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1、超音速火焰喷涂技术方案超音速火焰喷涂技术方案 1一、喷涂材料及主要技术指标 11、涂层主要技术指标 12、NiCr-Cr3C2 粉末材料说明: 1二、施工工艺 11、施工条件 12、施工工艺流程： 2三、超音速火焰喷涂设备与技术说明 31、设备简介: 32、系统特点: 33、技术简介: 44、在电力系统中的应用 4四、质量要求 5五、监督与验收 5超音速火焰喷涂技术方案喷涂材料及主要技术指标1、涂层主要技术指标主要成份：NiCr 25%左右Cr3C2 75%左右厚 度： 0.15-0.20mm 左右焰流速度： 2100m/s粒子速度： 500-600m/s结合强度：70MPa硬 度： HRC6
2、9孑L隙率：1%喷涂温度：150C 工件变形性：不变形，不改变母材表面金相组织和理化性能2、NiCr-Cr3C2粉末材料说明：NiCr-Cr3C2是由金属合金粘结相NiCr与陶瓷硬质相Cr3C2组成的复合材料，因此具有陶瓷的硬度高、耐磨性好、抗高温氧化性能优越的特点，同 时还具有金属基韧性高等特点，是最重要的高温耐磨涂层材料，而超音速火 焰喷涂工艺是制备高性能NiCr-Cr3C2涂层的最重要方法之一。二、施工工艺1、施工条件为了作好施工准备工作，其施工需要具备以下条件： 电源： 380V 20KW 三相交流电 冷却方式：水冷（到工作面时工作压力大于0.2MPa） 空气压力及流量：0.75MPa
3、 440L/min 丙烷、氧气、氮气、氢气等 喷涂工件的位置离主机放置位置的距离不超过15m 提供施工部位所需的脚手架2、施工工艺流程：表面预处理f喷砂作业f喷涂作业f预测厚度f自查、清场2.1 表面预处理、喷砂作业： 采用14目-16目金刚砂对工件表面进行喷砂，喷砂结束后，经厂方水压实验，如有漏水现象必须重复以上步骤进行修复处理，直至喷砂后无缺陷，达到表 面干燥、无灰尘 表面清洁度达到GB8923中规定的“Sa3.0”级，露出金属光泽， 表面粗糙度达到GB11373中规定的“Rz50-90 口 m”。2.2 喷涂作业： 将设备系统安装到位，打开气源，将控制柜的电源接上交流220V电源。 同时
4、，启动冷却循环水系统。 确定氢气已同系统连接并打开，压力设定为0.35MPa。按下“净化”按钮 23秒，清洗喷枪内膛。并检查有无漏水的情况发生。如有，必须先拆下喷枪， 查找原因并将其排除。再次将喷枪装上，重复按下“净化”按钮，直至无漏 水 情况发生。 按下“点火”按钮12秒，检查点火发生器有无放电现象。如无，查找 故障原因，并排除。重复按下“点火”，直至见到放电现象。 将两位旋钮旋至“预热”一侧。 按下“启动”按钮，直至点火成功。如点火失败，重复启动。 待超音速火焰在设定参数下稳定后，将两位旋钮旋至“喷涂”一侧，同时 调节送粉器至适当参数。 开始对喷砂后的工作面进行喷涂作业，涂层表面要求平整、
5、光洁、致密、 均匀，且和基体结合完好，无起皮、开裂、麻面、脱落等缺陷，过渡区与母材光 滑过度，无台阶存在，基材不变形，孔隙率低于1%。2.3 预测厚度：用测厚仪对金属热喷涂涂层进行测量，保证涂层厚度均匀，并达到规定要求。2.4 自查：施工结束后进行自查，对不合格处进行修整三、超音速火焰喷涂设备与技术说明1、设备简介:DF-3000 超音速火焰喷涂系统是通过高压燃料气体与氧气燃烧产生超音速 火焰而实现喷涂的，该系统1999年由美国尤尼克公司开发生产，经过8年多的 使用考核，实践证明该系统制备的涂层其性能达到或超过用一般HVOF系统制备 的同类涂层的性能。系统工作可靠稳定，适用于喷涂金属陶瓷、金属
6、及合金涂层， 涂层致密、结合性能优异。用该系统制备的镍基自熔合金涂层在喷态下涂层显微 硬度超过了喷焊涂层的硬度。该系统制备的硬质合金涂层和镍基自熔合金复合涂 层经在多种恶劣工矿条件（如电力、石油、冶金等领域）下使用考核证明，涂层 的使用可以显著提高产品的附加价值，延长使用寿命，可获得显著的经济效益和 社会效益。该系统由DF-3000型喷枪、DF-3000型控制柜和送粉器及冷却系统构成。本 系统通过氧气和燃气燃烧产生超音速火焰。可使用的燃气包括丙烷和丙烯，氧气 助燃气体，空气和水为冷却介质，送粉气体可以使用氮气或氩气。在整个点火过 程中，加入氢气，使点火更易实现。2、系统特点: DF-3000型
