论文部分内容阅读
摘要：机械设备在工作的过程中，由于工作环境的恶劣，长时间的使用会产生一定的磨损和腐蚀问题，缩短其使用寿命，造成资源的不必要浪费，本文正是基于这一背景，对机械设备维修中最常见的技术——热喷涂技术进行了分析，从其基本原理、分类、特点和作用过程入手，确定热喷涂技术的可行性，然后具体阐述了热喷涂技术在机械设备维修中的应用，热喷涂技术在机械设备维修中应用前景广阔，希望对相关工作提高帮助。
关键词：机械设备维修；热喷涂技术；应用
前言：
随着机械设备的利用率增加，资源利用的不断深入，社会的负担越来越大，在机械设备应用的过程中，大都是高温、高压、高腐蚀的环境，对机械设备的磨损和腐蚀十分严重，已经造成了大量的资源浪费，而对机械设备的维修工作势在必行，同时提高维修的成效也迫在眉睫，热喷涂技术在机械设备维修上能有效的解决这一问题，取得了较好的效果。
一、热喷涂技术简介
（一）热喷涂技术的原理
热喷涂技术是机械设备维修中常用的技术，其基本原理为：利用高温将喷涂材料加热到熔融状态，然后借助外力推动将熔融状喷涂材料喷射到机械设备的表面，通过机械咬合作用形成一层致密的保护层，完成对损坏的机械设备的维修工作。
（二）热喷涂技术的分类
1.火焰喷涂
火焰喷涂是利用气体燃烧产生的高温融化喷涂材料，从喷枪中喷出至机械设备上，形成保护层。火焰喷涂在操作中工艺简单，不需要复杂的仪器，而且对环境的要求不高，不过在喷涂效果上没有其他热喷涂技术有效，例如塑料类涂层。
2.电弧喷涂
电弧喷涂是将金属材料作为两个电极，然后通电高温在点击两端产生电弧，能融化喷涂材料，将喷涂材料喷涂到机械设备表面。电弧喷涂技术在应用时工艺简单，对设备的要求低，成本较小，而且喷涂效果较好，不过在喷涂材料的选择上有一定的局限性，需要采用丝状材料。
3.等离子喷涂
等离子喷涂通过喷嘴和电极之间的电弧将喷涂材料变成等离子状态，然后喷出离子焰，喷涂到机械设备表面，如图1所示。等离子喷涂对喷涂材料的要求不高，而且喷涂效果较好，不过操作设备的造价较高，一般用于较为贵重的机械设备维修，例如陶瓷类涂层。
图1 等离子喷涂技术示意图
4.爆炸喷涂
爆炸喷涂是利用氧气和乙炔在电火花条件下的燃烧和高温爆炸过程来将喷涂材料融化并喷涂到机械设备上。爆炸喷涂在喷涂效果上解决与完美，而且硬度很高，常用于对耐磨损和耐腐蚀性能要求较高的机械设备中。
5.超音速火焰喷涂
超音速火焰喷涂是热喷涂技术发展的又一重点喷涂技术，利用氧气和其他可燃物燃烧产生的能量将喷涂材料融化并且喷射到机械设备表面。超音速火焰喷涂技术在操作中喷涂效果好，而且形成的防腐蚀效果好。
6.激光喷涂
激光喷涂是利用一束高密度能量的激光直射机械设备待维修处的表面，喷涂材料成粉末状被吹到激光束中，熔化粘结形成涂层。在激光喷涂进行的时候一般选择的都是真空环境或者是惰性气体环境。
（三）热喷涂技术的特点
1.应用范围广泛
热喷涂技术的应用范围包括塑料、陶瓷、金属等各种材料的机械设备，应用范围广泛，而且能保证与机械设备材料表面的适应性。
2.操作简单
热喷涂技術在对机械设备维修的时候操作较为简单，不需要复杂的场地和仪器，一般可以在机械设备应用的场地，或者是在室外进行大面积的喷涂工作。
3.对机械设备影响小
热喷涂技术在应用的过程中，只需要在其表面形成涂层，不需要更改机械设备原本的性能产生影响，也不会造成机械设备的严重变形。
