喷涂述职报告(精选4篇)_新能源述职报告

其他述职报告 时间:2022-04-13 07:07:48 收藏本文下载本文
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第1篇:喷涂

喷涂

一、工艺选择

1、了解工件本身的性能 :如材质、成份、表面状况、磨损部位及磨损面积、深度等.2、了解工件的使用条件 :使用环境(工作温度、主要介质浓度及其它成份)、受力情况(冲击负荷还是滑动配合、静配合)、失效原因(加工超差、磨损、腐蚀等)等.3、下列情况宜采用喷涂工艺: 1)表面受静载荷或低速滑动负荷,要求耐磨但对涂层与基体抗 拉结合强度要求不超过50N/mm2的工件,喷涂层硬度HV130~350,涂层厚度从0.3至数毫米,喷涂态表面粗糙度Ra10~25μm,涂层经磨削加工后表面粗糙度可达 Ra0.8~0.4μm,如各种轴类的轴承部位。

2)要求耐气蚀、水蚀而加工后粗糙度不超过 Ra0.4μm 的表面,如进口汽车曲轴,火车曲轴、船用曲轴等

3)材质为铜合金,铝或铝合金等有色金属,需要恢复尺寸或提高表面耐磨度的工件.4)在铜合金、铝或铝合金等有色金属工件上喷涂最好选用铜基粉或铝粉.5)在腐蚀介质中使用,要求涂层致密无孔隙,应根据工件的使用环境,工作温度,介质浓度及成份,选择可满足使用条件的塑料、陶瓷或耐蚀金属喷涂后再采用合适的封孔剂对涂层进行封闭处理.6)喷涂层与基体的结合强度:传统火焰喷涂层抗拉结合强度一般为20~30N/mm 2,采用陕西中科表面工程有限公司最新研制生产的ZK1532型粉末多功能高速火焰喷涂枪,在球墨铸铁经过喷砂表面喷涂铝包镍复合涂层,其涂层剪切结合强度可达63.7N/mm 2;虽然喷涂层不如喷焊层结合强度高,但对于修复工作在有润滑的金属间摩擦耐失效的零件是足以满足需要.经过科研单位计算,在解放牌CA141汽车满载运行时,对曲轴七个主轴颈的剪切应力集中在一个主轴颈上也仅有15N/mm 2;对东方红75拖拉机则仅有5.5N/mm2,这些数据远远低于喷涂层的抗剪强度.7)喷涂层耐磨性能:以汽车曲轴喷涂为例,喷涂的主轴颈与新品曲轴相比有更高的耐磨性,曾经我公司喷涂过日本产日野汽车曲轴,修复的主轴颈大修时经检查磨损量为0.022~0.03mm,而未经喷涂修复的主轴颈磨损量为 0.2~0.25mm,其磨损量几乎相差十倍,从这个实例中可以说明喷涂层具有良好的耐磨性,甚至在发动机缺油的情况 下仍能坚持运行数小时之久而不会烧瓦抱轴现象.8)喷涂与喷焊的工艺区别:①喷涂层和喷焊层与基体金属的结合形成不同,镍包铝通过喷涂焰束加热时发生放热化学反应,在经喷砂除锈达Sa3级,RZ>50μm的碳钢表面形成微冶金结合底层与工作层又产生“锚钩”效应的机械结合涂层,而喷焊层与基体的结合纯属冶金结合涂层.②喷涂材料不同,喷焊要求使用自熔性合金粉末,而喷涂则对粉末的自熔性要求不高,且不一定是自熔性合金粉末,各种自熔性合金粉末既可用于喷焊又可用于喷涂,但喷涂粉末不具备自熔性只能用于喷涂而不能用于喷焊工艺.③工件受热情况不同,喷涂与喷焊过程中,喷前预热温度不同,工件受热影响不同,喷后工件的组织、性能亦不同

④涂层的致密性不同,喷焊层致密,而喷涂层中有少量孔隙.⑤承受载荷的能力不同,喷涂层一般能承受大面积接触,多在有润滑条件的工作表面,配合面以及其它受力较小的工况条件下使用,喷焊层却能承受较大的冲击力,挤压应力或接触应力等.4、下列情况宜选用喷焊工艺:

⑴ 各种碳钢、低合金钢的工件表面载荷大,特别是受冲击载荷,要求涂层与基体结合强度在350~450N/mm2的工件,喷焊硬度HRC150≤65,涂层厚度从0.3至数毫米,喷焊层经磨削加工后表面粗糙度可达Ra0.4~0.1μm以上.⑵在腐蚀介质中使用,要求涂层致密,无孔隙;

