超音速喷涂工艺

超音速火焰喷涂(high-velocity oxygen-fuel)是一种新型热喷涂技术。超音速火焰喷涂(HVOF)设备的核心为喷枪,喷枪由燃烧室(使喷涂材料粒子得到充分加热加速)Laval喷嘴(将焰流加速到超音速)和等截面长喷管(使喷涂材料粒子得到充分加热加速)三部分组成。其工作原理如下:由小孔进入燃烧室的液体燃烧,如煤油,经雾化与氧气混合后点燃,发生强烈的气相反应,燃烧放出的热能使产物剧烈膨胀,此膨胀气体流经Laval喷嘴时受喷嘴的约束形成超音速高温焰流。此焰流加热加速喷涂材料至基体表面,形成高质量涂层

 

超音速火焰喷涂  世界上投入了大量的财力对HVOF进行研究开发。于八十年代末九十年代初期,先后又有数种HVOF喷涂系统研制成功,井投入市场。如金刚石射流(Diamond-jet) ,冲锋枪(Top-gun),连续爆炸喷涂(CDSContinuous detonationspraying) ,射流枪(J-gun) ,高速空气燃料系统(HVAFHigh-velocity air-fuel) 等。 

超音速火焰是利用丙烷、丙烯等碳氢系燃气或氢气与高压氧气在燃烧室内,或在特殊的喷嘴中燃烧产生的高温、高速燃烧焰流,燃烧焰流速度可达五马赫(1500m/s)以上。目前,通常被称作HVOF(High-velocityoxygen-fuel)。将粉末轴向送进该火焰,可以将喷涂粒子加热至熔化或半熔化状态,并加速到高达300-500m/s,甚至更高的速度,从而获得结合强度高、致密的高质量的涂层。超音速火焰速度很高,但温度相对较低,约为3000℃ ,对于WC-Co系硬质合金,可以有效地抑制WC在喷涂过程中的分解,涂层不仅结合强度高,且致密,耐磨损性能优越,其耐磨损性能大幅度超过等离子喷涂层,与爆炸喷涂层相当,也超过了电镀硬铬层、喷熔层,应用极其广泛。


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