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等离子体涂层原理

2017-07-03 作者: admin

  等离子喷涂原理是什么?等离子喷涂是采用刚性非转移型等离子弧为热源, 将欲喷涂粉末材料加热到熔融或半熔融状态,在经过高速焰流将其雾化加速喷射到经预处理的工件表面,形成喷涂涂层的一种热喷涂表面加工方法。

  等离子喷涂原理主要是通过等离子喷枪(又称等离子弧发生器)产生等离子焰流。喷枪的钨电极(阴极)和喷嘴(阳极)分别接电源负极和正极(工件不带电),通过高频火花引燃电弧,使供给喷枪的工作气体(Ar或N2)在电弧的作用下电离成等离子体。在机械压缩效应、自磁压缩效应和热压缩效应的联合作用下,电弧被压缩,形成非转移型等离子弧。送粉流输送粉末喷涂材料进人等离子弧,并被迅速加热至熔融或半熔融状态,随等离子流高速撞击经预处理的基材表面,并在基材表面形成牢固的喷涂层。从而使零件被喷涂表面获得不同的硬度、耐磨、耐热、耐腐蚀、绝缘、隔热、润滑等各种特殊物理化学性能,以满足零件不同工作条件的要求。

等离子体涂层

  在形成涂层过程中,单个熔融粒子为形成涂层的基本单位,其行为基本反映了涂层形成的特点。单个粒子的行为包括三个基本过程:先是将喷涂材料送入热源的过程;接着是喷涂材料与热源的相互作用过程,在热源作用下材料被加热、熔化、加速,同时还发生高温高速粒子与环境气氛的作用过程,尤其对于金属材料,热源中空气的卷入,会导致喷涂粒子与气氛反应,如氧化等;最后是高温高速熔融粒子与集体的碰撞、横向流动扁平化和急速冷却凝固。这个过程一般是在数十微秒的极短的时间内完成的。

  涂层的结合机理包括涂层与基体表面的结合及涂层内聚的结合。涂层的结合强度称结合力,涂层和基本表面的结合强度称内聚力。

  经过研究和经验表明,涂层与基体表面间的“宏观”界面结合以机械结合为主,物理、化学结合为辅,涂层片层状颗粒之间的“微观”界面结合可能属于物理-化学结合的成分更多一些。

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