火焰喷涂工程
（氧—乙炔火焰粉末喷涂）

火焰喷涂铜	火焰喷涂铝
火焰喷涂	火焰喷涂锌

前 言
　　自熔性合金粉末的氧-乙炔火焰喷焊，虽然喷焊层的结合强度高，但工件在重熔过程中受到较大的影响，这不仅影响基本金属的金相组织和机械性能，而且引起工件的变形和残余应力。
为此，国外在六十年代后期研究成功了一种氧-乙炔火焰喷涂（或称冷喷焊）的新工艺。这种工艺采用氧-乙炔火焰喷涂炬，把特制自放热型复合粉末喷涂到经过清理的工件表面，与基体金属产生了原子扩散，从而形成显微冶金结合的涂层，其结合强度虽低于喷焊。但比传统的金属喷吐提高一倍，可达350kg/cmm以上。
　　由于不用进行喷涂后的重熔处理，对工件的热输入低（基本金属在喷涂时，不超过250℃），这样可避免了工件的组织变化，也防止变形。目前已在机器两件的修复和防护上获得推广使用。
一、喷 涂 原 理
　　在喷涂时，涂层与基体金属的结合强度可表示为：
　　σ=f（t、P、TK）
　　式中，t为粉末颗粒冲击和凝固的时间
　　P为粉末颗粒冲击产生的压力
　　TK为粉末颗粒与基体金属相接触的温度通常，粉末颗粒冲击和凝固的时间主要取决于粉末材料的固相线和液相线温度及粉末颗粒到达基体时的温度，在一定的喷涂参数下，改变它们的可能性是有限的。因此，提高结合强度主要途径是提高颗粒与基体金属接触温度TK。而TK主要取决于涂层形成瞬间基体表面的温度，粉末颗粒温度及它们的物理化学性能。由于基体金属加热其表面氧化所限制，预热温度不宜过高，所以提高粉末颗粒的温度是最重要的。这样，提出了采用自放热型复合粉末来提高颗粒温度，从而达到提高涂层的结合强度的途径。
目前采用的自防热型复合粉末主要是镍铬复合粉末，在喷涂过程中铝首先被加热熔化，液态铝与镍之间进行镍铬化合放热反应。而且这种反应一直持续到粉末颗粒碰撞到工件表面上，使基体金属表面达到局部瞬间高温，从而镍向基体金属扩散形成原子扩散结合。通常把这种复合粉末的涂层称为打底层或过渡层，其与基体金属形成牢固的显微冶金结合，并提供活性的表面。为了满足工况条件的要求，通常在这打底层的活性表面上再喷涂各种工作层粉末，工作层与打底层之间的结合则与传统的喷涂相似，主要是机械结合（粘合）。
最后，还应指出，由于这种喷涂工艺没有象喷焊那样的重熔处理。所以整个涂层具有一定的孔隙。
二、喷 涂 设 备
　　氧-乙炔火焰粉末喷涂设备与一般气焊相似，主要包括喷涂炬、氧气瓶和乙炔发生器等。
　　喷涂炬是专门设计的，由于自放热型复合粉末对火焰性质很敏感，不宜采用燃烧气体射吸送粉的方法，而是采用从火焰外送粉或用专门气体送粉的办法。
目前国产喷涂炬主要有伤寒焊割工具厂的SPT-6h，上海喷涂机械厂的SPH-h。戚师堰机车车辆工艺所的QSH-4 型等。它们都由火焰燃烧系统和粉末供给系统组成，火焰燃烧采用梅花形喷嘴，粉末则采用与燃烧焰分开的另一路氧流射吸造成负压将粉末吸入。
三、喷 涂 粉 末
　　火焰喷涂、火焰喷涂铜、火焰喷涂铝、火焰喷涂锌、火焰喷涂金属合金工艺与通常喷涂工艺不同，其首先在基体金属上喷涂一层打底层（或称过渡层）自放热型镍铝复合粉末，然后在打底层上喷涂工作层粉末。
　　火焰喷涂、火焰喷涂铜、火焰喷涂铝、火焰喷涂锌、火焰喷涂金属合金打底层是为了与基体金属达到良好的结合和为工作层提供一定粗度、干净的活性表面，使工作层能很好地与它结合。而工作层是为了满足工况的需要而设计的，如硬度耐磨、耐蚀等，可根据不同的工况和加工方法加以选择。
　　火焰喷涂、火焰喷涂铜、火焰喷涂铝、火焰喷涂锌、火焰喷涂金属合金打底层粉末通常是镍包铝或铝包镍复合粉末，而工作层长用镍基、铁基、钢基合金粉末，也可用复合粉末或它们的混合物。本厂生产适用于氧-乙炔火焰喷涂用的打底层和工作层粉末的组成。
四、喷 涂 工 艺
　　喷涂工艺包括喷涂前表面的准备、喷涂和涂层加工。

1. 工件表面的准备
　　首先把工件表面的油污、铁锈等彻底清除干净。碳化层、电镀层和疲劳、损伤的表也必须去除。为了提高涂层与基体金属的结合强度，工件表面以粗糙为好，为此可用金刚砂进行表面喷砂处理。对于轴类零件，最好把需喷涂的表面加工成粗螺纹，螺纹深为螺距的一半（如 螺距0.7mm，深0.35mm）喷涂部位的边缘不能用直角过渡，应加工成45度的斜坡。
2. 喷涂
　　第一步用镍铝复合粉末喷一层打底层，厚度为0.1mm。
　　第二步喷涂工作层粉末，知道超过所需厚度的0.3～0.5mm为止。
　　喷涂时火焰调节呈中性焰或略带还原焰，喷嘴离工件的距离约200mm。注意调节火焰功率的大小和送粉量，以防止粉末冒烟，严重影响质量。喷涂操作中工件一般不应超过250℃。
轴类零件一般装在车床上喷涂，工件表面线速度控制在20～30米/分。喷涂炬移动速度5～10mm/转。
3.涂层加工
　　喷涂层可用车削或磨削加工。车削时刀尖稍呈圆形。切削40～60米/分。进刀量0.1～0.2mm。如果获得光滑的表面，可用碳化硅砂轮磨削，并注意充分润滑冷却。

                                                                                                                                                                                                         点击进入》》