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熱噴塗技術在產品再製造領域的應用

時間:2018-01-21 21:28:29  來源:  作者:天天

           再製造產業已列為國家發展戰略性新興產業,熱噴塗技術具有噴塗材料廣泛、基體形狀與尺寸不受限製、塗層厚度容易控製、工藝操作簡單、成本低效率高、能賦予零件表麵特殊性能等特點,是實現損傷零部件表麵尺寸恢複和性能提升的關鍵技術手段,已成功應用於國防工業、印刷、航空航天、石油化工、礦山機械、電力等領域裝備零部件的再製造。

今天講基於等離子噴塗技術的再製造。

等離子噴塗技術始於上世紀50年代末期,是利用等離子弧對噴塗材料進行加熱、加速,最終形成塗層的工藝方法,是熱噴塗技術中熱源溫度最高、能量最集中的工藝方法,具有焰流溫度高、射流速度快的特點,理論上可以噴塗所有具有物理熔點的材料。

a.  用於重載履帶車輛薄壁零部件的再製造

上世紀70、80年代,徐濱士帶領課題組成員在國內首次應用普通等離子噴塗技術修複重載履帶車輛的薄壁零件,選用鎳包鋁作噴塗底層材料,麵層材料主要以鐵基、鎳基合金為主,重點對壓縮輪盤中的內圓密封環配合表麵和回繞擋油蓋內圓自壓油擋配合表麵進行了修複強化。徐濱士院士當時就提出了“強化修複”的概念,即報廢零件經過等離子噴塗處理,不僅恢複了尺寸,而且延長了使用壽命。這一技術思路為重載履帶車輛的維修製度改革奠定了技術基礎。

b.  重載車輛發動機活塞裙部的再製造

活塞裙部是活塞組的重要組成部分,它主要起導向、傳熱作用,並承受來自曲柄連杆機構的側向推力。鋁合金活塞在使用過程中,因活塞與缸套的非正常配合運動,致使活塞裙部產生劃傷、磨損,進而影響缸套的壽命。針對活塞的工況和磨損形式,考慮到基體材質,王海軍等人通過采用超音速等離子噴塗AlSi+Ni/Al複合塗層對活塞裙部進行修複強化。

c.印刷機械網紋輥的再製造

雕刻網紋輥通常應用在柔性印刷、凹版印刷、高品質的塗布及層壓複合機械上。針對網紋輥表麵高耐磨性的要求,可采用等離子噴塗陶瓷塗層修複傳統鍍鉻失效輥,然後用激光雕刻製成陶瓷網紋輥。采用等離子噴塗技術再製造後的陶瓷網紋輥硬度高(1100~1300HV),在耐磨損、耐腐蝕、親水性能方麵都有大幅度提升,印刷圖像清晰、逼真。

d.航空航天發動機高溫部件的再製造

隨著航空發動機技術的不斷發展與性能提升,發動機的工作溫度也逐步升高。目前先進發動機的壓氣機出口溫度已達到650℃,燃燒室及加力燃燒室的工作溫度接近2000℃,渦輪進口溫度達到1650~1750℃。這些部位的零件多采用鈦合金、鎳合金等材料製造,承受的溫度有限,往往因高溫疲勞而失效。研究表明,通過調整基體材料的方法提高零部件的使用溫度已經很難有所突破。熱障塗層是航空、航天領域應用比較成熟的一項強化修複技術,它是通過采用等離子噴塗技術在高溫合金基體表麵製備氧化物陶瓷塗層,通過陶瓷塗層的隔熱作用,實現了航空、航天發動機熱端部件使用溫度(耐溫性能)的提升。


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