⑶工件表面原设计采用淬火、渗碳、渗氮、镀硬铬等工艺,要求表面有很高的硬度.⑷工件工作环境恶劣,如受强烈的磨粒磨损、冲蚀磨损、气蚀等等.⑸ 氧-乙炔焰合金粉末喷焊工艺适应各种碳钢、低合金钢零部件的表面强化或修复,但应注意到零件材质的一些特点,当基体材质的线胀系数与合金喷焊层的线胀系数差别较大时小于12×10-6/℃大于12×10-6/℃,则应慎 用此工艺,以免造成裂纹,若基体金属中与氧亲合力大的元素含量较多如钨和钼的含量大于3%,铝、镁、钴、钛、钼等元素总含量大于0.5%或钢中含硫量较多时,也会给喷焊带来困难,这是因为这些材料与氧作用极易生成致密而稳定的氧化膜,阻挡熔融合金对基体的润湿作用,重熔时液态合金会呈珠状象“汗珠”一样地滚落,因此在采用喷焊工艺时,应该注意此工艺对于所喷基体材料的适应性.⑹ 无需特殊处理就可喷焊的金属材料:

①含碳量≤ 0.25% 的碳素结构钢.② Mh、Mo、V、Cr、Ni 总含量< 3% 的合金结构钢。

③ 18-8不锈钢、镍不锈钢、灰铸钢、可锻铸铁、球墨铸铁、低碳纯铁、紫铜.⑺ 需预热 250~375 ℃喷焊后需缓冷的金属材料。

①含碳量> 0.4% 的碳素结构钢;② Mn.Mo.V.Ni 的总含量>3% 的合金结构钢;

③含铬量≤ 2% 的合金结构钢;⑻ 喷焊后需等温退火处理的金属材料: ①含铬量≥ 13% 的马氏体不锈钢; ②含碳量≥ 0.4% 的镍钼合金结构钢。

5、在确定采用喷焊工艺后,再根据下列情况选用一步法或二步法喷焊工艺:

⑴ 工件需局部修补,且喷焊处不允许热输入量很大,如各类机床导轨局部伤痕的修补,宜用一步法喷焊工艺;⑵ 工件表面复杂或无规则,如链轮、齿轮齿面、螺旋给料器等,宜用一步法喷焊工艺;⑶ 大型工件整体加热有困难,如机车、矿车轮子等,宜用一步法喷焊工艺;⑷ 可在机床旋转的一般轴类零件宜用二步法喷焊工艺;⑸ 所得涂层的硬度应尽量接近原设计的表面硬度,例如原设计采用淬火或化学处理工艺,使表面硬度达HRC≥55 左右的,则应选用所谓“硬面涂层”粉末,如Ni15、Ni60、Fe65或Wc复合粉;

⑹ 强烈磨损的非配合面,如泥沙泵的叶轮、壳体、装岩机铲齿,螺旋给料器的螺旋面等,应选用高硬度如Ni15、Ni60、Fe65或Wc复合粉;

⑺ 需要加工,但又无法上车床、磨床,只能靠手工用锉刀等工具进行加工的工件,如机床导轨面局部伤痕的修补只能采用低硬度喷焊粉如 SH · F103、Ni15 等;

⑻ 喷焊工艺与电弧堆焊的区别:喷焊层与基体之间的结合是溶解扩散冶金结合,而堆焊则是熔化冶金结合,在喷焊过程中基体是不熔化的,只是喷焊层与基体之间产生溶解作用,在两者之间存在一个扩散互溶区.由于基体不溶物因而喷焊层就不会被基体材料所冲淡,因此稀释率极低,能保证喷焊层的良好性能,堆焊基体熔化,堆焊层稀释率高,需要堆焊很厚才有可能保证焊层的性能,而且零件轮廓棱角难以保证,常见咬边,棱角塌陷,而喷焊则不会出现此类缺陷.6、铸铁零件喷焊特点:

⑴ 铸铁是含碳量大于2%的铁碳合金,在工业中常用的铸铁,含碳量为2.5~4%,含硅量为1~3%,以及含有少量的锰、硫、磷等,其中用量最多的是灰口铸铁,由于铸铁含量高,强度低,对温度变化敏感,焊补时又多为局部受热温差较大,冷却速度快,给铸铁焊补带来困难,铸铁的可焊性较差,在焊补时易出现以下问题:

⑵ 焊补部位易出现白口组织,白口组织硬而脆,焊后很难进行机械加工,而且易引起裂纹;⑶ 易产生裂纹,在焊补时由于不均匀加热和冷却速度快,易产生热应力裂纹;另外铸铁中含硫、磷等杂质较多也易在焊补处产生裂纹;

