熱噴涂涂層工業(yè)應(yīng)用介紹

1、熱噴涂涂層工業(yè)應(yīng)用介紹隨著涂層新材料和新工藝的不斷涌現(xiàn)，熱噴涂涂層已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)工業(yè)部門廣泛地應(yīng)用。加之現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、自動(dòng)化及機(jī)器人技術(shù)、真空技術(shù)與熱噴泉涂技術(shù)的結(jié)合和滲透，使得熱噴涂技術(shù)的深入發(fā)展和工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)均有大幅度的進(jìn)步和提高。對(duì)未來(lái)熱噴涂發(fā)展的方向以及市場(chǎng)與工業(yè)規(guī)模的預(yù)測(cè)為：技術(shù)附加值高、效益好的如生物工程，航空航天，工、模具，電子工業(yè)等，但規(guī)模相對(duì)較小；要求成本低的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)如汽車工業(yè)和鋼結(jié)構(gòu)，但技術(shù)附加

2、值低；應(yīng)用面最廣的仍是機(jī)械工業(yè)，包括石油化工、輕紡、能源、冶金、航空、汽車等也均屬此范疇。熱噴涂技術(shù)能賦予各類機(jī)械產(chǎn)品，特別是關(guān)鍵零部件許多特種功能涂層，形成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)具有的綜合作用，真正做到了“好鋼用在刀刃上”，是材料科學(xué)表面技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。但熱噴涂技術(shù)僅通過(guò)涂層在機(jī)械產(chǎn)品基體表面獲得一定的特殊功能，而不能代替基材或提高產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能。鋼鐵長(zhǎng)效防腐蝕涂層由于鋅、鋁、鋅鋁、鋁鎂涂層的電極電位均負(fù)于鋼鐵，故對(duì)鋼鐵結(jié)構(gòu)能起到陰極保護(hù)作

3、用。從20世紀(jì)40年代起，國(guó)外已將它們噴涂于鋼鐵構(gòu)件上作為長(zhǎng)效抗腐涂層。國(guó)內(nèi)自70年代起開(kāi)始推廣應(yīng)用，迄今成功的實(shí)例不勝枚舉。目前大面積鋼結(jié)構(gòu)噴涂鋅、鋁涂層一般采用電弧噴涂工藝，局部輔助以氧乙炔火焰線材噴涂補(bǔ)遺。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)每年采用熱噴涂大面積施工工程均在數(shù)百萬(wàn)平方米以上。鋼結(jié)構(gòu)噴鋅、鋁長(zhǎng)效防護(hù)涂層的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)例鋼結(jié)構(gòu)塔架廣播電視發(fā)射塔，高壓輸電鐵塔，微波通訊發(fā)射塔，海上導(dǎo)航燈塔，鋼結(jié)構(gòu)建筑塔架等水工鋼結(jié)構(gòu)大型水閘門，大壩鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋

4、件，防污柵欄，供水塔，高層建筑飲用水箱，碼頭鋼樁，大型水處理塔等橋梁鋼結(jié)構(gòu)橋梁，鋼管混凝土拱橋，斜拉索橋梁鋼筋、鋼繩及鞍座，立交橋鋼廂梁，橋梁的拉桿、護(hù)欄石油儲(chǔ)運(yùn)罐車，罐船，球罐，儲(chǔ)槽，油箱化工碳化塔，熱交換器，循環(huán)水槽及管道，煙囪等大型機(jī)械龍門吊車，電站風(fēng)機(jī)、除塵器，消聲器，原子反應(yīng)堆外圍設(shè)備，標(biāo)誰(shuí)件退火鋼包，煤礦井筒框架等艦船及海洋艦船船體及甲板，煙囪，艦載炮塔，雷達(dá)天線，船內(nèi)動(dòng)力機(jī)房，油艙，淡水艙，海洋平臺(tái)，桅桿等城市設(shè)施人行天橋

5、，高速公路隔離護(hù)欄，大型體育館鋼結(jié)構(gòu)，燈桿，鋼制門窗，給排水地下球鐵鑄管，天然氣管道等鋅、鋁、鋅鋁、鋁鎂涂層用于長(zhǎng)效防護(hù)雖然均能大幅度提高鋼結(jié)構(gòu)抗環(huán)境腐蝕能力，但根據(jù)涂層材料的性能以及所應(yīng)用的環(huán)境對(duì)象也有所選擇。如鋅在常溫下電位負(fù)于鋼鐵、可作為犧牲陽(yáng)極的陰極涂層保護(hù)鋼鐵。但當(dāng)環(huán)境溫度高于60℃時(shí)，鋅的電極電位發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，僅而比鋼鐵正，失去了陰極保護(hù)作用。其次，僅用噴涂層保護(hù)鋼鐵是不夠的，由于噴涂層存在孔隙，腐蝕介質(zhì)的侵蝕，縮短了涂層應(yīng)有

