淺析熱噴涂技術(shù)的“熱”門應(yīng)用

 熱噴涂在航空發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用

下面簡單闡述一下幾類熱噴涂材料在航空發(fā)動機(jī)中的的應(yīng)用：

耐磨涂層材料

在機(jī)械工程領(lǐng)域，最常見的一種故障形式就是因為機(jī)器零件因為長時間的運行而出現(xiàn)磨損所導(dǎo)致的。而降低這種機(jī)械故障的方法就是及時更換零件或者增強零件的耐磨性，但經(jīng)常更換零件勢必會造成更大的人力以及財力資源的浪費。耐磨材料的出現(xiàn)極大的滿足了人們的需求，降低了物料對設(shè)備部件沖刷造成的磨損。對航空發(fā)動機(jī)的部件來說，其耐磨涂層材料一定滿足熔點高、硬度高、抗沖擊磨損性能好等要求，采用熱噴涂技術(shù)得到的耐磨涂層都具有優(yōu)良的耐磨性能。

封嚴(yán)涂層材料

對航空發(fā)動機(jī)來說，轉(zhuǎn)子之間的間隙對其工作效率也有極大的影響。較小的間隙不僅能大大提高航空發(fā)動機(jī)的效率，降低油耗，同時還有效改善了發(fā)動機(jī)的安全性能，因此在航空發(fā)動機(jī)中使用了大量的封嚴(yán)涂層材料。為了滿足當(dāng)前航空發(fā)動機(jī)的運行要求，航空發(fā)動機(jī)使用的封嚴(yán)涂層材料需要具備高強度及抵抗氣體沖擊力的能力，一般為金屬和非金屬復(fù)合材料，截止目前已有20多種可行噴涂材料，陶瓷材料和納米材料等方面的熱噴涂材料研究也在進(jìn)行中。

高溫防護(hù)涂層材料

航空發(fā)動機(jī)在運行過程中會產(chǎn)生大量的熱量，為了防止發(fā)動機(jī)部件出現(xiàn)因高溫氧化等現(xiàn)象，需要在其表面噴涂高溫防護(hù)材料。根據(jù)運行過程中的實際需求，所涂抹的高溫防護(hù)涂層除了具備基本的抗高溫以及抗氧化性之外，還需要這種涂層材料的物質(zhì)在高溫條件下不出現(xiàn)分解并且和被涂抹機(jī)體表面之間不發(fā)生任何反應(yīng)。

尺寸修復(fù)涂層材料

在航空發(fā)動機(jī)的運行過程中，在其零件表面涂抹相應(yīng)材料，只是為了有效減少磨損或者其他損傷的概率，并不能直接杜絕這種損傷情況的發(fā)生。因此航空發(fā)動機(jī)經(jīng)過長時間的運行，難免會有部分零件會出現(xiàn)磨損或者其他損傷，而這些損傷會改變原本零件尺寸，影響機(jī)器的正常運行，因此修復(fù)涂層材料的研究也極其重要。另外，根據(jù)實際修復(fù)過程的不同還需要采用相應(yīng)科學(xué)合理的噴涂技術(shù)以及噴涂工藝。

增強發(fā)動機(jī)性能、降低維修成本、 延長壽命、提高安全指數(shù)。

熱噴涂在火力電廠鍋爐防護(hù)中的應(yīng)用

  

熱噴涂技術(shù)，作為表面工程技術(shù)重要組成之一，因其強大的材料適應(yīng)能力，在許多工況下具有卓越的耐磨損能力、耐腐蝕能力、耐高溫能力、絕緣能力等，其在鍋爐防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用是科技發(fā)展的必然結(jié)果。

噴涂過程一般經(jīng)歷以下四個階段： 噴涂材料被加熱、熔化；熔化的噴涂材料被霧化； 熔融或熔化的微細(xì)顆粒的噴射飛行； 粒子在基材表面發(fā)生碰撞、變形、凝固和堆積形成涂層。

  

根據(jù)采用能源種類不同可以分為三類（如下圖）。目前，在我國燃煤電廠鍋爐防護(hù)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的是電弧噴涂技術(shù)。此外，超聲速火焰噴涂以及火焰粉末噴涂技術(shù)也有一定程度的應(yīng)用。

電弧噴涂技術(shù)

  

電弧噴涂是利用兩根被噴涂的絲材作自耗電極，當(dāng)兩絲材短接將電弧引燃后，只要絲材連續(xù)送進(jìn)，不斷補充熔化并被壓縮空氣吹向工件，就能維持電弧燃燒即噴涂過程。與其他熱噴涂工藝相比，電弧噴涂設(shè)備簡單，噴涂成本較低但效率很高，且對操作人員的要求較低，現(xiàn)場施工時可重復(fù)性較強。因此，在電廠鍋爐“四管”的現(xiàn)場噴涂防護(hù)中，一般均采用電弧噴涂工藝。

超聲速火焰噴涂技術(shù)

  

超聲速火焰噴涂技術(shù)是使助燃?xì)怏w與燃燒氣體在燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生高壓火焰，再經(jīng)特制的噴嘴射出高速焰流，從而將送入其中的粉體材料加熱、加速噴射到基體表面形成涂層的方法。采用超聲速噴涂工藝制備的涂層非常致密，結(jié)合強度高，具有極低的孔隙率。NiCr-Cr₃C₂是使用超聲速火焰噴涂工藝對電廠鍋爐管壁進(jìn)行防護(hù)時最常使用的粉體材料，具有很好的耐磨粒磨損性能。

火焰粉末噴涂技術(shù)

  

粉末火焰噴涂是采用氧乙炔火焰為熱源，使用粉末作為噴涂材料的熱噴涂方法。在噴涂過程中或涂層形成后，對基體和涂層加熱，使涂層在基體表面熔融，并和基體產(chǎn)生擴(kuò)散或互熔，形成與基材冶金結(jié)合的涂層。

降低維修成本、提高生產(chǎn)效率、提高設(shè)備安全性能

03

其它應(yīng)用

熱噴涂技術(shù)在冶金、交通、焚燒鍋爐、化學(xué)工業(yè)鍋爐、海洋石化、印刷造紙業(yè)、通用機(jī)械等方面也有許多應(yīng)用。

04

熱噴涂技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)得到了較大的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，在國民經(jīng)濟(jì)中做出了重要貢獻(xiàn)，但是熱噴涂在實際應(yīng)用中，仍然存在一些問題。具體分析，詳見下回分解。

文章轉(zhuǎn)載自微信公眾號：DT新材料