冷喷涂设备

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冷喷涂是在低温状态下实现涂层的沉积,涂层中形成的残余应力低(主要是压应力),涂层厚度可达数毫米。对基体热影响区小,喷涂过程中对喷涂粉末无氧化、无污染。制备的涂层性质基本保持原始材料的性能。

冷喷涂设备原理:喷涂用气体(常用N2或者He)压缩至3.5MPa(低压冷喷涂在1MPa以下)并通过加热装置预先加热,输送到冷喷涂喷枪,在喷枪中进一步被喷枪加热,通过拉瓦尔喷嘴后,工作气体急剧扩张至超音速,粉末在喷嘴喉部注入,被加热加速,加热的温度远远低于材料的熔点,粉末在完全固态下高速撞击到基体,通过颗粒强烈的塑性变形沉积形成涂层。冷喷涂过程中为了达到气流的速度和对颗粒的加速效果,也对加速气体进行预热处理,但这种预热温度较低,一般不高于600℃,粉末颗粒仍旧保持固态。冷喷涂高速飞行颗粒撞击基体后是形成涂层还是对基体产生喷完或冲蚀作用,或对基体有效沉积形成涂层,取决于颗粒撞击前的速度。对于一定材料,存在一个“临界速度”,只有颗粒速度大于该速度,颗粒撞击后才能沉积于基体表面形成涂层。

cold spray

冷喷涂设备可喷涂材料:目前冷喷涂设备只能喷涂可以产生塑性变形的材料,因此只能喷涂金属和合金粉。常喷涂的金属材料为Cu、Al、Ni等,常喷涂的合金粉有NiCr、NiCrAl、CuAl等。一些易于应变硬化的材料,如317L不锈钢TiAl8V4等不适合采用冷喷涂。

冷喷涂设备的价格:冷喷涂设备一般由控制装置、喷枪、加热器、送粉器、喷涂机械手、和抽风除尘装置组成。冷喷涂设备目前应用还不广,设备没有批量生产,因此设备价格较贵,商用的设备以进口为主,高压冷喷涂设备在200万~500万,低压冷喷涂设备在20万左右。

冷喷涂设备图片:

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冷喷涂涂层,涂层厚度理论上可以无限厚。

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