超音速火焰喷涂(或高速火焰喷涂)是20世纪80年代出现的一种新型高能火焰喷涂方法,它的开发是继等离子喷涂之后热喷涂工业最具创造性的进展。因其采用氧气助燃,通常被称作HVOF(High velocity oxygen fuel).90年代中期,美国Browning公司开发了一新型超音速火焰喷涂系统-----空气超音速火焰喷涂系统,又称为HVAF系统,它利用压缩空气代替氧气,液压燃料(如煤油)代替气体燃料,在保证涂层质量的前提下,提高喷涂的安全性,并可降低成本。
工作原理:
超音速火焰喷涂以火箭发动机原理为依据,以航空煤油燃烧产生3000度高温热源使粉末在超音速火焰气流的作用下雾化成微细熔滴或道文颗粒,以高达31300米/秒的速度喷射到经过处理的工件表面,形成牢固的覆盖层,致密高,孔隙率小,从而使工件表面获得不同硬度、耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、消毒、防微波辐射以及其他各种特殊物理化学性能。 超音速火焰喷涂具有速度高(粉末粒子飞行速度>1100m/s),工件表面温度低(表面温度<200d°C)、涂层结合强度强(结合强度>90Mpa)、材料的还原性能好、涂层成分易控制的优点,因此被广泛应用于冶金(如辊类、轴类风机叶片)、化工(阀门、发应釜、管道、轴)、电力(锅炉四管、风机叶片)、石油(抽油泵、活塞、液压柱塞、轴)、造纸印刷(压光辊、机辊筒、涂布辊、烘缸、卷纸辊、刀具)、一般机械(轴类、盘类、钢管、球类零件等)领域中。 超音速火焰喷涂装置包含:控制柜、操纵盘、喷枪、软管、送粉器、气体供给装置、点火装置、冷却水泵。
超音速火焰喷涂特别适合喷涂的零部件:
1)高耐磨性零部件:轧钢机运输辊、泥浆泵柱塞、高速轴、油田抽油机柱塞、拉丝机塔伦、泵类密封件、螺旋输送机转子等、塑料挤出机螺杆;
2)高光洁的耐磨件:纸机压光辊、凸轮面等;
3)高温环境下的耐磨件:退火火炉底辊、涡轮机叶片、内燃机活塞顶、锅炉四管等;
4)耐冲刷、冲蚀的零部件:电厂煤粉机叶轮、大型风机叶轮等;
5)要求有一定耐冲击性的零部件:内燃机、压缩机曲轴轴颈等;
6)其他喷涂手段难以凑效的零件:铝合金件、钛合金件、铜合金件等。