热喷涂技术的应用与发展前景
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热喷涂技术的应用与发展前景
发布日期:2006-12-21 19:29:10  作者:bxch  来源:  浏览次数:0  文字大小:【】【】【


  热喷涂技术是材料表面强化与保护的新技术,它在表面改性技术中占有重要地位。 该项技术在我国始于五十年代,七十年代末形成气候。目前,无论在设备、材料、工 艺、科研等方面都在迅速发展与提高,已成为表面技术一个重要组成部分。

  磨损和腐蚀是造成材料和零件失效的主要原因。据有关资料报导:发达国家由 于磨损和腐蚀造成的损失约占国民经济总产值的3-5%,1993年我国由于腐蚀造成的 损失达1000多亿元,平均每天3亿元之多。1994年我国国民经济总产值为43800亿元 ,若按损失4%计算则为1700亿元。如果把金属腐蚀和磨损所造成的停工、停产和引 起的各种事故等损失统计在内,其数字会更加惊人。在“八五”期间因推广应用热 喷涂技术而取得的直接经济效益约35亿元。

  热喷涂是利用热源将金属或非金属材料加热到熔化或半熔化状态,用高速气流 将其吹成微小颗粒,喷射到经过处理的工件表面,形成牢固的覆盖层,从而使工件 表面获得不同硬度、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、消毒、防微波辐射以及其他各种特殊物理化学性能。它可以在设备维修中修旧利废,使报 废了的零部件“起死回生”;也可以在新产品制造中进行强化和预保护,使其“益 寿延年”。因此,大力推广应用热喷涂技术是推动企业技术进步,挖潜革新与双增 双节的有力措施与重要手段,对提高产品质量,延长使用寿命,改进产品结构,节 约能源、节约材料、提高工效,降低成本都起着重要作用。

  热喷涂、技术根据所用的不同热源,分为火焰喷涂、电孤喷涂、等离子喷涂, 爆炸喷涂、激光喷涂等多种方法。其中火焰粉末喷涂,尤其是氧乙炔喷涂是目前应 用面较广、数量较多的一种喷涂方法。 近期我国加快了设备研制和生产步伐,目前已形成了完整的研制和生产体系, 已有二十多个单位从事热喷涂设备开发与生产,能够生产各类型火焰喷涂设备、喷 熔设备;新型电孤喷涂设备;成套等离子喷涂设备、喷焊设备;各类专用机床;热 喷涂空气净化设备,前处理及后加工设备。单机品种已达100多个。其中的较突出 的有:(1)高速火焰喷涂装置,其特点是粒子飞行速度高、涂层与基体结合强度 高、孔隙率低。这些设备已在航天、航空、冶金、化工、电力等行业发挥着重要作 用;(2)高速电孤喷涂装置;(3)氧-乙炔火焰金属粉末喷涂设备,氧乙炔火焰金 属粉末喷涂技术目前在国内推广应用范围很广,几乎所有大企业都把它作为修旧利 废的一种手段;(4)气体爆燃式喷涂装置;(5)氧-乙炔火焰塑料粉末喷涂装置; (6)新型等离子喷涂枪;(7)小型可回收式喷砂设备及大型环保喷砂设备。

  喷涂材料的性能、质量及品种是衡量涂层质量的重要水准之一,也是影响经济 效益的关键因素。我国热喷涂材料虽然起步较晚,但进入七十年代以来发展相当迅 速,目前已有40多个生产厂家生产近百个品种,基本上能满足国内需要。

  热喷涂技术目前在国内已经得到了比较广泛地推广应用,近年的发展趋势和特 点是:(1)大面积长效防护技术得到广泛应用,对于长期暴露在户外大气的钢铁结 构件采用喷涂铝、锌及其合金涂层,代替传统的刷油漆方法,实行阴极保护进行长 效大气防腐;(2)采用热喷涂技术修复与强化大型关键设备及进口零部件国产化; (3)超音速火焰喷涂技术的应用;(4)气体爆燃式喷涂技术进一步得到应用; (5)氧乙炔火焰粉末喷涂技术发展迅速;(6)热喷涂技术在化工防腐工程中得到 应用;(7)激光重熔技术开始应用;(8)热喷涂技术在建筑装璜、医疗卫生方面 也得到了应用。