6、的防護(hù)壽命。在噴涂層表面施加與其性能匹配又能適應(yīng)環(huán)境的有機(jī)涂層進(jìn)行封孔和復(fù)合保護(hù)，使金屬基體完全與環(huán)境腐蝕介質(zhì)隔離，能成倍地延長(zhǎng)鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。典型應(yīng)用事例如下。（1）大型水工鋼結(jié)構(gòu)閘門水工閘門及其鋼結(jié)構(gòu)輔助設(shè)施是熱噴涂大面積防護(hù)應(yīng)用最廣的對(duì)象?；诿绹?guó)焊接學(xué)會(huì)19年的環(huán)境腐蝕試驗(yàn)和我國(guó)正在進(jìn)行尚未完成的30年大氣腐蝕試驗(yàn)已表明；熱噴涂鋅、鋁為了提高汽車的性能減少汽車的能耗和適應(yīng)環(huán)保要求熱噴涂技術(shù)在汽車制造行業(yè)有了較大的發(fā)展.由于汽車

7、工業(yè)屬大工業(yè)化生產(chǎn)一個(gè)成熟的工藝技術(shù)往往形成的批量生產(chǎn)是很可觀的.目前已形成批量產(chǎn)品的有同步環(huán)、活塞環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門挺桿以及氧敏傳感器探頭等部件的熱噴涂，其他許多部件仍在工業(yè)性試驗(yàn)中，或尚未形成批量生產(chǎn)，下表給出汽車工業(yè)零部件采用涂層材料和工藝。表汽車零部件涂層工藝和材料零部件名稱基材涂層材料噴涂工藝功能與作用鋁合金氣門挺桿鋁合金Fe0.8%電弧噴涂減輕質(zhì)量減摩抗擦傷發(fā)動(dòng)機(jī)缸體A1Si合金鋁合金等離子噴涂減輕質(zhì)量減摩、抗擦傷增壓器殼鋁合金

8、抗磨涂層等離子噴涂抗磨、提高工作效率同步環(huán)鋼A1Si50%Mo等離子噴涂搞磨、比Mo成本低活塞環(huán)合金鋼、鑄鐵、不銹鋼Cr3C220%NiCrHVOF代替鍍Cr層剎車盤鋼氧化鋯等離子噴涂抗磨、高隔熱性分電器轉(zhuǎn)子鋼A12O3TiO2等離子噴涂低噪音、低成本轉(zhuǎn)矩傳感器鋁合金Fe3O4等離子噴涂磁性傳感材料氧敏傳感器鉑氧化鋯A12O3MgO等離子噴涂保護(hù)探頭環(huán)保排氣管鋼鋁電弧噴涂耐高溫?zé)煔飧g排氣閥鋼CoCrWBSi等離子噴焊耐高溫燃?xì)飧g從表

9、中可見(jiàn)，為了減輕整車質(zhì)量達(dá)到降低能耗，逐步采用鋁合金取代傳統(tǒng)金屬材料，同時(shí)還要保持或提高原設(shè)計(jì)和選用材料的性能。因此，在鋁合金上制備不同涂層的熱噴涂技術(shù)，目前正針對(duì)不同需求開(kāi)展研究，其次，非傳統(tǒng)的功能性涂層，如高隔熱涂層、低噪聲涂層、磁性傳感功能涂層、高精度抗蝕涂層、代鉻涂層均有較好的應(yīng)用前景。再者，等離子噴涂工藝在汽車制造工業(yè)中仍有強(qiáng)勁的生命力，且對(duì)其自動(dòng)化、智能化、高精度、高效率要求越來(lái)越高，其原因是應(yīng)適合汽車零部件生產(chǎn)大批量、低成

10、本、高質(zhì)量的要求。造船工業(yè)的應(yīng)用，除了船用動(dòng)力系統(tǒng)的排氣閥，活塞環(huán)、缸套等部件按類似汽車工業(yè)的要求進(jìn)行熱噴涂處理強(qiáng)化外，典型的應(yīng)用是采用低壓等離子噴涂鎳鈦合金制備螺旋槳抗空蝕涂層。使用壽命比鋁青銅提高了4倍，已在海軍用小型船舶螺旋槳上獲得應(yīng)用。船舶的維修和關(guān)鍵的尺寸修復(fù)，在工藝上是可行的，且附加值高，值得特別重視。例如大型船舶的艉軸、軸承座，發(fā)電機(jī)、舵機(jī)、錨機(jī)等輔機(jī)軸，各種閥門密封面、泵軸套、柱塞、機(jī)械密封壞等運(yùn)動(dòng)部件。往往由于關(guān)鍵部位

11、磨損超差，不能使用，針對(duì)部件材質(zhì)、磨損形式和使用條件，采取適當(dāng)涂層進(jìn)行修復(fù)，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。航道疏浚用的挖泥船，大量零部件如泥斗、耙頭、鉸刀、鏟刀、鏟齒、泥泵葉輪等被泥沙磨損需修復(fù)，較原部件提高壽命達(dá)數(shù)倍，效果十分明顯。航空、航天工業(yè)中的應(yīng)用熱噴涂技術(shù)在航空、航天工業(yè)中應(yīng)用歷史久，范圍廣，涂層品種多，而且技術(shù)含量高。盡管航空、航天中飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、宇宙火箭等工作條件十分惡劣，對(duì)涂層可靠性要求非?？量蹋?dāng)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)中一半以上的零件都有涂