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貴州噴塗機熱噴塗技術在冶金工業中的應用

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貴州噴塗機熱噴塗技術在冶金工業中的應用

發布日期:2018-08-07 作者: 點擊:


   貴州噴塗機熱噴塗技術在冶金工業中的應用:


   熱噴塗技術起始於本世紀初。起初,隻是將凝結的金屬用緊縮空氣構成液流,噴到被塗敷的基體外表上,構成一層膜狀組織。其噴塗溫度、熔滴對基體外表的衝擊速度及構成塗層的資料的性能構成了噴塗技術的中心。熱噴塗技術的整個開展,根本上是沿著這三支主導線向前推進的。溫度和速度取決於不同的熱源和設備構造。從某種意義上說,溫度越高、速度越大,越有利於構成優良的塗層,這就招致了溫度和速度兩種要素在整個技術開展過程中的競爭與諧和的場麵。繁多的噴塗資料的可選擇性,是熱噴塗技術的另一種優勢,它能夠使不同設備的工,作麵被“點鐵成金、戴盔穿甲”。正是這三種要素,以及其他多項可控的影響要素,使熱噴塗成為真正的具有疊加效果的共同技術,它能夠設計出所需的多種多樣的改性外表,取得從普通機械維修,直到航天和生物工程等高技術範疇普遍的應用。不久前,在日本神戶舉行的第十四屆國際熱噴塗會議上,將汽車、冶金和能源等工業範疇作為熱噴塗技術深化應用與重點開發的三大主題,標明這項技術在擴大應用中的新意向。

 

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   2根本概念

  2.1定義

  熱噴塗是這樣的一係列過程:以某種方式的熱源將噴塗資料加熱,受熱的資料構成熔融或半熔融狀態的微粒,這些微粒以一定的速度衝擊並堆積在基體外表上,構成具有一定特性的噴塗層。

  2.2噴塗資料

  噴塗資料有粉、線、帶和棒等不同形態,它們的成分是金屬、合金、陶瓷、金屬陶瓷及塑料等。粉末資料居重要位置,品種逾百種。線材與帶材多為金屬或合金(複合線材尚含有陶瓷或塑料);棒材隻要十幾種,多為氧化物陶瓷。

  2.3噴塗辦法

  以提供熱源的不同,可分為熄滅法及電熱法。前者包括熄滅火焰噴塗、爆炸噴塗及高速火焰噴塗(HVOF);後者包括電弧噴塗及等離子噴塗(又分常壓等離子噴塗、低壓等離子噴塗與水穩等離子噴塗)。噴塗工藝對塗層產生重要影響的是噴塗溫度(嚴厲點說,是熔滴衝擊基體外表時的溫度)和熔滴衝擊基體外表的速度。

  2.4塗層的構成及其評價

  噴塗資料經過具有某種熱源方式的噴塗設備放射之後,在抵達被噴塗的基體外表之前,其飛行時間隻要幾千分之一秒或更少。在如此之短的時間內,它被加熱、凝結或半凝結,構成細小而分散的熔滴,衝向基體外表,被擊成扁平的疊狀小片,先前生成的扁片又被後來者所掩蓋,很快就構成由很多扁平羅疊而成的掩蓋層,即為噴塗層。熱源溫度越高,熔滴衝擊速度越大,構成的塗層越致密。塗層性能與諸多要素有關。

  3.塗層功用

  當某一個工程問題提出後,首先應明白承受施工的工件被噴塗的部位(通常是設備或設備的工作外表)處於什麽樣的工況條件,而塗層功用則是肯定噴塗工藝及資料的主要根據,同時還要思索在經濟上能否允許。

  3.1塗層的多樣性

  塗層的多樣性源於噴塗資料的多種選擇、工藝參數的可控及噴塗辦法的可變。噴塗粉末材質逾百種,線材和棒材也有數十種,不同的噴塗辦法和工藝參數的變化,能使同一材質構成不盡相同的塗層。如此,這些變數的組合就可得到一組“菜單式”的塗層係列,當你需求具有某種特性的塗層時,隻需從中擇取即是。

