氧-乙炔(quē)火焰粉末噴焊(hàn)工藝
點擊量:2188 發布時間:2017-01-22 作者:草莓视频ios(上海)增材製造技(jì)術有限公司
根(gēn)據噴塗和重熔(róng)的先後次序,氧-乙炔焰粉末噴焊工藝可分為“一(yī)步法”和“二步法”。
(1)“一步(bù)法”噴焊工藝
所謂“一步法”噴焊,是噴塗和重熔使用同一把噴槍,在一道工序(xù)內完成(chéng),即(jí)邊噴邊熔。
1)工藝程序
“一步法”噴焊(hàn)的工作工藝一般按照下(xià)述(shù)程序(xù)進行:
工件表麵製備——工(gōng)件預(yù)熱——預噴保護層——從邊緣開始局部加熱——邊噴邊熔(按一定的路線邊噴邊熔前進,直至全部完成)——工件緩冷。
預噴保(bǎo)護層指(zhǐ)的是先將整個工件表麵上製備一層0.1~0.2 mm的合金粉末塗層,將(jiāng)工件保護(hù)起來(lái),避免(miǎn)在噴焊過(guò)程(chéng)中工件(jiàn)表麵受熱氧化。
2)工藝控製(zhì)要點
工藝控製的關鍵是調整火(huǒ)焰和對工件加熱溫度的(de)控製(zhì)。其操作(zuò)要點(diǎn)如下:
① 預熱(rè)溫度。火焰噴焊的預熱火焰宜采用中性焰或(huò)微碳化焰,預熱溫度往往高於噴塗(tú)時的預熱溫度,一般為250~350 ℃,視具體材料而定。
② 起始局部加(jiā)熱時火(huǒ)焰和溫度控製。宜采用柔和的中性(xìng)焰,槍距壓低到(dào)20~30 mm,夾角(jiǎo)為60~80°,將工件表麵加熱到500~600 ℃(呈暗(àn)紅色),或(huò)保護層開始潤濕,即可開始邊噴邊熔。在噴焊過(guò)程中,噴(pēn)槍與工件表麵的距離因噴槍的型號不同而有差異。用SPH-2/h噴槍噴焊距離一般在20~50 mm之間變動,加熱和熔融時為20 mm左右,噴粉時為50 mm左右。
③ 邊噴邊熔時的溫度和速(sù)度(dù)控製。采用間隙式的噴塗和(hé)加熱,待局部區域達到要求厚度並熔融,呈現“鏡麵反(fǎn)光”後,再向前均勻而緩(huǎn)慢地移動噴槍開始下一個相鄰的局部區域的噴(pēn)焊。整個噴焊的過程是噴、熔交(jiāo)替,周期性(xìng)地進行,槍口沿噴焊麵前移速度及送粉(fěn)速率,應根據粉末的熔化(huà)情況和噴焊層厚薄而定,保證噴勻、熔透。
④ 冷卻。由於自熔(róng)性合金的線膨脹係數較大(dà),塑性較差,因而在冷卻時容易產生裂紋。尤其在(zài)噴焊層較厚,或零件較大時,基體淬透性較好時,更易產生裂紋。因此,噴焊後更(gèng)應該讓零件均勻地緩冷,必要(yào)時應采(cǎi)取等溫退火處理。
噴焊(hàn)好的零件可以進(jìn)行(háng)噴焊層的後加工。
“一步法”噴焊工藝特點:
① 噴(pēn)粉和重熔是交替或同時進行,粉末是直接噴(pēn)入熔池的(de),所以要求粉末的粒度細、分布比較(jiào)分散。
② 輸入工件的(de)熱量較低,對基體金(jīn)屬(shǔ)組織影響較小,工件變形較(jiào)小。
③ 噴焊層的厚度可在較大範圍內(nèi)變化,一般為0.8~1.2 mm,很少超過2 mm。
④ 工藝簡單(dān),操(cāo)作(zuò)靈活。
它的缺點是一般都采用手工操作,勞動條件差,生產率較低,噴焊層的均勻性和質量隨操作者熟練程度而異,不易穩定。用機械(xiè)化操作噴焊層的成型較好,且質量穩定。
“一步法”的應用範圍。小零件的表麵保(bǎo)護性熔敷和修理;中型或大型零件的邊(biān)角處的表麵保護性熔敷及(jí)處理;某(mǒu)些零件損壞甚至斷裂後,可以進行局部修補和連接。
(2)“二步法”噴焊工藝
所謂“二步法”,是噴塗和重熔分兩道工序完成,先(xiān)噴塗塗層後對塗層進行重(chóng)熔。
