锅炉管子热喷涂知识
热喷涂概述
热喷涂技术起始于上世纪初，一九一三年，瑞士人 M.U. Schoop发明。起初，只是将熔化的金属用压缩空气形成液流，喷到被涂敷的基体表面上，形成一层膜状组织。其喷涂温度、熔滴对基体表面的冲击速 度及形成涂层的材料的性能构成了喷涂技术的核心。热喷涂技术的整个发展，基本上是沿着这三支主导线向前推进的。温度和速度取决于不同的热源和设备结构。从某种意义上说，温度越高、速度越快，越有利于形成优异的涂层，这就导致了温度和速度两种要素在整个技术发展过程中的竞争与协调的局面。繁多的喷涂材料的可选择性，是热喷涂指数的另一种优势，它可以使不同设备的工作面被“点铁成金、戴盔穿甲”。正是这三种要素，使热喷涂成为真正具有叠加效果的独特技术，它可 以设计出所需的各种各样性能的表面，获得从一般机械维修，直到航天和生物工程等高技术领域广泛的应用。
中国十大珠宝品牌 1 定义
热喷涂是这样原一系列过程：以某种形式的热源将喷涂材料加热，受热的材料形成熔融或半熔融状态的微粒，这些微粒以一定的速度冲击并沉积在基体表面上，形成具有一定特性的
喷涂层。
2 婚礼殿堂喷涂材料
喷涂材料有粉、线、带和棒等不同形态，它们的成分是金属、合金、陶瓷、金属陶瓷及塑料等。粉末材料居重要地位，种类逾百种。线材与带材多为金属或合金（复合线材尚含有陶瓷或塑料）；棒材只有十几种，多为氧化物陶瓷。
3 喷涂方法
以提供热源的不同，可分为燃烧法及电热法。前者包括燃烧火焰喷涂、爆炸喷涂及高速火焰喷涂(HVOF);后者包括电弧喷涂及等离子喷涂（又分常压等离子喷 涂与水稳等离子喷涂）。 喷涂工艺对涂层产生重要影响的是喷涂湿度（严格地说，是熔滴冲击基体表面时的温度）和熔滴冲击表面的速度。
4 涂层的形成及其评价
喷涂材料经过具有某种热源形式的喷涂设备喷射之后，在到达被喷涂的基体表面之前，其飞行时间只有几千分之一秒或更少。在如此之短的时间内，它被加热、熔化 或半熔化，形成细小而分散的熔滴，冲向基体表面，被击成扁平的叠状小片，先前生成的扁片又被后来者所覆盖，很快就形成由很多扁平罗叠而成的覆盖层，即为涂层。热源湿度越高，熔滴
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5. 涂层功能与分类
当某一个工程问题提出后，首先应明确接受施工的工件被喷涂的部位（通常是设备或设施的工作表面）处于什么样的工况条件，而涂层功能则是确定喷涂工艺及材料的主要依据，同时还要考虑在经济上是否允许。涂层的多样性源于喷涂材料的多种选择、工艺参数的可控及喷涂方法的可变。喷涂粉末材质逾百种，线材和棒材也有数十种，不同的喷涂方法和工艺参数的变化，能 使同一材质形成不尽相同的涂层。如此，这些变数的组合就可得到一组“菜单式”的涂层系列，当你需要具有某种特性的涂层时，只需从中择取即是。
喷涂材料喷涂而成的涂层依据它们的成份可以分为10个系列；（1）铁、镍和钴基涂层；（2）自熔合金涂层；（3）有色金属涂层；（4）氧化物陶瓷涂层； （5）碳化钨涂层；(6)碳化铬和其他碳化物涂层；（7）难熔金属涂层；（8）氧化物陶瓷涂层；（9）塑料基涂层；（10）金属陶瓷涂层。
涂层按其应用中的功能可分为：
1） 耐磨损涂层。包括抗粘着磨损、表面疲劳磨损涂层和耐冲蚀涂层。其中有些情况还有抗低温（<538C）磨损和抗高温（538～843C）磨损涂层之分。
2） 耐热抗氧化涂层。该种涂层包括高温过程（其中有氧化气氛、腐蚀性气体、高于843℃的冲蚀及热障）和熔融金属过程（其中有熔融锌、熔融铝、熔融铁和钢、熔融铜）所应用的涂层。
3） 抗大气和浸渍腐蚀涂层。大气腐蚀包括工业气氛、盐性气氛、田野气氛等造成的腐蚀；浸渍腐蚀包括饮用淡水、非饮用淡水、热淡水、盐水、化学和食品加工等造成的腐蚀。
4） 电导和电阻涂层。该种涂层用于电导、电阻和屏蔽。
5） 恢复尺寸涂层。该种涂层用于铁基（可切削与可磨削的碳钢和耐蚀钢）和有色金属（镍、钴、铜、铝、钛及他们的合金）制品。
6） 机械部件间隙控制涂层。该种涂层可磨。
7） 耐化学腐蚀涂层。化学腐蚀包括各种酸、碱、盐，各种无机物和各种有机化学介质的腐蚀。
8）个性功能涂层。如电子行业减波涂层、核电站的屏蔽涂层等。
热喷涂工艺之热源特性
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热喷涂技术的核心是对热喷涂材料进行加热使之熔化或半熔化并加速沉积到经过预处理的工件表面形成涂层。因此热源的应用和控制对热喷涂过程至关重要。目前热喷涂采用的热源主要有气（液）体燃烧火焰、电弧和等离子弧等。