（四）热喷涂技术应用过程
1.机械设备待维修处处理
对机械设备待维修处进行简要的处理，其目的是为了喷退材料能更好的与其结合，提高维修之后的结合强度。同时在之前进行粗化处理，让其表面活性更高，一般常用的处理方法为喷砂。
2.预热
对机械设备待处理部位进行预热，去除机械设备表面的水分，升高其表面温度，在喷涂的过程中能更好的将喷涂材料与机械设备结合，一般的预热温度为60～120℃。
3.喷涂
根据机械设备种类的不同选择不同的喷涂材料，需要注意的是在机械设备待维修部分处理好之后尽快喷涂，以免由于时间长而产生再一次的水分附着。
4.喷涂之后的处理
在完成对机械设备待处理之处的喷涂之后，需要再对其进行处理，以免腐蚀物质通过涂层再次进入到机械设备表面，形成二次伤害。
二、热喷涂技术在机械设备维修中的应用
（一）主轴和传动轴的维修
在大型的机械设备中，主轴和传动轴是必不可少的组成部分，例如在机床、发电机、泵等机械设备中，主轴和传动轴经常会由于长时间的使用而出现磨损，而主轴和传动轴又是机械设备中主要的机动部分，所以采用热喷涂技术是有效的维修手段，采用火焰喷涂技术、电弧喷涂技术能有效的修复机械设备的损坏，同时在现场维修的时候也能减少对其他设备的影响，在操作上简单方便，更为便捷。机械设备表面采用热喷涂技术之后能形成致密的耐磨粒磨损涂层，有效的阻止机械设备在应用时候的磨粒磨损。为了达到这一效果，可以将耐磨粒磨损涂层的硬度提升，使其超过磨粒的硬度，能保证在高温下也不会出现变形。
（二）曲轴的维修
在机械设备中，内燃机的曲轴是最容易损坏、也是最重要的零部件，经过长时间的摩擦会发生磨损，在摩擦的过程中不断变化摩擦形式，采用热喷涂技术能有效的改善摩擦状态，减少曲轴的磨损。一般曲轴的作用是在内燃机中起到交变荷载的作用，在对其维修的时候需要保证其长期承受荷载的能力，一般对曲轴的维修，常用的热喷涂技术为电弧喷涂技术、火焰喷涂技术和等离子喷涂技术，尤其是等离子喷涂技术，能有效的改善曲轴的状况，同时花费的维修成本较少，操作简单。 （三）机械设备大面积维修
对于一些带型机械设备，在使用的过程中，工作环境暴露在室外，很容易受到外界环境因素的腐蚀而损坏，对于这类机械设备的维修和防腐采用的方法一般为热喷涂技术，能有效的对机械设备进行全面的喷涂，喷涂面积较大，而且效果较好。
（四）机床导轨的维修
机床导轨是由床身和铸铁组成，在制作的时候一般都经过加工和淬火，硬度较高，而在应用的过程中，往往随着机床的运转而不断滑动，一直处于摩擦的状态，经过长时间的磨损会使其表面产生划痕或者是粘性物质附着。原本对于机床导轨的维修一般都是采用磨削加工，不过这种方式会对机床导轨本身产生影响，剪短其使用寿命，而且也影响机床的整体运转。热喷涂技术能有效的解决这一问题，将机床导轨的厚度恢复至出厂的厚度，而且也不会对机床的整体运转产生影响，一般是采用火焰喷涂，能大大提高机床导轨的使用寿命。
（五）活塞杆的维修
活塞杆一般应用在石化类机械设备中，能起到承受磨粒磨损的作用，采用热热喷涂技术产生陶瓷或金属涂层，在维修完成之后的活塞杆应用的时候耐磨性能较之前有大幅度的上升，而且硬度也不会降低，镀层与热喷涂层的硬度对比如图2。火焰喷涂技术能有效的处理活塞杆的磨损部位，一般采用的为氧—乙炔火焰喷焊二步法工艺，喷焊镍基粉+35%碳化钨能有效的提高活塞杆的使用寿命。
