超音速碳化钨喷涂材料选择指导方法

发布者: 泽诚机械  时间:2020-8-5 17:44:58

      正确地选择涂层材料是确保所需涂层性能的关键性工作。在选择涂层材料时,首先要考虑工件工况条件和涂层需具备的性能,还要考虑工件的材质、批量、经济性以及拟采用的热喷涂方法。根据涂层的功能,涂层大体可分为耐腐蚀涂层、耐磨损涂层、减摩与封严涂层、耐高温热障涂层、绝缘或导电涂层、尺寸修复涂层等。
    经表面涂层后的工件在使甩中引起失效的原因往往不是单一因素引起的,所以在满足工况条件要求和涂层性能之间不一定存在简单关系。应该详细分析工况条件,并根据参考文献或实验数据对涂层结构、物理、化学、力学等性能进行综合考虑,从而确定一种或几种涂层材料。
超音速碳化钨喷涂材料
    耐磨损涂层是表面涂层技术的主要应用领域之一。虽然涂层硬度与耐磨损性能之间有一个粗略关系,但硬度并不能完全代表表面涂层的耐磨性。因为不同的磨损类型对材料性能要求是不一样的,而且在磨损的同时常伴有冲击、腐蚀、疲劳和温度等影响。

    表面涂层材料的选择不能盲目地追求高性能或高价格的涂层材料,造成不必要的浪费,材料价格的高低更不能作为选择涂层材料好坏的标准,相反应在满足工作条件要求的前提下,尽可能采用价廉的涂层材料,在批量生产时尤为重要。例如,能用镍基合金涂层材料就不用钻基合金涂层材料。

    在选择表面涂层材料时,一般可按照下列步骤进行:

    (1) 分析工况条件和零件性能,了解失效原因及对涂层性能的要求;

    (2) 列出可供选择的涂层材料;

    (3) 分析待选材料与基体材料的相容性及能够采用的热喷涂方法;

    (4) 必要时进行实验室或现场试验;

    (5) 综合考虑使用寿命、成本和工厂条件,确定涂层材料;

    (6) 确定表面涂层方法并制定涂层工艺。

    下面简要介绍目前常用的涂层性能,为正确选择喷涂工艺提供参考。

    一般地说,采用热喷涂层的主要目的有以下几种:(1) 耐腐蚀涂层; (2)耐磨损涂层;(3) 减摩与封严涂层;(4) 耐高温热障涂层;(5) 绝缘或导电涂层;(6) 尺寸修复涂层等等。不同的目的应采用不同的涂层。


耐腐蚀涂层


    耐腐蚀涂层材料的选择比较复杂。零件的工作状态、工作温度、工作环境和各种腐蚀介质都增加了对涂层材料的要求。腐蚀环境可能是水溶液、气体或各种化学介质,还可能具有宽广的温度范围。在有燃气存在的条件下,燃烧的气体或未燃烧的燃料也可能在适当的温度下与其它物质发生反应,形成很复杂的腐蚀环境。防腐蚀的机理基本上有三种:

    (1) 排斥腐蚀环境。这主要是依赖于涂层不渗透腐蚀介质,并不与腐蚀介质发生反应。

    (2) 防止电化学腐蚀。也就是利用基体金属和涂层材料的性质,知道它们的氧化-还原电位,从而决定涂层对基体是阴极还是阳极,以及其电极电位如何等。涂层和基体材料若匹配不当就可能造成电化学腐蚀。

    (3) 抑制腐蚀作用。通过使用化学腐蚀抑制剂作为喷涂层的密封剂可以起到某些防护作用。这种方法是多孔状喷涂层用腐蚀抑制剂饱相或用无机密封剂填充。使用较薄的涂层就能达到完全排斥腐蚀环境的要求。在某些情况卞,耐腐蚀金属也可以作为防腐蚀涂层,但大多数是采用氧化物陶瓷作为防腐蚀涂层。

    耐腐蚀涂层主要有如下几种:

    (1) 耐大气腐蚀涂层

    这类涂层耐下述条件的腐蚀,金属或合金暴露在户外或室内的大气中,但是不能浸渍在液体中,涂层在大气中能抵抗风、雨、阳光和其他气候变化条件的腐蚀。所有的质量评定都以户外暴露获得的结果为依据。在户外使用的涂层在室内也能很好地使用。

   这类涂层有:

    a. 耐工业气氛的涂层。这种涂层能承受具有烟尘或化学烟雾 (如大城市和重工业区等) 的恶劣气氛。

    b. 耐海洋气氛腐蚀的涂层。这种涂层能承受海洋附近或具有盐雾条件下的腐蚀,这种气氛中具有大量的盐分而且是潮湿的。

    c. 耐农村大气腐蚀的涂层。农村大气中虽然没有工业烟雾和海洋性气候的盐雾,但含有少许的污染物。

    (2) 耐浸渍腐蚀涂层

    浸渍腐蚀是金属或其涂层暴露在液体中并且是全部或部分、或二者交替地受到浸渍,防腐蚀涂层必须能够耐液面以上或液面以下环境的腐蚀。这类涂层有如下几种:

    a. 耐食用淡水的涂层。这种涂层耐淡水,并且不能改变水的化学成分,以免不适于食用。

    b. 耐非饮用淡水的涂层。这种涂层耐非饮用淡水,水温不超52oC,PH值为5~10。

    c. 耐热淡水涂层。这种水系非饮用水,水温在52~204 oC,PH值为5~10。

    d. 耐盐水腐蚀涂层。这种涂层可以全部或部分浸在静止的或运动的食盐水或海水中。

    e. 化学和食品工业使用的涂层。这种涂层能耐诸如油、燃料和溶剂等的化学作用,并且能耐各种食品的腐蚀,但不能改变食品的化学成分和味道。

    上述两种耐腐蚀涂层可以采用电弧喷涂 (包括高速电弧喷涂)或火焰喷涂锌或铝来制备。

    (3) 耐化学腐蚀涂层

    这类涂层能承受各种酸、碱、盐类的溶液、蒸汽和固体的腐蚀。这类涂层主要是各种铁基、镍基和钻基合金、自熔性合金、有色金属,氧化物陶瓷,碳化铬和碳化钨等金属陶瓷。由于热喷涂层都有一定的孔隙率,所以,各种涂层必须进行填充密封处理。密封剂本身也必须耐化学介质的腐蚀。



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