表面预加工:一是使工件表面适合于涂层沉积,增加结合面积;二是有利于克服涂层的收缩应力。对工件的某些部位作相应预加工以分散涂层的局部应力,增加涂层的抗剪能力。常用的方法是切圆角和预制涂层槽。工件表面粗车螺纹也是常用的方法之一,尤其在喷涂大型工件时常用车削螺纹来增加结合面积。表面净化:常采用溶剂清洗,碱液清洗和加热脱脂等方法,以除去表面油污,保持清洁度。对大型修复工件常采用碱液清洗。碱液一般用氢氧化钠或碳酸钠等配制,这是一种较廉价的方法。喷砂可使清洁的表面形成均匀而凹凸不平的粗糙面,以利于涂层的机械结合。用干净的压缩空气驱动清洁的砂粒对工件表面喷射,可使基材表面产生压应力,去除表面氧化膜,使部分表面金属产生晶格畸变,有利于涂层产生物理结合。
对电厂锅炉水冷壁的防高温腐蚀和磨损各种方法综合考虑,比较理想的方法是采用热喷涂技术。对其水冷壁进行了防腐耐磨超音速电弧喷涂。钢铁材料的表面防护涂层分两大类。一类是隔离涂层,如电镀铬、油漆及有机涂料;另一类是阳极涂层,如电镀锌、热浸或喷涂45CT合金作为牺牲阳板仍对该处表面钢铁具有防腐蚀保护作用,避免孔隙腐蚀、保护层下腐蚀及由此引起涂层的脱落,阳极涂层还兼有隔离涂层作用。选择防腐蚀涂层材料除考虑其阳极性外(即选择阳极电位低于钢铁的金属成份),还应要求其热膨胀系数接近钢铁材料,具有良好的塑性,以避免脱层,材料还应具有一定的抗冲蚀能力。对选择的一种或几种材料应进行喷涂试验、性能试验和对比试验等。喷涂后涂层与基体金属表面产生原子扩散,形成冶金结合。
金属热喷涂包含火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂和爆炸喷涂四大类,其中等离子喷涂和爆炸喷涂不适应电厂锅炉的现场操作,电弧喷涂和火焰喷涂可以满足现场操作条件,但火焰喷涂速度慢、工期长,被喷涂部位易产生应力集中和变形,湖南锅炉超音速喷涂而电弧喷涂技术却能很好地满足电厂锅炉现场大面积应用的各种条件。随着世界范围内科学技术的不断提高,电弧喷涂技术也获得了重大突破,超音速电弧喷涂设备的诞生,大大提高了涂层的性能。由于超音速电弧喷涂设备雾化的合金粒子均匀和飞行速度超过声音的速度,使涂层结合强度大大提高,锅炉超音速喷涂涂层的致密度和均质度都很好。我公司目前使用的六套电弧喷涂设备全部是超音速电弧喷涂设备,多年来在全国各地电厂的受热面管道上制作了几万平方米的强化防护层,均获得了很好的使用效果。
热喷涂的应用领域几乎包括了全部的工业生产部门,除前面介绍的在汽车和模具行业及众所周知的在航空、航海、纺织、机械等方面的应用外,还迅速扩大到其它领域。如对石油管路焊缝外进行喷铝保护,以及在石油设备阀门、溢流阻挡器和钻销工具上喷涂耐磨涂层;在人造关节上喷涂羰基磷灰石以增强钛基体与有机体的生物相容性;在印刷滚轮上喷涂陶瓷涂层,再用激光雕刻出纹路,用于把油墨从墨池中送到印刷室,在空调压缩机的铝制阀提杆帽上喷涂钢,以达到减重和耐磨的目的。