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模具钢热喷涂技术的原理、特点及工艺流程
来源: | 作者:东启特钢 | 发布时间: 2022-09-07 | 221 次浏览 | 分享到:
模具钢热喷涂技术的原理、特点及工艺流程


  模具钢热喷涂技术的原理、特点及工艺流程

  

  模具钢热喷涂是将喷涂材料加热到熔融或半熔融状态,然后用高速气流雾化加速,使其高速喷涂在工件表面,形成具有特殊性能的涂层。

  

模具钢


  热喷涂技术的基本原理:

  

  1.热喷涂的基本过程:

  

  (1)加热、加速、熔化(颗粒状)。

  

  (2)雾化(10~100微米),然后加速——形成高速粒子流。

  

  (3)熔化和半熔化的高速颗粒流撞击基体,变形凝固,形成涂层。

  

  2.涂层与基体的结合强度

  

  (1)机械结合:可见高速颗粒-冲击-颗粒微变形-咬合,表面粗糙化有利于结合强度的提高。

  

  (2)金属键结合:当粒子到达离基底表面的原子距离时,就会发生金属键结合。——理论上确实存在,但实际作用不大。

  

  (3)微扩散连接:高速、高温、熔化或半熔化的颗粒撞击基体表面,会引起界面的微小扩散,增加结合力。但是这个结合力贡献不大,因为衬底温度只有200℃左右。机械结合-主要是金属结合-非常小的微扩散结合-非常小。一般来说,热喷涂涂层的结合强度较低!只有其母体材料的5-30%。

  

  (4)冶金结合:

  

  Ni-Al粉末在T=660℃时,通过自身反应放热,在基体表面形成冶金结合,结合力最好。尤其是中间过渡层!总之,热喷涂涂层具有结合力,但工艺简单。

  

  3.热喷涂涂层的一些常见缺陷及预防措施;

  

  ①涂层剥落:

  

  原因:冷却时,涂层与基体收缩不一致,导致涂层产生拉应力。当结合强度低于涂层的拉伸应力时,涂层就会剥落。

  

  措施:工件表面-清洁和粗糙喷涂颗粒-速度↑, T ↑。

  

  工件预热——镀膜应力,镀膜保护点——在工件边缘预设一个小凹槽,或者堆焊一周。

  

  ②.裂缝:

  

  原因:同上,当涂层中的拉应力小于膜基的结合强度但大于涂层的抗拉强度时,涂层开裂。

  

  措施:每次喷,薄而均匀(﹤0.15mm)。太厚,收缩应力↑↑涂层T不宜过高,否则收缩应力↑↑↑(矛盾!由于T ↓,结合力↓,涂层容易剥落。)预热,缓冷,收缩应力↓

  

  ③孔隙性:

  

  原因:孔隙率:2~20%。——是喷涂的难题之一。

  

  措施:↓粉T,全熔最好——但受力是垂直喷涂——实际上不可能。

  

  4.热喷涂技术的特点:

  

  (1)可在各种基体上制备各种材料的涂层:金属、陶瓷、金属陶瓷、工程塑料均可作为热喷涂材料;几乎所有的固体材料都可以用作热喷涂的基底。

  

  (2)基板温度低:基板温度一般在30℃-200℃之间,所以变形小。

  

  (3)操作灵活:可喷涂各种规格和形状的物体,特别适合大面积涂装,可在野外使用。

  

  (4)涂层厚度范围宽:可制备几十微米到几毫米的涂层。

  

  (5)喷涂效率高,成本低:生产效率每小时几公斤到几十公斤。

  

  (6)局限性:主要体现在三个方面:热效率低,材料利用率低,浪费大,涂层与基体结合强度低。然而,热喷涂技术以其独特的优势得到了广泛的应用。


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