一、燃烧火焰
1．燃烧原理
将燃料气体或液体与助燃气体按一定比例混合燃烧而产生热量。常用的燃料气体或液体有：乙炔、丙烷、丙烯、天然气、煤油等。由于乙炔和氧气燃烧可产生较高的燃烧温度和火焰速度，因此在火焰喷涂方法中氧-乙炔火焰最为常用，
几种气体的燃烧温度
热源
| 温度/℃ | 热源 | 温度/℃ |
乙炔，氧气 | 3100 | 丙烷，氧气 | 2650 |
氢气，氧气 | 2600 | 天然气，氧气 | 2700 |
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2．火焰的形貌特点
火焰由焰芯、内焰、外焰三部分组成。通过控制燃料气体与氧气的流量和比例，可改变燃烧火焰的性质和功率。火焰的性质分为中性焰、还原焰（碳化焰）和氧化焰三种。
（1）中性焰。中性焰是氧气-乙炔完全燃烧的状态。焰芯呈蓝白色圆锥形，有明显的轮廓。焰芯外面是淡白色的外焰。
（2）还原焰（碳化焰）。碳化焰是乙炔与氧气的比例相对偏大的燃烧状态。焰芯较长，呈蓝白色，内焰呈淡蓝色，外焰呈橘红色。
（3）氧化焰。氧化焰是氧气与乙炔的比例相对偏大的燃烧状态。焰芯短而尖，呈青白色，内焰难以分辨，外焰呈蓝紫色。
几种主要燃料和氧混合燃烧的火焰特性如表所示。
燃料和氧混合燃烧的火焰特性
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气体 | 燃烧所需氧量 | 燃料和氧
混合的比例 | 体积热值（标准）KJ/M2 | 中性燃烧所产生的体积热值KJ/M2 | 与氧燃烧的火焰速度m/s | 火焰热流量密度KW/M2 | 火焰燃烧温度℃ | 应用说明 |
完全
燃烧 | 中性
燃烧 |
C2H2+O2 | 2C2H2+5O2 | 1：2.5 | 1：1.1 | 5.65*107 | 1.85*107 | 135 | 4.48*105 | 3100 | 适用 |
C3H8 | C3H8+5O2 | 1：5 | 1：3.1 | 9.36*107 | 1.26*107 | 3.7 | 1.07*105 | 2650 | 适用 |
H2 | 2H2+O2 | 2：1 | 4：1 | 1.076*107 | | 8.9 | 1.40*105 | 2600 | 产生水蒸气 |
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于心有愧二、电弧
1．电弧原理
在两电极之间的气体介质中，强烈而持久的放电现象称为电弧。电弧放电时，整个弧区产生强烈的光和热。
2．喷涂用电弧
电弧的高温高热足以使作为电极的材料熔化，电弧喷涂就是用两根被喷涂的金属丝作自耗电极，当两金属丝短接而引燃电弧后，后续金属丝不断连续送进，补充熔化掉的部分，以维持电弧的稳定燃烧。
为保持两金属丝端部之间电弧的稳定燃烧，一方面需外加气流使熔化的金属从端部脱离，另一方面需要在电弧电压、电弧电流、送丝速度之间建立平衡关系。
三、等离子弧
1．等离子体
等离子体是指气体部分或全部电离，形成正、负离子数量相等而整体呈中性的导电体，是继固态、液态、气态之后的物质第四态。
作为物质的一种独立形态，它具有以下基本特点：
（1）导电性。由于气体原子被电离成正离子和负离子，气体中充满带电粒子，等离子体具有很强的导电性。
（2）电中性。虽然等离子体内部具有很多荷电粒子，但粒子所带的正电荷数与负电荷数量相等，整体而言是电中性体。
（3）与磁场可作用性。由于等离子体是由荷电粒子组成的导电体，因此可用磁场控制它的位置、形状和运动 。如电弧的旋转、电弧的稳定等。
2．等离子弧
用于喷涂的等离子电弧（简称等离子弧）一般都是利用等离子弧发生器产生的压缩电弧。一般阴极采用钨铈或钨钍合金材料，喷嘴阳极采用紫铜，压缩电弧的形成是所谓热收缩效应、自磁压缩和机械压缩效应联合作用的结果。与自由电弧相比，等离子弧具有能量集中、温度高（7000-30000℃），燃烧稳定、气氛可控的特点。
3好吊色青青草．等离子弧的形式
等离子弧有三种作用形式。
（1）非转移型弧。喷嘴接电源正极，钨极接电源负极，电弧建立在钨极和喷嘴内表面之间，等离子焰流从喷嘴内喷出。非转移型弧可用于喷涂、切割等。
（2）转移型弧。工件接电源正极，钨极接电源负极，电弧建立在钨极与工件之间。转移型弧可用于金属切割、粉末喷焊等。
（3）联合型弧。喷嘴和工件接电源正极，钨极接电源负极，非转移型弧和转移型弧并存的等离子弧。联合型弧用于喷焊亦可用于喷涂。
