下载

2下载券

加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 热喷涂材料

热喷涂材料.pdf

热喷涂材料

金属粉末问必答
2009-05-10 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《热喷涂材料pdf》,可适用于项目管理领域

热喷涂粉末的制作工艺和设备热喷涂粉末的制作工艺和设备上海东建中欢迎交流、合作摘要:在焊接行业经常用到的合金粉末有用于钎焊的各类纯金属和合金粉末、用于热喷涂的铁基、镍基、钴基等各类合金粉末用于管状焊丝的中间合金粉末。不同的用途对合金粉末的要求是不一样的合金粉末的质量好坏将直接影响产品的质量。本文根据作者的多年实践经验详细介绍了合金粉末的生产工艺和用于制作合金粉末的雾化制粉设备的性能和特点。关键词:合金粉末、热喷涂、制粉设备、水雾化、气雾化.前言在焊接行业经常要用到各种合金粉末。它们有用于钎焊的各类纯金属和合金粉末、用于热喷涂的铁基、镍基、钴基等各类合金粉末用于管状焊丝的中间合金粉末。.合金粉末的用途热喷涂合金粉末热喷涂是一种表面强化技术一直是我国重点推广的新技术项目。它采用电弧、等离子弧、燃气一氧气等形式的热源将金属或非金属材料加热到熔化或半熔化状态并在高速气流的作用下使之雾化成微细熔滴或高温颗粒以很高的飞行速度喷射到经过处理的工件表面形成牢固的覆盖层从而使工件表面获得不同硬度、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、消毒、防微波辐射以及其他各种特殊物理化学性能。它可以在设备维修中修旧利废使报废了的零部件“起死回生”也可以在新产品制造中进行强化和预保护使其“益寿延年”。喷涂粉末在整个热喷涂材料中占据十分重要的地位。热喷涂合金粉末包括镍基、铁基和钴基合金粉按不同的涂层硬度分别应用于机械零部件的修理和防护。热喷涂技术经过多年的发展在国内已形成了一个完整的设备的研究和生产体系目前从事这一工作的有二十多个单位能够生产各种类型的氧乙炔火焰喷涂设备、喷熔设备、电弧喷涂设备成套等离子喷涂设备、喷焊设备各种专用的配套设备等。热喷涂合金粉末作为热喷涂作业中的必需品国内也有几十家企业在生产。常用的热喷涂粉末的用途表一就是几种常用的热喷涂合金粉末的化学成份它们是钴基、镍基、铁基、铜基和不锈钢合金粉末。表一:几种常用的热喷涂合金粉末的化学成份牌号CBSiCrFeCoNiWMoCo≤余量Co≤余量Ni≤≤余量Ni≤余量Ni≤余量Fe余量Fe余量Cu≤Mn≤Cu余≤<余量≤<余量注:粉末的粒度根据用户的要求确定一般有~~目等规格。镍基自熔性合金粉末是以镍元素为基体添加铬、硼、硅、碳、铜、钼、等元素组成热喷涂粉末的制作工艺和设备合金粉末熔点低自溶性好具有耐蚀、耐磨、耐热、抗氧化等性能是目前使用最广泛的一种自熔性喷焊合金粉末。铁基合金粉末分为两种一种是不锈钢型含有较多的镍和铬元素另一种是高铬铸铁型含有较高的铬和碳元素。钴基自熔性合金粉末是以钴元素为基体添加铬、钨、镍、硼、硅等元素组成具有优越的高温性能良好的红硬性、耐磨性和抗氧化性能。铜基自熔性合金粉末是以铜元素为基体添加适量的镍、铬、硼、硅、锰等元素组成这类合金粉末具有机械性能好塑性高、易于加工、耐蚀性好、摩擦系数低等特点。中间合金粉末除了用于热喷涂的合金粉末外制作管状焊丝的中间合金粉末的用量正在迅速增加。管状焊丝问世虽然已有六十多年的历史但广泛应用还是近十年来的事主要原因是它的制作工艺和管内填料的不成熟和不完善。