等离子喷涂工艺特点应用及设备工作原理

　　等离子喷涂技术是热喷涂技术中的一种，其主要特点是以等离子体火焰流作为喷涂热源。等离子火焰具有温度高、能量浓度高、喷涂气氛可控等特点，是各种耐火材料的良好热源，粉末材料在火焰流中的飞行速度非常快。因此，它为获得粘结性好、结构致密的喷涂层提供了条件。
 

 

 

　　（1）可喷涂各种喷涂材料，特别是高熔点耐火材料，如难熔金属、陶瓷、金属陶瓷等特殊功能材料；

 

　　（2）可选择惰性气体作为工作介质，以减少飞行过程中喷射颗粒的氧化反应；

 

　　（3）涂层结合强度高，孔隙率低；通过控制工艺参数可以制备精细涂层。

 

 

　　随着航空发动机向高性能、高翻修寿命、高可靠性、低耗油率和低成本的方向发展，热喷涂技术也得到了迅速发展。一台新型发动机有上千个零部件的3000多处表面需要采用热喷涂技术涂层，由此可见，热喷涂技术已被广泛地应用于航空工_业。其中，由于等离子喷涂具有成本低、效率高、操作简单、涂层质量好以及适合规模化大批量生产等诸多优点，已经占到航空发动机所有喷涂零件的80%以上。

 

　　航空发动机的热喷涂涂层主要包括耐磨涂层、热障涂层、封严涂层和高温防护涂层。

 

 

　　由于航空发动机零件的工作条件很恶劣(高温、高转速、振动及高负荷)，又受到粘附、磨粒、腐蚀和疲劳等几种类型的磨损，使发动机的性能和使用寿命受到影响。

 

 

　　航空燃气涡轮发动机都有比较完整的气路封严系统。系统由介于轴、鼓简、转动叶片叶尖、压气机和涡轮等各级之间的40～60处封严装置组成，封严装置的好坏直接影响发动机的功率、推力和效率。如涡轮外环(即叶尖径向间隙)的封业，按设计要求，叶尖间隙与叶片长度的比值每增加1%，涡轮效率损失就增加1%～3%。可见，气路封严是提高效率和性能的重要途径之一。为此，在设计上常采用可磨耗封严涂层来达到气路封严的目的。

 

　　热喷涂封严涂层分为两大类，即主动磨削涂层和可磨耗涂层(被动)。

 

　　(1)主动磨削涂层(磨料)一般是坚硬的抗磨损灰色氧化铝涂层，喷涂在封严篦齿上。随着转子的高速旋转，像砂轮一样磨削与其对应的金属蜂窝密封团，并尽量使本身不受磨损。这就要求涂层结合强度高，硬度高，隔热性能好。

 

　　(2)可磨耗涂层要求涂层软而易磨，并具有润渭“性能、抗冲击性能、抗热振性能，以及与基体有良好的结合性能
 

 

 

　　它实际上是一种非转移电弧等离子发生器，它是最关键的部件，它集中了整个系统的电，气，粉，水等。

 

　　用于供给喷枪直流电。通常是全波硅整流器。

 

　　用于存储喷雾粉末并根据工艺要求将粉末输送到喷枪的装置。

 

　　主要用于实现喷枪的有效冷却，以延长喷嘴的使用寿命。

 

　　包括工作气体和送粉气体的供应系统。6控制箱：用于调节和控制水，电、气体、粉末。
 

 

 

 

　　从天然气的可利用性和经济性来看，氮气的选择更为合适。它不仅价格便宜，而且它的离子火焰热量更高，传热也更快。然而，对于容易氮化的材料，将使用稍贵一些的Ar。

 

 

　　在工艺过程中，对电弧功率的要求也非常严格，既不太高也不太低。当电弧功率过高时，电弧温度升高，气体转变为等离子体，等离子体火焰温度也随之升高，从而导致涂层性能的变化。但电弧功率过低，会导致等离子体温度过低，也会引起涂层性质的改变。

 

 

　　也是必需的，它必须与输入功率相适应。否则，会降低喷涂效率，使涂层过热。而喂食的位置也是要注意的，一定要把火焰送到心里才是最合适的。

 

 

　　喷枪的距离和角度会影响工作效率，也会影响涂层的质量。

 

 

　　在进行等离子喷涂工艺之前，首先要对材料进行一定的预热，使其达到喷淋工艺要求的温度，才能使工艺很好地进行。