模具表面处理第三节热喷涂

1、模具的表面工程技术模具的表面工程技术热喷涂本节重点热喷涂技术的原理；涂层形成过程；热喷涂方法；喷涂材料；热喷涂工艺流程；热喷涂的应用。 一、 热喷涂技术的原理与特点 1.热喷涂原理热喷涂原理 利用热能将喷涂材料熔化，再借助高速气流将其雾化，并在高速气流的带动下粒子撞击基材表面，冷凝后形成具有某种功能的涂层。2.2.涂层形成过程涂层形成过程（1） 喷涂材料被加热到熔融状态。（2） 喷涂材料被雾化成微小熔滴并高速撞击基体表面，撞击基体的颗粒动能越大和冲击变形越大，形成的涂层结合越好。（3） 熔融的高速粒子在冲击基材表面后发生变形，冷凝后形成涂层。二、热喷涂技术的分类及其特二、热喷涂技术的分类及其特

2、点点分类依据：热源的种类、喷涂材料、涂层结合方式和涂层功能等热喷涂技术的特点热喷涂技术的特点（1） 喷涂材料广泛；（2） 适用于各种基体材料的零件；（3） 操作程序少，速度快，生产效率高 ；（4） 操作灵活，可在不同尺寸和形状的工件上喷涂；（5） 可赋予普通材料以特殊的表面性能；（6） 成本低，经济效益显著。 丝材火焰喷涂（直径1.8mm-4.8mm线材）线材火焰喷涂设备示意图线材火焰喷涂设备粉末火焰喷涂粉末火焰喷涂设备示意图粉末火焰喷涂设备火焰喷涂的优点火焰喷涂的缺点一般金属、非金属基体均可喷涂，对基体的形状和尺寸通常也不受限制，不过小孔现在尚不能喷涂；涂层材料广泛，精密铸件金属、合金、陶瓷

3、、复合材料均可为涂层材料，可使表面具有各种性能，如耐腐蚀、耐磨；耐高温、隔热等；火焰喷涂对基体影响小，基体表面受热温度为200250，整体温度约7080，故基体变形小，材料组织不发生变化。不锈钢铸件喷涂层与基体结合强度较低，不能承受交变载荷和冲击载荷；基体表面制备要求高；火焰喷涂工艺受多种条件影响，涂层质量尚无有效检测方法。等离子喷涂利用非转移等离子弧作为热源对喷涂材料进行加热、加速、涂敷。等离子焰流温度高、流速快，因此喷涂效率高、涂层致密、结合强度高、基材表面热影响区小。（1）等离子喷涂设备）等离子喷涂设备（喷枪）（送粉器）（2 2）等离子喷涂工艺）等离子喷涂工艺等离子气体的选择： 氮气：热

4、焓高，价格低廉，是等离子喷涂主要工作气体。 氩气：易于引弧，等离子弧稳定，有很好的气体保护作用。 氢气：可作为辅助气体起到提高热焓和防氧化的作用。输入功率和电参数：确保粉末熔化良好，防止出现生粉。 供粉速率：速率过大使熔化不良的粉粒增多，涂层组织疏松、气孔率增大；速率过低则降低喷涂效率。喷涂距离和喷涂角：喷涂金属粉末时喷距为75130mm；喷涂陶瓷粉末时喷距为50100mm。喷涂角度以90为最佳。喷枪与工件的相对移动速度：移动速度快些为好，可防止一次喷涂过厚导致涂层内应力过大，还可避免局部过热。（3 3） 等离子喷涂的应用等离子喷涂的应用等离子弧焰流温度高，适合喷涂高熔点材料。涂层密度可达 8

5、598，结合强度高达3570Mpa，喷涂质量远优于火焰喷涂层。主要用于：1） 耐磨、减磨涂层；2） 耐蚀涂层；3） 抗高温氧化、抗高温气流冲刷、热障涂层；4） 制造金属、陶瓷类高熔点复合材料。1 喷涂耐腐蚀涂层(1) 铝、锌及其合金涂层：锌、铝的腐蚀电极电位高于铁，涂层有保护作用，可用于桥梁、铁塔等大型部件的防腐处理(在锌中加铝可提高涂层的耐蚀性能，若铝的质量分数为30，则耐蚀性最佳) 。(2) 不锈钢涂层：不锈钢电极电位比铁高，易在涂层孔隙处产生电化学腐蚀，所以喷涂后必须封孔处理。(3) 塑料涂层：用于化工、食品等行业。热喷涂的应用热喷涂的应用2 用于耐磨的涂层：1) 涂层硬度超过磨料硬度：如氧化铝陶瓷涂层或镍基、钴基碳化钨涂层。用于轧辊、螺旋送料器等部件。(2) 用于修复的涂层：喷涂铁基或镍基耐磨合金涂层 。3 喷涂耐高温涂层(1) 抗高温氧化的涂层：如