特别是管内的填料当两种或两种以上的粉末在比重上相近的情况下采用机械混合法仍不失为一种经济而实用的制粉工艺至今仍有不少生产厂家在采用。但当两种或两种以上的粉末在比重上相差较大时采用机械混合法就难以混合均匀制成的管状焊丝存在着粉末偏析的情况造成成份偏析对焊接质量产生不利的影响。为克服这一问题有人专门做了试验选用了机械混合的金属粉和水雾化制造的合金粉两种填充粉末制作成管状焊丝进行焊接性能试验。试验结果表明采用填充雾化合金粉末的管状焊丝质量可靠操作容易堆焊层成份均匀含氢量低抗气孔能力强。所以采用中间合金不失为一个好的解决管状焊丝粉末偏析的办法国内已有厂家采用了这一工艺。管状焊丝很可能是今后发展的主要焊材目前我国刚起步无论质量、品种、数量与国外相比均有较大差距。管状焊丝可以利用碳钢带制成较高合金成分的药芯焊丝,如耐热钢、低温钢、耐候钢、不锈钢、管线用的专用药芯焊丝。这一点比起实芯焊丝和焊条来讲有更大的优越性。.雾化法制作合金粉末的工艺制粉原理除电弧和线材火焰喷涂外其它所有喷涂工艺都是以粉末为喷涂材料的。粉末材料包罗万象、适应性强、工艺可靠能提供各种涂层功能在高技术领域中应用很广这些特点是其它形式的材料无法比拟的。经过多年的发展与创新对各种化学组成的材料都建立了相当完善的制粉方法:其中金属、合金、自熔合金通常采用雾化法即水雾化水冷气雾化气冷和气雾化一水冷三种方式。雾化工艺自六十年代初问世以来给热喷涂材料开创了新局面用于热喷涂的合金粉末粉末的松装密度、流动性、熔点、硬度、热膨胀系数、氧含量等性能对涂层的性能的影响是相当重要的为了制得所需的合金粉末工业上主要采用的是气雾化法和水雾化法两种方法的主要区别在于所采用的雾化介质不同其制粉的原理是一样的。雾化合金制粉的工艺过程大致如下:配料→熔炼→除渣→脱氧→雾化→粉末收集→干燥→筛分→成份检测→包装入库雾化法制作合金粉末属于物理方法制粉。它是将来自气瓶的高压气体作为气刀或将来自高压水泵的高压水作为水刀对熔化后经漏嘴约束后成一细流的熔融金属液流进行切割雾化成极微小的金属液滴最后凝固成合金粉末。生产过程在生产中首先按配方准备好制作金属粉末的原材料启动中频按熔炼工艺的要求放入金属开始溶炼一般容易氧化的金属在熔化的后期放入。当本炉的金属全部在炉内熔化后进行造渣去除金属液中的杂质然后进行脱氧。在此同时启动高压水泵(对于气雾化则是打开气阀。)使雾化系统处于待命状态。操作人员各就各位作好雾化前的准备热喷涂粉末的制作工艺和设备工作。准备好以后开始进行金属粉末的雾化此时雾化现场噪声很大对于采用五十到六十公斤炉子的正常的雾化时间在五分钟左右。如果炉子的容量大雾化的时间就长有的长达半小时以上这就会造成炉内的金属液前后的温度相差较大为了保温还得不断对炉内的金属加热长时间处于液态下的金属会不停地氧化随着金属元素的烧损其化学成份也会发生变化结果生产出的金属粉末出现色差总的含氧量增大有时成份也会发生偏离。所以为了减少金属液的氧化金属熔炉采用五十到六十公斤的比较好。凝固后的金属粉末在高温时还是相当容易氧化的所以须在无氧或低氧的环境下让其冷却到室温才能减少粉末的含氧量。如果是采用水雾化法制作的金属粉末还得进行干燥处理。在干燥时须根据金属粉末对氧的敏感性采用不同的烘干方法。容易氧化的金属粉末要采用真空干燥方法。干燥后的金属粉末先取样进行化学成份的化验如果合格再按用户的要求进行筛分包装入库。对于同种的金属粉末筛下物可作为回炉粉回收利用。.