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低压等离子喷涂主要优点

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低压等离子体喷涂是将等离子体喷枪、工件及其运行机械放置在低真空或选定可控气氛的封闭室内,通过真空和过滤装置控制室外喷涂过程,保持真空室的一定真空值。当等离子体射流进入低真空环境时,其形状和特性将发生变化。

一、低压等离子喷涂的主要优点如下:

1.由于真空的作用,等离子射流在真空室中的航行阻力大大降低,从而延长了等离子射流束的长度,从常压下弧束的长度为4cm~5em拉长到40cm~50cm,弧束中粉末颗粒的停留时间显著增加,有利于粉末颗粒的充分加热和熔化,使喷漆颗粒具有较高的热能。

2.由于真空室压力低,等离子体气流速度可增加到3Ma~4Ma。而且低压室内粉末颗粒的航行阻力大大降低,因此粉末颗粒的飞行速度高,动能高。

3.金属颗粒几乎无氧化真空室含氧量低,特别是充入高纯度稀有气体后,含氧量很低。低压室内的涂层基本上不含氧化物,涂层清洁,大大提高了涂层颗粒之间的粘结强度,涂层致密。因此,低压等离子喷涂适用于喷涂含有易氧化成分的耐热合金(如MCrAIY),易燃烧金属(Mg,Ti,Li,Na和Zr等),有毒金属(如Be及其合金)和易氧化渗碳体金属陶瓷材料。

4.由于真空和稀有气体保护的双重作用,工件基体可以允许更高的预热温度,而无需变形或组织变化。这样一来,一是可以降低涂层颗粒与基体之间的温差,降低涂层的冷却速度,进而降低热应力,使涂层不易开裂;第二,当熔融颗粒喷射到工件表面时,可以完全地形变化,湿润分散,排除气体,产生致密涂层,使涂层孔隙率低于1%;第三,基体预热温度升高,使基体表面处于更好的活性状态,有利于提高涂层与基体的结合强度。

5.低压等离子体喷涂前可进行自净化表面预处理,通过自动控制系统选择转移弧引弧,即引弧时将工件基体连接到电源负极,使电子从工件表面逃逸,产生清洁活性的表面。使工件与喷漆熔滴达到良好的结合性能,无需机械粗化或喷砂工艺。

6.油漆距离对涂层性能的影响较小,因为低压等离子喷涂束长,航行颗粒处于高热能和高动能状态,因此喷嘴与基底之间的喷涂距离对涂层性能的影响较小,使低压等离子喷涂非常适合油漆复杂形状、曲面工件,如油漆燃气轮机叶片,可获得均匀的高质量涂层。

7.高低压等离子压等离子喷涂层的质量可与电子束-物理气相沉积(EB-PVD)与涂层相比,其沉积速度快,为后者2~三个量级。例如,在25.6cm2.低压等离子上喷涂低压等离子体CoCrAIY涂层沉积率可达260μm/min,物理气相沉积的沉积率为4μm/min~50μm/min

8.低压等离子喷涂涂层结合强度高,涂层非常致密,孔隙率极低,无氧化物混合,涂层应力小,硬度高,韧性好,综合性能优异。

9.真空室喷漆操作条件好,隔离高噪音,密封粉尘,操作条件好。

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