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            噴涂材料

            金海萊德熱噴涂工程技術

            電弧噴涂絲材

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            - 電弧噴涂絲材

            噴涂材料

            更新時間:2018-08-02 09:21:10點擊次數:1363次

            一、超音速電弧噴涂的原理

            電弧噴涂原理是利用兩根連續送進的金屬絲作為自耗電極,在其端部產生電弧作為熱源,用壓縮空氣將熔化了的絲材霧化,并以超音速噴向工作件形成一種結合強度高、孔隙率低、表面粗糙度低的涂層的熱噴涂方法。其工作原理與普通電弧噴涂(亞音速霧化)一樣,超音速電弧噴涂是一個不斷連續進行的熔化-霧化-沉積的過程。但在霧化方式上,超音速電弧噴涂與普通電弧噴涂有根本的區別,即超音速電弧噴涂是采用超音速霧化。其優點是:霧化效果好,霧化后的粒子細小均勻,速度高,有利于獲得高質量的涂層。超音速電弧噴涂采用拉伐爾噴嘴,將氣流的速度從亞音速提高到超音速,加強了氣流對粒子,從而提高了粒子速度。粒子速度對涂層的性能有很大的影響。粒子速度高,粒子沉積時對基體的撞擊作用就強,粒子變形就充分。有利于粒子與基體、粒子與粒子之間的結合,從而提高涂層的結合強度和內聚強度;粒子速度高,粒子沉積前在空氣中的飛行時間短,飛行中產生的氧化物就少,有利于粒子的結合,從而提高涂層的內聚強度,降低涂層的孔隙率。粒子速度越高,越有利于獲得高質量的涂層。隨著熱噴涂設備的更新換代,粒子速度在不斷提高,涂層的質量也不斷得到改善。

            超音速霧化減小了粒子的粒度,降低了涂層的粗糙度。粗糙度是涂層的一項重要性能指標,它取決于霧化后粒子的粒度。超音速霧化加強了氣流對絲材端部熔化金屬間的作用,霧化的粒子細小均勻,大大降低了涂層的粗糙度。同時,粒子粒度的減小,也降低了粒子扁平化過程中的飛濺,有利于降低涂層的孔隙率。

            超音速霧化是超音速電弧噴涂的出發點,是其與普通電弧噴涂的根本區別。

            超音速電弧噴涂設備包括電源、噴槍、送絲機構及其附件,關鍵設備是超音速電弧噴槍。我公司采用進口噴嘴,并且噴涂電流穩定,能在保證絲材霧化效果、涂層質量的前提下,噴涂面積達到20㎡。

            電弧噴涂時,弧區的溫度高達5000-6000℃,用氣冷的方式對噴嘴進行冷卻。

            二、超音速電弧噴涂的技術優點

            超音速電弧噴涂與普通火焰噴涂相比,有以下技術優點:

            1、熱效率高?;鹧鎳娡慨a生的大部分熱量散失到大氣和冷卻系統中了,熱能的利用率僅為8-15%。而電弧噴涂是直接用電能轉化為熱能來熔化絲材,熱能利用率高達70-80%。

            2、生產效率高。電弧噴涂的生產效率高,表現在單位時間內噴涂的金屬絲材多。一般情況下,其生產效率是火焰噴涂的8倍以上。

            3、操作簡單,安全可靠。電弧噴涂設備沒有復雜的操縱機構,只要把工作電流、電壓根據噴涂材料的不同選在規定范圍內,均可保證噴涂質量?,F場僅使用電能和壓縮空氣,不用氧氣和乙炔等易燃氣體,安全可靠。

            4、涂層結合強度高。電弧噴涂可在不提高工作溫度,不使用貴重金屬的條件下獲得較高的結合強度,一般可達20MPa,是火焰噴涂涂層強度的2.5倍。而超音速電弧噴涂涂層的結合強度可達60MPa,與等離子的質量接近。

            5、涂層孔隙率低。涂層表面的孔隙率普遍低于1%,提高了涂層的耐磨耐蝕性能。

            由于超音速電弧噴涂具有獨特的優點,因此在材料防腐、耐磨,修舊利廢以及電力生產領域得到應用,產生了很大的經濟效益和社會效益。

            超音速電弧噴涂的研制和應有成功,說明該技術具有高度的先進性和科學性。具體表現如下:

            1、應用空氣動力學原理和計算機設計以及拉伐爾噴嘴等手段,成功研制出超音速電弧噴槍,大幅度提高粒子速度,測得的粒子速度超過了當前國內外電弧噴涂粒子速度,其中鋁離子速度為385.7m/s。

            2、設計的超音速電弧噴涂電源,起弧可靠,還有拉伐爾噴嘴對氣流的加速作用,拉長了電弧并能保持電弧穩定,有效提高了絲材粒子的霧化效果和涂層的致密度、結合強度。

            3、噴槍采用氣冷式,解決了金屬粒子與噴嘴內壁的粘接難題,提高了氣流的質量,致使粒子的速度和涂層質量都得到提高。

            4、該技術具有較高的實用價值和推廣價值。超音速電弧噴涂技術在當前電弧噴涂領域處于國際領先水平。

            三、超音速電弧噴涂在熱電廠中的應用

            在我國, “鍋爐四管”的磨損腐蝕一直是困擾CFB鍋爐電站的瓶頸問題。由此引起的鍋爐爆管、泄漏,腐蝕,停爐檢修等造成的經濟損失和社會影響是十分巨大的。

            鍋爐四管因長期處在硫化腐蝕、高溫氧化和粒子沖刷的環境中,工作環境十分惡劣。為解決磨損腐蝕失效問題,在國外,采用電弧噴涂技術,例如美國、德國、前蘇聯、日本等國,在鍋爐四管上,噴涂不同的合金材料,對減緩鍋爐管子的磨損腐蝕,延長使用周期,是很有效果的。在國內超音速電弧噴涂技術也得到多應用,如我公司先后為國內幾十家電廠對鍋爐四管、外置式換熱器、爐膛埋管受熱面、冷渣器中的熱交換器、水(汽)冷式旋風分離器膜式壁、爐膛水冷壁衛燃帶及其爐頂出口四周易磨損部位進行了噴涂,都取得了明顯效果。


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