
热喷涂技术是表面工程中的一个重要分支,它是通过火焰、电弧或等离子体等热源,将某种线状和粉末状的材料加热至熔融或半融化状态,并将加速形成的熔滴高速喷向基体形成涂层。涂层具有耐磨损、而腐蚀、而高温和隔热等优异性能,并能对磨损、腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复。热喷涂技术的应用主要包括:长效防腐、机械修复及先进制造技术、模具制作与修复、制造特殊的功能涂层等四个方面。目前,热喷涂技术已广泛应用于几乎所有工业领域以及家庭用品(如不粘锅、红外线保健电热器等)。

能量输入巨大,热焓输出相当于普通氧乙炔火焰的20余倍,火焰速度>7玛赫,温度约2600~3200℃,熔融粉末飞行速度>720米/秒,涂层性能卓越,适合喷涂碳化钨及部分合金。涂层结合强度高,理论研究认为,涂层结合强度与喷涂速度成正比,JP-5000实现了这个热喷涂界多年的追求,且能与基体产生部分微区冶金结合相,克服了碳化钨涂层易脱落的固疾。涂层呈压应力状态,熔融粉末高速撞击机件后,粉末颗粒形状改变,在JP-5000条件下近球形颗粒改变后,其长短轴比例可达>1/20,远大于普通火焰喷涂,这些形状改变后的颗粒的叠加所形成的涂层,具备了涂层应力状态由张应力向压应力转化的先决条件—理论研究认为—颗粒长短轴之比大于1/20时将出现压应力效果。综合性能优异,涂层孔隙率更低,硬度更高,耐磨性能更强,使用寿命显著提高。

在喷涂过程中或涂层形成后,长春锅炉受热面耐磨喷涂对金属基体和涂层加热,使涂层在基体表面熔融,并和基体产生扩散或互熔,形成与基材冶金结合的喷焊层,这也是热喷涂的方法之一,称为热喷焊(简称喷焊)。腐蚀从表面开始,磨损在表面进行,疲劳因表面损伤而显著加速。锅炉受热面耐磨喷涂作为表面工程技术重要分支之一的热喷涂技术,在锅炉防护领域的应用是科技发展的必然结果。目前,在我国燃煤电厂锅炉防护领域中应用最为广泛的是电弧喷涂技术。此外,超音速火焰喷涂技术以及火焰喷涂(焊)技术也有一定程度的应用。

电弧喷涂原理应用电弧喷涂技术是以两根连续卷进的金属丝作为自耗电极,分别接直流电源的正负极。在金属丝端部短接的瞬间,两根金属丝间产生电弧,接触点产生高热。在电源的作用下,维持电弧稳定燃烧,在电弧发生点背后由喷嘴喷射出的高速气流,使熔化的金属雾化成微粒,在高速气流的推动下喷射到经预理基材表面形成涂层。喷涂时基材温度小于150℃,对基材性能不会有任何影响。超音速电弧喷涂会使粒子速度接近音速,从而使涂层具有更高的结合强度。喷涂时,应杜绝为图工作方便,人为的将一次即可形成的涂层,进行上下分区工作,增加结合过渡区。喷涂后涂层覆盖均匀目测表面应无麻点,无起皮、开裂,鼓包、脱落现象,表面呈银白色。取若干点用测厚仪进行厚度测量,与喷砂后的测量值进行校对比较,取平均值。