  3.2塗層類別

  噴塗資料噴塗而成的塗層根據它們的成分能夠分為10個係列;(1)鐵、鎳和鈷基塗層;(2)自熔合金塗層;(3)有色金屬塗層;(4)氧化物陶瓷塗層;(5)碳化鎢塗層;(6)碳化鉻和其他碳化物塗層3(7)難熔金屬塗層;(8)氧化物陶瓷塗層;(9)塑料基塗層3(10)金屬陶瓷塗層。

  3.3塗層功用

  根據美國F.N.LONGO對熱噴塗塗層的分類辦法,塗層按功用可分為:

  (1)耐磨損塗層。包括抗粘著磨損、外表疲倦磨損塗層和耐衝蝕塗層。其中有些狀況還有抗低溫(<538oC)磨損和抗高溫(538~843oC)磨損塗層之分。

  (2)耐熱抗氧化塗層。該種塗層包括高溫過程(其中有氧化氛圍、腐蝕性氣體、高於843oC的衝蝕及熱障)和熔融金屬過程(其中有熔融鋅、熔融鋁、熔融鐵和鋼、熔融銅)所應用的塗層。

  (3)抗大氣和浸漬腐蝕塗層。大氣腐蝕包括工業氛圍、鹽性氛圍、田野氛圍等形成的腐蝕;浸漬腐蝕包括飲用淡水、非飲用淡水、熱淡水、鹽水、化學和食品加工等形成的腐蝕。

  (4)電導和電阻塗層。該種塗層用於電導、電阻和屏蔽。

  (5)恢複尺寸塗層。該種塗層用於鐵基(可切削與可磨削的碳鋼和耐蝕鋼)和有色金屬(鎳、鑽、銅、鋁、鈦及他們的合金)製品。

  (6)機械部件間隙控製塗層。該種塗層可磨。

  (7)耐化學腐蝕塗層。化學腐蝕包括各種酸、堿、鹽,各種無機物和各種有機化學介質的腐蝕。

  上述各塗層功用中,與冶金工業消費有親密關係的是耐磨損塗層、耐熱抗氧化塗層和耐化學腐蝕塗層。

  4.熱噴塗技術在冶金工業中的開發與應用

  冶金工業消費中存在著大量的高溫氧化、磨損及介質腐蝕等問題,這些問題都是一種使工作外表失效的過程,應該而且可以從熱噴塗技術中尋求一種有效的處理途徑。噴塗工藝既能夠修複已失效的舊工件,也能夠在新工件投人工作行進行強化預維護,也能夠二者兼用。

  4.1冶金工業消費特征

  冶金工業消費從礦石到金屬資料,其間經過開采、運輸、儲存、破碎、分級、選別、液固別離、製團、燒結、冶煉、鑄型、精煉等多道消費環節。每一環節的主體設備都處於高磨損、高負荷、高溫和腐蝕等極端惡劣的工況條件下,這些要素招致消費設備的失效,使冶金工業成為國民經濟的耗材耗能大戶。麵臨這種狀況,為了維持消費,每年必需耗用大量的備品備件,有些還需進口。一個大型鋼鐵企業,每年為此要付出幾億元以上的資金。另一方麵,現代化的冶金消費是一個高度連續化的過程,即便消費環節每一部分的設備過早失效,也會形成停產或減產,帶來宏大的經濟損失。例如,我國某鋼鐵企業高爐渣口,因受高溫熔體的腐蝕,工作壽命極短,每改換一次,高爐需休風減壓,少加三批爐料,少出生鐵60t。

  該企業轉爐連鑄消費線連鑄輥道,其壽命隻要4000爐(20萬t),而日本同類連鑄輥道可達15000爐,簡直高達4倍。

  4.2抗高溫氧化塗層

  (1)功用。這些塗層用以改善基體(設備或設備)資料的高溫性能(最高溫度可達1150℃),使之能禁受高溫化學或物理溶解過程以及機械損傷的衝蝕過程,或二者都順應。

  (2)對立高溫氧化塗層的請求。為了使基體防止高溫氧化所形成的毀壞,這些塗層必需:a阻止大氣中氧的擴散;b阻止塗層自身向基體疾速擴散;c具有高於操作溫度的熔點;d在操作溫度下具有較低的蒸汽壓。

