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,送粉過程的連續(xù)性和均勻性將直接影響粉末加工過程的穩(wěn)定性。目前常用的送粉器大致可分為轉(zhuǎn)盤式送粉器、沸騰床式送粉器、螺桿式送粉器、刮盤式送粉器、鼓輪式送粉器和電磁振動式送粉器。我們以較常見的轉(zhuǎn)盤式送粉器為例,不同熱噴涂設(shè)備對于氧化物而言,送粉率在35-50g/min.;對于打底粉而言,送粉率15-25g/min.這個參數(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,會造成粉材熔化不充分或過熔,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,針對不同粒度、流動性的粉體,也要選擇匹配的送粉器:
1、轉(zhuǎn)盤式送粉器就無法適用于粉末粒度細(xì)小、流動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)粉末時容易堵塞且精度降低;
6、電磁振動送粉器存在送粉速率可調(diào)性差且精度低的問題。
當(dāng)然,如果您不愿意調(diào)參數(shù),沒關(guān)系,調(diào)整粉體物性的工作交給我們,“金江粉材”會將適合貴司設(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)力的檢測國內(nèi)外均已開展多年,其測定方法可分為機(jī)械測定法和物理測定法。
機(jī)械測定法測定時須將局部分離或分割使應(yīng)力釋放,這就要對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、測量較可靠,已成為現(xiàn)場實(shí)測的一種標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(見ASTM E837-99)。
物理測定法主要有射線法、磁性法、超聲波法,以及壓痕應(yīng)變法(GB/T 24179-2009),均屬于無損檢測方法。壓痕應(yīng)變法采用電阻應(yīng)變片作為測量用敏感元件,在應(yīng)變花中心部位采用沖擊加載制造壓痕以代替鉆孔,通過應(yīng)變儀記錄壓痕區(qū)外彈性區(qū)應(yīng)變增量的變化,從而獲得對應(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,這類方法既有應(yīng)力釋放法的優(yōu)點(diǎn),測試設(shè)備相對簡單,測試結(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)力分別來自于預(yù)熱、熱噴涂成型至涂層冷卻,這兩個階段。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,但是過猶不及:過高和較低的預(yù)熱溫度都不足以使基體獲得涂層成型時的穩(wěn)定溫度——縮小熱噴涂時基體和面層的溫度差,才會減少淬火應(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)力也會增大。
通常,預(yù)熱溫度不超過160攝氏度,時間不超過20秒。
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]]>(1)由于噴涂過程中,等離子弧產(chǎn)生的有害因素和對人體的危害,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,則必須穿戴防護(hù)面罩和工作服,或在觀察窗旁設(shè)計隔聲操作門,或根據(jù)操作者合適位置設(shè)計套袖操作洞口(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)計除油間,可在準(zhǔn)備工作間里進(jìn)行除油。
(8)沒有條件單設(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四小時。此外,根據(jù)工件表面要求采用電火花拉毛機(jī)時,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)室用以對制備的涂層進(jìn)行檢測。
(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)有過濾設(shè)施。
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]]>通常,我們把輸出功率超過80KW的等離子熱噴涂系統(tǒng)稱為大功率等離子設(shè)備,國產(chǎn)設(shè)備型號里帶80字樣的基本是這種功率的設(shè)備,國外設(shè)備有些可達(dá)100KW甚至更高,此類設(shè)備多見于三陰極或者三陽極噴槍,有的是五陽極噴槍(這發(fā)展恰似汽車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)。
采用級聯(lián)電弧技術(shù)的噴槍降低了對氣體和氣流的依賴,等離子體焰流更加穩(wěn)定,原料粉體受熱更加均勻,不會或很少發(fā)生工藝漂移。
同時,由于這種噴槍的等離子弧被拉長,可實(shí)現(xiàn)在低電流和高電壓下的高功率熱噴涂,這種工作模式對熱噴涂系統(tǒng)中噴槍陰陽極使用壽命之延長有很大幫助。
制備陶瓷涂層的優(yōu)勢
拿陶瓷涂層里的金屬氧化物涂層來舉例: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,常見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)。本公眾號在之前的文章中有介紹過關(guān)于結(jié)合強(qiáng)度和沉積效率的測量方式,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),可以詢問本公司接待您的銷售代表。
總體來說,大功率等離子熱噴涂設(shè)備在制備陶瓷涂層時的工藝穩(wěn)定性和效率是值得期待的,同時其使用成本也更具有比較優(yōu)勢。
陶瓷涂層后處理
陶瓷涂層的氣孔問題通常用封孔來解決(也有用激光熔覆改性來實(shí)現(xiàn)),其工藝中的封孔劑常用含有樹脂或者石蠟的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)來制備、通過涂刷或靜電噴涂,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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