1)工藝程序
“二步法”噴焊的工藝一般按照下述程序(xù)進行(háng):
工件表麵製備——工件(jiàn)預熱——預噴保護層——噴塗——工件升溫——重熔——工(gōng)件升溫或降溫——二(èr)次噴塗——二次重熔——工件緩冷。
“二步法”噴焊關鍵在噴塗和重熔兩道工序,以及全過(guò)程對(duì)工件溫度的控製。
2)噴塗
宜(yí)采用大功率兩用槍(SPH-E型槍或SPHT-6/h、SPHT-8/h)或大功率噴塗槍(SPH-E2000型噴(pēn)槍(qiāng))進(jìn)行噴塗,使得有較(jiào)高的噴塗效率(lǜ)。
噴塗時宜采(cǎi)用中性焰,噴塗距離一般為(wéi)100~200 mm。噴槍(qiāng)型號不同,噴塗距離也不同。SPH-4/h型噴槍的噴塗距離約為100~150 mm,SPH-6/h型噴槍的噴塗距離為200 mm。為了保證塗層厚薄均勻和獲得較好的結合強度,每次噴粉厚度(dù)0.1~0.2 mm為宜。要獲得較厚(hòu)的塗層,可采用多次噴粉的辦法。一般噴焊層的厚度(dù)以(yǐ)不大於1.5 mm。含有碳化鎢的(de)合金粉末,因重熔比較困難,塗層不宜偏厚,一般不超過(guò)0.5 mm。對磨損深度大於1.5 mm的(de)零件,則可通過多次噴粉和重熔達到,在整(zhěng)個噴焊過程中,工件的溫度應保持350 ℃左右。如果(guǒ)溫度迅速下降,則塗層易產生龜裂和剝落。工件較大,噴焊時間較長時,可采用其它(tā)方法輔助加熱。
噴塗(tú)過程中,噴槍(qiāng)的移動與(yǔ)噴塗工藝參數(shù)要相匹配,移動要均勻,以保證整個噴焊(hàn)層的(de)厚(hòu)度均勻一致,在平麵零件噴粉(fěn)時,噴嘴與噴塗平麵的角度最(zuì)好在60°~80°之間。
3)重熔(róng)
在“二步法”噴(pēn)焊工藝過程中,重熔是一道關鍵的工序。重熔操作是(shì)把噴塗層加熱到固、液相之間的溫度範圍,使原(yuán)來比較疏鬆多(duō)孔的塗(tú)層變成連續(xù)致密的熔敷層,與基材(cái)之間達到完全的擴(kuò)散結合或微(wēi)冶金結合。
重熔要在(zài)噴粉(fěn)後工件(jiàn)溫度(dù)尚未降(jiàng)低時立即進行,這樣一方(fāng)麵可減少熱量(liàng)損失,另一方麵可以減少因冷卻和重複加熱導致塗層脫殼的(de)產生。
重熔按其加熱方法,有感應重熔(róng)、爐中重熔和火焰重熔等多種形式。近幾年來,又(yòu)發展了激光(guāng)重熔技術。
高頻感應加熱重(chóng)熔的加熱方式(shì)與高頻淬火相(xiàng)似,具(jù)有速(sù)度快,對工件基體熱影響小(xiǎo)的特點,是一種較為理想的重熔工藝。
爐中重熔適用於難以用其他方(fāng)法重熔的大型工件。重(chóng)熔時應嚴格控製爐溫,一(yī)般控製在合金固相線以上10 ℃,最高不能超過合金固相線以上30 ℃。以某種鎳基自熔性合(hé)金粉為例,其固相點為1035 ℃,液(yè)相點為1280 ℃,則爐溫應控(kòng)製在1045~1065 ℃之(zhī)間。在這個溫度範圍內,合金約(yuē)有60%~80%液(yè)相和20%~40%固相,此(cǐ)時有足夠的粘度,不致於流淌。
在爐中重熔,工件升溫較慢。在一般情況下,重熔是在(zài)保護氣氛中完成(chéng)的,它能保護工件表麵(miàn)避免產生高溫氧化。
火焰重熔:設(shè)備簡單,使用靈活,應用最廣泛。在火焰重熔時,一(yī)般采用重熔槍,操作時應注意如下幾點:
重熔槍應有足夠的火焰能量,一把不夠時,需增一、二(èr)把輔助槍。火焰重熔時,因火焰氣體的保護性不好,所以應(yīng)特別注意從700 ℃至重熔完畢的時間不應超過(guò)20 min。如果在(zài)700 ℃以上停留時間過長,塗層因(yīn)高溫氧化,超過自熔性合金的脫(tuō)氧能力,粉末會“發渣”自熔性(xìng)變壞,甚(shèn)至重熔無(wú)法繼續進行;
