文档介绍：山东科技大学
«材料表面工程基础»课程论文
专业:无机非金属材料工程
班级:无极13-2
姓名:梁浩
学号:201301130412
等离子喷涂所用粉料
摘要近年来,表面工程已成为材料科学的一个重要分支,在人们的生产生活中发挥越来越重要的作用, 其最大优势是能够制备出优于本体材料性能的表面薄层,赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等性能,以及超导、光电磁、生物相容性等功能, 这与制作部件的整体材料相比,厚度薄,面积小,但却承担着工作部件的主要功能。目前,表面工程中的热喷涂技术已在材料表面防护与强化等领域得到了较为广泛的应用。特别是等离子喷涂技术的采用,扩大了热喷涂材料种类及其涂层的应用范围,解觉了难熔材料和陶瓷材料的喷涂问题。此外,通过等离子喷涂在金属基底上喷涂陶瓷涂层,能把陶瓷材料的特点和金属材料的特点有机地结合起来,使材料兼具金属的强韧性、可加工性等特性及陶瓷的耐磨损、耐高温、耐腐蚀及绝缘性等性能。因此,等离子喷涂大幅度地提高了涂层质量,延长了产品使用寿命,有显著的经济效益和社会效益,已在航空、航天、冶金、机械制造、煤炭、电力、石油、化工、纺织等行业得到应用。
关键词:等离子喷涂结构图层
一等离子喷涂的原理
等离子喷涂是利用等离子火焰来加热熔化喷涂粉末使之形成涂层。等离子喷涂工作气体常采用Ar 或N2,再加入 5%-10%的H2。气体进入电极腔的弧状区后,被电弧加热离解形成等离子体,其中心温度高达15000 K以上,经孔道高压压缩后呈高速等离子射流喷出。喷
涂粉末被粉气载入等离子焰流,很快呈熔化或半熔化状态,并高速喷打在经过粗化的洁净零件表面产生塑性变形,粘附在零件表面。各熔滴之间依靠塑性变形而相互钩接,从而获得结合良好的层状致密涂层。随着喷涂时间的延长,零件表面就获得了一定尺寸的喷涂层。目前已发展了数十种等离子喷涂技术。根据等离子介质、喷涂环境、电源功率、特性等的不同,可分为气稳等离子喷涂( 氩、氢、氮、氦)、水稳等离子喷涂、空气等离子喷涂; 大气等离子喷涂、保护气氛等离子喷涂、真空等离子喷涂、水下等离子喷涂、常规等离子喷涂、高能等离子喷涂、超高能等离子喷涂;直流等离子喷涂、脉冲等离子喷涂、射频等离子喷涂、高频感应等离子喷涂大牛等。
等离子喷涂具有许多优点: ①零件无变形,不改变基体金属的热处理性质。因此,可以对一些高强度钢材以及薄壁零件、细长零件实施喷涂。②涂层的种类多。由于等离子焰流的温度高,可以将各种喷涂材料加热到熔融状态,因而可供等离子喷涂用的材料非常广泛,可以得到多种性能的喷涂层,特别适用于喷涂陶瓷等难熔材料。③工艺稳定,涂层质高。在等离子喷涂中,熔融状态颗粒的飞行速度可达 180 ~ 480 m/s ,远比氧-乙炔焰粉末喷涂时的颗粒飞行速度45~ 120 m/s 高。等离子喷涂层与基体金属的法向结合强度通常为 30 ~ 70 MP a ,而氧-乙炔焰粉末喷涂一般为 5 ~ 10 MPa 。此外,等离子喷涂还和其他喷涂方法一样,具有零件尺寸不受严格限制,基体材质广泛,加工余量小,可用于喷涂强化普通基材零件表面等优点。
二等离子喷涂涂层研究及应用
根据等离子喷涂涂层的作用不同,可将其分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指超硬和耐磨涂层,抗氧化、耐热和阻燃涂层,耐腐蚀和装饰涂层等。功能涂层是赋予基体所不