⑷ 气孔与夹渣,正因为铸铁中含碳量高,含杂质较多,在焊补过程中又因冷却速度快,气体和一些氧化物来不及析出和上浮,便在焊缝区形成气孔或夹渣,采用氧-乙炔焰合金粉末一步法喷焊,能较满意地解决上述几个问题;

⑸ 喷焊时使用合金粉末的熔点低于基体熔点,在重熔时,铸铁基体不熔化,没有喷焊层的稀释问题,也不存在半熔化区,所以正确地喷焊不会使焊补区产生白口组织,便于加工,而且由于基体不熔化,自然就控制了基体中所含硫、磷等杂质熔入喷焊层,有利于防止裂纹的产生;

⑹ 采用一步法喷焊对基体的热输入量少,基体受热影响小,有利于减少热应力,从而有效地控制热应力裂纹;热输入量少,对尺寸精度较高的零件做局部喷焊修补有独到之处.同时,采用氧-乙炔焰加热,相对于电焊冷却缓慢对防止裂纹和变形也有利;

⑺ 合金粉末中含有强烈的脱氧元素硼和硅,不仅保护了粉末中其它元素免于氧化烧损,而且基体表面的氧化物也可被硼、硅元素还原,防止了气孔和夹渣;

⑻ 喷焊层组织致密平整,成型好,无咬边现象,只需少量加工即可使用,材料省,效率高;喷焊铸铁零件常用的有SH · F103、镍基合金粉末 Ni15等,铁基合金粉末熔点高,脆性大,对基体影响也大,效果较差.⑼ 喷焊时工件预热的主要目的是去除工件表面湿气,并产生一定的热膨胀减少温差,从而减少热应力有利于提高涂层结合强度,保证喷焊层质量,一般钢材取250~300 ℃,奥氏体不锈钢取450~500℃,镍-铬不锈钢取350~400℃,低合金钢、铸铁取250~300℃,一般小工件和易氧化的钢材预热温度要低些;喷焊层厚度根据工件喷涂后热胀冷缩特性,重熔后的收缩量大约25~30% ,因此在确定喷涂层厚度时,除考虑加工余量和工件喷前的直径车小量外,必须将收缩量考虑在内,喷层的厚度计算,重熔前的涂层厚度=(喷焊层厚度+加工余量)÷(1-0.3);

7、下列情况不能采用喷焊工艺:

⑴ 低于合金熔点的材料,如铝及其合金、镁及其合金,黄铜、青铜;

⑵ 工件是细长的轴类或是很薄的板材而又不允许变形的;

⑶ 工件原设计要求很高,金相组织不允许有任何改变的;⑷ 可硬性高的镍铬钼合金钢; ⑸ 含铬量> 18%的马氏体高铬钢。

二、典型表面的喷涂特点

零件的几何形状对于喷涂(焊)效果有一定影响,如外圆表面喷涂,当涂层冷却时,有收缩抱紧的趋势;内圆表

面涂层冷却则有脱离工件的趋势,简单的表面喷涂粉末容易沉积;复杂表面某些曲折部位喷涂粉末则难于沉积.因此研究和挖掘各种类型零件表面的喷涂(焊)特点,正确运用喷涂(焊)工艺,对保证喷涂质量很有实际意义.1、轴类表面的喷涂 工艺要点:

⑴喷前表面准备要严格把关净化处理、粗化处理要按工艺要求去做,处理好的表面避免与潮气接触或用手触摸;⑵严格掌握喷涂规范,控制工件的温升不能超过250℃,当涂层较厚,工件较小,连续喷涂温升可能超过250℃,应采用断续喷涂的方法降温,但停留时间不能过长,否则涂层会被污染造成层间结合不良;

⑶修磨好过度角及边棱,带孔或键槽的轴颈,应将孔堵好及键槽的边缘打磨成圆角,注意喷好的边缘.⑷外圆表面基体预热温度应取下限,喷涂过程中应控制基体温度,从而减少基体的收缩力.2、平面喷涂工艺要点:

⑴注意修好边缘、棱角;⑵ 预热要求均匀,大件可采用两端预热;

⑶喷涂时要从四周边缘喷粉,然后引向平面,多次喷粉时,后一次应和前一次施喷方向相互垂直;

⑷为防止涂层边缘翘起,施喷前可在工件边缘开槽,并经喷砂粗化可减少应力.3、止口表面喷涂工艺要点:

⑴ 喷涂时应先喷止口圆柱部分,后喷平面部分;

⑵ 喷枪的喷粉方向顺工件圆周方向成45度角喷射为好,这样可能使粉末沉积率低,但却能喷出清晰的棱角喷涂操作时注意不能将喷枪垂直于止口拐角处施喷,这样将造成拐角处涂层组织疏松或夹灰;⑶ 喷涂时边缘如出现毛刺、翘边,应及时去掉再喷.4、局部严重损伤零件的喷涂工艺要点:

⑴ 将局部损坏处打磨干净,先喷补或用其它方法修补,然后再喷涂全部平面;

⑵ 对于较深、较宽的局部缺陷可视情况,也可先用电焊补平,再全面喷涂;

⑶ 对具有裂纹的局部缺陷先要找到裂纹的起、止端点,并在该处打好止裂孔,开坡口,将裂痕全部清理干净再喷补或焊补平缺陷部位,最后再喷涂待喷表面.5、大型设备导轨工艺要点:

① 修复机床导轨,遇到大面积渗油问题,将机床导轨整体均匀加热除油难以实现,而且也难于将深部油污全部清除,如若加热温度,又易使机床导轨变形,为此可进行如下操作;②用火焰进行低温局部烘烤,工件温度约在80~100 ℃,随烤随之揩去油渍,如此反复进行数次,然后使用大功率喷枪快速喷涂;

③采用溶剂清洗或刷镀处理,然后用火焰烘烤,再喷补;④视导轨拉伤的具体情况,还可采用导轨修补胶或铸件缺陷修补机焊补工艺完成.6、外圆表面喷涂 工艺要点:

与轴零件喷涂相同,涂层收缩力使涂层箍紧基体,有利于结合强度的提局,垂体坝热温度取下限,喷涂过程中,工件温度要超过 250 ℃,还必须说明对于形状、体积和喷涂部位不同的零件,对工件温度控制也应有不同要求,当喷涂小型零件的外圆部位时,切忌工件温度过高,冷却时,工件收缩应力大,会导致涂层脱落或引起较大变形.7、内孔喷涂 工艺要点:

① 内孔与轴类不同,喷层在冷却时收缩力有使涂层脱离基体的倾向,不利于强度的提高;

② 内孔浅而大时,可使用外圆喷枪,取一定的喷射角进行喷涂,对于内圆部位的喷涂,大多使用外圆喷枪,但喷前处理利用车螺纹时应注意引起的“遮盖效应”,防止涂层疏松;③ 对于深孔的喷涂(孔径大于200mm),要使用接长管内孔喷枪,但孔深不宜超过孔径的2倍,否则对喷涂质量影响较大,为防止接长管内孔喷枪温度过高,应用0.4~0.6MPa压力的空气冷却;

④ 工件的转速应比喷外圆时稍快,以防止涂层过热,工件的旋转方向应使喷涂面向下转,避免散落的粉末带入待喷表面,火焰以稍高于工件中心线为好;

⑤ 喷涂过程中控制工件温度不高于250℃,对较厚涂层可采用断续喷的办法;

⑥ 喷涂零件的内孔表面因基体的收缩应力有使基体贴紧涂层的趋势,如工件预热温度不足,工件温度较低时,会由于涂层与基体收缩应力差过大,导致涂层脱落,所以预热温度可取上限,在工件变形条件允许的情况下可适当提高基体的预热温度,从而增加基 体收缩力;

⑦ 采用两步法喷焊,重熔前与喷涂类似,可根据具体情况结合喷焊工艺要求确定各类零件的喷焊要点.8、铸铁件的喷焊 工艺要点:

① 在车辆及机械设备中有相当多的零件的用铸铁制造的,在制造或使用过程中难免出现各种问题,采用氧—乙炔焰喷焊工艺不仅是强化铸铁件的有效方法,而且也是修复铸件各种缺陷和损伤(如铸造件的砂眼、气孔或使用中的磨损及其它损伤)的理想手段;

② 喷焊多用于铸铁件的局部缺陷的修补,而且缺陷大小不等,深浅不一,适合采一步法喷焊,根据工件和焊修的部位,应尽量使用小功率喷枪,这样可减少对基体的热输入量,一般选用QH-1/h,QH-2/h,QH-4/h等;

③ 喷焊时,因铸铁零件的可焊性差,应优先选用镍基合金粉末(Ni-B-Si系列),镍基合金粉末熔点一般为950~1050℃,重熔时基体不致被熔化,同时,含碳量低的镍基粉喷焊层硬度低,塑性好,可以松弛喷焊应力有利于防止裂纹,这时操作不熟练者极为重要;

④ 选择喷焊规范时,应考虑铸铁材质、缺陷部位大小,工况要求等因素,在保证必要火焰能量的前提下,尽量减少对基体的热量输入,氧气、乙炔气压力取下限值为宜,喷粉、重熔时,适当调整喷、熔距离,控制热输入;⑤ 焊补局部小缺陷,如气孔、砂眼,喷焊前可不预热,尽量减少喷焊层周围受热面积,使处于高温区域尽可能小'