7、超音速火焰喷涂系统采用先进的PLC控制，可靠性高； 本系统使用的气体（包括氧气、燃气、送粉气）压力与流量，可以实现分别单独控制； 利用单独设置的点火系统直接采用丙烷等燃气点火，可靠方便； 通过气体参数的预制，用单个按钮可以实现在操作柜板面上对喷涂火焰开关的控制，也可以采用线控盒实现远隔控制，操作简单可靠； 对冷却水与送粉气的压力实行实时监控，设置有报警系统，保证系统运行的 可靠性； 喷枪重2.7Kg，可以手持进行喷涂，也可以配备合适的机夹装置进行机械化喷涂； 火焰速度高。 可炉内现场施工。3、技术简介:DF-3000 超音速火焰喷涂技术的特点是：焰流速度极快，可达到 2100m/s， 这要比其
8、他热喷涂工艺的焰流速度快57倍；由于速度快，粉末粒子携带强大 的动能打击在基体上，使涂层致密度极高； 高速度带来另一个的好处是：在粒 子打击基体的瞬间，动能几乎全部转化为热能，使粒子再一次获得加热的机会， 部分地补偿了焰流温度的不足，粒子的高速飞行使涂层的结合机理更偏重于机械 锚固结合，也使亚冶金结合的比例增大。超音速火焰喷涂之所以有高速度的焰流，是因为该系统在设计上突破了普 通火焰喷涂低压燃烧（0.4MPa）的常规，采用了高压供气（燃料），使氧气、燃料以 1.21.5MPa 的压力输入燃烧室,形成高压燃烧,再由特别几何形状的拉伐尔喷 咀喷出，形成高速焰流。超音速火焰喷涂涂层的高硬度、高致密度
9、、高结合强度 使得涂层的耐磨损、耐腐蚀、耐冲刷等特性都远远超过了其他热喷涂工艺，从北 京工业大学材料学院的检测结果可以看出：超音速火焰喷涂涂层耐磨性能是相对 于 20G 的 29 倍，它正在受到越来越多技术领域的重视。4、在电力系统中的应用在我国，由于受能源结构的制约，在相当长一段时间内，火力发电狂电力中 占有相当大的比例。风机、叶轮、锅炉和汽轮发电机组等是火力发电中的重要设 备，由于工作环境不同，且工况较恶劣，所以部分设备寿命较短，严重地影响牛 产的安全性和经济效益。 在电力巾，煤粉依靠送粉机进行输送，送粉机叶片受 到高速煤粉的强烈磨损和冲刷，损坏特别严重，叶片的强化措施有喷焊、堆焊、 镶嵌
10、陶瓷片、超音速火焰喷涂等几种方法。喷焊、堆焊因热输入量大，容易造成 叶片变形，破坏叶轮原有的平衡状态，也易造成喷焊、堆焊层材料的相变、脱碳， 甚至产生裂纹等失效，但它的优点是强化层与基体的结合力强。镶嵌陶瓷片因粘 合剂的结合力低和老化原因容易造成脱落，使用效果受影响。采用HVO/AF超 音速火焰喷涂碳化物陶瓷涂层，涂层制备时工件温度低于200C，热输入量小， 工作不变形，涂层宏观硬度存65HRC以上，耐冲蚀性能大大提高。电厂锅炉水 冷壁管受高温腐蚀和冲蚀磨损，失效严重，对电力生产影响很大。在国外，最成 功的防护措施是超音速火焰喷涂碳化物陶瓷涂层；在国内，通常的表而防护措施 是采用电弧喷涂镍铬合
11、金和铁铬铝合金耐磨涂层。二者相比，超音速火焰喷涂的 涂层性能和防护寿命比电弧喷涂大大提高。超音速火焰喷涂NiCr-Cr2C3涂层在 水冷壁管的应用表明，涂层硬度高，耐高温性能好，防护寿命长。1）涂层表面要求：喷涂后外观表面均匀、光滑、致密、无开裂、无脱落等现象。2）结合状况：涂层与基体结合良好，不发生因涂层和工件膨胀特性不一致而造 成脱落。3）作业要求：喷涂作业面工件不变形、不超温、不损伤。4）涂层基本性能要求：喷涂层具有良好的耐温性、导热性、抗氧化性、抗腐蚀 性。五、监督与验收1 在表面预处理和喷涂处理过程中，施工方严格按照技术要求和工艺流程要求进 行施工，建设单位专业工程师全程监督并参与质量管理工作。2 施工完毕，由建设单位组织，双方相关人员共同到现场按验收规定进行项目验 收，测量实际喷涂面积，出具验收报告并签字确认。