图2 镀层与热喷涂层的硬度对比图
（六）石化类机械设备的维修
在对原油加工类机械设备中，由于原油的特点已经工作环境的影响，机械设备易发生腐蚀，会造成机械设备的损伤，影响其正常运作。油罐是运送是由的组要设备，在经过长时间的使用，尤其是在油罐的底部会产生腐蚀，极易发生原油泄漏的事故，对于这种情况一般采取的方法就是更换新的油罐，可是这样又会提高原油开采的成本，而且也会造成大量的资源浪费，所以最佳的方式就是采用有效的維修手段，热喷涂技术就能有效的对油罐的外壁进行喷涂，保证油罐的厚度恢复到原有的厚度，而且在外部也可以添加防腐类的喷涂材料，更能增加油罐的使用寿命，油罐的厚度和耐腐蚀性能都有明显的提高。在应用热喷涂技术的时候需要注意的是保证喷涂的均匀，严禁杂质和气泡，一般电弧喷涂技术、超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、等离子喷涂技术在不同类型的油罐中可以有多种选择，有针对性的解决石化类机械设备的维修问题。
结语：
综上所述，在机械设备使用的过程中，由于工作环境、工作时间、操作方法等多种因素的影响会出现磨损、腐蚀等问题。机械设备出现问题不及时维修会造成更为严重的损失，热喷涂技术经过长时间的验证是行之有效的维修手段，能有效的在机械设备损坏的表现形成致密的涂层，有效的保护机械设备不受二次损坏。热喷涂技术在机械设备维修中的应用可以包括多个方面，也能适用于多种材料，所以在应用上更加普遍。
参考文献：
[1]唐文华. 机械设备维修中热喷涂与喷焊技术研究[J]. 中国高新技术工业，2013，32：35-36.
[2]高荣义. 热喷涂技术在石化设备维修中的应用[J]. 科技创新导报，2010，10：96-97.
[3]高为国，杨武清，汪群淇等. 热喷涂技术及其在机械维修中的应用[J]. 湖南工程学院学报（自然科学版），2011，02：24-27.
关键词：机械设备维修；热喷涂技术；应用
前言：
随着机械设备的利用率增加，资源利用的不断深入，社会的负担越来越大，在机械设备应用的过程中，大都是高温、高压、高腐蚀的环境，对机械设备的磨损和腐蚀十分严重，已经造成了大量的资源浪费，而对机械设备的维修工作势在必行，同时提高维修的成效也迫在眉睫，热喷涂技术在机械设备维修上能有效的解决这一问题，取得了较好的效果。
一、热喷涂技术简介
（一）热喷涂技术的原理
热喷涂技术是机械设备维修中常用的技术，其基本原理为：利用高温将喷涂材料加热到熔融状态，然后借助外力推动将熔融状喷涂材料喷射到机械设备的表面，通过机械咬合作用形成一层致密的保护层，完成对损坏的机械设备的维修工作。
（二）热喷涂技术的分类
1.火焰喷涂
火焰喷涂是利用气体燃烧产生的高温融化喷涂材料，从喷枪中喷出至机械设备上，形成保护层。火焰喷涂在操作中工艺简单，不需要复杂的仪器，而且对环境的要求不高，不过在喷涂效果上没有其他热喷涂技术有效，例如塑料类涂层。
2.电弧喷涂
电弧喷涂是将金属材料作为两个电极，然后通电高温在点击两端产生电弧，能融化喷涂材料，将喷涂材料喷涂到机械设备表面。电弧喷涂技术在应用时工艺简单，对设备的要求低，成本较小，而且喷涂效果较好，不过在喷涂材料的选择上有一定的局限性，需要采用丝状材料。
3.等离子喷涂
