺桿式送粉器可適用于干、濕粉末及微小顆粒粉末。但由于利用螺桿間距送粉,難以實(shí)現(xiàn)微量送粉;
4、刮板式送粉器不適合細(xì)粉物料,容易堵塞出粉口,影響噴涂連續(xù)性;
5、鼓輪式送粉器僅適用于干燥的大顆粒粉末的精確輸送,輸送超細(xì)粉末時(shí)容易堵塞且精度降低;
6、電磁振動(dòng)送粉器存在送粉速率可調(diào)性差且精度低的問(wèn)題。
當(dāng)然,如果您不愿意調(diào)參數(shù),沒(méi)關(guān)系,調(diào)整粉體物性的工作交給我們,“金江粉材”會(huì)將適合貴司設(shè)備的材料呈現(xiàn)在你們眼前。另外,我公司提供有償優(yōu)化熱噴涂設(shè)備參數(shù)的服務(wù),歡迎預(yù)約。
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]]>殘余應(yīng)力的檢測(cè)國(guó)內(nèi)外均已開(kāi)展多年,其測(cè)定方法可分為機(jī)械測(cè)定法和物理測(cè)定法。
機(jī)械測(cè)定法測(cè)定時(shí)須將局部分離或分割使應(yīng)力釋放,這就要對(duì)工件造成一定損傷甚至破壞,典型的有切槽法和鉆孔法,這方面技術(shù)成熟,理論完善。其中尤以小直徑盲孔法因?qū)ぜp傷較小、測(cè)量較可靠,已成為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的一種標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(見(jiàn)ASTM E837-99)。
物理測(cè)定法主要有射線法、磁性法、超聲波法,以及壓痕應(yīng)變法(GB/T 24179-2009),均屬于無(wú)損檢測(cè)方法。壓痕應(yīng)變法采用電阻應(yīng)變片作為測(cè)量用敏感元件,在應(yīng)變花中心部位采用沖擊加載制造壓痕以代替鉆孔,通過(guò)應(yīng)變儀記錄壓痕區(qū)外彈性區(qū)應(yīng)變?cè)隽康淖兓?,從而獲得對(duì)應(yīng)于殘余應(yīng)力大小的真實(shí)彈性應(yīng)變,求出殘余應(yīng)力的大小。從已有工程應(yīng)用結(jié)果看,這類(lèi)方法既有應(yīng)力釋放法的優(yōu)點(diǎn),測(cè)試設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單,測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠,又有物性法的優(yōu)點(diǎn)。
在等離子噴涂工藝中,殘余應(yīng)力分別來(lái)自于預(yù)熱、熱噴涂成型至涂層冷卻,這兩個(gè)階段。其最主要的誘因還是基材和面層材料熱膨脹系數(shù)不同。我們以氧化鉻涂層為例,在 0-1000攝氏度范圍內(nèi),氧化鉻的熱膨脹系數(shù)9.5×10-6/℃,而一般合金基材熱膨脹系數(shù)10~20×10-6/℃之間。當(dāng)熱噴涂完成后,至冷卻到室溫階段,面層與基材之間的熱膨脹系數(shù)差,會(huì)引起熱應(yīng)力,又叫溫變應(yīng)力。
在制備陶瓷面層之前,我們先噴一層過(guò)渡材料,就是為了平衡基材和面層之間的熱膨脹系數(shù)差進(jìn)而降低殘余應(yīng)力,以免誘發(fā)界面處的裂紋擴(kuò)展,使涂層在這些區(qū)域萌發(fā)分層及開(kāi)裂。、
預(yù)熱階段,通常發(fā)生的是淬火應(yīng)力,較高的基體溫度可使粉體粒子充分沉積、形成致密涂層,但是過(guò)猶不及:過(guò)高和較低的預(yù)熱溫度都不足以使基體獲得涂層成型時(shí)的穩(wěn)定溫度——縮小熱噴涂時(shí)基體和面層的溫度差,才會(huì)減少淬火應(yīng)力,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),較低的預(yù)熱溫度,涂層成型的溫度越高,淬火應(yīng)力也會(huì)增大。
通常,預(yù)熱溫度不超過(guò)160攝氏度,時(shí)間不超過(guò)20秒。
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]]>(1)由于噴涂過(guò)程中,等離子弧產(chǎn)生的有害因素和對(duì)人體的危害,所以,噴涂工作間應(yīng)設(shè)置在單獨(dú)隔間內(nèi)。如果工藝成熟,產(chǎn)品定型,最好設(shè)計(jì)遙控操作(機(jī)械手)。
(2)當(dāng)產(chǎn)品不能定型或處于試驗(yàn)階段,操作者又要經(jīng)常出入噴涂工作間進(jìn)行手工操作時(shí),則必須穿戴防護(hù)面罩和工作服,或在觀察窗旁設(shè)計(jì)隔聲操作門(mén),或根據(jù)操作者合適位置設(shè)計(jì)套袖操作洞口(如噴砂室),操作者的雙手可伸入噴涂工作間內(nèi)操作。
