氧乙炔焰喷焊 Ni60 粉末作业指导书 氧乙炔焰喷焊 Ni60 粉末作业指导书 （一）概述 （一）概述 氧乙炔焰喷焊是金属表面强化的一项新技术，是以氧乙炔为热 源，通过特殊喷枪将塑性熔粒喷敷在已处理好的工件表面，然后加热 重熔、获得具有耐磨、耐蚀、抗氧化等特殊性能的焊层、其焊层硬度 可从 HRC25-HRC65 范围内自由选择，焊层厚度也可在 0.15-3mm(一般 0.25mm)内自由控制焊层与工件基体呈冶金结合,其强度可高达 45kg/mm 以上、焊层本身致密、平等、能满足不同工况条件的要求 同时、氧乙炔焰喷焊具有工艺简单、投资少、见效快、效益高、易于 掌握等优点 （二）工艺 2-1 喷焊原理 氧乙炔焰喷焊、是利用火焰喷枪将熔成高塑性的自熔合金粉末、 借助高速气流、以一定的飞行速度喷敷在已准备好的工件表面，形成 涂层、粉末是以机械结合和咬合的形式敷着于基体表面、结合强度很 低、气孔率也较大，并有微量氧化物为了得到具有综合性能的喷焊 层、对自熔合金粉末来说则必须进行重熔、经重熔后的焊层与基体为 冶金结合、其强度大于 45kg/mm，焊层的显微组织为奥氏体+碳化物、 硼化物、硬度范围为 HRC25-HRC65，具有耐磨、耐蚀、抗氧化等综合 性能。
2-2 工具与设备 ○ 1 ○ 1 喷枪 SPH-E 或 SPHT-6/h； SPHT-8/h（两用枪）型喷焊枪； SPH-E2000 SCR-100（SPH-C） ○ 2 气体及流量控制器具 工业用的氧气钢瓶、乙炔钢瓶或中压或乙炔发生器、减压器、流 量计、过滤器等 ○ 3 操作设备 传动机床、立式、卧式喷焊转台，传动装置要采用无级调速 ○ 4 辅助设备及工具 工件表明处理用喷砂装置、手提砂轮、角向磨光机、电动磨头、 恒温干燥箱、测温机、工件保温和缓冷设备等 2-3 工艺流程 ○ 1 表面处理与清洁处理；○2 预热；○3 磨光；○4 喷粉；○5 重熔；○6 冷却；○7 后加工；○5 检验 2-3．1 表面处理与清洁处理 喷焊层与基体的结合强度， 除取决与自熔合金粉末性能和喷焊工 艺操作外、还与被喷工件表面处理是否符合要求有直接关系对于预 修复工件的表面疲劳层、渗碳层、氧化层、镀铬层、锈斑、油污等需 先除去 处理方法（手工） ：用角向磨光机或电动磨头清理至露出基体金 属本身光泽为宜 为了保证焊层与工件具有高的结合强度、并保证焊层本身的质 量、对工件待喷面及其影响区内的水份、油污、也必须清洗干净。
可 用氧乙炔焰、喷灯等火焰对有油污处进行烘烤经表面处理的部位、 应立即进行喷焊、避免因停留时间过长而使工件表面重新沾污或氧 化，影响焊层质量 2-3．2 预热 对喷焊工件进行预热， 是为了蒸发工件表面的水份并使基体有一 定的预膨胀、提高粉末喷敷沉积率、同时有助于焊层重熔时与基体的 结合预热温度高度取决于工件大小及基体的抗氧化性能、一般较小 或基体易氧化的工件采用 150-2000C 预热. 本公司采用火焰加热，预热时采用中性焰、喷枪与工件距离 150-200mm，当工件升温到 1500C 左右时，枪距可采用 100-150mm 2-3．3 喷粉 预热好的工件、对待喷面应立即喷粉、并以较快的速度移动喷枪 或工件，使粉层覆盖整个带喷表面，以防止基体氧化喷敷第一层粉 时，应注意控制粉层厚度、一般控制在 0.2mm（0.3-0.4）左右为宜， 太薄在重熔时会出现“露底” 、太厚则可能重熔不透，造成夹生或假 结合层、同时对边缘或边角处粉层应适当厚一些、以免在重熔时拉开 或起翅 2-3．4 重熔 重熔将粉层与工件的机械结合变为焊层与工件的冶金结合、 并得 到一个致密的、具有综合性能的焊层 重熔时，一般采用中性焰或微碳化焰、喷枪与工件距离 180-200mm。
起始重熔点应从边缘 10-25mm 处开始、枪的移动速度 （或工件移动）要严格控制、以出现“镜面反光”为准 注意：自熔合金粉末中 B、Si 元素含量的变化，对粉末性能有明 显影响，实验结果表明在喷焊过程中，对涂层进行多次重熔后，将引 起焊层中 B、Si、C 等元素的烧损，并使焊层硬度明显下降因此必 须避免在喷焊过程中对同一涂层进行多次重熔的操作， 以保证焊层厚 度的质量和性能 移动太快重熔不透、形成夹生层、降低焊层与基体的结合强度； 过慢将产生过烧、流淌现象、同时焊层中的某些元素也会不同程度烧 损、造成焊层硬度下降分为一步法喷焊法和二步法喷焊法 2-3．4．1 一步法喷焊 在喷粉和重熔的操作上，喷粉和重熔同时进行的称为一步喷焊 法一步喷焊法可分为边喷边熔法和连续喷熔法 （A）边喷边熔法:主要适用于形状复杂和大型工件的局部喷焊 （B）连续喷熔法：操作时喷枪与工件相对移动呈匀速、喷焊时 喷枪中喷粉连续喷入熔池、既喷与熔在同一操作过程中进行要求操 作者控制工件温度、送粉量、移动速度，做到三者协调、才能保证喷 焊层均匀熔透此方法喷焊效率高、粉末飞溅少，但工件在喷熔过程 中温度较高、热影响区大。