等离子喷涂通过喷嘴和电极之间的电弧将喷涂材料变成等离子状态，然后喷出离子焰，喷涂到机械设备表面，如图1所示。等离子喷涂对喷涂材料的要求不高，而且喷涂效果较好，不过操作设备的造价较高，一般用于较为贵重的机械设备维修，例如陶瓷类涂层。
图1 等离子喷涂技术示意图
4.爆炸喷涂
爆炸喷涂是利用氧气和乙炔在电火花条件下的燃烧和高温爆炸过程来将喷涂材料融化并喷涂到机械设备上。爆炸喷涂在喷涂效果上解决与完美，而且硬度很高，常用于对耐磨损和耐腐蚀性能要求较高的机械设备中。
5.超音速火焰喷涂
超音速火焰喷涂是热喷涂技术发展的又一重点喷涂技术，利用氧气和其他可燃物燃烧产生的能量将喷涂材料融化并且喷射到机械设备表面。超音速火焰喷涂技术在操作中喷涂效果好，而且形成的防腐蚀效果好。
6.激光喷涂
激光喷涂是利用一束高密度能量的激光直射机械设备待维修处的表面，喷涂材料成粉末状被吹到激光束中，熔化粘结形成涂层。在激光喷涂进行的时候一般选择的都是真空环境或者是惰性气体环境。
（三）热喷涂技术的特点
1.应用范围广泛
热喷涂技术的应用范围包括塑料、陶瓷、金属等各种材料的机械设备，应用范围广泛，而且能保证与机械设备材料表面的适应性。
2.操作简单
热喷涂技術在对机械设备维修的时候操作较为简单，不需要复杂的场地和仪器，一般可以在机械设备应用的场地，或者是在室外进行大面积的喷涂工作。
3.对机械设备影响小
热喷涂技术在应用的过程中，只需要在其表面形成涂层，不需要更改机械设备原本的性能产生影响，也不会造成机械设备的严重变形。
（四）热喷涂技术应用过程
1.机械设备待维修处处理
对机械设备待维修处进行简要的处理，其目的是为了喷退材料能更好的与其结合，提高维修之后的结合强度。同时在之前进行粗化处理，让其表面活性更高，一般常用的处理方法为喷砂。
2.预热
对机械设备待处理部位进行预热，去除机械设备表面的水分，升高其表面温度，在喷涂的过程中能更好的将喷涂材料与机械设备结合，一般的预热温度为60～120℃。
3.喷涂
根据机械设备种类的不同选择不同的喷涂材料，需要注意的是在机械设备待维修部分处理好之后尽快喷涂，以免由于时间长而产生再一次的水分附着。
4.喷涂之后的处理
在完成对机械设备待处理之处的喷涂之后，需要再对其进行处理，以免腐蚀物质通过涂层再次进入到机械设备表面，形成二次伤害。
二、热喷涂技术在机械设备维修中的应用
（一）主轴和传动轴的维修
在大型的机械设备中，主轴和传动轴是必不可少的组成部分，例如在机床、发电机、泵等机械设备中，主轴和传动轴经常会由于长时间的使用而出现磨损，而主轴和传动轴又是机械设备中主要的机动部分，所以采用热喷涂技术是有效的维修手段，采用火焰喷涂技术、电弧喷涂技术能有效的修复机械设备的损坏，同时在现场维修的时候也能减少对其他设备的影响，在操作上简单方便，更为便捷。机械设备表面采用热喷涂技术之后能形成致密的耐磨粒磨损涂层，有效的阻止机械设备在应用时候的磨粒磨损。为了达到这一效果，可以将耐磨粒磨损涂层的硬度提升，使其超过磨粒的硬度，能保证在高温下也不会出现变形。
（二）曲轴的维修
在机械设备中，内燃机的曲轴是最容易损坏、也是最重要的零部件，经过长时间的摩擦会发生磨损，在摩擦的过程中不断变化摩擦形式，采用热喷涂技术能有效的改善摩擦状态，减少曲轴的磨损。一般曲轴的作用是在内燃机中起到交变荷载的作用，在对其维修的时候需要保证其长期承受荷载的能力，一般对曲轴的维修，常用的热喷涂技术为电弧喷涂技术、火焰喷涂技术和等离子喷涂技术，尤其是等离子喷涂技术，能有效的改善曲轴的状况，同时花费的维修成本较少，操作简单。 （三）机械设备大面积维修