雾化法制作合金粉末的设备制作热喷涂的合金属粉末的设备可以有各种组合以年产一百吨到二百吨的合金粉末制作系统为例其设备投资额在三十万左右主要要用到以下这些设备:中频电源及熔炼炉这是熔化金属的主要设备要求设备的耗电量低熔化效率高维修保养方便。这是标准设备各地都有厂家生产。辅助的工具有筑炉的工具熔炼时用的铁棒、石墨棒、测温仪、将大块金属切开的剪板机、气割机等。雾化装置它包括金属液漏斗、中间漏包、雾化器(又称喷嘴)、筒体、操作平台、管路系统、高压水泵、离心水泵、水池、对于气雾化不需要高压水泵、离心水泵、水池但需要配备气瓶组及相应的阀和表。这是雾化制粉的核心设备因为都是非标准设备所以都是自行设计制造其中的关键部分是雾化器它对该套设备的生产效率有很大的影响。干燥装置主要有远红外加热炉、真空烘干炉、烘粉盘、粉耙、勺子、漏斗、小车、盛粉桶等。包装设备:主要有筛分机、磅称、打包机、混粉机、瓶装氮气、(用于容易氧化的金属粉末的保护一般是在放有容易氧化的金属粉末的桶中充入氮气后密封这样可以在一定时间内防止桶中的金属氧化。)手推车等。检测设备:成套的标准筛用于粉末粒度的检测放大三十倍的显微镜金相显微镜硬度计天平粉末化学成份的检测一般是外送当地的商检局检测一是成份测得准二是权威可信度高。采用气雾化时受瓶装氮气压力的限制通常可采用的雾化压力在八到十个大气压。采用水雾化时常用的雾化压力有一百个大气压到三百个大气压为了生产三百目以上的细粉也有采用五百个大气压的雾化压力的。最近为了能生产出细度在一千目以上的超细合金粉末国内已有厂家兴建了雾化压力在一千个大气压的超高压水雾化装置。.水雾化与气雾化合金粉末性能及成本的比较粉末形状水雾化与气雾化制作合金粉末的方法虽然制粉的原理相同但制得的粉末的物理性能相差还是很大的特别是形状。由于气体的热容量要比水小所以采用气雾化时合金受到的激冷度低受到雾化介质冲击时雾化成细小液滴的合金液不会马上凝固这给了合金液滴在下落过程中收缩成球的时间所以容易获得球形合金粉末。水雾化时情形正好相反由于水对雾化成细小合金液滴的激冷作用几乎是在一瞬间就凝固成了合金粉末这使得那些表面张力较小的合金形成的合金粉末呈土豆状或不规则形状只有那些表面张力较大的合金例如镍基合金才能做成球形合金粉末。通过调整雾化参数和雾化时合金液的过热度采用水雾化也能做出近似球形的合金粉末满足热喷涂的需要。用于管状焊丝的中间合金粉末形状上没有特别的要求水雾化比较适合。热喷涂粉末的制作工艺和设备化学成份不论是采用水雾化还是采用气雾化制作出的合金粉末的化学成份不会因为制作方法的不同而产生差异。金相组织采用气雾化制作的合金粉末合金的过冷度要比采用水雾化做的小许多所以相同的化学成份采用不同的雾化方法做出的合金粉末的金相组织会不一样。合金粉末的氧含量合金粉末的氧含量与合金本身对氧的敏感性和雾化时的雾化环境中的氧含量有关。如果合金本身对氧非常敏感则不仅在雾化时要采取措施在熔化时最好也采用真空熔炼。对于大多数合金只要在雾化时采取减少与氧的接触就能达到降低合金粉末中氧的含量的目的。气雾化时通常是使用氮气作为雾化介质大量的氮气充满了雾化区将雾化区的氧气驱逐掉了所以能保护合金液滴在雾化及冷却时很少氧化。当一炉熔融的合金液被雾化成金属粉末时它的表面积在雾化的一瞬间增大了无数倍换言之其与氧结合的面积也增大了有更多的金属表面暴露在雾化环境中。所以水雾化时如果不采取措施是无法避免合金液滴的氧化的。为了在水雾化时能让雾化环境少氧或无氧首先必须将雾化筒体密封起来将雾化环境与周围的环境隔绝开来。其次是要将已封闭起来的雾化筒体中的氧气排除掉。最后是在雾化的过程中一直保持这样的一个无氧或低氧的雾化环境直到雾化结束合金液滴全部凝固成合金粉末。