多元气氛可控热喷涂装置的研究

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本论文主要设计并制造了一种多元气氛可控热喷涂舱。同时利用设计的一个法兰连接,将电弧喷涂枪和等离子喷涂枪同时连接到喷涂舱上。这样可以单独或同时对试件进行交替或分层喷涂。利用多元气氛可控热喷涂方法,可以制备既致密而又极少氧化的复合涂层外,还可以制备具有反应性成分的特殊金属涂层以及某些硬质涂层。同时,该种方法为航天、航空、能源以及其它许多领域提供特殊性能的涂层,还可以作为一种新型复合材料开发的工具。工作过程:首先对试件表面进行除油、除锈、喷砂处理,再将处理后的试件安装在喷涂舱内部的装置载台上,调整喷涂距离后,将舱门密封。喷涂前,对试件进行预热处理,预热温度可达500℃~700℃。预热处理后,将真空室抽真空。然后注入惰性气体(氩气),稀释空气待O2和N2含量达到要求后,开始喷涂。电弧喷涂电压30~33V,电流150~200A,惰性气体压力0.4~0.7MPa,等离子喷涂功率60~100KW,主气流量40~60L/min,送粉气体(氩气)流量8~12L/min,喷涂丝材直径1.6~2.0mm,喷涂距离在80~180mm,涂层形成后,停止喷涂,试件在喷涂舱内600℃~700℃范围保温,保温时间25~35分钟后,降温至60℃~50℃时取出。借助于该装置,喷涂参数和喷涂过程能够有效地被控制,选择铝丝、钛丝和不锈钢丝进行保护气氛下的电弧喷涂,然后和空气下的电弧喷涂作比较。在相同参数下,结果表明,在保护气氛下喷涂所得的涂层致密,氧化物含量少,涂层的结合强度大幅度提高,气孔率大幅度降低,涂层残余应力减小,质量明显改善,整体性能优于空气中喷涂所得的涂层。利用该方法制备出的复合材料,结合强度大,性能好,费用低。
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