适用于较小工件的喷焊修复和保护 喷 焊柱塞时宜采用该法 2-3.4.2 二步法喷焊 在喷粉和重熔的操作上， 先喷粉后重熔的方法称为二步法喷焊 它的优点是焊层平整、致密均匀、操作便于机械化控制根据工件 形状及大小特点，在重熔操作时，可采用工件快速移动或慢速移动 方法 (A) 工件快速移动重熔法：重熔时、喷枪与工件的移动速度 较快， 如轴类工件其转动线速度保持为 18-20 米/分， 先将被喷表面连 同工件整体加热到 500℃以上，然后把火焰喷枪与工件距离控制在 20-30mm，从轴类的端部开始加热重熔一直到涂层熔化出现“镜面” 时，喷枪即往轴的另一端逐渐移动在移动过程中，火焰喷枪与涂层 出现 “镜面反光” 保持同步 这种工件快速转动重熔法应用较为普通、 适用于镍基粉末喷焊轴类、拉杆、管道内孔、平面型工件 (B) 工件慢速移动重熔法： 大面积部件喷焊就是采用这种方法 在喷焊操作中， 要根据喷焊工件的大小、 几何形状和粉末要求， 分析用一步法喷焊或二步法喷焊 2-3．4．3 喷焊操作中应注意的几个问题 (A) 喷焊层多次重熔对元素的烧损及硬度影响： 自熔合金粉末中 B、 Si 元素含量的变化， 对粉末性能有明显影响， 实验结果表明在喷焊过程中，对涂层进行多次重熔后，将引起焊层中 B、Si、C 等元素的烧损，并使焊层硬度明显下降。
因此必须避免在 喷焊过程中对同一涂层进行多次重熔的操作， 以保证焊层厚度的质量 和性能 （B）控制焊层厚度的计算方法： 喷涂层熔化成焊层经测定其厚度收缩率一般为 25％，在控制喷 焊层厚度时必须注意这一点根据工件喷焊实践，可用一下公式进行 焊层厚度控制与计算 重熔前喷涂层厚度＝1.25×(要求的焊层厚度+焊层加工余量) 焊层加 工余量需磨削的一般取 0.3-0.5m/m，对需车削的焊层加工余量可取 0.8-1 m/m我厂具体数值如下： 重熔前喷涂层最薄厚度：1.25×(0.25+0.3+0.8)=1.68mm 重熔前喷涂层最厚厚度：1.25×(0.25+0.5+1)=1.75mm （C）关于粉末喷涂沉积率： 粉末的喷涂沉积率是指部件表面的涂层重量与通过喷枪喷出的 粉末重量之比在喷焊过程中，喷涂沉积率的高低除了与粉末粒度的 配比、喷枪的性能和操作方法有关以外，还主要取决于喷涂部位面积 大小与所选用的喷枪及喷嘴是否相配， 不同型号喷枪及工件直径对喷 涂沉积率影响的结果如图： 658545 92 87 78 65 25 （D）喷枪与工作位置： 喷枪与工作位置是对喷焊效率和涂层致密性有较大影响的。
圆柱 体类喷焊表面应放在转动设备上施工见图： 30°30° 喷敷重溶 （E）枪距与火焰： 在喷焊操作中，粉末在重力负压下进入喷枪气流射室，由气流降 粉末不断的送进火焰，粉末因火焰的燃烧引起性质的变化，火焰从青 兰色转为灰白色，粉末经火焰加热呈高塑性状态，随气流火焰的高速 喷敷于部件表面直至熔融成形 在操作工艺上一般都采用中性焰和微 量碳化焰 枪距是给粉末在火焰中停留的时间， 使粉末在火焰中停留的时间 内得到充分加热至呈高塑性状态以利粘结在工件表面在粉末喷涂 （焊）工艺上，喷涂与喷焊因操作方法的不同，枪距也随之改变，如 被喷工件大小和形状的局限性 其最佳的枪距得按喷枪火焰的热流挺 直度而选择 热量分布 枪距在火焰挺直度内选择 火焰挺直度范围 1600℃2600℃3100℃1100℃ 2-3.5 冷却 工件表面经喷焊操作形成焊层后， 应保证焊层自高温重熔冷却到 室温的过程中不产生裂纹或脱落因此针对不同的基体、粉末性能及 工件形状尺寸等情况采取合理的焊层冷却制度是非常重要的工艺环 节 柱塞因其裂纹的敏感性小， 经喷后， 一般在空气中自然冷却即可 2-3.6 后加工 分为精磨、粗磨及车削加工 合金粉末喷焊层的机械加工性能，主要是取决于它的化学成分， 自身的力学性能与其相应的组织结构， 以及所含的硬质相的数量等因 素。
从喷焊层的组织结构看，经金相检验与 X 光分析测定，其焊层含 有一定数量的 Ni、B、CrB、Cr2、B6 等金属间化合物，均为硬度极高 的硬质相，因而显著提高焊层的耐磨性此外为了满足特殊的使用要 求在有些合金粉末中， 加入一定数量的高硬度 Wc 颗粒弥散在焊层中， 使其提高耐磨性这样给焊层的机加工性带来一定的困难。