热喷涂加工是一种表面处理技术,以下是其基本操作过程:
一、工件预处理
表面清洁
首先要对工件表面进行彻底清洁,去除油污、铁锈、旧涂层等杂质。可以使用有机溶剂(如丙酮、汽油)来清洗油污,对于铁锈可以采用机械打磨(如砂纸打磨、钢丝刷清理)或者化学除锈(如酸洗)的方式。例如,在对一个机械零件进行热喷涂加工时,如果表面有大量油污,将其浸泡在丙酮溶液中一段时间,然后取出用干净的布擦拭,确保表面无油污残留。
表面粗化
为了增强涂层与工件表面的结合力,需要对工件表面进行粗化处理。常用的方法包括喷砂处理,通过压缩空气将磨料(如石英砂、刚玉砂)高速喷射到工件表面,使表面形成一定的粗糙度。一般来说,喷砂后的表面粗糙度在 Ra3.2 - Ra12.5 之间。例如,在热喷涂陶瓷涂层时,适当的表面粗糙度可以使陶瓷颗粒更好地附着在工件表面。
二、热喷涂材料准备
材料选择
根据工件的使用环境和性能要求选择合适的热喷涂材料。材料可以是金属(如锌、铝)、陶瓷(如氧化铝、氧化钛)、合金(如镍铬合金)等。例如,对于需要耐腐蚀的工件,可能会选择锌或铝作为热喷涂材料;如果是需要耐高温磨损的工件,则可以选择陶瓷材料。
材料预处理
部分热喷涂材料需要进行预处理。例如,对于粉末状的热喷涂材料,要确保其干燥、无团聚现象。如果是丝状的材料,要检查其直径是否符合要求,并且保证材料表面无明显的氧化层或杂质。
三、热喷涂操作过程
设备启动与参数设置
启动热喷涂设备,如火焰喷涂设备、等离子喷涂设备等。根据热喷涂材料和工件要求设置合适的参数。对于火焰喷涂,要调整燃气(如乙炔、丙烷)和氧气的流量、压力,控制火焰温度和速度;对于等离子喷涂,要设置等离子气体(如氩气、氮气)的流量、电流、电压等参数。
喷涂过程
将热喷涂材料送入喷涂设备,材料在热源(火焰、等离子弧等)的作用下被加热熔化或软化,然后通过高速气流将其雾化并喷射到工件表面。在喷涂过程中,要保持喷枪与工件表面的距离和角度相对稳定。例如,在火焰喷涂时,喷枪与工件表面的距离一般在 100 - 300mm 之间,角度尽量垂直于工件表面,以保证涂层的均匀性。同时,要控制喷涂的速度,避免涂层过厚或过薄。一般涂层厚度是根据工件的具体要求来确定的,可能在几十微米到几毫米之间。
四、涂层后处理
冷却处理
喷涂完成后,让工件自然冷却。避免在涂层未完全冷却时进行其他操作,防止涂层出现裂纹等缺陷。
质量检测
对涂层的质量进行检测,包括涂层的厚度、结合强度、孔隙率等指标。可以使用涂层测厚仪来检测厚度,通过拉伸试验来检测结合强度,用金相显微镜来观察孔隙率。如果涂层质量不符合要求,可能需要重新进行喷涂。