耐磨涂层喷涂材料选择原则

2020-04-16 1769

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依据耐磨涂层使用环境的差异,应选择不同的喷涂材料及喷涂工艺,例如:

(1)软支承用涂层。这类涂层允许磨粒嵌入,也允许变形以调整轴承表面。喷涂材料多为有色金属;如铝青铜、磷青铜、巴氏合金和锡涂层等。具体应用零件如:巴氏合金轴承、水压机轴套、止推轴承瓦、压缩机十字滑块等。

(2)硬支承用涂层。硬支承表面通常在高载荷和低速度工况条件下工作,该类支承一般用于可嵌入性和自动调整性不重要的部位,以及润滑受限的部位。喷涂材料可选用镍基、铁基自熔合金,氧化物和碳化物陶瓷(如Al2O3-TiO2,Co-WC等)、难熔金属Mo以及Mo加自熔合金等。具体应用零件如:冲床减振器曲轴、防擦伤轴套、方向舵轴承、涡轮轴、主动齿轮轴颈和活塞环燃料泵转子等。

(3)耐磨粒磨损涂层。当使用温度低于540℃时,涂层要能经受外来磨料颗粒的切削和犁沟作用,涂层硬度应超过磨粒硬度;涂层材料可选用自熔合金加Mo或Ni/Al混合粉、高铬不锈钢、Ni/Al 丝、T8钢以及自熔合金加Co/WC混合粉。具体应用零件如:泥浆泵活塞杆、抛光杆衬套、混凝土搅拌机的螺旋输送器、烟草磨碎锤、心轴、磨光抛光夹具等。

当耐磨粒磨损涂层的使用温度在538 ~ 843℃之间时, 涂层要求在高温下有超过磨粒的硬度,还必须要有良好的抗氧化性,可采用铁基、镍基、钴基喷涂材料(如钴基Cr、Ni、W合金粉,Ni/Al丝,奥氏体低碳不锈钢,镍、钴自熔合金等)以及Cr3C2金属陶瓷粉;在受冲击或振动负荷时,若温度低于760℃,自熔合金最好;而当侵蚀严重时,最好采用Cr3C2;如主要用于抗氧化,则可采用铁、镍、钴基涂层。

(4)耐硬面磨损涂层。当使用温度低于 538℃时,磨损是由于硬面在较软表面上滑动时,硬的凸出部分使软表面开槽而导致刮出碎屑,此碎屑具有同磨粒一样的作用。这种情况下要求涂层要比配对表面硬,可采用某些铁基、镍基、钴基喷涂材料,自熔合金,有色金属(例如加铁铝青铜),氧化物陶瓷,碳化钨及某些难熔金属涂层材料。具体应用零件如拉丝绞盘、制动器套简、拨叉、塞规、轧管定径穿孔器、挤压膜、导向杆、浆刀、滚筒、刀片轧碎机、纤维导向装置、成形工具和泵密封圈等。

当耐硬面磨损涂层的使用温度在540~ 815℃时,虽基本情况与以上相同,但由于磨损在高温下会加剧进行,所以,需采用钴基自熔合金、Ni/AI 及碳化铬涂层材料。当温度低于760℃且有冲击负荷时,宜选用自熔合金;温度更高时宜选用Cr3C2涂层;以抗氧化为主则选Ni/Al等。具体应用零件如:锻造工具、热破碎辊、热成形模具等。

(5)耐微振磨损涂层。由于磨损通常是由不可预计的微振引起的,所以当使用温度小于540℃时,应选韧性较好的涂层,如自熔合金,氧化物、碳化物金属陶瓷,某些Ni、Fe、 Co基喷涂材料和有色金属等。具体应用零件如:伺服马达枢轴、凸轮随动件、摇臂、气缸衬套、防气圈、导叶、螺旋桨加强杆等。

当耐微振磨损涂层的工作温度在538 ~ 843℃时,由于工作温度较高,可采用特定的铁基、镍基、钴基材料及金属碳化铬陶瓷材料。具体应用零件如:喷气式发动机的涡轮机气密圈、气密环、气密垫圈和涡轮叶片等。

(6)耐气蚀涂层。因涂层要承受液体流中的气体冲击, 故要求涂层具有良好的韧性、高的耐磨性、耐流体腐蚀、无脆性。可用Ni基自熔合金、含AI9.5%、Fe1%的铜合金,含Ni38%的铜合金,自熔合金加Ni/Al混合粉,316型不锈钢,超细的Al2O3及纯C2O3等,且所有的涂层都应该经过密封处理。具体应用零件如:水轮机叶片、耐磨环、喷头和柴油机气缸衬套等。

(7)耐冲蚀磨损涂层。这些涂层要能经受尖锐的硬颗粒引起的磨损。可采用几种Ni基自熔合金粉、自熔合金加细铜混合粉、高Cr不锈钢粉、超细Al2O3粉、纯Cr2O3粉、Al2O3 + TiO2 13%复合粉和Co/WC复合粉。具体应用零件如:抽风机、水电阀和旋风除尘器等。