⑥ 对局部小而深的缺陷喷焊修补适合连续喷焊,该方法粉末沉积率高,厚度增长快,效率高,但要求操作技术熟练,使送粉量和喷、熔速度协调,做到喷均、熔透;

⑦ 对面积较大且深的缺陷,为防止基体受热过大而导致热应力增大,可采用间歇法喷焊,必要时亦可采用电焊、喷焊复合工艺,用焊条填充底部,上部喷焊,如铸件壁厚较大,可采用喷前栽丝,不仅能增加结合强度,防止喷焊层与母材剥离,而且可消除一部分喷焊热应力;

⑧ 喷焊大型复杂铸件热应力较大,喷焊时要采取措施,减少应力积累,如采用加热减应法、分段对称法;焊前预热,焊后缓冷等,均可取得良好效果;

⑨ 控制重熔温度,重熔温度过高,不仅合金元素烧损,基体过 热,甚至基体被熔化,导致铸铁中的碳进入喷焊层,将使喷焊层中含碳量增加,硬度提高,塑性降低,而基体又因含碳量下降,容易出现白口,而且温度过高还会引起较大的热应力,导致裂纹的产生,重熔温度也不能过低,否则,易形成夹灰或熔不透,影响结合强度,对于重熔温度的控制,主要靠操作者注意观察重熔时涂层表面状态的变化,借助于重熔时的“镜面反光”来控制,呈现“镜面反光”,则表明粉末已熔融,熔渣已经上浮,此时重熔枪应立即移开,重熔过的部位应避免重复加热。

第2篇:喷涂车间实习报告

喷涂车间实习报告

一、实习说明

(1)实习时间:2012年3月12日至2012年3月25日

(2)实习地点:喷涂车间

(3)实习性质:培训实习报告

二、实习环境

实习期间,我在喷涂车间主要学习喷涂工作原理。我被安排在该部门的一个小组工作,该部门有主管1名,领班2名,QC人员3名,普通员工40名左右。

三、实习过程

(1)了解过程

起初,刚到车间的时候,车间里摆放着各种各样整齐的产品。第一天进入车间开始主管就叫我看相关工作指导,所在小组的组长给我安排工作任务,分配给我的任务是简单的拆装保护。实习的第一天,我就在这工作岗位上了解一些喷涂知识,同时慢慢熟悉车间的工作环境。

(2)摸索过程

对车间里的环境有所了解熟悉后,工作期间每天按时到厂上班,上班工作之后,由领班安排任务。明确工作任务后,我便开始我的工作。若在期间遇到问题或困难要及时告知领班、工程师,让他们帮助解决出现的问题,领班、工程师通过技术和经验使产品恢复正常,符合检验的要求。

经过两个星期的学习我了解到钣金的喷涂工艺流程。1.前处理工艺流程

除油→清水→表调→磷化→清水→吹水烘烤→转序

(铝材)

除油(弱碱)→清水→上膜→清水→吹水烘烤→转序

2.挂灰工艺流程

调灰→刮灰→烘干→打磨→喷涂

3.喷粉(喷油)工艺流程

↗ 喷底粉 ↖

上线→吹风→喷粉→烘烤→下线→检验→转序

↖↙

(喷油)

上线→吹风→喷油漆→烘烤→下线→检验→转序

↓ ↖↙↑

喷底漆 →→→→

4.喷涂检验

来料检验→前处理检验→喷涂条件监控→附测试板喷涂→核对色板→ 测量图层厚→附着力测试→外观检验→盐雾测试→转序检验 在工作期间有些工件的喷涂难度较大。我便向小组里的员工同事交流,了解产生工件喷涂不合格的原因,运用适当的方法技巧解决这有难度的工件。

四、实习期工作总结和收获

实习期间,我对车间的整个喷涂流程有了一个较完整的了解和熟悉。虽然实习的工作与所学专业有所不同。但实习中,我拓宽了自己的知识面,学习了很多专业以外的知识,甚至在书本难以学到的东西。

此次实习,我学会了运用所学知识解决处理简单问题的方法与技巧,学会了与员工同事相处沟通的有效方法途径。积累了处理有关人际关系问题的经验方法。通过实习,让我在工厂磨练了下自己,也锻炼了下意志力,训练了自己的动手操作能力,提升了自己的实践技能。为以后各车间实习也打下了一点基础。

导师:

第3篇:喷涂总结

2013年喷涂车间工作总结

新的一年即将来临,回顾2013年在紧张和忙碌中过去,车间在全体员工的努力下,按时、保质保量的完成公司下达的各项任务,作为车间主管,应履行的岗位职责及完成情况。车间在一些细节的处理中有一定的差距,今后工作上需要严格要求自己,加强学习,提升工作能力和水平,为公司发展做自己应有的贡献,现将一年的工作总结如下:

