塑料火焰喷涂原理、特点及工艺流程

      塑料火焰喷涂是将粉末通过喷枪火焰加热至熔融状态后喷射到工件表面而形成涂层的一种喷涂技术。

　　塑料火焰喷涂主要用于改善材料表面的物理、化学和机械性能，并兼有装饰表面的作用。目前，该技术已逐步应用于产品制造、设备维修以及防腐涂层的制备等方面。随着各行各业现代化建设的需要和塑料火焰喷涂技术的发展塑料火焰的应用将会愈来愈广。

　　一、塑料火焰喷涂原理

　　用于火焰喷涂的塑料有热塑料性塑料和热固性塑料。热塑性塑料在加热时，将随温度的升高而逐渐变软及呈熔融状态，冷却后又会变硬。同时，这一过程是可逆的。

　　热塑性塑料的这一特点正是火焰喷涂所需要的。因此，目前用于火焰喷涂的塑料主要是热塑性塑料，其中应用最多的是聚酰胺1010，即尼龙1010，还有聚乙烯，如PE聚乙烯。

　　热塑性塑料的共同特点是熔点低，例如尼龙1010的熔点为200～210度，聚乙烯的熔点为123～130度；粉末的燃点温度或分解温度距熔点温度的差值较小。因此，火焰塑料喷涂就必须有效地控制火焰温度及对塑料粉末的加热程度。要保证加热后的塑料颗粒既处于熔融状态，又低于燃点或分解温度，否则塑料粉末将会燃烧或变质。这就是塑料火焰喷涂的技术关键。解决这一问题的方法是在原有气焊枪的基础上在气焊枪的氧-乙炔火焰外面添加一层空气(简称气雾或气帘)，是火焰直接加热空气，然后让空气在加热塑料粉末，这样就可以达到所需的喷涂加热温度，完成喷涂操作。

　　二、塑料喷涂的工艺流程

　　待喷表面的除油和清洗---待喷表面的喷砂---火焰预热待喷表面---喷涂塑料涂层----降低或消除应力处理---冷却清洗(待喷表面的除油和清洗应视零件的具体情况而定，一般分为粗细和精洗。精洗时，常用丙酮清洗)。

　　待喷表面的喷砂应用吸射式喷砂枪，压缩空气的压力0.4～0.7MPa，砂子为锐利的白刚玉，粒度为20目。待喷表面的喷砂应仔细进行，直至待喷表面呈均匀的银白色。预热目的是提高涂层结合力。

　　三、塑料喷涂技术的特点及应用

　　(一)塑料喷涂技术的特点

　　塑料喷涂与其它喷塑工艺和其它喷涂工艺相比、又如下特点；

　　1、设备简单 不需要用大型的设备及专用机床、烘箱等。

　　2、工艺简便、易于掌握 塑料火焰喷涂工艺程序简单，工艺连续性要求低，工艺参数少，操作人员只需经短时间训练，就可掌握，经几次试验，可制定出合理的工艺规范。

　　3、材料来源丰富 塑料火焰喷涂的主要材料是材料粉，其他必要的辅助材料也不多，有的场合下，可以用塑料材料替代贵重金属，如铜、铬、镍等。

　　4、生产效率高 塑料喷涂的生产效率比电镀高十几倍到几十倍，而且喷涂前一般不需进行车、磨等机械加工，从而缩短了加工时间。

　　5、对工件的热影响小 塑料喷涂时工件的加热温度一般为130～250`C左右，在这个温度范围内，工件的热处理特性一般不会改变。此外，与堆焊相比，塑料喷涂对工件的影响很小，可以有效地防止工件的热变形。而小形工件在堆焊时，却往往容易发生变形。

　　6、应用范围广 利用塑料喷涂可在钢、铸铁、铜或铝等金属工件表面，形成厚度为0.1～0.5毫米的覆盖层，可以用于动配合、静配合或起密封和防漏、防腐作用的场合。

　　7、喷涂层性能优良 塑料喷涂层的抗冲击强度、抗剪切强度、韧性、抗反复变形的疲劳强度都优于环氧树脂胶接。塑料喷涂层耐腐蚀性能很好，一般金属均不能比拟。它还具有良好的吸音，绝热和电气绝缘性能，可以用在各种有特殊要求的场合。塑料喷涂层又有优良的机械加工性能，可以进行多种形式的机械加工。

　　塑料喷涂层车削时光洁度可达花8，磨削时光洁度的达花12。因此，工件的尺寸和几何形状易于保证。此外若在塑料喷涂层中加入各种改性材料，即的显著地改善喷涂层某一方面的物理机械性能，如增加强度、增加耐磨性、增加导热性能等等。

