PDF《喷涂工艺条件对超音速火焰喷涂》

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All rights reserved. http://www.cnki.net 第22 卷第6期摩擦学学报Vo l 22, No

6 2002 年11 月TR I BOLO GY Nov,

2002 喷涂工艺条件对超音速火焰喷涂 Cr3C2-N iCr 涂层冲蚀磨损性能的影响 纪岗昌1,

2 , 李长久3 , 王豫跃3 , 圆田启嗣4 (1. 九江学院 材料工程系, 江西 九江 332005;

2. 西北工业大学 材料学院, 陕西 西安 10072;

3. 西安交通大学 材料成型与工程系, 陕西 西安 710049;

4. 日本石川岛播磨重工业株式会社, 日本 东京 235-8501) 摘要: 基于正交试验设计方法, 系统研究了氧气流量、 燃气流量和喷涂距离等喷涂工艺参数对超音速火焰喷涂 Cr3C22 N iCr 涂层冲蚀磨损性能的影响. 结果表明: 氧气流量、 燃气流量和喷涂距离对

2 种冲蚀角度下涂层冲蚀磨损率的影响 规律有所不同, 在燃气流量为 39.

2 L m in、 氧气流量为

421 L m in、 喷涂距离为

205 mm 条件下, 冲蚀角为 30° 时涂层 的冲蚀率较低;

而燃气流量对冲蚀角为 90° 时的涂层冲蚀率的影响受喷涂距离的制约, 当氧气流量为

444 L m in、 燃气 流量为

32 L m in、 喷涂距离为

176 mm 时, 相应的冲蚀率较低. 关键词: 正交回归试验设计;

超音速火焰喷涂;

Cr3C22 N iCr 涂层;

冲蚀磨损 中图分类号: TG115.

5 文章标识码: A 文章编号:

100420595 (2002)

0620424206 超音速火焰喷涂 (H igh V elocity O xygen Fuel, 以下简写为HVO F) 是20 世纪

80 年代发展起来的一 种高速火焰喷涂法, 具有火焰速度高 (2

000 m s) 及 喷涂温度相对较低(3

000 ℃) 的特点, 特别适用于制 备具有优良耐磨性的金属陶瓷涂层, 近年来在国际上 受到广泛关注[1 ~

5 ] . 以超音速火焰喷涂W C2 Co、 W C2 CoC r、 W C2 N i、 C r3C22 N iC r 及Cr23C62 N iC r 等为代表 的碳化物金属陶瓷涂层已广泛应用于汽轮机叶片[6 ] 、 锅炉换热管[7 ] 和燃烧器的沸腾床[8 ] . 就HVO F 的喷 涂工艺而言, 氧气流量、 燃气流量和喷涂距离是影响 涂层结构性能的主要因素[9 ] , 且这

3 个因素存在交互 作用[10 ] . 目前, 虽然对 HVO F 喷涂 C r3C22 N iC 涂层冲 蚀磨损性能影响的研究较多[11,

12 ] , 但有关工艺参数 对Cr3C22 N iC 涂层冲蚀磨损性能影响的系统研究报 道甚少 . 本文作者采用正交回归试验方法考察了 HVO F 喷涂 C r3C22 N iC r 涂层的冲蚀磨损性能, 探讨 了涂层冲蚀磨损性能随氧气流量、 燃气流量和喷涂距 离的变化规律, 并进行了相关的试验验证 .

1 实验部分 采用粒度为 5~

45 Λ m、 外形为多角形的商用 C r3C2225%N iC r 粉末制备超音速火焰喷涂 C r3C22 N iC r 涂层 . 基体材料采用低碳钢, 其尺寸为

65 mm *

45 mm *5 mm , 经喷砂粗化后, 在表

2 所列试验条件 下喷涂厚度约

200 Λ m 的Cr3C22 N iC r 涂层 . 用西安交通大学焊接研究所研制的 CH

22000 型 超音速火焰喷涂系统, 以丙烷为燃气, 氧气为助燃气, 氮气为送粉气, 制备所需涂层 . 在喷涂过程中, 气体压 强分别为 0. 40M Pa、 0. 55M Pa 和0.

35 ~ 0. 40M Pa. 按表

1 所列参数选择氧气和燃气的流量及喷涂 表1试验参数水平值 Table

1 Values of test parameter levels L evels O

2 L ・m in-

1 C3H8 L ・m in-

1 Sp ray distance mm - r

368 28.

1 161.

4 -

1 382 29.

6 170.

0 0

447 37.

0 210.