投资额水雾化和气雾化在设备上投入的资金是差不多的气雾化的筒体的投入资金较大但雾化介质工作组气瓶组及表、阀投入小水雾化则相反雾化筒体投入要比气化小但高压水泵、离心水泵的投入要大于气雾化雾化介质工作组。其它部分二者的投入是相近的综合起来就差不多了。主要的设备设资额估算:中频电源及熔炼炉四万至五万中频电源及熔炼炉国内生产的企业有很多质量也已很好是一种成熟的产品售后服务也不错但价格相差很大太别是一些比较小的企业因为生产规模小生产成本就高开出的价就比较高其高价的理由可能是能为你提供一些别的生产企业所没有的比较特别的功能。其实无论什么功能就用户来讲如果能了解其原理就明白其实是不会因为有了这些功能会给设备增加很大成本的。有的功能完全可以用其他方式获得。水泵高压水泵和其他水泵五至六万为了保证雾化正常进行高压水泵是必不可少的雾化的压力在二百至三百公斤除此外还须另外配小的水泵用于中频线圈降温以及其他辅助供水。雾化本体四至五万包括中间包、漏嘴、雾化器(有的称为喷嘴或模具等)、雾化筒、收粉系统、表具、管路等这部分是非标准设备可自已按图制作如果请供货方制作则费用须翻一翻因为制作者的材料、人工、税收、利润等均是由你这里给出制作方的利润通常为百分之四十左右。自己制作的另外一个优点是可以将你的经验溶入到你的设备中去为你以后改进工艺打下基础。同时你在制作过程中将核心技术掌握在了自己企业的手中随着国内企业技术水平的不断提高以后企业间的竟争将从劳动力、资本、规模逐渐向技术方面转变一个企业有自己的核心技术才能在市场竞争中立于不败之地。技术服务及技术诀窍费用一般在五万。就雾化方法制作金属粉末来讲设备是死的通过一段时间的学习实践就能熟练掌握。接下来就是灵活地运用技术手段制作金属粉末的过程了这当中实际上是一个知识运用与积累的过程必要的指导能让你少走弯路生产出优质产品来。热喷涂粉末的制作工艺和设备其他辅助设备五万。如烘干、筛分、称量、包装、操作平台、风机、管道、检测设备等。这当中有的设备可以使用厂里原来的有的则需要另外购置。不可预计费五万。现在的材料价格时有波动它的波动必然的会影响到整个投资额所以需要预作准备。根据以上的估算整套设备总的投入在二十五万至三十万如果节省些的话二十万也是可能拿下来的。单位合金粉末生产成本每公斤合金粉末的生产成本气雾化要比水雾化高实际测算一瓶氮气大约可做十到二十公斤的合金粉末(合格粉的收得率多少与雾化器的效率有关)合到一公斤的合金粉末需要五元左右的雾化费用。水雾化时雾化介质所消耗的主要是运行水泵时的电能一次雾化下来最多合到一公斤的合金粉末用掉零点五元的电费。由于这个原因市场上气雾化合金粉末一般要比水雾化的贵一些。参考文献:东建中不锈钢粉的高压水雾化制作及应用J新材料产业():本文作者简介:东建中男上海人从事雾化法制作金属粉末的技术服务二十来年对雾化法制作各类金属粉末、生产不锈钢丸、制作鳞片状金属粉末(铜金粉、铝银浆、片状锌粉、不锈钢鳞片粉等)的工艺和设备深有研究。现为上海市机械工程学会会员、上海市焊接学会会员从一九八九年起陆续在全国性会议和专业刊物上发表有关金属粉末方面的技术文章三十余篇。热喷涂材料的分类热喷涂合金粉末热喷涂粉末的制作热喷涂材料的选用自熔合金粉末热喷涂用气体

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/28

热喷涂材料

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利