8、成本低 塑料喷涂的成本约为金属涂料的1/6--1/8；振动堆焊1/3-1/5；镀铬的十几分之一到几十分之一。

　　9、操作条件好 塑料喷涂一般不会产生一氧化碳、臭氧及酸碱等有害气体，也不会产生弧光，紫外线等有害射线。因此，不会污染环境和危害操作人员。

　　塑料喷涂也存在着一定的缺点。主要的缺点是喷涂层的硬度、强度较低，耐热和导热性能较差。用于一般尼龙、塑料喷涂层最高工作温度仅为100～150度。

　　(二)塑料火焰喷涂的应用

　　1、恢复磨损零件的尺寸 各种轴类零件安装滚动轴承的部位，箱壳体的轴承座孔、调速器推力盘等磨损后，可在磨损部位喷涂尼龙或塑料覆盖层，以恢复其磨损部位的尺寸。

　　2、用于轴承的减磨材料 在各种滑动轴承和滑动配合件的表面喷涂尼龙层，可以有效地改善轴承的工作性能。同时，由于尼龙有良好的柔性，可以减小应力集中，使载荷分布均匀，从而达到减小震动和减小噪音的效果。在实际工作中，对于动配合件，常把恢复磨损尺寸与喷涂减磨层结合起来，使喷涂层同时起到两个作用。如修复曲轴轴瓦、凸轮轴轴套、水泵轴承机床导轨等。

　　3、修复腐蚀、穴蚀(汽蚀)零件 发动机汽缸套、水套等长期与水接触，特别是在沿海地区，海水中含盐成分高，腐蚀和穴蚀的现象十分严重。就是一般的水泵叶轮和泵壳，在工作中也会发生汽蚀现象。在这些零件表面喷涂塑料覆盖层，就可以延长零件的寿命。此外，在船壳、机耕(滚)船的入水部分喷涂塑料覆盖层也可以收到良好的防腐效果。

　　4、做为密封材料 油泵的壳体密封、油泵轴的油封部位、气泵的分配阀盘面以及各种锥形、柱形和平面阀门的密封面，都可以喷涂尼龙或塑料。喷涂尼龙或塑料后，不必磨削，只需车削，就可以达到技术要求。

　　5、粘补破损部位 对于在铸铁时流了气孔或质地疏松而造成漏油、漏水的金属箱体、机体，可在缺陷部位喷涂，用来堵塞洞孔和窝眼，如用于气管、水管、油管的堵漏。

　　6、绝缘涂层 大形整流器、电焊机、启动电动机的导线都比较粗大，绝缘损坏后，也可以用喷涂覆盖层的方法来修复。对于某些局部需要绝缘的工件，塑料喷涂就更为适合。此外塑料喷涂在高频、高压的场合下，也可以应用。

　　7、减震、吸音材料 振动式送料机构工作时噪音很大，工作环境恶劣，操作人员也很容易疲劳。为此，可在送料机构与工件接触的部位喷涂覆盖层，这样可以显著地减小噪音并改善工作条件。

　　8、装饰、防锈层 各种机床、船舶、车辆的手柄、门柄和其他操纵部位，通常用电镀的方法解决装饰、防锈的问题。

　　9、绝热材料  某些风动工具，操作人员在接触压缩空气流通管道时会感到很冷，尤其在冬季，操作人员甚至会被冻伤。如果在人手上接触的部位喷涂尼龙或塑料覆盖层，就可以大大减轻冷冻对操作人员的危害。

　　10、造纸业大小轴及轴套、大小导轮。均可应用塑料喷涂工艺。

　　11、储油、酸、减、盐及化工容器大小缸体、均可采用塑料喷涂工艺。

　　12、沿海用设备防腐、矿用设备防腐、结构件防腐等，均可采用塑料喷涂工艺。

　　四、喷涂用塑料材料及改性材料

　　(1)喷涂用塑性材料

　　各种热塑性材料如聚乙烯、尼龙等和热固性材料如环氧树脂等都可用于喷涂。

　　(2)改性材料

　　在塑料喷涂中，能够改善塑料喷涂层的物理、机械、化学和光学性能以及改变颜色的材料，叫做改性材料。常将改性材料泛称为填料。改性材料种类繁多，一种改性材料往往可以起到几种作用，使用时可有目的突出其中某一种作用。如石墨、二硫化钨、铝粉、铜粉、玻璃粉、石英粉、颜料、云母等改性材料。