大氣等離子噴涂原理
大氣等離子噴涂簡(jiǎn)稱(chēng)等離子噴涂。等離子噴涂通過(guò)等離子噴槍來(lái)實(shí)現(xiàn),噴槍的噴嘴(陽(yáng)極)和電極(陰極)分別接電源的正、負(fù)極,噴嘴和電極之間通入工作氣體,借助高頻火花引燃電弧。電弧將氣體加熱并使之電離,產(chǎn)生等離子弧,氣體熱膨脹由噴嘴噴出高速等離子射流。
送粉氣將粉末從噴嘴內(nèi)(內(nèi)送粉)或外(外送粉)送入等離子射流中,被加熱到熔融或半熔融狀態(tài),并被等離子射流加速,以一定速度噴射到經(jīng)預(yù)處理的基體表面形成涂層。常用的等離子氣體有氬氣、氫氣、氦氣、氮?dú)饣蛩鼈兊幕旌衔铩?/span>
等離子噴涂是在金屬表面制取陶瓷涂層使用最多的方法,但它有下述固有缺點(diǎn):涂層與基體間是機(jī)械結(jié)合,抗沖擊性能差;
涂層孔隙率高,耐腐蝕和抗氧化性能差;涂層組織不均勻,性能不穩(wěn)定。為了克服上述缺點(diǎn),引入激光技術(shù),對(duì)噴涂態(tài)陶瓷層進(jìn)行激光表面改性,改變其組織特征和相結(jié)構(gòu),從而改善性能。
(1)預(yù)涂層制備根據(jù)Q235鋼和噴涂陶瓷材料物理和化學(xué)性能的差異,基材噴砂處理后進(jìn)行等離子噴涂,噴涂工藝參數(shù)見(jiàn)表2。
(2)激光重熔工藝激光重熔使用2kW恒流電激勵(lì)CO2激光器,用氮?dú)庾鳛楸Wo(hù)氣體。激光重熔時(shí),需針對(duì)不同涂層選擇合適的激光功率、光斑尺寸及掃描速度。
當(dāng)光斑為φ3mm,掃描速度為5mm/s時(shí),表1中A組和B組涂層對(duì)應(yīng)的最佳值功率分別為330W和370W,激光功率低于最佳值時(shí),陶瓷層熔化不完全,致密度差;而激光功率高于最佳值時(shí)又會(huì)導(dǎo)致陶瓷層、過(guò)渡層和底層的熔化。
3.等離子噴涂激光表面合金化(二步法)
列出AISI6150鋼基體進(jìn)行激光表面合金化時(shí)所選擇的涂敷材料。