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爆炸喷涂

时间:2017-11-07 23:30:33  来源:桑尧热喷涂网整理  作者:tianzhongma

       爆炸喷涂已经有50多年历史的爆炸喷涂技术近年来有了新的发展。美国Praxair公司的D-gunSDG,以及来源于前苏联的爆炸喷涂技术,在航空等领域得到了一些应用。爆炸喷涂工艺过程中,粉末粒子被加速到非常高的速度(有报道称超过1000m/s,同时粒子的温度适宜,此时制备的涂层(特别是碳化钨涂层)非常致密,与基体结合的强度特别高。但是,爆炸喷涂设备一直存在的问题是:爆炸的频率偏低,一般在8~10Hz,因而涂层的沉积速度很低,约1~2kg/h,影响了生产效率。另一个问题是喷枪体积和重量偏大,往往不适合安装在机械手上,喷涂复杂面的话,存在困难。

       Turbodetco公司研制的高频爆炸喷涂设备(HighFrequencyPulseDetonationHFPD),技术来源于航空脉冲喷射发动机,采用连续供应的爆炸气体和粉末,而喷枪无机械移动部件,通过阀门来自动产生每个爆炸循环所需的气体和粉末。由于无机械移动部件的限制,工作的频率能在很宽的范围内调整,最高在100Hz以上。先进的设计理念使喷枪的重量可以控制在6kg以下,便于安装在机械手上进行喷涂,有利于制备复杂型面上的涂层。例如,利用HFPD技术制备WC-Co涂层,工作频率用45Hz,只需0.035mL/min的丙烯和0.14mL/min的氧气流量,送粉量为4kg/h,沉积效率约54%。即HFPD技术喷涂1kg碳化钨粉末消耗的氧气量约为HVOF20%~59%(不同HVOF设备消耗的氧气量差别较大),大大降低了气体成本。新发明的PTS(PulsedThermalSpray)工艺改进了传统的爆炸喷涂工艺,使喷枪设计小型化,喷距减小到6.4~25.4mm,能用于喷涂直径最小38mm的内孔。喷距的减少使得粉末在火焰中停留时间变短,减少了氧化情况,因此可以使用粒径小于20μm的粉末,但粉末粒子在火焰中还是可以加速到700~900m/s以上。PTS工艺制备的涂层质量很高,据报道在12.7~25.4mm喷距喷涂的WCCoCr涂层,孔隙率约0.25%,显微硬度1232HV

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