重熔(róng)火焰宜采用中性焰,噴嘴距工件不宜過近,一般約40 mm,薄件宜稍遠,厚件(jiàn)可稍近;
重熔不(bú)可(kě)以在工件的(de)端部或邊緣處(chù)開始,應從距離端部或邊緣約30 mm處開始;
重熔過程中,溫度的控製很重要,重熔溫度與粉末的熔點一般在1000 ℃左右,憑經驗控製,當噴焊表麵發現‘鏡麵’反光(guāng)時,說明(míng)粉(fěn)層已熔化,重熔溫度已(yǐ)達到。若重熔溫度過低,熔渣不易浮出表麵,噴焊層(céng)不能與基材實現良好的結合,冷卻後易開裂,硬度不均且偏低。溫度過高(gāo),熔化層溢(yì)流,出現波浪狀,影響表麵平整。
激光重熔,激光的能量密度大,可作為重熔的熱源,激(jī)光重熔對工件基(jī)體的熱影響小,工件變形也小(xiǎo),能獲得性能優異的塗層。但需有大功率激光器。
重熔後再需噴粉的工藝。重熔後噴焊層厚度(dù)將會收縮,其(qí)收縮量隨著粉末的不同而不同,一般(bān)收縮量為25%,例如重熔後發現加(jiā)工餘量不夠需補噴(pēn)粉時,應注意預(yù)熱溫(wēn)度。此時表麵上存在的是氧化鎳而不是氧化(huà)鐵,若預熱溫度為250 ℃或略高些(xiē),則粉(fěn)末中的硼、矽元素在此溫度下無法使氧化鎳還原(yuán),必須(xū)把(bǎ)預熱溫(wēn)度提(tí)高到670~700 ℃時,然後進行噴粉,才能成功(gōng)。
冷卻(què)和噴焊層後的加工:重熔結束(shù)後,應讓工件自行緩慢冷(lěng)卻。易淬火的基體,在冷卻過程中,應防止由於組織相(xiàng)變而開裂。對於這種材料一般要采用等溫退火處理,若合金的線膨脹係數與基體的相(xiàng)差(chà)較大,更應采取緩冷措施(shī),如采用(yòng)在(zài)石棉粉中,或在爐中緩冷。
薄件在噴焊過程中易產生變形,則可趁工件尚未完全冷卻的熱態下進行整形校正。如(rú)果冷卻後整形,則噴焊層易開(kāi)裂(liè)。
4)工件冷卻
塗層重熔後溫度較高,由於合金(jīn)脆性大,在冷卻過程中會(huì)產生較大的收縮力(lì),導致噴焊層(céng)龜裂。尤其對材質特殊、形狀(zhuàng)複雜的工(gōng)件及噴(pēn)焊層較厚時,應采取緩冷措施(shī),避免產生裂紋。
一般低碳(tàn)鋼、中(zhōng)碳鋼工件,自然空(kōng)冷即可。剛性(xìng)大,形狀複雜的工件,以(yǐ)及高碳(tàn)鋼、高錳鋼、熱鍛模具鋼等材質(zhì)工件,重熔完畢後可用(yòng)石棉布(bù)裹起來(lái),或覆蓋幹燥的加熱到100 ℃以上的石棉粉進行緩(huǎn)冷(lěng)。亦可(kě)放入爐中緩(huǎn)冷(lěng)。這一(yī)類(lèi)型工(gōng)件在重熔過程中就(jiù)應采取相(xiàng)應的(de)保溫和緩冷措施。
18-8型奧氏體不鏽鋼在430~480 ℃間緩冷時會在(zài)晶間(jiān)析(xī)出碳化鉻,使合金抵抗晶間腐蝕(shí)能力(lì)下(xià)降,因而重熔後應將工件放在860~900 ℃左(zuǒ)右的電爐或保護氣氛(fēn)爐內,作穩定化(huà)處(chù)理。對於空冷硬化工具鋼或馬氏體不鏽鋼等工件,從奧氏體(tǐ)冷卻轉變為馬氏體組織時,會產生相變膨脹,在緩冷時也易產生裂紋,因此需要在保溫爐內進行等溫回火處理,以控製組織結構的改變,爐內(nèi)溫度700~800 ℃,保溫(wēn)8小時,然(rán)後緩冷。
上一篇:Ni60自(zì)熔合金粉末
下一(yī)篇:非晶塗層研究及(jí)應用現狀