一、保证车间一切以生产为主,完全按照生产工艺流程进行,根据生产部下达的生产计划,车间各工序人员合理调配,以保证车间正常生产,能完成生产部下达的生产任务,并在生产过程的进行质量监控,如出现问题人人不轻易放过,及时和质检沟通,确保产品质量。

二、对新员工要进行培训,及时和员工沟通,调整员工状态,使员工的执行力得到很大的提高,提高员工的团队精神,提升了工作效率和工作质量,在车间全体员工的共同努力下,全年产量大约3400吨,穿条料大约1500吨,总体来说穿条比上年上了一个台阶,但离公司要求还是有一定的距离,我们会继续努力,争取在2014年有更好的成绩。

三、数据不准确,导致穿条料有超产废料,给厂里带来不必要的麻烦,主要原因是管理不到位,操作工的责任心不强,工作没有做到位。在新的一年里,我们将落实到责任人,针对散单,跟踪负责到底,争取把数据准确到99.5%以上。

四、员工流动性较大,对新员工进行岗位培训安全教育,调整员工工作状态,对安全操作进行监督,提高员工的独立操作能力。

这一年车间在公司领导的正确指导下,做了大量的工作,也取得了一定的成绩。但还有不足之处,在今后的工作中,充分调动一切积极因素团结并带领车间全体员工努力扎实的做好车间各项工作,为公司迈上一个新的台阶做出应有的贡献。

喷涂车间

2013年12月21日

第4篇:电弧喷涂

定义:利用两根形成涂层材料的消耗性电极丝之间产生的电弧为热源,加热熔化消耗性电极丝,并用压缩气体将其雾化和喷射到基体上,形成涂层的热喷涂方法。

电弧喷涂是利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧来熔化金属,用高速气流把熔化的金属雾化,并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层的技术。电弧喷涂是钢结构防腐蚀、耐磨损和机械零件维修等实际应用工程中最普遍使用的一种热喷涂方法。电弧喷涂系统一般是由喷涂专用电源、控制装置、电弧喷枪、送丝机及压缩空气供给系统等组成。电弧喷涂长效防腐复合涂层是指电弧喷涂金属涂层外加封闭涂层的复合涂层,电弧喷涂金属涂层主要有电弧喷涂锌、铝及其合金涂层,封闭涂层包括封闭底层、封闭中间层和封闭面层。电弧喷涂长效防腐复合涂层对钢铁基体的防腐原理是物理屏蔽和阴极保护联合作用,封闭涂层的主要作用是物理隔离各种腐蚀介质对金属喷涂层和钢铁基体的侵蚀,电弧喷涂金属涂层对钢铁基体提供牺牲自己保护钢铁的阴极保护作用。喷锌或铝后封闭处理所形成的复合涂层,其耐蚀性比喷锌或铝涂层和封闭涂层两者单独耐蚀寿命值之和要高出50~130%。这种效应被称为最佳协同效应(Synergy Effect电弧喷涂长效防腐复合涂层的寿命推算公式为:复合涂层防腐寿命=(喷铝涂层寿命+封闭涂层寿命)×1.5~2.3。

2、等离子喷涂:

等离子喷涂:包括大气等离子喷涂,保护气氛等离子喷涂,真空等离子喷涂和水稳等离子喷涂。等粒子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法,它具有:①超高温特性,便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高,涂层致密,粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体,所以喷涂材料不易氧化。

等离子的形成(以N2为例)

图8 等离子体发生过程示意图。

0°k时,N2分子的两个原子程哑铃形,仅在x,y,z方向上平动;

大于10°k时,开始旋转运动;

大于10000°k时,原子间产生振动,分子与分子间碰撞,则分子会发生离解变为单原子:

N2+Ud——>N+N 其中 Ud为离解能

温度再升高,原子会发生电离: N+Ui——>N++e 其中 Ui为电离能

气体电离后,在空间不仅有原子,还有正离子和自由电子,这种状态就叫等离子体。

等离子体可分为三大类:①高温高压等离子体,电离度100%,温度可达几亿度,用于核聚变的研究;②低温低压等离子体,电离度不足1%,温度仅为50~250度;③高温低压等离子体,约有1%以上的气体被电离,具有几万度的温度。离子、自由电子、未电离的原子的动能接近于热平衡。热喷涂所利用的正是这类等离子体。

喷涂原理:

图9 等粒子喷涂原理

等粒子喷涂是利用等离子弧进行的,离子弧是压缩电弧,与自由电弧项比较,其弧柱细,电流密度大,气体电离度高,因此具有温度高,能量集中,弧稳定性好等特点。

按接电方法不同,等离子弧有三种形式:

①非转移弧:指在阴极和喷嘴之间所产生的等离子弧。这种情况正极接在喷嘴上,工件不带电,在阴极和喷嘴的内壁之间产生电弧,工作气体通过阴极和喷嘴之间的电弧而被加热,造成全部或部分电离,然后由喷嘴喷出形成等离子火焰(或叫等离子射流)。等粒子喷涂采用的就是这类等离子弧。

②转移弧:电弧离开喷枪转移到被加工零件上的等离子弧。这种情况喷嘴不接电源,工件接正极,电弧飞越喷枪的阴极和阳极(工件)之间,工作气体围绕着电弧送入,然后从喷嘴喷出。等离子切割,等离子弧焊接,等离子弧冶炼使用的是这类等离子弧。

③联合弧:非转移弧引燃转移弧并加热金属粉末,转移弧加热工件使其表面产生熔池。这种情况喷嘴,工件均接在正极。等离子喷焊采用这种等离子弧。

进行等粒子喷涂时,首先在阴极和阳极(喷嘴)之间产生一直流电弧,该电弧把导入的工作气体加热电离成高温等离子体,并从喷嘴喷出,形成等离子焰,等离子焰的温度很高,其中心温度可达30000°k,喷嘴出口的温度可达;15000~20000°k。焰流速度在喷嘴出口处可达1000~2000m/s,但迅衰减。粉末由送粉气送入火焰中被熔化,并由焰流加速得到高于150m/s的速度,喷射到基体材料上形成膜。

图10 等离子焰流温度分布

等粒子喷涂设备:等离子喷涂设备主要包括:

①喷枪:实际上是一个非转移弧等离子发生器,是最关键的部件,其上集中了整个系统的电,气,粉,水等。

②电源:用以供给喷枪直流电。通常为全波硅整流装置。

③送粉器:用来贮存喷涂粉末并按工艺要求向喷枪输送粉末的装置。

④热交换器:主要用以使喷枪获得有效的冷却,达到使喷嘴延寿的目的。

⑤供气系统:包括工作气和送粉气的供给系统。

⑥控制框:用于对水,电、气、粉的调节和控制。

等粒子喷涂工艺:

在等粒子喷涂过程中,影响涂层质量的工艺参数很多,主要有:

①等离子气体:气体的选择原则主要根据是可用性和经济性,N2气便宜,且离子焰热焓高,传热快,利于粉末的加热和熔化,但对于易发生氮化反应的粉末或基体则不可采用。Ar气电离电位较低,等离子弧稳定且易于引燃,弧焰较短,适于小件或薄件的喷涂,此外Ar气还有很好的保护作用,但Ar气的热焓低,价格昂贵。气体流量大小直接影响等离子焰流的热焓和流速,从而影响喷涂效率,涂层气孔率和结合力等。流量过高,则气体会从等离子射流中带走有用的热,并使喷涂粒子的速度升高,减少了喷涂粒子在等离子火焰中的“滞留”时间,导致粒子达不到变形所必要的半熔化或塑性状态,结果是涂层粘接强度、密度和硬度都较差,沉积速率也会显著降低;相反,则会使电弧电压值不适当,并大大降低喷射粒子的速度。极端情况下,会引起喷涂材料过热,造成喷涂材料过度熔化或汽化,引起熔融的粉末粒子在喷嘴或粉末喷口聚集,然后以较大球状沉积到涂层中,形成大的空穴。

②电弧的功率:电弧功率太高,电弧温度升高,更多的气体将转变成为等离子体,在大功率、低工作气体流量的情况下,几乎全部工作气体都转变为活性等粒子流,等粒子火焰温度也很高,这可能使一些喷涂材料气化并引起涂层成分改变,喷涂材料的蒸汽在基体与涂层之间或涂层的叠层之间凝聚引起粘接不良。此外还可能使喷嘴和电极烧蚀。而电弧功率太低,则得到部分离子气体和温度较低的等离子火焰,又会引起粒子加热不足,涂层的粘结强度,硬度和沉积效率较低。

③供粉:供粉速度必须与输入功率相适应,过大,会出现生粉(未熔化),导致喷涂效率降低;过低,粉末氧化严重,并造成基体过热。送料位置也会影响涂层结构和喷涂效率,一般来说,粉末必须送至焰心才能使粉末获得最好的加热和最高的速度。