对于一些带型机械设备，在使用的过程中，工作环境暴露在室外，很容易受到外界环境因素的腐蚀而损坏，对于这类机械设备的维修和防腐采用的方法一般为热喷涂技术，能有效的对机械设备进行全面的喷涂，喷涂面积较大，而且效果较好。
（四）机床导轨的维修
机床导轨是由床身和铸铁组成，在制作的时候一般都经过加工和淬火，硬度较高，而在应用的过程中，往往随着机床的运转而不断滑动，一直处于摩擦的状态，经过长时间的磨损会使其表面产生划痕或者是粘性物质附着。原本对于机床导轨的维修一般都是采用磨削加工，不过这种方式会对机床导轨本身产生影响，剪短其使用寿命，而且也影响机床的整体运转。热喷涂技术能有效的解决这一问题，将机床导轨的厚度恢复至出厂的厚度，而且也不会对机床的整体运转产生影响，一般是采用火焰喷涂，能大大提高机床导轨的使用寿命。
（五）活塞杆的维修
活塞杆一般应用在石化类机械设备中，能起到承受磨粒磨损的作用，采用热热喷涂技术产生陶瓷或金属涂层，在维修完成之后的活塞杆应用的时候耐磨性能较之前有大幅度的上升，而且硬度也不会降低，镀层与热喷涂层的硬度对比如图2。火焰喷涂技术能有效的处理活塞杆的磨损部位，一般采用的为氧—乙炔火焰喷焊二步法工艺，喷焊镍基粉+35%碳化钨能有效的提高活塞杆的使用寿命。
图2 镀层与热喷涂层的硬度对比图
（六）石化类机械设备的维修
在对原油加工类机械设备中，由于原油的特点已经工作环境的影响，机械设备易发生腐蚀，会造成机械设备的损伤，影响其正常运作。油罐是运送是由的组要设备，在经过长时间的使用，尤其是在油罐的底部会产生腐蚀，极易发生原油泄漏的事故，对于这种情况一般采取的方法就是更换新的油罐，可是这样又会提高原油开采的成本，而且也会造成大量的资源浪费，所以最佳的方式就是采用有效的維修手段，热喷涂技术就能有效的对油罐的外壁进行喷涂，保证油罐的厚度恢复到原有的厚度，而且在外部也可以添加防腐类的喷涂材料，更能增加油罐的使用寿命，油罐的厚度和耐腐蚀性能都有明显的提高。在应用热喷涂技术的时候需要注意的是保证喷涂的均匀，严禁杂质和气泡，一般电弧喷涂技术、超音速火焰喷涂技术、火焰喷涂技术、等离子喷涂技术在不同类型的油罐中可以有多种选择，有针对性的解决石化类机械设备的维修问题。
结语：
综上所述，在机械设备使用的过程中，由于工作环境、工作时间、操作方法等多种因素的影响会出现磨损、腐蚀等问题。机械设备出现问题不及时维修会造成更为严重的损失，热喷涂技术经过长时间的验证是行之有效的维修手段，能有效的在机械设备损坏的表现形成致密的涂层，有效的保护机械设备不受二次损坏。热喷涂技术在机械设备维修中的应用可以包括多个方面，也能适用于多种材料，所以在应用上更加普遍。
参考文献：
[1]唐文华. 机械设备维修中热喷涂与喷焊技术研究[J]. 中国高新技术工业，2013，32：35-36.
[2]高荣义. 热喷涂技术在石化设备维修中的应用[J]. 科技创新导报，2010，10：96-97.
[3]高为国，杨武清，汪群淇等. 热喷涂技术及其在机械维修中的应用[J]. 湖南工程学院学报（自然科学版），2011，02：24-27.