(3)噴涂工作間數(shù)量和面積大小,應(yīng)根據(jù)工作量、工件形狀和選用的設(shè)備外形尺寸而定。
(4)等離子或火焰噴涂工作間最好采用水濾噴涂箱,以便將粉塵和有害氣體排除;或采用密封隔聲罩式半自動(dòng)噴涂機(jī)械設(shè)備。此外,根據(jù)零件的形狀和大小配備機(jī)械傳動(dòng)裝置。
(5)電源、控制柜和送粉器應(yīng)布置在控制間內(nèi)。增壓水泵、水箱或熱交換器可布置在噴涂工作間內(nèi)。
(6)等離子噴槍如使用鈰鎢電極,可不必單獨(dú)設(shè)置電極棒磨削間,可在機(jī)加工作間進(jìn)行。工作量較少情況下,磨削電極棒的砂輪機(jī)也可放在機(jī)加工作間的一角,但應(yīng)設(shè)計(jì)機(jī)械排氣。
(7)如不采用溶劑蒸汽除油,可不需單獨(dú)設(shè)計(jì)除油間,可在準(zhǔn)備工作間里進(jìn)行除油。
(8)沒(méi)有條件單設(shè)噴砂室的期間,則工件的預(yù)處理可委托外協(xié)單位加工,但是必須保證噴砂后的噴涂不得超過(guò)四小時(shí)。此外,根據(jù)工件表面要求采用電火花拉毛機(jī)時(shí),可以布置在準(zhǔn)備工作間內(nèi)。
(9)有條件的工廠,可設(shè)立實(shí)驗(yàn)室用以對(duì)制備的涂層進(jìn)行檢測(cè)。
(10)南方地區(qū)噴涂工作間也可以采用自然進(jìn)風(fēng),但進(jìn)風(fēng)口應(yīng)有過(guò)濾設(shè)施。
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]]>通常,我們把輸出功率超過(guò)80KW的等離子熱噴涂系統(tǒng)稱(chēng)為大功率等離子設(shè)備,國(guó)產(chǎn)設(shè)備型號(hào)里帶80字樣的基本是這種功率的設(shè)備,國(guó)外設(shè)備有些可達(dá)100KW甚至更高,此類(lèi)設(shè)備多見(jiàn)于三陰極或者三陽(yáng)極噴槍?zhuān)械氖俏尻?yáng)極噴槍?zhuān)ㄟ@發(fā)展恰似汽車(chē)gear box的進(jìn)化,從4AT到6AT,然后是8、9、10AT,日新月異。P.S.筆者更喜歡CVT的變速箱)。
采用級(jí)聯(lián)電弧技術(shù)的噴槍降低了對(duì)氣體和氣流的依賴(lài),等離子體焰流更加穩(wěn)定,原料粉體受熱更加均勻,不會(huì)或很少發(fā)生工藝漂移。
同時(shí),由于這種噴槍的等離子弧被拉長(zhǎng),可實(shí)現(xiàn)在低電流和高電壓下的高功率熱噴涂,這種工作模式對(duì)熱噴涂系統(tǒng)中噴槍陰陽(yáng)極使用壽命之延長(zhǎng)有很大幫助。
制備陶瓷涂層的優(yōu)勢(shì)
拿陶瓷涂層里的金屬氧化物涂層來(lái)舉例:由于陶瓷涂層大多建立在金屬基材上,而前者的晶體結(jié)構(gòu)、膨脹系數(shù)和物理性能與后者比較,有很大區(qū)別,所以就需要bond coating來(lái)消除涂層間的內(nèi)應(yīng)力、使熱膨脹系數(shù)趨同、增加面層和基材之間的結(jié)合強(qiáng)度。
在制備氧化鉻陶瓷涂層時(shí),常見(jiàn)的底層是鎳鉻合金涂層。一般采用正交實(shí)驗(yàn)法,確定噴涂參數(shù)(電流、電壓、噴涂距離和送粉量),一般來(lái)講,較高的結(jié)合強(qiáng)度和沉積效率是衡量熱噴涂參數(shù)搭配成功的體現(xiàn)。本公眾號(hào)在之前的文章中有介紹過(guò)關(guān)于結(jié)合強(qiáng)度和沉積效率的測(cè)量方式,大家可以點(diǎn)擊粗體字追閱。粉體在熱噴涂設(shè)備上的參考噴涂參數(shù),可以詢問(wèn)本公司接待您的銷(xiāo)售代表。
總體來(lái)說(shuō),大功率等離子熱噴涂設(shè)備在制備陶瓷涂層時(shí)的工藝穩(wěn)定性和效率是值得期待的,同時(shí)其使用成本也更具有比較優(yōu)勢(shì)。
陶瓷涂層后處理
陶瓷涂層的氣孔問(wèn)題通常用封孔來(lái)解決(也有用激光熔覆改性來(lái)實(shí)現(xiàn)),其工藝中的封孔劑常用含有樹(shù)脂或者石蠟的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)來(lái)制備、通過(guò)涂刷或靜電噴涂,將面層滲透、封嚴(yán)和固化,進(jìn)一步起到耐腐蝕和絕緣的作用。進(jìn)行完封孔工序后,涂層為透明,而且仍可進(jìn)行機(jī)加。
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