④喷涂距离和喷涂角:喷枪到工件的距离影响喷涂粒子和基体撞击时的速度和温度,涂层的特征和喷涂材料对喷涂距离很敏感。喷涂距离过大,粉粒的温度和速度均将下降,结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降;过小,会使基体温升过高,基体和涂层氧化,影响涂层的结合。在机体温升允许的情况下,喷距适当小些为好。

喷涂角:指的是焰流轴线与被喷涂工件表面之间的角度。该角小于45度时,由于“阴影效应”的影响,涂层结构会恶化形成空穴,导致涂层疏松。

⑤喷枪与工件的相对运动速度:喷枪的移动速度应保证涂层平坦,不出线喷涂脊背的痕迹。也就是说,每个行程的宽度之间应充分搭叠,在满足上述要求前提下,喷涂操作时,一般采用较高的喷枪移动速度,这样可防止产生局部热点和表面氧化。

⑥基体温度控制:较理想的喷涂工件是在喷涂前把工件预热到喷涂过程要达到的温度,然后在喷涂过程中对工件采用喷气冷却的措施,使其保持原来的温度。近几年来,在等离子喷涂的基础上又发展了几种新的等离子喷涂技术,如:

3、真空等离子喷涂(又叫低压等离子喷涂)

真空等离子喷涂是在气氛可控的,4~40Kpa的密封室内进行喷涂的技术。因为工作气体等离子化后,是在低压气氛中边膨胀体积边喷出的,所以喷流速度是超音速的,而且非常适合于对氧化高度敏感的材料。

4、水稳等离子喷涂

前面说的等离子喷涂的工作介质都是气体,而这种方法的工作介质不是气而是水,它是一种高功率或高速等离子喷涂的方法,其工作原理是:喷枪内通入高压水流,并在枪筒内壁形成涡流,这时,在枪体后部的阴极和枪体前部的旋转阳极间产生直流电弧,使枪筒内壁表面的一部分蒸发、分解,变成等离子态,产生连续的等离子弧。由于旋转涡流水的聚束作用,其能量密度提高,燃烧稳定,因此,可喷涂高熔点材料,特别是氧化物陶瓷,喷涂效率非常高。

3、超音速喷涂

为了与美国碳化物公司的爆炸喷涂抗争,上世纪60年代初期,美国人J.Browning发明了超音速火焰喷涂技术,称之为“Jet-Kote”,并于1983年获得美国专利。近些年来,国外超音速火焰喷涂技术发展迅速,许多新型装置出现,在不少领域正在取代传统的等离子喷涂。在国内,武汉材料保护研究所,北京钢铁研究总院,北京钛得新工艺材料有限公司等也在进行这方面研究,并生产出有自己特色的超音速喷涂装置。

图6 超音速火焰喷涂枪

燃料气体(氢气,丙烷,丙烯或乙炔-甲烷-丙烷混合气体等)与助燃剂(O2)以一定的比例导入燃烧室内混合,爆炸式燃烧,因燃烧产生的高温气体以高速通过膨胀管获得超音速。同时通入送粉气(Ar或N2),定量沿燃烧头内碳化钨中心套管送入高温燃气中,一同射出喷涂于工件上形成涂层。

在喷涂机喷嘴出口处产生的焰流速度一般为音速的4倍,即约1520m/s,最高可高达2400m/s(具体与燃烧气体种类,混合比例,流量,粉末质量和粉末流量等有关)。粉末撞击到工件表面的速度估计为550-760m/s,与爆炸喷涂相当。Jet-Kote法之所以能有这么高的速度,关键在于按流体力学的原理合理设计制造了一个喷嘴,称之为Laval管的膨胀管。

图7 Laval管

由流体力学知:对一维可压缩流体,则有:ds/s=(M²-1)dv/v

其中: S―管器截面积; M=v/v声(马赫数); V-流体速度

由式中我们看出:当V>v声,即M>1时,则dv与ds符号相同,即随管道截面积变大(ds为正)时,流体速度也增大。当V

①粉粒温度较低,氧比较轻(这主要是由于粉末颗粒在高温中停留时间短,在空气中暴露时间短的缘故,所以涂层中含氧化物量较低,化学成分和相的组成具有较强的稳定性),但只适于喷涂金属粉末、Co-Wc粉末以及低熔点TiO2陶瓷粉末;

②粉粒运动速度高。

③粉粒尺寸小(10~53>μm)、分布范围窄,否则不能熔化。

④涂层结合强度、致密度高,无分层现象。

⑤涂层表面粗糙度低。

⑥喷涂距离可在较大范围内变动,而不影响喷涂质量。

⑦可得到比爆炸喷涂更厚的涂层,残余应力也得到改善。

⑧喷涂效率高,操作方便。

⑨噪音大(大于120dB),需有隔音和防护装置。

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