  (3)引薦的噴塗資料有鎳鉻合金、鎳鉻鋁合金、噴鋁封孔熱滲。

  (4)引薦的噴塗辦法有等離子噴塗、高速火焰噴塗、熄滅火焰噴塗。

  (5)應用實例包括加熱爐、均熱爐、熱處置爐、燒結爐、熱風爐、蓄熱爐及蓄熱室的爐壁,金屬篦的外表;退火盤、退火罩、熱處置夾具、回轉窯表麵麵、高溫閥門、滑動閘板、煙道及煙囪等。多晶矽爐、燒結金屬成型、排氣消聲器、高爐風口、送風係統、燒結設備、鼓風係統、淨氣係統、排煙係統、退火爐輥、弗朗克林爐、熱金屬浸漬加熱器、鈦條、鍛造工具、加熱罩、焦爐密封安裝、鼓風冷卻係統、轉爐供氧係統、焦爐風口、連續澆鑄輥及冷卻砂型等。   4.3耐腐蝕性氣體塗層

  (1)功用。這些塗層必需維護暴露於高溫腐蝕性氣體中的基體資料,由於氧化和化學反響同時存在,要避免塗層與氣體反響的生成物對基體產生毀壞。

  (2)對耐腐蝕性氣體塗層的請求。這些塗層應該是:1)能禁受高溫腐蝕性氣體;2)能禁受周期性的熱衝及過熱;3)與基體熱收縮係數要匹配。

  (3)引薦的噴塗資料有鎳鉻合金(但含硫介質除外),噴鋁封孔熱滲。

  (4)引薦的噴塗辦法有等離子噴塗,熄滅火焰噴塗。

  (5)應用實例包括回轉窯內外表、釺焊夾具、碳化盒、排風機葉片、氰化處置坩蝸、燃氣煙道係統、電廠鍋爐回管、煉焦爐管、轉爐用鍋爐等。

  4.4熱障塗層

  (1)功用。這些塗層的熱導性低,作為熱障以降低基體金屬的受熱水平。

  (2)對熱障塗層的請求。這些塗層應滿足:1)必需在工作溫度中耐氧化;2)有良好的耐熱衝性;3)與基體的熱收縮係數盡可能接近;4)導熱率要低。

  (3)引薦的噴塗資料有氧化鉻、氧化鋁和鉻酸鎂。

  (4)引薦的噴塗辦法為等離子噴塗。

  (5)應用實例包括高溫爐感應圈、釺焊和熱處置夾具、火炬熱障、加熱罩、高溫計套管、鑄鐵廠U形槽。

  4.5抗熔融金屬塗層

  (1)功用。這些塗層能禁受鋅、鋁、鋼、鐵和銅等熔融金屬的作用。

  (2)對立熔融金屬塗層的請求。這些塗層應滿足:1)能禁受熔渣和熔劑的腐蝕作用和處於熔體液麵左近的金屬蒸氣和氧的腐蝕;2)避免塗層與融體構成低熔合金;3)能禁受熱疲倦和熱衝擊。

  (3)引薦的噴塗資料有氧化鋁、鉻酸鎂、白鎢和鉑。

  (4)引薦的噴塗辦法有等離子噴塗、熄滅火焰噴塗。

  (5)應用實例包括鍍鋅槽、澆鑄槽、模具、風口、鋅蒸餾罐、冷凝管、鋅合金凝結爐、鍍鋅浸漬槽、高爐渣口、鑄鋁模、鑄銅模、連鑄機模、砂型鑄模、板塊結晶器、煉鋅攪拌安裝、結晶器護板、氧氣管噴嘴、轉爐吹氧槍、鋼包水口、金屬熔體測溫頭和石墨電極。

  4.6耐磨損塗層

  冶金工業消費中,各種機械設備失效的最大要素是磨損問題,而熱噴塗的最重要功用是提供耐磨損塗層,為大量的工程磨損停止有效的維護。這類塗層的應用範圍比其他類要普遍。其磨損機理複雜,類型較多,加之冶金消費工況不一,因此這類塗層的功用與請求也不盡相同,茲分述如下:

