模具鋼熱噴涂技術的原理、特點及工藝流程

　　模具鋼熱噴涂是將噴涂材料加熱到熔融或半熔融狀態，然后用高速氣流霧化加速，使其高速噴涂在工件表面，形成具有特殊性能的涂層。

　　熱噴涂技術的基本原理:

　　1.熱噴涂的基本過程:

　　(1)加熱、加速、熔化(顆粒狀)。

　　(2)霧化(10~100微米)，然后加速——形成高速粒子流。

　　(3)熔化和半熔化的高速顆粒流撞擊基體，變形凝固，形成涂層。

　　2.涂層與基體的結合強度

　　(1)機械結合:可見高速顆粒-沖擊-顆粒微變形-咬合，表面粗糙化有利于結合強度的提高。

　　(2)金屬鍵結合:當粒子到達離基底表面的原子距離時，就會發生金屬鍵結合?！碚撋洗_實存在，但實際作用不大。

　　(3)微擴散連接:高速、高溫、熔化或半熔化的顆粒撞擊基體表面，會引起界面的微小擴散，增加結合力。但是這個結合力貢獻不大，因為襯底溫度只有200℃左右。機械結合-主要是金屬結合-非常小的微擴散結合-非常小。一般來說，熱噴涂涂層的結合強度較低！只有其母體材料的5-30%。

　　(4)冶金結合:

　　Ni-Al粉末在T=660℃時，通過自身反應放熱，在基體表面形成冶金結合，結合力最好。尤其是中間過渡層！總之，熱噴涂涂層具有結合力，但工藝簡單。

　　3.熱噴涂涂層的一些常見缺陷及預防措施；

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　　原因:冷卻時，涂層與基體收縮不一致，導致涂層產生拉應力。當結合強度低于涂層的拉伸應力時，涂層就會剝落。

　　措施:工件表面-清潔和粗糙噴涂顆粒-速度↑, T ↑。

　　工件預熱——鍍膜應力，鍍膜保護點——在工件邊緣預設一個小凹槽，或者堆焊一周。

　?、?裂縫:

　　原因:同上，當涂層中的拉應力小于膜基的結合強度但大于涂層的抗拉強度時，涂層開裂。

　　措施:每次噴，薄而均勻(﹤0.15mm)。太厚，收縮應力↑↑涂層T不宜過高，否則收縮應力↑↑↑(矛盾！由于T ↓，結合力↓，涂層容易剝落。)預熱，緩冷，收縮應力↓

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　　原因:孔隙率:2~20%?！菄娡康碾y題之一。

　　措施:↓粉T，全熔最好——但受力是垂直噴涂——實際上不可能。

　　4.熱噴涂技術的特點:

　　(1)可在各種基體上制備各種材料的涂層:金屬、陶瓷、金屬陶瓷、工程塑料均可作為熱噴涂材料；幾乎所有的固體材料都可以用作熱噴涂的基底。

　　(2)基板溫度低:基板溫度一般在30℃-200℃之間，所以變形小。

　?。?）操作靈活:可噴涂各種規格和形狀的物體，特別適合大面積涂裝，可在野外使用。

　　(4)涂層厚度范圍寬:可制備幾十微米到幾毫米的涂層。

　?。?）噴涂效率高，成本低:生產效率每小時幾公斤到幾十公斤。

　?。?）局限性:主要體現在三個方面:熱效率低，材料利用率低，浪費大，涂層與基體結合強度低。然而，熱噴涂技術以其獨特的優勢得到了廣泛的應用。