  为了进一步介绍热喷涂技术的应用情况,下面列出了它在国内重大项目中应用 的典型件及个别应用实例。

  在电力系统中它用于发电厂汽轮机缸盖、吸排风机叶轮、磨煤机系统、锅炉 “回管”(即锅炉水冷壁管、过热器管、再热器管、节煤(或油)器管,中、小水 电站水轮机叶轮、风力发电机底座、柴油发电机零部件。在冶金行业中,它用于高 炉渣口、风口、轧辊、炉底辊、热轧工具、水压机和油压机柱塞。在煤炭工业中的 井筒、柱塞、刮板机中部槽。在石油化工中用于柱塞、套筒、泵、轴、钻杆接头、 贮罐及大口径管道等耐磨耐蚀部件。在机械工业中的各类阀门、各种轴类、电机转 子。在造纸工业中如造纸烘缸、胸辊、泵等。在制糖业中的压榨辊、底梳、面梳、 煮糖罐等。在纺织工业中的各类倍捻机锭环、加捻器、磨擦盘、导丝器、卷绕槽筒 等,它运用于钢铁结构件长效防护如桥梁、水闸门、铁塔、通讯装置、公路设施、 地下电缆支架、航标浮鼓等等,它也可用于航天、航空、铁路、建筑装璜及医疗卫 生等部门。

  部分应用实例如下: 1、从我国发电厂运行的可靠分析资料表明,在发电设备事故中,锅炉事故最 多,而在锅炉事故中,“回管”爆漏次数最高,“回管”爆漏是锅炉安全运行的最 大障碍。每次检修都带来很大经济损失,国外资料表明,“回管”造价最贵每平方 英尺需500-2000美元,当一台用于纸浆厂的1200t余热锅炉检修时,每天损失达20 万美元。国内从七十年代中期开始对锅炉“回管”喷涂保护并取得了良好效果。如 1990年5月在秦岭电厂喷涂再热管28根,至今涂层完好正常运行; 2、目前国内生产无缝钢管用的轧顶大部分采用铸钢轧顶,这种轧顶平均寿命 低(在包钢平均只有8道次),而且产品二级品率高。在采用喷焊处理后轧顶的平 均寿命从6-8道次提高到30道次以上,平均寿命提高4.5倍以上。推广此项技术后, 经济效益显著。就包钢而言,每年需合金轧顶2000t以上,费用1400万元以上,采 用复合轧顶其寿命提高5倍,全年堆焊轧顶只需400t,费用只需480万元。如果包钢 生产能力达到设计能力,则每年可节约轧顶加工费3600万元以上;

  3、我国南北方分别以蔗糖和甜菜为主,在蔗糖压榨机中主要有底梳、面梳及轧 辊三大部件,在使用过程中由于磨损和糖液腐蚀而造成报废。底梳与面梳仅使用一 个月就要更换,采用热喷焊工艺技术,喷焊国产的镍基碳化钨材料,可使用90- 120d,寿命提高了3-4倍。压榨机底梳、面梳分别为1400、1000、2000mm几种, 平均价格为1000-6000元/个,喷焊一个平均成本为500-800元,节约值为3500元 以上,如果全国300多个蔗糖厂都采用此技术每年即可节约4600万元以上;

  4、在建筑装璜上也正在推广热喷涂工艺,如愈来愈多的地方采用塑雕进行美 化。整体铸一尊铜像要花费很多铜材,如果在水泥、石膏、树脂塑像上喷上一层铜 或其它装饰涂层、既经济又美观。近年来大庆、北京、上海、沈阳、江西、四川、 云南等地采用喷涂方法搞了许多大型塑雕、饰物、大型壁画等收到了良好效果。

  随着人们对材料性能要求进一步提高,热喷涂工艺作为一种优良的表面改性技 术具有广阔的发展前景。进一步广泛深入地推广应用该技术意义重大。
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