  4.6.1耐粘著磨損塗層

  (1)功用。這些塗層有的允許磨粒嵌入和變形(軟支承外表);有的則是硬的支承資料(硬支承外表)。

  (2)對耐粘著磨損塗層的請求。這些塗層應滿足:1)依軟或硬支承的不同,選用不耐磨的軟質資料及耐磨的硬質資料;2)對硬支承來說,塗層要順應大載荷和高速度的請求。

  (3)引薦的噴塗資料有鋁青銅、磷青銅、巴氏合金、錫(以上是軟支承);自熔合金與鉑或銅的混合物、高碳鋼、不鏽鋼、Co—WC合金、氧化物陶瓷等(以上是硬支承)。

  (4)引薦的噴塗辦法有熄滅火焰噴塗(線材或粉材)、等離子噴塗。

  (5)應用實例包括巴氏合金軸瓦、水壓機軸套、止推軸瓦、活塞導承、壓氣機十字滑塊、銅合金襯套、防傷軸承、主齒輪軸頸。

  4.6.2耐磨粒磨損塗層磨粒磨損是磨損中的重要方式,當思索到該過程處於不同溫度(<538oC為低溫,538~843oC為高溫)時,則該類塗層具有很廣的應用麵。

  (1)功用。耐磨粒磨損塗層能禁受外來磨粒的作用,或是發作於某一硬外表或軟外表之間滑動。

  (2)對耐磨粒磨損塗層的請求。這些塗層的硬度要超越所存磨粒的硬度;對工作溫度要順應,在高溫中要有良好的抗氧化性。

  (3)引薦的噴塗資料包括陶瓷、金屬陶瓷、合金和金屬,依據工況從當選定。

  (4)引薦的噴塗辦法有等離子噴塗、熄滅火焰噴塗、高速火焰噴塗、爆炸噴塗和電弧噴塗。

  (5)應用實例包括礦石保送係統、儲存設備、破碎係統、篩分係統、選礦係統、造粒係統、球磨機、抽風機葉片、拋光夾具,衝壓模、轉爐入料口、切斷機、液壓千斤頂、氧傳感器、鼓風爐體、高爐料鍾、泥漿泵活塞杆、拉絲絞盤、製動卷筒、擠壓模、導向杆、泵密封、鍛造工具、破碎輥、熱成型模具、各類曲軸、各類主軸和傳動軸、各種軸套、球磨機內襯、切削刀口、葉輪、機械密封套、閥座、各類齒輪、油壓機拉杆、葫蘆齒軸、車床拖板、電機端蓋、螺杆泵、衝頭、車床分配軸、混砂機刮板、磨煤機錘頭和衝擊板、浮選機螺旋、磨粉機襯膽、無心磨托板、給水泵均衡卷、金剛石工具、冷拔鋼管內模、鋼管、芯棒頂頭、製動鼓。

  4.6.3耐衝蝕塗層

  (1)功用。這些塗層能禁受尖利的硬顆粒惹起的磨損,這些顆粒存在於氣體或液體之中,並以一定的速度運動。   (2)對耐衝蝕塗層的請求。這些塗層應滿足:1)選擇硬塗層,但衝擊角大於45°時,同時應留意塗層的韌性;2)大多數塗層應停止封孔處置;3)塗層能禁受介質的腐蝕性。

  (3)引薦的噴塗資料有合金、陶瓷、和金屬陶瓷。

  (4)引薦的噴塗辦法有等離子噴塗、熄滅火焰噴塗和爆炸噴塗。

  (5)應用實例有抽風機、旋風收塵係統、切斷閥杆和閥座。

  4.7耐化學介質腐蝕塗層

  冶金工業,特別是濕法冶金工業,常碰到介質腐蝕給設備帶來危害的問題,若作業過程停止在較高溫度中,這一問服為突出。選擇高級材質固然減緩這一問題,但不經濟。在很多狀況下,采用熱噴塗技術能得到稱心的結果。例如,不用采用不鏽鋼製造設備的整體,隻須用普鋼在其工作外表噴塗一層不鏽鋼塗層。同樣,依據介質及其他工況狀況,能夠噴銅、鋁、鉑、蒙乃爾合金、鎳鉻合金、鎳鉻銅鈦合金(316L)等,使設備身價倍增。當然,並非熱噴塗能有效地處理一切的腐蝕問題。事實上,采用這項技術處理帶有強腐蝕性問題,是一項非常謹慎的工作,有些方麵和某些環節還要研討與討論。


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