1、防磨防腐新材料超音速電弧噴涂技術一、超音速電弧噴涂的原理電弧噴涂原理是利用兩根連續送進的金屬絲作為自耗電極，在其端部產生電弧作為熱源，用壓縮空氣將熔化了的絲材霧化，并以超音速噴向工作件形成一種結合強度高、孔隙率低、表面粗糙度低的涂層的熱噴涂方法。其工作原理與普通電弧噴涂（亞音速霧化）一樣，超音速電弧噴涂是一個不斷連續進行的熔化-霧化-沉積的過程。但在霧化方式上，超音速電弧噴涂與普通電弧噴涂有根本的區別，即超音速電弧噴涂是采用超音速霧化。其優點是:霧化效果好，霧化后的粒子細小均勻，速度高，有利于獲得高質量的涂層。超音速電弧噴涂采用拉伐爾噴嘴，將氣流的速度從亞音速提高到超音速，加強了氣流對粒子的加

2、速效果，從而提高了粒子速度。粒子速度對涂層的性能有很大的影響。粒子速度高，粒子沉積時對基體的撞擊作用就強，粒子變形就充分。有利于粒子與基體、粒子與粒子之間的結合，從而提高涂層的結合強度和內聚強度；粒子速度高，粒子沉積前在空氣中的飛行時間短，飛行中產生的氧化物就少，有利于粒子的結合，從而提高涂層的內聚強度，降低涂層的孔隙率。粒子速度越高，越有利于獲得高質量的涂層。隨著熱噴涂設備的更新換代，粒子速度在不斷提高，涂層的質量也不斷得到改善。超音速霧化減小了粒子的粒度，降低了涂層的粗糙度。粗糙度是涂層的一項重要性能指標，它取決于霧化后粒子的粒度。超音速霧化加強了氣流對絲材端部熔化金屬間的作用，霧化的粒子

3、細小均勻，大大降低了涂層的粗糙度。同時，粒子粒度的減小，也降低了粒子扁平化過程中的飛濺，有利于降低涂層的孔隙率。超音速霧化是超音速電弧噴涂的出發點，是其與普通電弧噴涂的根本區別。超音速電弧噴涂設備包括電源、噴槍、送絲機構及其附件，關鍵設備是超音速電弧噴槍。我公司采用進口噴嘴，并且噴涂電流穩定，能在保證絲材霧化效果、涂層質量的前提下，一天的噴涂面積達到20m2。電弧噴涂時，弧區的溫度高達5000-6000C,用氣冷的方式對噴嘴進行冷卻。二、超音速電弧噴涂的技術優點超音速電弧噴涂與普通火焰噴涂相比，有以下技術優點：1、熱效率高。火焰噴涂產生的大部分熱量散失到大氣和冷卻系統中了，熱能的利用率僅為81

4、5%。而電弧噴涂是直接用電能轉化為熱能來熔化絲材，熱能利用率高達7080%。2、生產效率高。電弧噴涂的生產效率高，表現在單位時間內噴涂的金屬絲材多。一般情況下，其生產效率是火焰噴涂的8倍以上。3、操作簡單，安全可靠。電弧噴涂設備沒有復雜的操縱機構，只要把工作電流、電壓根據噴涂材料的不同選在規定范圍內，均可保證噴涂質量。現場僅使用電能和壓縮空氣，不用氧氣和乙快等易燃氣體，安全可靠。4、涂層結合強度高。電弧噴涂可在不提高工作溫度，不使用貴重金屬的條件下獲得較高的結合強度，一般可達20MPa,是火焰噴涂涂層強度的2.5倍。而超音速電弧噴涂涂層的結合強度可達60MPa,與等離子的質量接近。5、涂層孔隙

5、率低。涂層表面的孔隙率普遍低于1%,提高了涂層的耐磨耐蝕性能。由于超音速電弧噴涂具有獨特的優點，因此在材料防腐、耐磨，修舊利廢以及電力生產領域得到廣泛的應用，產生了很大的經濟效益和社會效益。超音速電弧噴涂的研制和應有成功，說明該技術具有高度的先進性和科學性。具體表現如下：1、應用空氣動力學原理和計算機設計以及拉伐爾噴嘴等手段，成功研制出超音速電弧噴槍,大幅度提高粒子速度，測得的粒子速度超過了當前國內外電弧噴涂粒子速度，其中鋁離子最大速度為385.7m/s。2、設計的超音速電弧噴涂電源，起弧可靠，還有拉伐爾噴嘴對氣流的加速作用，拉長了電弧并能保持電弧穩定，有效提高了絲材粒子的霧化效果和涂層的致密

6、度、結合強度。3、噴槍采用氣冷式，解決了金屬粒子與噴嘴內壁的粘接難題，提高了氣流的質量，致使粒子的速度和涂層質量都得到提高。4、該技術具有較高的實用價值和推廣價值。超音速電弧噴涂技術在當前電弧噴涂領域處于國際領先水平。、超音速電弧噴涂在熱電廠中的應用在我國，鍋爐四管”的磨損腐蝕一直是困擾CFB鍋爐電站的瓶頸問題。由此引起的鍋爐爆管、泄漏，腐蝕，停爐檢修等造成的經濟損失和社會影響是十分巨大的。鍋爐四管因長期處在硫化腐蝕、高溫氧化和粒子沖刷的環境中，工作環境十分惡劣。為解決磨損腐蝕失效問題，在國外，采用電弧噴涂技術，例如美國、德國、前蘇聯、日本等國，在鍋爐四管上，噴涂不同的合金材料，對減緩鍋爐管子

7、的磨損腐蝕，延長使用周期，是很有效果的。在國內超音速電弧噴涂技術也得到廣泛應用，如我公司先后為國內幾十家電廠對鍋爐四管、外置式換熱器、爐膛埋管受熱面、冷渣器中的熱交換器、水（汽）冷式旋風分離器膜式壁、爐膛水冷壁衛燃帶及其爐頂出口四周易磨損部位進行了噴涂，都取得了明顯效果。四）、噴涂工藝、涂層材料特性1、噴涂工藝0.3噴涂工藝主要包括兩部分：表面預處理和噴涂。先采用石英砂進行預處理，以除去管件表面的氧化物，使待噴涂的表面變得光潔，提高涂層的結合強度。涂層厚度厚度一般為0.5mm,噴涂距離為150-200mm,噴涂角度90°。2、涂層材料及其特性涂層材料種類a、饃鋁合金規格3.0mm2.0mmb、饃銘電目鎰防磨合金規格3.0mm2.0mmc、高銘饃鈕鎰基防磨合金規格3.0mm2.0mm1.6mm材料特性在所有金屬噴涂材料中具有最低摩擦