等離子噴涂
等離子噴涂概述
等粒子噴涂技術(shù)是繼火焰噴涂之后大力發(fā)展起來(lái)的一種新型多用途的精密噴涂方法，它具有：①超高溫特性，便于進(jìn)行高熔點(diǎn)材料的噴涂。②噴射粒子的速度高，涂層致密，粘結(jié)強(qiáng)度高。③由于使用惰性氣體作為工作氣體，所以噴涂材料不易氧化。
等離子噴涂原理：
等粒子噴涂是利用等離子弧進(jìn)行的，離子弧是壓縮電弧，與自由電弧相比較，其弧柱細(xì)，電流密度大，氣體電離度高，因此具有溫度高，能量集中，弧穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
按接電方法不同，等離子弧有三種形式：
①非轉(zhuǎn)移弧：指在陰極和噴嘴之間所產(chǎn)生的等離子弧。這種情況正極接在噴嘴上，工件不帶電，在陰極和噴嘴的內(nèi)壁之間產(chǎn)生電弧，工作氣體通過(guò)陰極和噴嘴之間的電弧而被加熱，造成全部或部分電離，然后由噴嘴噴出形成等離子火焰(或叫等離子射流)。
等粒子噴涂采用的就是這類等離子弧。
②轉(zhuǎn)移弧：電弧離開(kāi)噴槍轉(zhuǎn)移到被加工零件上的等離子弧。這種情況噴嘴不接電源，工件接正極，電弧飛越噴槍的陰極和陽(yáng)極（工件）之間，工作氣體圍繞著電弧送入，然后從噴嘴噴出。
等離子切割，等離子弧焊接，等離子弧冶煉使用的是這類等離子弧。
③聯(lián)合弧:非轉(zhuǎn)移弧引燃轉(zhuǎn)移弧并加熱金屬粉末，轉(zhuǎn)移弧加熱工件使其表面產(chǎn)生熔池。這種情況噴嘴，工件均接在正極。
等離子噴焊采用這種等離子弧。
進(jìn)行等粒子噴涂時(shí)，首先在陰極和陽(yáng)極（噴嘴）之間產(chǎn)生一直流電弧，該電弧把導(dǎo)入的工作氣體加熱電離成高溫等離子體，并從噴嘴噴出，形成等離子焰，等離子焰的溫度很高，其中心溫度可達(dá)30000°k，噴嘴出口的溫度可達(dá) 15000～20000°k。焰流速度在噴嘴出口處可達(dá)1000～2000m/s，但迅衰減。粉末由送粉氣送入火焰中被熔化，并由焰流加速得到高于150m/s的速度，噴射到基體材料上形成膜。
新興等離子噴涂技術(shù)
近幾年來(lái)，在等離子噴涂的基礎(chǔ)上又發(fā)展了幾種新的等離子噴涂技術(shù)，如：
真空等離子噴涂（又叫低壓等離子噴涂）
真空等離子噴涂是在氣氛可控的，4～40Kpa的密封室內(nèi)進(jìn)行噴涂的技術(shù)。
因?yàn)楣ぷ鳉怏w等離子化后，是在低壓氣氛中邊膨脹體積邊噴出的，所以噴流速度是超音速的，而且非常適合于對(duì)氧化高度敏感的材料。
水穩(wěn)等離子噴涂
前面說(shuō)的等離子噴涂的工作介質(zhì)都是氣體，而這種方法的工作介質(zhì)不是氣而是水，它是一種高功率或高速等離子噴涂的方法，其工作原理是：噴槍內(nèi)通入高壓水流，并在槍筒內(nèi)壁形成渦流，這時(shí)，在槍體后部的陰極和槍體前部的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極間產(chǎn)生直流電弧，使槍筒內(nèi)壁表面的一部分蒸發(fā)、分解，變成等離子態(tài)，產(chǎn)生連續(xù)的等離子弧。由于旋轉(zhuǎn)渦流水的聚束作用，其能量密度提高，燃燒穩(wěn)定，因此，可噴涂高熔點(diǎn)材料，特別是氧化物陶瓷，噴涂效率非常高。
氣穩(wěn)等離子噴涂
氣穩(wěn)等離子噴涂[1]的原理是由等離子噴槍（等離子弧發(fā)生器）產(chǎn)生等離子射流（電弧焰流）。噴槍的電極（陰極）和噴嘴（陽(yáng)極）分別接整流電源的正、負(fù)極，向噴槍供給工作氣體（Ar、N2等），通過(guò)高頻火花引燃電弧。電弧將氣體加熱到很高的溫度，使氣體電離，在熱收縮效應(yīng)、自磁收縮效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)的作用下，電弧被壓縮，產(chǎn)生非轉(zhuǎn)移性等離子弧。高溫等離子氣體從噴嘴噴出后，體積迅速膨脹，形成高溫高速等離子射流。送分氣流推動(dòng)粉末進(jìn)入等離子射流后，被迅速加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，并將等離子射流加速，形成飛翔基材的噴涂離子束，陸續(xù)撞擊到經(jīng)預(yù)處理的基材表面，形成涂層。大氣等離子噴涂用氬氣、氮?dú)狻錃庾鳛榈入x子氣。
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