鍋爐防磨高速電弧噴涂技術

摘要：鍋爐防磨目前主要采用高速電弧噴涂，本文介紹的是電弧噴涂技術的特點。

電弧噴涂技術與普通火焰噴涂相比，具有熱效率高、生產效率高、操作簡單、 安全可靠、生產成本低及可制備偽合金涂層等優點，在防腐、耐磨等領域得到了 廣泛的應用。但與超聲速火焰噴涂及等離子噴涂相比，電弧噴涂也顯露出有以 下缺點。

(1)涂層與基體結合強度低。電弧噴涂的涂層與基體的結合強度通常為 20MPa左右，經改進的二次霧化電弧噴槍，其涂層與基體的結合強度最高達40MPa與超聲速火焰噴涂和等離子噴涂的涂層結合強度高達60MPa以上相比， 其結合強度低。

(2)涂層孔隙率高。電弧噴涂層表面的孔隙率常高達以上，而超聲速火 焰噴涂和等離子噴涂的涂層表面孔隙率一般小于，高孔隙率不僅影響涂層 與基體的結合強度，而且影響涂層的耐磨、耐蝕性能。

電弧噴涂雖然具有不少獨特的優點，但結合強度低和孔隙率高等特點，嚴重 影響它在某些領域的應用，致使電弧噴涂在熱噴涂應用中只占10%。左右。隨著 科學技術的發展，各種新技術相繼問世，并飛速發展，傳統電弧噴涂技術受到了 極大的挑戰。同時，電弧噴涂也迎來了新的發展機遇。許多從事電弧噴涂研究 的工作者從提高壓縮空氣氣流的速度角度出發，來提高噴涂粒子的速度，使粒子 的速度比常規電弧噴涂的速度有大幅度提高，接近或達到聲速，提高電弧噴涂層 與基體的結合強度，并同時降低孔隙率。對于電弧噴涂工藝方法來講，由于它的 工作原理所決定，即使壓縮空氣霧化氣流已經達到超聲速，也很難將噴涂熔滴霧 化到和粉末材料要求的那么細小、均勻，所以其對粒子的加速比其他工藝方法要 困難得多，粒子的平均速度很難完全達到聲速以上。另外需要指出，電弧噴涂工 藝方法并非是人們所想象的粒子霧化越細小涂層就越好，應該說粒子的尺寸太 大了不好，太細小了也不好。必須強調根據噴涂材料的性能綜合考慮與匹配控 制粒子的霧化程度、速度、動能和粒子與空氣作用的時間（粒子的氧化程度、 因為粒子由大變小的過程，其粒子的表面積將成倍數增加，這種工藝方法其熔滴粒子的外表面基本是一層氧化膜，這樣就造成涂層中氧化物含量的增加，對熔滴 涂層的結合強度、孔隙率和硬度反而帶來了負面影響。

上圖是正在采用電弧噴涂技術噴涂

第二炮兵工程學院、裝甲兵工程學院的裝備再制造技術國防科技重點實驗室均自行開發研制出高速電弧噴涂系統，其對電弧噴涂技術的發展產生了較大 的推動作用。在機械制造、石油化工、水利電力、礦山冶金、造紙印刷、交通運輸、 裝備維修等領域獲得了廣泛應用，產生了很大的經濟效益和社會效益。